钢渣的物理性质和化学组成

时间：2023-09-28

钢渣是一种由多种矿物和玻璃态物质组成的集合体，由于化学成分及冷却条件不同造成钢渣外观形态、颜色差异很大。碱度较低的钢渣呈灰色，碱度较高的钢渣呈褐灰色、灰白色。渣块松散不粘结，质地坚硬密孔隙较少。渣坨和渣壳结晶细密、界限分明、断口整齐。自然冷却的钢渣堆放一段时间后发生膨胀风化，变成土块状和粉状。

根据冶炼工艺的不同所产生的钢渣主要可分为转炉渣、电炉渣、铸余渣以及不锈钢渣等。

1）转炉渣是在转炉炼钢时所产生的废渣，主要来源于金属炉料带人的杂质、废钢与铁水中所含元素氧化后形成的氧化物、加入脱硫产物、氧化剂、石灰石等造渣剂以及被侵蚀的炉衬材料等；

2）电炉渣是在电炉炼钢过程中产生的熔渣，主要来源于装料时带人的杂质，加入硅石、石灰石等造渣材料，金属炉料中铁、硫、磷等元素氧化反应后形成的氧化物以及被侵蚀的炉衬材料等；

3)铸余渣则是钢包内的钢水经过铸锭后或连铸后剩余的渣与钢水混合物；

4)不锈钢渣是在冶炼200．400系列不锈钢过程中产生的废渣，其矿物组成与转炉渣比较，铬镍铁合金含量较高。

钢渣的含水率与焖渣方式和冷却条件决定了钢渣性能的多样性及其利用的多种途径，钢渣通常含水率为3~8％。平炉钢渣比重略小，孔隙稍多，稳定性要好一些。钢渣利用处理后的钢渣一般呈灰黑色，硬密实，含碱量高时呈浅白色。由于钢渣含铁较高，因此比高炉渣密度高，一般为3.1~3.6 g/cm3。钢渣容重不仅受其密度影响，还与粒度有关。通过80目标准筛的渣粉，平炉渣为2.17~2.2 g/cm3，电炉渣为1.62 g/cm3左右，转炉渣为1.74 g/cm3左右。由于钢渣致密且含有较多的铁，因此较耐磨。易磨指数：标准砂为1，高炉渣为0.96，而钢渣为0.7，钢渣比高炉渣要耐磨。

钢渣的主要化学成分与硅酸盐水泥熟料和高炉矿渣的化学成分基本相似，钢渣破碎其含量依炉型、冶炼钢种的不同而异，化学成分主要为CaO、SiO2、MgO、Fe2O3、MnO、Al2O3和P2O5等。此外，钢渣内还含有少量其他氧化物和硫化物，如TiO2、V2O5、CaS和FeS等。CaO是钢渣的主要成分之一。SiO2的含量决定了钢渣中硅酸钙矿物的数量。Al2O3也是决定钢渣活性的主要成分，在钢渣中一般形成铝酸钙或酸钙玻璃体，对钢渣活性有利。

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