CN106012742A - 一种利用精炼炉白渣稳定化处理公路水稳层的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用精炼炉白渣稳定化处理公路水稳层的工艺，其操作步骤如下：1、将炼钢的精炼炉白渣进行分选，其中粉末状粒度在150目的部分，直接收集后拉运到公路施工点待用；2、块状的精炼炉白渣使用球磨机，磨细到粒度为150目，拉运到公路施工点待用；3、将电炉钢渣破碎到粒度3cm以下，拉运到公路施工点待用；4、按照精炼炉白渣质量百分比为12%的比例，与质量百分比为88%的电炉钢渣进行混合，电炉钢渣中间缺少级配的采用砂石料补足，然后按照公路的施工工艺方法铺筑水稳层即可。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用精炼炉白渣稳定化处理公路水稳层的工艺。
背景技术
LF精炼炉的冶炼过程中，产生吨钢9～15kg的精炼炉白渣，不同的精炼工艺和不同的冶炼钢种，产生的精炼炉白渣的成分各不相同，但是所有的精炼炉白渣都含有硅酸二钙和硅酸三钙、铝酸钙等水泥熟料的成分，并且精炼炉白渣中间的游离氧化钙含量也较高。但是精炼炉白渣容易粉化，产生的细颗粒粉尘污染较大，是一种污染性较强的冶金渣。
另外一方面，电炉炼钢过程中产生的氧化渣，碱度在1.5～2.5之间，由于电炉炼钢采用废钢为主原料，废钢中间的Cr、Ni、Cu、Pb、Mn等元素有部分被氧化，进入钢渣，形成多种尖晶石相，加上电炉钢渣的碱度没有转炉钢渣的高，所以电炉钢渣的潜在水化反应活性较低，硬度较高、耐磨相较多。这些原因造成电炉钢渣的规模化应用难度较大。
此外，公路工程的水稳层，一般采用水泥稳定砂石料的工艺方法，主要原理是当水泥、水、集料拌和后，水泥的主要矿物成份：硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙、硫酸钙先与水进行水解和水化反应，同时溶液中分解出氢氧化钙，并形成水化硅酸钙、水化硫铝酸钙、水化铁铝酸钙等水化物，并随着时间的推移形成浆状体凝结硬化，由塑性体变成坚固的石状体，形成水泥骨架。
查阅文献：（1）南京林业大学的徐文娟2007年的出站硕士论文“水泥钢渣土用于公路底基层的试验研究”中间有“钢渣用于铁路、道路建设在国内外己十分普遍。对钢渣的开发利用也在不断的深入加大。但将钢渣作为组成材料大量用于公路底基层材料的研究还比较少”的内容表述。（2）江西省公路管理局和江西省交通设计院，长沙理工大学的胡钊芳、袁海利、陈国垣、邵腊庚，在第七届全围路面材料及新技术研讨会论文集上公布的题为“水泥、粉煤灰稳定钢渣在高速公路底基层应用的原材料试验与分析”论文中间有“从钢渣的矿物组成中可以看出，钢渣中含有水硬性胶凝矿物C2S及C11A7CaF2(富铝酸钙)等。这些矿物具有水硬活性，遇水则发生水化反应，生成C-S-H凝胶及CH等。β-C2S本身虽然水化速度较幔，早期强度较低，但是，由于钢渣中间的β-C2S固熔了部分杂质，易致其晶体畸化，因此水化速度有所增加，到水化后期β-C2S等大量水化，胶结料的强度较高，因此钢渣具有一定的水硬活性。作为路基材料，具有水硬性的钢渣比碎石能更好地提高地基的承载能力和变形模量。”的内容表述。（3）俞海明、王强与2015年12月在冶金工业出版社出版的国家重点图书《钢渣处理与综合利用》一书中间，电炉钢渣中间重金属含量超标，不适合作为生产化肥的原料使用，也不适合生产钢渣水泥。
根据以上的文献介绍说明，目前电炉钢渣还没有与LF精炼炉白渣作为公路水稳层的使用先例。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用精炼炉白渣稳定化处理公路水稳层的工艺，将精炼炉白渣应用于公路水稳层施工，提高公路质量。
