基金项目:国家自然科学基金(50644040)和陕西省教育厅专项基金(05JK 251)
作者简介:赵俊学(1962-),男,西安建筑科技大学冶金工程学院,教授,博士,从事钢铁工艺优化和炉外精炼,钢铁生产过程固体废弃物控制和利用的研究。
LF 钢渣返回利用的脱硫研究
赵俊学,李小明,郭家林,黄 敏,马 杰
(西安建筑科技大学冶金工程学院,陕西西安710055)
摘 要:结合生产中L F 渣的典型成分,对L F 渣返回利用时的脱硫性能及其影响因素进行了研究,探讨了炉渣的初始w (S )、w (A l 2O 3),钢水的初始w (S )变化对脱硫的影响。实验结果表明,钢水w (Al s )=0.025%～0.033%时,采用模拟的L F 返回精炼渣,可以实现对钢水的脱硫。在炉渣初始w (S )>0.61%时,随渣中硫含量的增大,脱硫率快速下降,w (A l 2O 3)<25%时对脱硫的影响不大。在实际应用中,采用精炼终渣部分返回的模式,可以保证LF 精炼的脱硫要求。关键词:LF 渣;返回利用;脱硫
中图分类号:T F 703.6 文献标识码:A 文章编号:1002-1043(2009)04-0038-04
Stu dy on LF slag recycling use for desulphurization
ZH AO Jun -x ue ,LI Xiao -ming ,G UO Jia -lin ,H UANG M in ,MA Jie
(Schoo l of M etallurgical Engineering ,Xi 'an University of A rchitecture
and Technology ,Xi 'an 710055,China )
Abstract :Based on the analy sis of the ty pical compositions of LF slag ,recy cling use of the LF slag fo r desulphurization is studied .T he influence of initial (S )content ,initial [S ]co ntent ,as w ell as initial (Al 2O 3)on desulphurization is discussed and v erified w ith test .It is found that desulphurizatio n is po ssible w ith the recy cled LF slag w hen dis -so lved [Al ]at the level of 0.025%-0.033%.The desulphurization rate will decrease distinctly due to the the increase of sulphur co ntent in the carry -ove r slag when initial (S )is mo re than 0.61%.The influence of (Al 2O 3)co ntent is no t very evident w hen it
is below 25%.With partly recy cling o f LF slag ,desulphurization result can be guaran -teed in practice .
Key words :LF slag ;recycling use ;desulphurization 钢铁工业炉渣的处理和利用是环境治理和保护的重要部分,是绿色制造、循环经济的生态工业工程发展的要求。为了控制冶金炉渣的产出,目前主要采取以下措施:一是采用精料等措施减少固体废弃物排出,即在选矿环节提高精矿品位,减少冶炼排渣量;二是大力推进综合利用,如用钢渣生产钢渣水泥、作烧结熔剂和高炉炼铁熔剂等。目前不同冶金炉渣的利用程度不同,炼钢炉渣的利用还很不充分。研究新的炼钢炉渣的综合利用途径是近年的一个研究重点。理论和实践表明,
