高炉渣对钢渣改性的物理化学基础研究

刘仕业¹，王占军¹，彭犇²，岳昌盛²，郭敏¹，张梅^1,3

1. 北京科技大学冶金与生态工程学院2. 中冶建筑研究总院有限公司3. 山西低附加值煤基资源高值利用协同创新中心

摘 要：钢渣用作建筑材料时,由于其中含有大量游离氧化钙（f-CaO）,稳定性较差,通常需要改性钢渣以提高其稳定性、胶凝性.在对钢渣、高炉渣进行化学成分和矿物组成分析的基础上,对高炉渣改性钢渣的可能性进行了热力学计算,结果表明高炉渣中的SiO₂与钢渣中f-CaO反应,生成胶凝相,同时降低了钢渣中的f-CaO含量.本文通过研究热态高炉渣改性钢渣,结合X射线衍射、拉曼光谱、扫描电镜及能谱分析等研究方法,对改性钢渣的矿物成分、f-CaO含量、黏度变化等进行了分析.研究发现随着热态高炉渣配比量的增加,改性渣黏度缓慢增加,改性钢渣中f-CaO、RO相含量降低,改性渣的胶凝性能提高.在1550℃下,钢渣中添加10%高炉渣时,改性渣中2CaO·SiO₂（C2S）、3CaO·SiO₂（C3S）含量显著提高,f-CaO质量分数降至1.64%,稳定性大大提高,符合建材化使用要求.此外,进一步使用焦炭还原改性渣中的铁,轻松实现了渣铁分离,提高改性渣的易磨性.

关键词：钢渣;高炉渣;改性;胶凝活性;配碳还原;