邯钢LF精炼渣水化特性
2021-03-17李颖汪坤梁文特张思奇卢翔宇许成文倪文
李颖,汪坤,梁文特,张思奇,卢翔宇,许成文,倪文
(1.北京科技大学土木与资源工程学院,北京,100083;2.河钢股份有限公司邯郸分公司,河北邯郸,056015)
2010年,我国钢铁工业精炼比已达到70%,随着市场对钢产品质量要求的提高,精炼比还在不断提高[1]。2017年,我国粗钢产量83 173 万t,按照精炼比为70%,一般精炼渣排出量按所处理钢液量的2%~5%来计算,2017年我国的精炼渣年产量约为2 000 万t[1−4]。LF(Ladle Furnace)钢包炉是目前我国钢铁企业应用最多的精炼炉型。我国钢铁企业排放的精炼渣中,LF 精炼渣占较大比例。LF 精炼渣具有易粉化、易水化的特点,随着排渣量的增多,简单的堆存处理占地多,粉尘污染严重,还有可能因渗滤液pH超标导致水环境污染。
国内外针对LF 精炼渣的大规模利用开展了广泛的研究。我国的研究大多集中在精炼渣的冶金回用方面,但这种利用方式只能减少精炼渣外排量,不能将其完全利用,并且循环回用的次数一般不超过3 次,利用率有限[5−6]。杜昀聪等[7]综述了我国几种典型LF 精炼渣的物化特性和综合利用途径,认为精炼渣作为混凝土或砂浆砌块的掺合料,有助于提高材料工作性能、力学性能和耐久性能,并能带来积极的环境效应。GB/T 33813−2017“用于水泥和混凝土中的精炼渣粉”[8]已于2018年11月开始实施,这标志着精炼渣在我国已正式成为继矿渣、粉煤灰、钢渣等材料之后,可大量用于建筑材料的新一代矿物掺合料。
国外对LF 精炼渣的水化机理研究得比较深入,NGUYEN 等[9−10]认为:LF 精炼渣与水混合时首先生成亚稳态的水化产物C2AH8,在水化后7~30 d内,亚稳态水化产物C2AH8会转化为稳态水化产物C3AH6,导致微观结构发生变化,使材料的抗压和抗折强度降低,干缩增大,抗冻融性能下降。……