LF 熔炼过程炉渣达不到脱硫的最大限度,但具有很大的脱硫潜力。为尽可能实现循环利用,以减少炼钢过程的造渣材料消耗,减少炉渣外排,提高企业效益,本文对钢渣返回利用的脱硫性能进行了研究。
1 钢铁企业的LF 渣基本状况
LF 处理已经成为现代钢铁工艺的基本配置,可以在精炼和炼钢与连铸之间起到弹性衔接作用。部分钢铁企业LF 精炼渣组成如表1所示。
·38· 2009年 8月 第25卷第4期炼 钢
Steelmaking A ug .2009Vol .25 No .4
表1 部分钢铁厂部分炉号的LF 精炼渣成分
编号w B /%
CaO SiO 2M gO Al 2O 3M nO FeO S 光学碱度1
56.8912.13
8.35
11.650.57
1.22
0.48
0.80
257.7622.588.816.620.330.630.430.76356.7313.395.9816.460.500.850.530.78451.0825.3912.027.880.491.830.310.73544.2420.7210.9610.220.610.430.780.736
52.31
19.31
8.57
15.84
0.29
0.46
0.59
0.74
由表1可以看出,企业之间差异很大。其LF 渣中的w (S )在0.31%～0.78%,w (SiO 2)在12.13%～25.39%,w (CaO )在44.24%～57.76%,w (M gO )在5.98%～12.02%,w (FeO +M nO )在0.75%～2.32%,w (Al 2O 3)在6.62%～16.46%。经计算可以看出,部分炉渣的曼内斯曼指数M =R /(%Al 2O 3)已经偏离了脱硫最佳值0.25～0.35。因此在炉渣成分选择上,应适当提高碱度或降低Al 2O 3含量。部分企业已经就LF 渣的返回利用进行了工业应用试验,取得了很好的效果[1-2]。本文对此进行了实验研究。
2 实验方案
LF 冶炼的主要功能之一是脱硫,同时要有效吸收钢水中脱氧产物,提高钢水的纯净度。在LF 渣返回应用前,首先要解决以下问题:(1)炉渣是否具有继续脱硫的能力,脱硫的极限值是多少;(2)LF 渣在吸收脱氧产物后,对脱硫的影响。针对这两个问题,本实验设计将考察金属和炉渣中的硫含量、炉渣中的A l 2O 3含量对脱硫的影响。实验用金属和基础炉渣成分如表2～3所示。
表2 实验用钢Q 235各主要成分的质量分数类别w B /%
C
Si
M n
P
S
钢料10.170.210.560.0280.036钢料2
0.14
0.25
0.49
0.030
0.025
表3 实验用炉渣各主要成分的质量分数%CaO M g O A l 2O 3F e 2O 3(F eO )M 58
8
16
0.88(0.8)
0.243
根据生产实践,确定本实验的各参数的变化范围。钢水w (S )为0.005%～0.060%,渣中w (S )
=0～1.1%,w (Al 2O 3)的变化范围为15%～
35%。实验用渣料采用化学纯试剂配制,渣中的S 由硫化铁配入。不同初始S 含量的炉渣在按照要
求配制好后,在石墨坩埚中预熔后备用,取预熔后的炉渣中S 含量为实验用渣的初始S 含量。Fe 2O 3和Al 2O 3单独配入。实验在硅钼棒加热炉进行。采用Υ35mm ×70mm 刚玉坩埚和MgO 坩埚,外套高石墨坩埚,以LL -2(铂铑30-铂铑6)作控温热偶。金属量约为300～350g /炉,渣量按照5%配入。实验步骤如下:(1)按照实验要求配制渣料;(2)称取金属和渣料;(3)金属放入炉内熔化,熔化过程氮气保护,防止氧化;(4)全部熔化并达到要求的温度后插铝脱氧;(5)加入渣料,开始记时;(6)根据要求取过程试样;(7)取出坩埚,冷却,分别取金属和炉渣样;(8)金属和炉渣成分分析。
3 实验结果及分析3.1 实验结果
实验结果如图1～4。
图1 不同硫含量初渣精炼脱硫过程钢中硫随时间的变化曲线(钢水初始w (S )=0.036%)
由图1～4可以看出,采用模拟的LF 返回精炼渣,可以实现对钢水的脱硫。钢水中初始S 含
