[發(fā)明專利]一種COREX爐渣配制的綠色混凝土

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210047185.2
• 申請日: 2012-02-28
• 公開（公告）號: CN102584145A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王彩英;林長農(nóng);張倩;顧惠平;趙玉靜;謝苑華;王林;曹黎穎;徐莉;沈燕華;張紅
• 申請（專利權(quán)）人: 寶鋼發(fā)展有限公司
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31227
• 代理人: 吳澤群

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于土木工程的混凝土技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種新型的綠色混凝土的配制技術(shù)，特別涉及到采用COREX熔融還原法非高爐煉鐵爐渣制備混凝土材料的技術(shù)。

背景技術(shù)

鋼鐵產(chǎn)品是人類社會非常重要的結(jié)構(gòu)材料，也是產(chǎn)量最大、覆蓋面最廣的功能材料。近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速增長，特別是建筑業(yè)轉(zhuǎn)型和綠色建筑的發(fā)展需求，鋼鐵工業(yè)得到了較好的發(fā)展，2010年我國粗鋼產(chǎn)量已突破6億噸，其中絕大部分來自高爐-轉(zhuǎn)爐流程。高爐煉鐵工藝歷經(jīng)數(shù)百年的發(fā)展，工藝已日趨成熟。即使如此，高爐工藝也存在一些問題：工藝流程復(fù)雜、能耗高、環(huán)境污染嚴(yán)重與投資龐大等。另外高爐煉鐵工藝對冶金焦有很強的依賴性，然而從已探明的世界煤炭儲量來看，焦煤僅占總儲煤量的5％，而且分布很不均勻，因此高爐煉鐵的發(fā)展面臨著焦煤缺乏的困難。為解決這一困難，非高爐煉鐵技術(shù)就應(yīng)運而生了，而且得到了較快的發(fā)展。

非高爐煉鐵技術(shù)可以分為熔融還原和直接還原兩大類。熔融還原法是以非焦煤為能源，在高溫熔態(tài)下進(jìn)行鐵氧化物還原，渣鐵能完全分離，得到類似高爐的含碳鐵水。熔融還原法是20世紀(jì)20年代開始提出的，其中最具重要意義的COREX法是由KORF和VOEST-ALPINE在奧地利和德國政府的財政支持下聯(lián)合開發(fā)的。COREX法工藝流程為：礦石的還原和熔融分別在兩個爐子中進(jìn)行，采用預(yù)還原豎爐及熔融氣化爐分別對鐵礦石進(jìn)行還原和熔化。COREX法的優(yōu)點是：以非焦煤為能源，擺脫了高爐煉鐵對優(yōu)質(zhì)冶金焦的依賴；對原、燃料適應(yīng)性較強，生產(chǎn)的鐵水可用于氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼；生產(chǎn)靈活，必要時可生產(chǎn)高熱值煤氣以解決鋼鐵企業(yè)的煤氣平衡問題；直接使用煤和氧，不需要焦?fàn)t及熱風(fēng)爐等設(shè)備，減少污染，降低了基建投資，生產(chǎn)費用比高爐減少30％以上。

但是，COREX熔融還原法非高爐煉鐵工藝產(chǎn)生的爐渣與高爐煉鐵工藝產(chǎn)生的爐渣存在以下差別：1)質(zhì)量系數(shù)不同，造成COREX爐渣質(zhì)量系數(shù)差的主要原因是其中的非活性成分(氧化硅)的含量相對較高，活性成分(氧化鈣)的成分相對較低；2)容重不同；3)渣中鐵含量不同-前者單質(zhì)鐵含量相當(dāng)不穩(wěn)定，最高含量達(dá)到7％左右，最低含量為0.3％；氧化鐵含量波動也比較大，波動范圍在1.2％～11％；而后者渣中的單質(zhì)鐵含量波動范圍在0.6％～3％，氧化鐵含量一般在1.78％左右。

正是由于COREX熔融還原法非高爐煉鐵工藝產(chǎn)生的爐渣與傳統(tǒng)的高爐煉鐵工藝產(chǎn)生的爐渣存在很大差異，所以現(xiàn)有的關(guān)于煉鐵爐渣的回收利用技術(shù)不能用于對COREX爐渣的回收處理，但是如果COREX爐渣不處理，將造成大量資源的浪費和環(huán)境污染問題，所以如何回收處理COREX熔融還原法非高爐煉鐵工藝產(chǎn)生的大量爐渣，已成為本行業(yè)急需解決的一個重要技術(shù)課題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷，以及發(fā)展綠色混凝土技術(shù)要求，提供一種采用COREX熔融還原法非高爐煉鐵爐渣配制的綠色混凝土，不僅實現(xiàn)COREX爐渣回收再利用，避免產(chǎn)生資源浪費和環(huán)境污染問題，而且開辟并且豐富了冶金固體廢棄物的綜合利用途徑。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明所提供的采用COREX熔融還原法非高爐煉鐵爐渣配制的混凝土，混凝土容重2300～2450kg/m³，其組分和含量為：硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥5wt％～9wt％，礦渣微粉2wt％～6wt％，粉煤灰2wt％～5wt％，COREX爐渣9wt％～36wt％，黃砂0wt％～32wt％，碎石45wt％～48wt％，奈系中效外加劑0.10wt％～0.15wt％，余量為拌合水。

所述硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥包括強度等級為42.5及其以上的水泥；具體強度等級根據(jù)混凝土強度等級選用。

所述COREX爐渣為COREX熔融還原法非高爐煉鐵所產(chǎn)生的爐渣，細(xì)度模數(shù)(uf)為2.4～3.4，質(zhì)量系數(shù)≥1.3。

所述黃砂細(xì)度模數(shù)為1.8～2.5。

所述碎石粒徑為5～25mm。

本發(fā)明全部采用COREX爐渣或者部分采用COREX爐渣配制的綠色混凝土，一方面大量節(jié)約了冶金資源性材料，不用或少用天然資源性材料，降低了混凝土生產(chǎn)成本，另一方面又保證了所配制的混凝土具備良好的工作性、耐磨性能和持續(xù)增長的強度，配制的C30及其以下強度等級的混凝土，具備良好的和易性、可泵性、強度和耐久性，無放射性危害。混凝土制備工藝簡單，同時解決了COREX爐渣的回收再利用問題，避免了資源浪費和環(huán)境污染，具有明顯的社會、經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效益。

具體實施方式