一种高性能粒化高炉矿粒化能渣粉的生产方法与

发布者:admin 发布时间:2019-10-25 20:08 浏览次数:

我国生铁年产量约为7亿吨,每生产1吨生铁会产生300kg左右的高炉矿渣,则我国年产高炉矿渣在2亿吨左右,采用机械磨细法(即机械激化法)将高炉矿渣加工成具有一定细度的粉体用于替代部份高标号硅酸盐水泥是世界各国激发矿渣活性的最重要手段,而粉磨设备多以能耗低、磨耗低、自动化程度高的立磨为主,全国已经建成了粒化高炉矿渣粉立磨生产线条,能够消化掉钢铁企业所排放的2亿吨粒化高炉矿渣。UHPC的制备离不开高性能粒化高炉矿渣粉等优质矿物掺合料,高性能粒化高炉矿渣粉部分取代水泥,可以补充硅灰和水泥颗粒之间的中间颗粒,可进一步优化体系的颗粒级配,降低体系成本,是UHPC绿色化的必由之路。以30%左右的高性能粒化高炉矿渣粉等量替代硅灰生产的超高强混凝土的强度和综合性能更好;优质矿渣粉与优质粉煤灰、硅灰等掺合料复合化将是矿物掺合料发展的必然趋势。再以终级粉磨设备对初磨矿渣粉进行终级粉磨,并将终产品比表面积控制在520~550m2/kg之间;磨头仓中的初磨矿渣粉经螺旋秤、空气输送斜槽和提升机送入由Φ2.2×7.5m管磨机与O-Sepa350型选粉机组成的闭路粉磨系统进行终级粉磨,出磨物料由提升机提运至O-Sepa350型选粉机进行粒度分级,调整选粉机风量和转速使细粉比表面积≥520m2/kg、0.045方孔筛筛余1%;所述初级粉磨设备是立磨、辊压磨能耗低、磨耗低、自动化程度高的磨粉机。   表3高性能粒化高炉矿渣粉与GB/T18046-2008之S105级技术要求对比项目流动度比7d活性指数28d活性指数比表面积GB/T18046-2008≥95%≥95%≥105%≥500m2/kg高性能粒化高炉矿渣粉>98>98>108%>530m2/kg当前第1页123其次将磨头仓中的初磨矿渣粉经空气输送斜槽、螺旋输送机等密封式输送设备送入管磨机与选粉机组成的闭路粉磨系统中,出磨物料由斗式提升机提运到选粉机中进行粒度分级,调整选粉机运行参数使细粉比表面积大于520m2/kg、45μm方孔筛筛余<1%,粗粉由空气输送斜槽或螺旋输送机送回管磨机的途中,加入占管磨机台时产量0.5%~5%的碱性激发剂,作为有效激发粒化高炉矿渣中铝硅玻璃体的化学激发剂,以充分激发粒化高炉矿渣的潜在活性,使终产品成为性能指标优于S105级技术要求的高性能粒化高炉矿渣粉。可将立磨、或辊压磨的片状矿渣粉颗粒形态修正为近球形与无定形圆球状且表面较为光滑的硅灰相近;GB/T31289-2014《海工硅酸盐水泥》明确规定在其组成中矿渣粉、粉煤灰和硅灰的重量比共计达50-70%,这一标准的制定和执行,为矿渣粉的大掺量应用及推广扫清了障碍,也是大掺量矿渣粉水泥发展的趋势,但其中的矿渣粉必须是性能指标达到或高于S105级技术要求的高性能粒化高炉矿渣粉。技术实现要素:为了克服现有技术的上述缺点,本发明提供一种高性能粒化高炉矿渣粉的生产方法,它能够使粒化高炉矿渣粉性能指标超过GB/T18046-2008《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》之S105级技术要求,生产出来的粒化高炉矿渣粉的比表面积在500m2/kg以上,产品按GB/T18046-2008进行检测,7天活性指数>95%,28天活性指数>105%,流动度比>95%,且粉体的颗粒形貌是近球形,产品用于超高性能混凝土中,可降低资源紧缺、价格昂贵的硅灰在复合体系中掺量的30%左右?   高性能粒化高炉矿渣粉用于制备预制混凝土构件具有显著的技术经济优势:高性能粒化高炉矿渣粉与优质粉煤灰、硅灰等其它掺合料相比活性高,尤其是在蒸汽养护条件下(大多预制构件厂采用),更加有利于矿渣粉的水化反应。所得高性能粒化高炉矿渣粉按GB/T18046-2008《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》进行检测,指标对比见表3。所得高性能粒化高炉矿渣粉按GB/T18046-2008《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》进行检测,指标见表1。产品按GB/T18046-2008进行判定各项性能指标均优于S105级技术要求,即比表面积在520m2/kg以上,7天活性指数>95%,28天活性指数>105%,流动度比>95%;粗粉由空气输送斜槽输送到管磨机的途中,加入占管磨机台时产量3%的固体水玻璃和0.6%的亚硝酸钠,作为有效激发粒化高炉矿渣中铝硅玻璃体的化学激发剂,以充分激发粒化高炉矿渣的潜在活性,使终产品成为性能指标优于S105级技术要求的高性能粒化高炉矿渣粉。粗粉由空气输送斜槽输送到管磨机的途中,加入占管磨机台时产量3%的二水石膏和0.06%的三乙醇胺,作为有效激发粒化高炉矿渣中铝硅玻璃体的化学激发剂,以充分激发粒化高炉矿渣的潜在活性,使终产品成为性能指标优于S105级技术要求的高性能粒化高炉矿渣粉。