量一定的情况下,随炉渣中初始S 含量的增加,炉渣的脱硫能力逐渐下降。在炉渣中初始S 含量一定时,随钢水中初始S 含量的降低,脱硫率下降。
·39·第4期赵俊学,等:LF 钢渣返回利用的脱硫研究
图2 不同初始硫含量的精炼渣和不同初始
硫含量的钢水对脱硫率的影响
图3 不同A l 2O 3含量的精炼渣脱硫过程中钢水硫含量随时间变化曲线(钢水初始w (S )=0.036%,精炼渣初始w (S )=0.22%
)
图4 精炼渣中A l 2O 3含量变化对脱硫效果
的影响(钢水初始w (S )=0.036%,
精炼渣初始w (S )=0.22%)
在炉渣中的初始w (S )<0.61%时,渣中初始S 含量的变化对脱硫的影响不明显,在炉渣初始w (S )>0.61%时,随炉渣中硫含量的增大,脱硫率快速下降。随钢水中初始硫含量的降低,这一转折点有降低的趋势。渣中w (Al 2O 3)<25%时对脱硫的影响不大,但随着Al 2O 3含量进一步增加,脱硫率明显降低。这除和硫容量的变化相关外,还受到了动力学条件变化的影响。
3.2 实验结果的分析
硫容量是钢铁冶金理论分析常用的一个概念,
采用光学碱度和硫容量结合可以较好地反映炉渣组成和炉渣脱硫能力之间的关系。比较典型的有D .J .Sosinsky 和R W Young 等归纳得出的硫容量与熔渣光学碱度的关系[1-3]
。D .J .Sosinsky 等归纳得出的硫容量与熔渣光学碱度的关系式为lg C s =(22960-54640Λ)/T +43.6Λ-25.2
(1)
R W Young 等归纳得出的硫容量与熔渣光学碱度的关系为,当Λ<0.8时:
lg C s =-13.913+42.84Λ-23.82Λ2
-(11710/T )-0.02223(%SiO 2)-0.02275(%A l 2O 3)
(2)
式中C s 为精炼渣硫容量;Λ为精炼渣的光学碱度;T 为冶炼温度,K 。
为便于分析和比较,先对不同企业的LF 脱硫状况进行分析。对表1中的炉渣,结合D .J .Sosinsky 和R W Young 经验公式进行计算,可得到不同炉渣的硫容量值。结合与不同炉渣对应的钢水中的硫含量,利用如下关系[3-4]
lg C s =lg
(%S )αo
αs +935T
-1.375(3)
[%O ]=(0.031×10-4T -0.117)×(%FeO )
(4)
考虑到钢水中的S 、O 含量较低,近似地以浓度替代活度,可以计算在冶炼条件下,实际炉渣所
达到的炉渣容硫量lg C S -real (为和炉渣硫容量区别起见,这里称为炉渣容硫量)。可以看出,实际生产过程的炉渣硫容量和炉渣实际容硫量处于同一水平,炉渣实际容硫量甚至略高于炉渣硫容量,说明依靠炉渣中的w (FeO )确定的w ([O ])水平下,
已经无法实现继续脱硫。相关的计算结果如表4所示。
实际生产过程的钢中溶解氧的控制主要是通过喂铝线控制。根据有关文献,喂铝丝脱氧后6～10min ,钢中溶解氧质量分数迅速降到(3～4)×10
-6
,以此作估算,可得到实际的炉渣容硫量
lg C s -real 2明显低于炉渣的硫容量,可以实现脱硫。本实验中测的金属试样中的w (A l s )=0.025%～0.033%时,可以将钢液中的溶解氧控制在足够低的水平,可以保证脱硫的热力学条件。因此,在LF 渣返回利用过程,必须注意控制钢液A l s 的水平,以保证将溶解氧控制在尽可能低的水平。
·40· 炼 钢第25卷
表4 不同炉号的硫容量和容硫量计算结果
编号w(S)/%w([S])/%lg C s-1lg C s-2w([O])/%lg C s-r e al lg C s-r e al2 10.480.018-1.39955-1.672490.0112972-1.3968613-2.84777
