鋼渣熱悶法處理技術(shù)原理：

一、游離氧化鈣快速消解，體積膨脹粉化機理

由于煉鋼過程造渣時間短、投入的石灰過量，石灰被已經(jīng)飽和的鋼渣包裹，生成死燒石灰，一般固熔有氧化亞鐵。另外，鋼渣中的硅酸三鈣在高溫下分解，也產(chǎn)生游離氧化鈣。

鋼渣中游離氧化鈣結(jié)晶致密、活性差，常溫下水化反應慢，體積膨脹98%。根據(jù)滲透理論中傳質(zhì)系數(shù)K與表觀擴散系數(shù)DH2O的關(guān)系可知，K隨水蒸氣濃度的增大而增大。因此，鋼渣熱悶法處理時游離氧化鈣的消解速度取決于水蒸氣濃度，即水蒸氣濃度越大，反應時間越短。在自然條件下，一般需數(shù)年才能消解；但在高溫和濕度大的條件下，可加速水化，使其穩(wěn)定。所以，設(shè)計在密閉容器內(nèi)利用鋼渣余熱，噴水產(chǎn)生過飽和蒸汽進行熱悶，使鋼渣中的游離氧化鈣快速充分消解。

在鋼渣熱悶法處理中實測熱悶裝置中的水蒸氣濃度為百分之百，一般空氣中為3%-4%，兩者比為25-33。經(jīng)多次試驗確定，在飽和蒸汽下熱悶時間為8小時，鋼渣粉化效果好，鋼渣游離氧化鈣消解穩(wěn)定，浸水膨脹率小于2%，達到綜合利用產(chǎn)品標準技術(shù)要求。

二、鋼渣熱悶法處理過程中冷卻收縮應力、相變應力和化學反應膨脹力的作用原理

鋼渣由1000℃降溫到35℃時，其體積變化揭示了鋼渣熱悶反應機理，即鋼渣急冷由1000℃降至750℃時，在收縮應力的作用下碎裂；從750℃降到650℃時，鋼渣主要成分硅酸二鈣由β-C2S轉(zhuǎn)變?yōu)棣?C2S，相變體積膨脹10%繼續(xù)碎裂；降至650℃以下時，鋼渣的收縮隨溫度降低趨緩，此階段主要是游離氧化鈣水化體積膨脹98%，使鋼渣粉化。

1、在1000-750℃溫度區(qū)間，鋼渣冷卻收縮系數(shù)呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系；在750-650℃溫度區(qū)間，呈非線性關(guān)系。

2、1000-750℃溫度區(qū)間的冷卻收縮系數(shù)K1= -1.506×10-2；650-35℃溫度區(qū)間的冷卻收縮系數(shù)K2= -1.59×10-3。750℃以上鋼渣的線性收縮是650℃以下的9倍。

3、β-C2S在675℃溫度下冷卻轉(zhuǎn)變成γ-C2S，比重由3.8減少到2.97，體積增大10%以上。

研究得出，鋼渣熱悶法處理熱悶過程中鋼渣在急冷收縮、相變膨脹、游離氧化鈣水化膨脹共同作用下碎裂粉化。