变矿渣的结构特征,以便使其能够得到更好的利用。现代钢铁企业一般均在高炉区周围设置较大容积的蓄水池,由高炉排出的熔融态矿渣直接排入水池进行冷却。熔融矿渣经由有轨转运箱直接由高炉至冷却池,一方面保证了生产的顺利进行,另一方面及时有效的对矿渣进行了处理,保证了其活性。这个冷却过程一般是随炼铁生产持续进行,所以矿渣的产量和生铁的产量一般成正比,有数据表明,每炼一吨生铁,大概产生0.25到0.50吨的矿渣。铁矿石的品质对矿渣的产量和质量有很大的影响。铁矿石的品质越好,产生的矿渣越少,质量却越好。在目前己有研究成果的基础上和超高分辨率电子显微镜技术的制约下,研究者们认为,急冷矿渣的结构一般有三种假说[22]。一是,矿渣的主要结构是由其各种成分氧化物,例如Al2O3,MgO,CaO和SiO2等,按照自身结构特征,在彼此晶粒取向上不断延伸,形成的一种空间网络;其次,矿渣也可以理解为一种微晶聚合体,微晶的尺寸极小,存在明显的极化现象和大量缺陷;再次,矿渣其实是一种由硅一氧四面体[SiO4]4-聚合而成的空间网状结构,其中A13+、Mg2+、Ca2+处于阳离子配位,但这种结构的聚合度又不稳定,跟矿渣的成分有很大的关系。这三种假说的共同特点是,矿渣在宏观结构上具有短程有序性不具有长程有序性,均含有大量的缺陷,处于能量的介稳态。从能量学的角度,可以说明,矿渣容易在外部能量的激发下,生成较高稳定性的物质。长久以来,矿渣作为高炉炼铁的副产品,一般看作固体工业废物,用来铺路、充填建筑基体等,致使其水硬性没有充分地发挥,但也取得了一定的效果。如利用矿渣的多孔玻璃体结构,以及良好的对光线的漫反射性能,较大的摩擦系数和导热、耐热性能,作为集料铺成飞机跑道,能够使沥青路面具有良好的亮度,同时有利于减少摩擦噪音,吸收飞机滑跑时的震动,增强跑道的抗冻性,缩短飞机制动距离等。另外,矿渣的利用主要还体现在以下几个方面:
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