20.430.016-1.97665-2.017590.0028098-1.9977770-2.84439 30.530.009-1.68810-1.914010.0037910-1.5270137-2.50371 40.310.021-2.40948-2.329170.0081618-1.7948725-3.10460 50.780.018-2.40948-2.278590.0019178-1.9561754-2.63692
60.590.025-2.26520-2.296860.0020516-2.1907962-2.900
83
注:lg C s-1,lg C s-rea l是用D.J.S osins ky经验公式求得,lg C s-2,lg C s-rea l2是用R W Youn g经验公式求得。
从硫容量和炉渣组元的关系可以看出, w(Al2O3)增大将降低炉渣的硫容量,碱度的提高则有利于硫容量的提高。根据图5所示的等硫容量曲线可以看出,随w(Al2O3)增大,可适当提高炉渣碱度,将硫容量保持在一定水平。
3.3 工业应用结果
基于上述研究结果,在30t LF精炼炉上,针对精炼渣组成设计了50%精炼渣回用并补充石灰的造渣模式,确保炉渣中的Al2O3和S含量在保持在较低水平。通过23炉试验,试验结果如表5所示。
由表5可以看出,采用50%精炼渣返回模式能较好满足精炼过程的脱硫要求
。M为曼内斯曼指数;M=R/(%Al2O3)=0.25～0.35;
C's=(%S)·a
O
/a
S
图5 1627℃时CaO-SiO2-A l2O3-M gO(5%)
渣系的等硫容量曲线
表5 使用返回渣前后精炼终渣成分(平均值)变化及脱硫效果%
炉渣类型
终渣w B/%钢中w(S)/10-6 CaO SiO2M g O A l2O3FeO S精炼前精炼后
未使用返回渣46.7615.148.8617.410.530.6523091使用返回渣后50.2414.029.0618.220.430.7624086
4 结 论
(1)w(Al s)=0.025%～0.033%时,采用LF返回精炼渣,可以实现对钢水的脱硫。
(2)在炉渣中的初始硫含量<0.61%时,渣中初始w(S)的变化对脱硫的影响不明显,在初始w(S)>0.61%时,随炉渣中硫含量的增大,脱硫率快速下降。随金属中初始硫含量的降低,这一转折点有降低的趋势。
(3)w(Al2O3)<25%时对脱硫的影响不大,但随Al2O3含量进一步增加,脱硫率明显降低。
(4)采用50%精炼渣返回模式,可较好满足LF精炼脱硫要求,可将钢水中的w(S)由240×10-6降低到86×10-6。
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(修回日期:2008-05-22)
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41
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第4期赵俊学,等:LF钢渣返回利用的脱硫研究
钢渣的综合利用 钢渣是在转炉、电炉或精炼炉熔炼过程中产生的由炉料杂质、造渣材料等熔化形成的以氧化物为主、有时还含有少量氟化物、硫化物及渣钢渣粒的冶炼废物，发生量约占钢铁企业固废总量的25%。近年来，我国钢铁业发展迅猛，粗钢产量年均增长22.4%，2010年1～9月已达4.75亿t计，由此产生近1亿t的钢渣。钢渣中富含Ca、Si、Fe、Mg、A1等有价元素，蕴含大量热能，是一种宝贵的次生资源，而有效处理和利用钢渣，不仅有利于节能降耗和温室气体减排，还是钢铁企业实现可持续发展和循环经济的必由之路。 1钢渣的种类与来源 冶金企业生产工艺的各异导致渣的种类也不尽相同，特别是化学成分和物理性能存在巨大差异。鞍钢长流程生产工艺所产生的渣，大体上分为脱硫渣、转炉炼钢渣、连铸渣和精炼渣等：①脱硫渣。转炉炼钢前进行铁水预处理，在脱硫站脱硫扒渣，炉渣碱度较高。一般，因脱硫渣的硫过高而须脱硫处理，否则，其冶金用途不大。②转炉钢渣。鞍钢日产5000t左右的转炉钢渣，占钢厂渣总量的60%以上，是一种利用范围较广和使用价值最高的钢渣。③连铸渣。鞍钢采用全流程的连铸生产工艺，连铸过程中的保护渣成分在使用前后变化不大，理论上可循环使用。但现实中因连铸保护渣随二冷水流走并与其它杂质混杂，且含较多难以回收的氟，故大部分堆放在渣场，目前利用率偏低，其应用问题还有待于进一步研究。④精炼渣。鞍钢采用炉外精炼等措施冶炼高纯净度的钢水，精炼过程产生大量副渣，其除含高碱度的碱性氧化物外，还有非常高的三氧化二铝和非常低的金属铁量，适合制造水泥和耐火材料。同时，国外已开展对精炼渣深人利用的研究，如日本己对LF炉的顶渣利用课题立项，开展了热渣循环利用的研究。 2钢渣的基本物性 2.1钢渣的物理性质 钢渣呈黑色，外观像结块的水泥熟料，其中夹带部分铁粒，硬度大，密度为
