摘 要

本文在钢渣分相熟料烧成工艺的基础上探究了烧成过程中的一些因素对烧成熟料性能的影响。就钢渣掺量和率值这两类因素的变化对于熟料性能的影响进行了探究，所得结果对于实际生产过程中原料的配比和钢渣的回收利用率有重要的指导意义。

论文主要研究了钢渣掺量的变化以及SM的调整对于钢渣分相熟料性能的影响。研究结果表明：随着钢渣掺量由0-10%的不断增加，碳酸钙分解温度变化不大，但是液相出现的温度不断降低，促进了固相反应的进行，对熟料烧成有积极影响，且钢渣掺量在0-5%时的优化效果更好，另外，0-5%钢渣掺量时对早期强度的提升较高，而6-10%掺量时后期强度影响较大。随着硅率从1.95-2.45，C₂S含量不断增加，到一定程度后保持不变，C₃S的含量先增加，当硅率到达2.25后略有降低。随着硅率的增加，3d强度先增大后减小，在硅率为2.25时达到最大为56.7MPa，7d和28d强度都不断增加。

本文特色：从实际工厂生产应用的角度出发，考虑在生产过程中的钢渣掺量和率值的变化对生产的影响，对钢渣的大批量处理极具意义。

关键词：钢渣；率值；熟料；活性；易磨性；安定性

Abstract

Based on the sintering process of steel slag phase-separated clinker, the influence of some factors in the sintering process on the properties of the sintered clinker was studied in this paper. The influence of the change of the content and ratio of steel slag on the clinker performance is studied. The results obtained have important guiding significance for the ratio of raw materials and the recovery and utilization rate of steel slag in the actual production process.

This paper mainly studies the influence of the change of steel slag content and the adjustment of SM ratio on the performance of steel slag phase separation clinker. The results show that the decomposition temperature of calcium carbonate does not change much with the increase of steel slag content from 0 to 10%, but the temperature of liquid phase decreases continuously, which promotes the solid phase reaction and has a positive effect on clinker firing. Moreover, the optimum effect of steel slag content from 0 to 5% is better. In addition, the early strength is improved by 0-5% steel slag content, while the later strength is enhanced by 6-10% steel slag content. The impact is greater. With the increase of silicon content from 1.95 to 2.45, the content of 4 and C₂S keeps unchanged to a certain extent. The content of C₃S increases first, and decreases slightly when the silicon content reaches 2.25. With the increase of silicon content, the 3D strength increases first and then decreases, reaching the maximum of 56.7MPa at the silicon content of 2.25, and increasing at 7d and 28d.

Characteristics of this paper: From the point of view of actual plant production and application, considering the influence of the change of slag content and ratio on production, it is of great significance for large-scale treatment of steel slag.

Key Words：Steel slag; Ratio; Clinker; Activity; Grindability; Stability

目 录

第1章 绪论 1

1.1前言 1

1.2钢渣特性 3

1.2.1 钢渣的产生与分类 3

1.2.2 钢渣的物理特性 3

1.2.3 钢渣的化学性质 4

1.3钢渣的综合利用 7

1.3.1钢渣用于钢铁冶炼 8

1.3.2钢渣用于水泥、混凝土 8

1.3.3 钢渣作铁质校正原料烧制水泥熟料 9

1.3.4 钢渣作道路工程材料 9

1.4 研究目标、研究内容、技术路线 9

1.4.1 钢渣分相水泥熟料烧成技术 9

1.4.2 研究目标 11

1.4.3 研究内容 11

1.4.4技术路线 11

第2章 原材料与实验方法 12

2.1原材料 12

2.1.1 水泥生料 12

2.1.2 钢渣 13

2.1.3 胶凝材料 14

2.1.4 石膏 16

2.2 钢渣熟料室内模拟实验设计 16

2.2.1 配比计算 16

2.2.2 生料制备 17

2.2.3熟料烧成 17

2.2.4水泥制备 18

2.3 主要测试方法 18

2.3.1 熟料易磨性评价 18

2.3.2 钢渣分相熟料的岩相分析 18

2.3.3 熟料中游离氧化钙含量测定 19

2.3.4 分相熟料粒径分布测试 19

2.3.5水泥净浆试块抗压强度测试 19

2.3.6 X射线衍射分析 19

2.3.7 产物微观形貌观察 19

2.3.8 化学结合水量测试 19

第3章 钢渣分相熟料的烧成 20

3.1钢渣分相熟料烧成机理 20

3.2 钢渣分相熟料烧成制度设计 20

3.2.1 不同钢渣掺量情况下生料配比计算 20

3.2.2 钢渣掺量对熟料烧成温度的影响 21

3.2.3 分相熟料微观形貌 22

3.3 不同率值对熟料性能的影响 25

3.3.1不同率值下的生料配比设计 25

3.3.2 熟料率值对分相熟料矿物组成影响 26

3.3.3 率值对熟料胶凝性能的影响 28

3.4 钢渣掺量对分相熟料性能影响 28

3.4.1钢渣掺量对分相熟料易磨性的影响 28

3.4.2 钢渣掺量对分相熟料易烧性影响 32

3.4.3 钢渣掺量对分相熟料矿物组成影响 33

3.4.4 钢渣掺量对分相熟料胶凝性能影响 34

3.4.5 钢渣掺量对水化产物微观形貌影响 36

3.5 本章小结 37

第4章 结论与展望 38

4.1结论 38

4.2 展望 39

参考文献 39

致 谢 42

附件1 43

附件2 44

第1章 绪论

1.1前言

水泥行业作为传统建筑行业的龙头之一，为国民经济的发展做出了重大贡献，但近年来，随着我国经济发展，行业生产力趋于饱和甚至过饱和。据统计，我国水泥产量自 1985 年以来一直稳居世界第一， 2017 年水泥产量达到 23.16 亿吨^[1]。且目前传统水泥行业能耗高，资源消耗量大，环境污染突出，水泥行业进行转型迫在眉睫。

在2015年的巴黎世界气候大会上通过了《巴黎协定》，该协定为世界各国关于气候变化应对措施做出了对应安排。联合国于2018年12月15日召开的卡托维兹气候变化大会上完成了关于《巴黎协定》的实施细则谈判，各国在此次大会中通过的实施细则主要包括制定自主贡献导则，设计透明度框架，并被要求报告 2020年后关于减缓、适应、资金支持等相关信息，计划于2023年实施全球碳排放盘点机制^[2]。以上公约和协议的制定表明了全球碳交易约束力正在逐渐形成，各国在低碳经济发展上逐渐达成共识。中国作为全球最大碳排放量国家之一，必将采取更多的措施以保证在在全球碳交易市场中的话语权。

水泥行业是温室气体排放的主要来源之一，水泥生产过程中排放的温室气体的量约占全球人类活动排放的 5% 。2015 年我国能源消耗总量 43 亿吨标准煤，水泥行业能耗约为 1.75 亿吨标准煤，约占全国总能耗的 4.07%；CO₂ 排放约为 14.91 亿吨，约占全国总排放的 10% ～ 12%；SO₂ 排放约为 300 万吨，约占全国 SO₂ 总排放量的 6% ～ 7%^[3]。通过数据可以看出，作为世界水泥生产和消费最大的国家，找到一种整体的方法来减少水泥工业的碳排放量，是当下迫在眉睫的任务。2018年国务院发布《打赢蓝天保卫战三年行动计划》，该《计划》中要求严控“两高”行业产能，努力减少大气污染物总排放量。中国水泥协会也发出相应实施方案用于推进水泥行业的绿色发展^[4]。