刘仕业等：高炉渣对钢渣改性的物理化学基础研究 ·563· Fe-KA -k 22 元素 质量分数% 原子分数% 486420 Fe 53.42 66.33 Mo 46.58 33.67 Fe 0.2 4 10 12 14 1618 20 能量keV 图9改性渣扫描电镜形貌、面扫及点1的能谱 Fig.9 Microstructure and surface scans of modified slags and EDS energy spectrum of point I 2m左右，对其进行能谱分析并面扫.通过面扫结 果，X射线能谱分析及对比银白色产物的X射线衍 3结论 射图谱可以确定，白色斑点与银白色物质为同一种 (1)通过热力学计算可知，使用高炉渣改性钢 物质，是Fe,Mo与Fe相的混合物. 渣是可行的，高炉渣中的SiO,与钢渣中f-Ca0反 配碳还原改性渣，使改性渣中C,AF(铁酸钙属 应，生成胶凝相2Ca0·Si02、3Ca0·Si02、3Ca0· 于难磨矿相)含量降低，产生了Fe,Mo与Fe相的银 AL,0,同时降低了钢渣中的f-Ca0含量.通过黏度 白色混合产物（图8中插图），说明含相被碳还 计算可知，随着高炉渣的掺加量的增加，改性渣的黏 原.生成的单质Fe沉入坩埚底部与钼坩埚反应，实 度增大，因此高炉渣的摻加量有所限制. 现了渣铁自动分离，提高了改性渣的易磨性，有助于 钢渣建材化利用，同时钢渣中Fe的回收率也大大 (2)在1550℃下，使用热态高炉渣作为改性剂， 提高. 实现了钢渣的熔融改性，提高了改性渣的胶凝性和 综上所述，熔融状态下，使用高炉渣改性钢渣， 稳定性，改性渣中f-Ca0含量显著降低.当处理温 促进C,S、C,S等胶凝相生成，降低钢渣中f-Ca0含 度为1550℃，高炉渣掺加量为10%时，改性渣中的 量，使其达到国家对钢渣建材化使用的要求（国标 f-Ca0质量分数降低至1.64% GB/T20491一2006规定，用于水泥和混凝土的钢渣 (3)热态高炉渣改性钢渣，能改善改性渣的矿 微粉f-Ca0质量分数必须低于3%)，提高了钢渣的 物组成，促进胶凝相2Ca0·Si02、3Ca0·Si02的生成， 安定性：通过焦炭还原改性渣中的含Fe相，实现了 但改性剂添加量达到15%时，生成了较多的钙铝黄 渣铁的自动分离，提高了钢渣中铁的回收率，使钢渣 长石相，不利于胶凝相的提高，因此高炉渣添加量不 的易磨性增强.综合考察比较改性钢渣稳定性、聚 宜超过15%. 合度、金属化率等考虑，以高炉渣配加量10%的改 (4)在1550℃下，高炉渣添加量为10%，配碳 性渣、添加焦炭200%，其改性效果最好. 量为200%时，改性渣的主要矿相为3Ca0·Si02、刘仕业等: 高炉渣对钢渣改性的物理化学基础研究 图 9 改性渣扫描电镜形貌、面扫及点 1 的能谱 Fig. 9 Microstructure and surface scans of modified slags and EDS energy spectrum of point 1 2 滋m 左右,对其进行能谱分析并面扫. 通过面扫结 果、X 射线能谱分析及对比银白色产物的 X 射线衍 射图谱可以确定,白色斑点与银白色物质为同一种 物质,是 Fe2Mo 与 Fe 相的混合物. 配碳还原改性渣,使改性渣中 C4AF(铁酸钙属 于难磨矿相)含量降低,产生了 Fe2Mo 与 Fe 相的银 白色混合产物(图 8 中插图),说明含 Fe 相被碳还 原. 生成的单质 Fe 沉入坩埚底部与钼坩埚反应,实 现了渣铁自动分离,提高了改性渣的易磨性,有助于 钢渣建材化利用,同时钢渣中 Fe 的回收率也大大 提高. 综上所述,熔融状态下,使用高炉渣改性钢渣, 促进 C2 S、C3 S 等胶凝相生成,降低钢渣中 f鄄鄄 CaO 含 量,使其达到国家对钢渣建材化使用的要求(国标 GB / T20491—2006 规定,用于水泥和混凝土的钢渣 微粉 f鄄鄄CaO 质量分数必须低于 3% ),提高了钢渣的 安定性;通过焦炭还原改性渣中的含 Fe 相,实现了 渣铁的自动分离,提高了钢渣中铁的回收率,使钢渣 的易磨性增强. 综合考察比较改性钢渣稳定性、聚 合度、金属化率等考虑,以高炉渣配加量 10% 的改 性渣、添加焦炭 200% ,其改性效果最好. 3 结论 (1)通过热力学计算可知,使用高炉渣改性钢 渣是可行的,高炉渣中的 SiO2 与钢渣中 f鄄鄄 CaO 反 应,生 成 胶 凝 相 2CaO·SiO2 、 3CaO·SiO2 、 3CaO· Al 2O3 ,同时降低了钢渣中的 f鄄鄄CaO 含量. 通过黏度 计算可知,随着高炉渣的掺加量的增加,改性渣的黏 度增大,因此高炉渣的掺加量有所限制. (2)在 1550 益下,使用热态高炉渣作为改性剂, 实现了钢渣的熔融改性,提高了改性渣的胶凝性和 稳定性,改性渣中 f鄄鄄 CaO 含量显著降低. 当处理温 度为 1550 益 ,高炉渣掺加量为 10% 时,改性渣中的 f鄄鄄CaO 质量分数降低至 1郾 64% . (3)热态高炉渣改性钢渣,能改善改性渣的矿 物组成,促进胶凝相 2CaO·SiO2 、3CaO·SiO2的生成, 但改性剂添加量达到 15% 时,生成了较多的钙铝黄 长石相,不利于胶凝相的提高,因此高炉渣添加量不 宜超过 15% . (4)在 1550 益 下,高炉渣添加量为 10% ,配碳 量为 200% 时,改性渣的主要矿相为 3CaO·SiO2 、 ·563·