新兴钢渣处理技术介绍 关键字：钢渣处理热焖法钢渣热焖干式磁选钢渣回收 摘要：为克服传统干法工艺和水洗球磨机处理工艺的缺陷，新兴河北工程技术有限公司借鉴日本、韩国先进钢渣处理工艺，消化吸收，开发出全新的钢渣处理新工艺。“钢渣热焖—干式磁选”处理技术可实现整个钢渣处理过程的机械化和连续化，从各方面最大程度地降低了投产运行后的经营成本，因此，采用该方案进行钢渣处理在经济方面可实现其效益的最大化。 一、新兴干法钢渣回收利用技术介绍 目前国内钢渣二次处理工艺有： 1、传统干法加工工艺：目前国内大部分钢铁厂所采用的钢渣处理方式多为简单的破碎磁选工艺，所采用的设备为颚式破碎机1~2台或圆锥破碎机1台+带式除铁器若干或干式磁选机1~2台。工序繁多，渣、铁分离不彻底，回收废钢品位低（TFe含量约40%）,不利于炼钢使用；尾渣MFe含量高（约6%），造成资源大量浪费，经济效益差。 低品位渣钢对炼钢生产的影响如下： a、钢渣中硫磷等有害元素回到钢水中并不断富集，影响钢水质量； b、因杂质多，造成渣量增大，喷溅严重； c、冶炼过程中因不能准确确定金属液的重量而影响钢水化学成分的准确控制，浇注时，因钢液重量不足，容易造成短尺废品； 会降低碱度，改变熔渣的组成，这对脱磷及提高炉衬的使用寿 d、钢渣中的主要成分SiO 2 命不利。 此工艺一般小型钢铁厂应用较多。 2、水磨湿选法: 投资大，占地多、小粒度产品品位高，不适合大块钢渣处理，处理大块渣需与其它粗选法配合，尾泥须浓缩、沉淀、脱水、烘干处理才可利用，既污染环境又增加占地、投资，经济效益差。此工艺的致命缺点是： a、尾渣泥处理成本高。目前尾泥处理使用自然沉淀法和机械法。自然沉淀法需要建设大规模的沉淀池系统，沉淀时间长，效果差；机械法以湘潭钢铁为代表，使用斜板沉淀器和压滤机及配套水池、泵、管网系统处理尾渣泥浆。无论哪种方式，都大幅提高了投资及运营成本。 b、脱水后的尾渣含水量也较大，且经细磨水洗后活性丧失，已不能用于钢渣粉的生产，基本丧失利用价值。且经水洗选出的废钢易生锈，铁锈主要成分是Fe（OH）2，在炉内分解
钢渣的处理与利用研究 发表时间：2018-10-10T11:24:05.160Z 来源：《防护工程》2018年第11期作者：王芳[导读] 首先简单介绍了钢渣的矿物、化学组成，对钢渣的处理工艺进行了总结和分析。详细阐述了钢渣在冶金领域、建筑行业以及农业方面的综合利用现状，并对钢渣的资源综合利用进行了展望。王芳 中冶京诚工程技术有限公司 100176摘要:随着我国经济的快速发展，对各种资源的浪费现象也越来越严重。本文研究的目的就是对钢渣再次进行回收使用，从而节约能源，为我国的持续性发展战略提供支持。首先简单介绍了钢渣的矿物、化学组成，对钢渣的处理工艺进行了总结和分析。详细阐述了钢渣在冶金领域、建筑行业以及农业方面的综合利用现状，并对钢渣的资源综合利用进行了展望。关键词:钢渣；处理工艺；利用随着我国经济的发展，钢铁产量也得到了很大的提高，随着产生的钢渣也急速增加。作为钢铁生产过程中所排出的固体废弃物，每生产1吨钢排出约0.12吨钢渣，每年我国产出的钢渣产量接近1亿吨。目前我国钢渣的综合利用率不足30%，没有利用的钢渣形成的一座座渣山，不仅占用大量的土地资源，污染周边环境和地下水，还造成了巨大的浪费。积极开发和应用先进有效的钢渣处理和资源化利用新技术，提高其利用率和附加值，是钢铁企业发展循环经济，实现可持续发展的重要课题之一。 