本发明的目的是这样实现的，一种利用精炼炉白渣稳定化处理公路水稳层的工艺，其操作步骤如下：1、将炼钢的精炼炉白渣进行分选，其中粉末状粒度在150目的部分，直接收集后拉运到公路施工点待用；2、块状的精炼炉白渣使用球磨机，磨细到粒度为150目，拉运到公路施工点待用；3、将电炉钢渣破碎到粒度3cm以下，拉运到公路施工点待用；4、按照精炼炉白渣质量百分比为12%的比例，与质量百分比为88%的电炉钢渣进行混合，电炉钢渣中间缺少级配的采用砂石料补足，然后按照公路的施工工艺方法铺筑水稳层即可。
发明人的研究发现，精炼炉白渣产生粉化的主要原因是硅酸二钙的相变造成的，粉末状的精炼炉白渣的主要成分与硅酸盐水泥熟料的成分接近，具有水化反应的活性。没有粉化的部分，其主要的成分是铝酸钙和钙镁橄榄石为主，某厂的精炼炉白渣成分见下表：
| LF冶炼的钢种 | SiO2 | Al2O3 | CaO | MgO |
| 铝镇静钢（A） | 6.36 | 29.14 | 58.29 | 4.97 |
| 硅铝镇静钢（B） | 6.29 | 19.14 | 59.96 | 6.08 |
| 硅镇静钢(D) | 10.33 | 26.23 | 55.87 | 5.19 |
没有粉化的精炼炉白渣，如果磨细到150目，精炼炉白渣中间的铝酸盐的结构活性，将在机械力化学反应原理的作用下被激活，具有了水化反应能力。同时电炉钢渣的多孔性结构，精炼炉的白渣粉发生水化反应以后，水化产物与电炉钢渣能够比较紧密的结合在一起，形成强度较高的水稳层结构。
本发明的创新点基于以下的三点：
1) 精炼炉白渣粉末的粒度通常在200目左右，具有水化反应活性，不需要做其它的加工处理，就能够直接利用。
2) 精炼炉白渣没有粉化的部分，磨细到200目，也具有了水化反应的活性。
3) 电炉钢渣的多孔性，其空洞直径在80目～300目，精炼炉白渣粉水化反应以后，能够大部分进入电炉钢渣的孔洞，形成稳定的胶凝体材料，并且没有被水化反应物填充的孔洞，能够缓冲钢渣中间游离氧化钙后期膨胀作用对于水稳层的膨胀作用。
本发明方法（1）选用精炼炉白渣的粉末部分，可以直接作为道路水泥原料利用，节约了处理的工序成本。（2）通过球磨机，将LF精炼炉白渣块磨细到200目，然后将其作为道路水泥使用。（3）传统的电炉钢渣的利用一直没有经济的工艺方法，电炉钢渣作为砂石料使用，利用了其多孔性和硬度高，耐磨相多的特点，避免了电炉渣中间重金属含量多，耐磨相多带来的处理成本的增加。
本发明方法直接利用LF精炼渣渣粉作为道路水泥使用，减少了白渣处理的工艺环节。电炉钢渣用于公路水稳层，不仅解决了电炉钢渣规模化应用的难题，并且能提高公路水稳层CBR值，兼备较好的透水性和抗冻解冻性能，能够提高修路公路质量的效果，环保效益和社会效益突出。
具体实施方式
一种利用精炼炉白渣稳定化处理公路水稳层的工艺，其操作步骤如下：
1)将精炼炉白渣进行分选，粉末状粒度在150目的部分，收集后拉运到公路施工点待用；
2)块状的精炼炉白渣使用球磨机，磨细到粒度为150目，拉运到公路施工点待用；
3)电炉钢渣破碎到粒度3cm以下，拉运到公路施工点待用；
4）按照精炼炉白渣质量百分比12%的比例，与质量百分比为88%的电炉钢渣进行混合，电炉钢渣中间缺少级配的采用砂石料补足，然后按照公路的施工工艺方法铺筑水稳层即可。
Claims (1)
1.一种利用精炼炉白渣稳定化处理公路水稳层的工艺，其特征在于其操作步骤如下：1、将炼钢的精炼炉白渣进行分选，其中粉末状粒度在150目的部分，直接收集后拉运到公路施工点待用；2、块状的精炼炉白渣使用球磨机，磨细到粒度为150目，拉运到公路施工点待用；3、将电炉钢渣破碎到粒度3cm以下，拉运到公路施工点待用；4、按照精炼炉白渣质量百分比为12%的比例，与质量百分比为88%的电炉钢渣进行混合，电炉钢渣中间缺少级配的采用砂石料补足，然后按照公路的施工工艺方法铺筑水稳层即可。
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