磨头仓中的初磨矿渣粉经螺旋秤、空气输送斜槽和提升机送入由Φ3×9m管磨机与F1000涡流式选粉机组成的闭路粉磨系统进行终级粉磨,出磨物料由提升机提运至F1000涡流式选粉机进行粒度分级,调整选粉机风量和转速使细粉比表面积>520m2/kg、0.045方孔筛筛余1%;超高性能混凝土(Ultra-HighPerformanceConcrete,UHPC)是一种高强度、高韧性、低孔隙率的超高强水泥基材料,是继高强、高性能混凝土之后出现的一种力学性能和耐久性更加优越的新型建筑材料。掺入高性能粒化高炉矿渣粉的超高强混凝土工作性能良好,且稳定;全国所有矿渣粉生产线《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》判定其性能指标只能达到S95级,性能指标高于S105级的高性能粒化高炉矿渣粉在国内尚属空白。出炉液态渣经水淬急冷后便成为“粒化高炉矿渣”,由于高炉矿渣属于硅酸盐质材料,出渣温度越高,冷却速度越快,则矿渣玻璃化程度越高,矿渣的潜在化学能就越大,活性也就越高。多元复合矿物掺合料可实现微集料效应、形态效应、界面效应、火山灰效应等?   在终级粉磨过程中加入0.5%~5%的碱性激发剂,使高炉矿渣在进行终级机械激发的同时,进行有效的碱激发,从而可将高炉矿渣的潜在活性尽早地发挥出来,而成为优质矿物掺合料。掺入高性能粒化高炉矿渣粉可使超高强混凝土具有更加优良的耐久性。本发明的积极效果是:采用二级机械激发(即二级粉磨)可将立磨、或辊压磨矿渣粉的比表面积以最低的粉磨能耗由420m2/kg左右提高到520m2/kg以上;所得高性能粒化高炉矿渣粉按GB/T18046-2008《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》进行检测,指标对比见表2。所述碱性激发剂是能够有效激发粒化高炉矿渣中铝硅玻璃体(Al2O3·2SiO2)的碱性物质,如二水石膏、烧石膏、固体水玻璃、明矾、脱硫石膏、亚硝酸钠、硫酸钠、三乙醇胺等混凝土常用外加剂。《高性能混凝土评价标准》中规定:高性能混凝土中使用的矿渣粉须满足S95或S105级技术要求,且合格的批量不少于总批量的90%。:高炉矿渣是冶炼生铁时从高炉中排出的一种废渣。在冶炼生铁时加入高炉的原料,除了铁矿石和燃料(焦炭)外,还要加入一定量的熔剂矿(石灰石、白云石等),当炉温达到1400~1600℃时,熔剂矿与铁矿石发生高温反应生成生铁和矿渣。在所述终级粉磨过程中加入0.5%~5%的碱性激发剂,是在选粉机粗粉返回管磨机进行闭路粉磨的输送过程中加入。在对高炉矿渣进行终级机械激发的同时,进行有效的碱激发,从而可将高炉矿渣的潜在活性尽早地发挥出来,使之成为优质矿物掺合料。高性能粒化高炉矿渣粉可作为预制混凝土的早强剂,提高混凝土的早期强度,从而缩短脱模时间,降低预制构件的破损率。表1高性能粒化高炉矿渣粉与GB/T18046-2008之S105级技术要求对比项目流动度比7d活性指数28d活性指数比表面积GB/T18046-2008≥95%≥95%≥105%≥500m2/kg高性能粒化高炉矿渣粉>96>96>105%>520m2/kg实施例1:以RMS51/26/435立磨作为初级粉磨设备,将粒化高炉矿渣粉磨至比表面积430m2/kg左右,然后送入管磨机磨头仓;具体实施方式下面结合实施例对本发明进一步说明。矿物掺合料是高性能混凝土的重要组分之一,多元矿物掺合料复掺技术是实现高性能混凝土的有效途径之一。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种高性能粒化高炉矿渣粉的生产方法,其生产步骤是:首先采用能耗低、磨耗低、自动化程度高的磨粉机为初级粉磨设备,将初磨矿渣粉的比表面积控制在400~450m2/kg之间;一种高性能粒化高炉矿渣粉的生产方法,其生产步骤是:以立磨或辊压磨作为初级粉磨设备,首先将粒化高炉矿渣磨制成比表面积在430m2/kg左右、0.045mm方孔筛筛余在5%以下,然后送入管磨机磨头仓;表2高性能粒化高炉矿渣粉与GB/T18046-2008之S105级技术要求对比项目流动度比7d活性指数28d活性指数比表面积GB/T18046-2008≥95%≥95%≥105%≥500m2/kg高性能粒化高炉矿渣粉>100>100>110%>526m2/kg实施例2:以RMS51/26/435立磨作为初级粉磨设备,将粒化高炉矿渣粉磨至比表面积450m2/kg左右,然后送入管磨机磨头仓;高炉矿渣是由脉石、灰分、熔剂矿与其他不能进入生铁中的杂质组成的一种易熔混合物。所述终级粉磨设备是管磨机与旋风式选粉机、涡流式选粉机、离心式选粉机、三分离选粉机、O-Sepa选粉机、转子式选粉机等粒度分级设备中的任意一种组成的闭路粉磨系统。
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