一、钢渣概述 （一）钢渣的产生 钢渣是炼钢过程中排出的由金属原料中的杂质与助溶剂、炉衬形成的渣，以硅酸盐、铁酸盐为主要成分。钢渣的主要成分主要来源于以下几个方面：一是金属炉料中Si、Mn、P被少量铁氧化后生成的氧化物；二是侵蚀的炉衬和补炉材料，主要是CaO、MgO等；三是金属炉料带入的杂质，如泥沙等；四是为调整钢渣性质所加入的造渣材料，如石灰、铁矿石、白云石等辅助材料。（二）钢渣矿物组成钢渣的矿物组成随碱度(碱度=Ca0/ (SiO2十P2O5的质量比)高低也变化。钢渣的矿物组成含有橄榄石(CaO、 FeO、SiO2）、镁蔷薇辉石(3Ca0·Mg0·2Si02）、硅酸二钙(C2F) .硅酸三钙(C3S）、铁酸钙(C2F）、游离氧化钙(f-Ca0)、FeO,其组成随炼钢方式的不同而变化。碱度的高低关系到转炉钢渣的胶凝活性。碱度越高活性越大，但由于炼钢工艺的不同，同碱度的钢渣其胶凝活性还是有较大的差别，所以用碱度去评定胶凝活性不够准确。 二、钢渣处理方法（一）热泼法 从炼钢车间将热态钢渣运至钢渣场，在炉渣高于可淬温度时向其喷洒有限的水，利用钢渣产生的温度大于本身的极限应力使其碎裂，该过程还加速了游离氧化钙的水化消解，反复热泼后的钢渣变为小碎块或者粉化。其优点是排渣速度快、设备投资小、运行成本低；其缺点是占地大、破碎加工粉尘大、对环境污染严重。（二）盘泼法 通过渣灌将热熔渣运至渣盘边，利用吊车将渣罐中的热熔渣均匀的倾倒在渣盘中，向其喷淋大量的冷却水，再倒入渣车中喷水冷却，最后倒入水池中冷却。该方法的优点是冷却速度快、处理量大、粉尘少、占地少、钢渣粒度利于金属料回收；缺点是工艺复杂、投资和运行成本大、对钢渣的流动性有一定的要求。（三）热炯法 将熔融钢渣倾翻在热炯装置内，封盖，喷水。利用高温液态钢渣的显热洒水产生的物理力学作用以及游离氧化钙遇水生成氢氧化钙体积膨胀产生的化学作用使钢渣破裂粉化。该方法的优点是处理工艺简单、钢渣粉化效果好、钢渣安定性好利于尾渣的后期利用；缺点是处理周期长。 （四）水淬法 钢渣水淬法是20世纪70年代为获得粒度小于8mm钢渣返回烧结而研究成功的工艺。高温液态钢渣在流出下降过程中被高压水分割、击碎，热熔渣遇水急冷收缩产生应力集中而破裂使熔渣在水幕中进行粒化。其优点是排渣速度快、工艺流程简单、占地面积少、投资少、钢渣粒度小性能稳定；其缺点是水淬时操作不当易发生爆炸、只能处理液态渣、钢渣水硬胶凝性低影响钢渣的利用。（五）滚筒法 高温液体钢渣在高速旋转的滚筒内，滚筒中放置有钢球，以水作为冷却介质，钢渣在滚筒中热化、粉化、研磨、冷却。其优点是排渣速度快、占地面积少、污染少、钢渣粒度小、钢渣安定性好利于尾渣的后期利用；其缺点是设备较复杂且故障率高、投资大、只能处理液态渣。 （六）粒化轮法 将熔融的钢渣落到高速旋转的粒化轮上，因机械作用将熔渣破碎、粒化，被粒化的熔渣在空间经喷水冷却后，渣水一同落人脱水转鼓。其优点是排渣速度快、污染少；其缺点是处理率低、只能处理流动性好的钢渣、设备磨损严重、钢渣胶凝性能变差影响其利用。 三、钢渣处理之后的应用（一）回收废钢铁 钢渣的主要化学成分中约有平均质量分数为25%的铁，其中金属铁约占10%,钢厂通过破碎、磁选、筛分工艺来回收钢渣中的废钢铁。若需要越大程度的回收的金属Fe,钢渣的破碎粒度则越细。钢渣破碎到300-100mm,可从中回收6.4%的金属Fe，破碎到100-80mm,可从中回收7.6%的金属Fe，破碎到75-25mm，金属Fe的回收量高达15%。从钢渣中分选、回收废钢和钢粒，现在已经成为钢铁企业最基本的利用措施。 （二）建筑方面的应用
介绍目前比较流行的几种钢渣处理工艺 1)热泼工艺。热熔钢渣倒入渣罐后，用车辆运到钢渣热泼车间，利用吊车将渣罐的液态渣分层泼倒在渣床上(或渣坑内)喷淋适量的水，使高温炉渣急冷碎裂并加速冷却，然后用装载机、电铲等设备进行挖掘装车，再运至弃渣场。需要加工利用的，则运至钢渣处理间进行粉碎、筛分、磁选等工艺处理。 (2)盘泼水冷(ISC法)。在钢渣车间设置高架泼渣盘，利用吊车将渣罐内液态钢渣泼在渣盘内．渣层一样为30一120mm厚，然后喷以适量的水促使急冷破裂。再将碎渣翻倒在渣车内，驱车至池边喷水降温，再将渣卸至水池内进一步降温冷却。渣子粒度一样为5—100mm，最后用抓斗抓出装车，送至钢渣处理车间，进行磁选、破裂、筛分、精加工。 (3)钢渣水淬工艺。热熔钢渣在流出、下降过程中，被压力水分割、击碎．再加上熔渣遇水急冷收缩产生应力集中而破裂，使熔渣粒化。由于钢渣比高炉矿渣碱度高、粘度大，其水淬难度也大。为防止爆炸，有的采纳渣罐打孔，在水渣沟水淬的方法并通过渣罐孔径限制最大渣流量。 (4)风淬法。渣罐接渣后，运到风淬装置处，倾翻渣罐，熔渣通过中间罐流出，被一种专门喷嘴喷出的空气吹散，破裂成微粒，在罩式锅炉内回收高温空气和微粒渣中所散发的热量并捕集渣粒。通过风淬而成微粒的转炉渣，可做建筑材料；由锅炉产生的中温蒸汽可用于干燥氧化铁皮。 (5)钢渣粉化处理。由于钢渣中含有未化台的游离CaO，用压力0．2一0．3 MPa，l00℃的蒸汽处理转炉钢渣时，其体积增加23％一87％，小于0．3m m的钢渣粉化率达50％一80％。在渣中要紧矿相组成差不多不变的情形下，排除了未化合CaO，提高了钢渣的稳固性。此种处理工艺可显著减少钢渣破裂加工量并减少粉碎设备磨损。
钢渣的回收再利用 钢铁工业是国民经济的基础产业，在国家经济快速发展的形势下，钢铁工业也呈现出跳跃式发展的态势，钢产量近几年不断提高，钢渣作为炼钢工艺流程的衍生物随着钢产量的提高年产量不断递增。据最新资料统计，2013年我国钢渣的产生量为7.82亿ｔ，钢渣利用率仅为10%左右，该数据显示钢渣利用率很低，距离钢铁企业固体废弃物“零”排放的目标尚远。因此，导致大量钢渣弃置堆积。堆积钢渣形成渣山，既污染环境又占用大量的土地。为了适应钢铁工业发展的需要，必须消除渣害。 钢渣、矿渣和粉煤灰被统称为三大工业废渣。但钢渣的利用率远低于矿渣和粉煤灰。通常钢渣用来做填料,或者用来烧制水泥,总体而言利用率不高。 钢渣中含有一定数量的水泥熟料的主要矿物C2S、C3S 等，具备可用作水泥混合材和混凝土掺合料的条件。 积极开发和应用先进有效的处理技术和资源化利用新技术，提高其利用率和附加值，是钢铁企业发展循环经济，实现可持续发展的重要课题之一。 1.处理工艺技术设计与流程 钢渣分选工艺，按破碎原理可分为机械破碎-磁选-和自磨-磁选两种。①机械破碎-磁选工艺钢渣机械破碎-磁选工艺流程，它是回收渣钢最基本的工艺流程。工艺中所用的破碎机包括颗式破碎机、圆锥式破碎机、反击式破碎机和双辊破碎机等。磁选机包括吊挂式磁选机和电磁铁式磁选机。筛子包括格筛、单层振动筛和双层振动筛等。钢渣分选时，用皮带运输机和提升机，按不同要求把这凡种设备连接起来，组成二破三选-两筛、一破两级复合磁选、两破-三选一筛等工艺流程。 ②钢渣自磨分选工艺钢渣自磨分选工艺是利用钢渣在旋转的自磨机内互相碰撞而破碎。钢渣先经筛分、磁选、筛分，再进入自磨机自磨。粒度小于自磨机周边出料孔径的钢渣自行漏出。
总第160期2007年第4期 河北冶金 H EB EI M ETALLU R G Y To tal160 2007,N um ber4 收稿日期:2007-04-16L F热态钢渣循环再利用实践 吴元刚,王小明,张维军 (唐山钢铁公司 一钢轧厂,河北 唐山 063000) 摘要:通过对L F热态钢渣渣系和硫容量的研究,唐钢一钢轧厂采取相应措施实现了L F热态钢渣的循环再利用,取得了较好效果。 关键词:L F热态钢;钢渣;循环再利用 中图分类号:TF70316 文献标识码:B文章编号:1006-5008(2007)04-0043-02 R ECOV ER Y AND R EU SE O F L F HO T STEEL SLA G W U Yuan-gang,W AN G X iao-m ing,ZHAN G W ei-jun (N o.1S teel R olling M ill,Tangshan Iron and S teel C om pany,Tangshan,H ebei,063016) A bstract: B ased on research of L F hot steel slag system and sulfur content,som e m easures are adop ted in Tang S teel to realize the recovery and reuse of the slag,som e good result got. Key W ords:L F hot steel;steel slag;recovery and reuse 1 前言 唐钢第一钢轧厂现有双工位单吹颗粒镁铁水脱硫站2座,150t顶底复吹转炉3座,150t L F3座,VD精炼炉1座,8机8流小方坯连铸机1台、双机双流中厚板坯连铸机1台和单机单流薄板连铸连轧设备(FTSC)2台,通过L F所冶炼的钢种主要为铝镇静钢SS400,Q345B,T510L,S PHC等,还有少量方坯品种钢,如硬线系列、20C r M oA、30M nS i等。在生产过程中,发现L F精炼后的钢渣(以铝镇静钢SS400为例)仍具有可利用性:经过取样分析L F精炼后的钢渣硫含量为015%～018%,且大多不高于018%。经实验,回收一部分浇余循环再利用后的钢渣硫含量会有所升高(一般为018%～112%),说明精炼一次的钢渣硫含量仍可提高,即仍有一定硫容量;平常在冶炼过程中为满足快速脱硫的目的,有时就需要加入过剩的石灰,此时浇余中会含有少量未熔的石灰小颗粒,可进行循环再利用;熔融态的钢渣具有一定的热量。本文对唐钢第一钢轧厂L F热态钢渣的循环再利用进行分析。 2 钢渣分析 (1)精炼钢渣的主要来源。转炉出钢过程下渣量,加入钢包内的石灰及合成渣,精炼的造渣料,为2015%～3010kg/t。 (2)精炼钢渣推荐化学成分(铝镇静钢)见表1。 表1 精炼钢渣推荐化学成分% CaO S i O2A l2O3 FeO+ M nO+ C r2O3 M gO S 推荐含量52～586～1115～25<28～10016～118理想范围48～537～1017～27<0158～101～115 (3)渣-钢的硫容量。炉渣脱硫的能力可以用渣-钢硫容量来表征,其值可根据下列渣一钢间的平衡反映来测量: [S]+(O2-)=(S2-)+[O](1) C s=(S)[O]/[S](2) Sosinsky和Somm erv ille导出了不同温度下硫容量和渣系光学碱度的关系: lgC s=(22690-54640Λ)/T+4316Λ-2512 (3)式中:Λ———光学碱度。 根据上式导出渣-钢硫容量和温度、炉渣成分的关系式: lgC s′=B/A+2182-13300/T(4)式中:B=51623(C aO)+4115(M gO)-11152 (S i O 2 )+11457(A l2O3); 34
我国钢铁渣资源化利用现状 1前言 节约资源是我国的基本国策。开展资源综合利用是实施节约资源和转变经济增长方式的具体体现，是发展循环经济、建设资源节约型和环境友好型社会的一项紧迫任务。 钢铁工业是资源、能源消耗最多的行业，在冶炼过程势必产生大量的钢铁渣。每炼一吨铁约产生0.34吨高炉渣，每炼一吨钢约产生0.12吨的钢渣。随着钢铁工业的快速发展，钢铁渣的数量随之增加，钢铁渣的“零排放”成为钢铁工业走循环经济道路，实现可持续发展的重要问题。 “十一五”以来，我国大中型钢铁企业，普遍重视钢铁渣的科学处理和资源化利用。如鞍钢鲅鱼圈新炼钢、首钢京唐钢铁公司（曹妃甸）、新余中冶环保资源开发有限公司、九江中冶环保资源开发有限公司等企业都以先进技术作为支撑，建设钢铁渣“零排放”的示范工程，改善了企业的环境，创造了相应的经济效益，使钢铁渣的处理和利用工作纳入循环经济的轨道。 然而，我国钢铁渣的综合利用率还不高，与国家要求2010年利用率达到86%以上还有一定的差距。部分企业仍采用简单的处理造成钢渣不能全部利用，转移至农村，粗选废钢后堆弃、占用土地、污染环境、浪费资源，使企业可持续发展面临严峻的挑战。 因此，按照科学发展观和走新型工业化道路的要求，加快钢铁渣“零排放”是钢铁行业的责任和紧迫的任务。 2我国钢铁渣资源化利用现状 2009年国家实施了《循环经济促进法》，将资源化综合利用作为一项重大的技术经济政策推进，并以法律形式确定。近几年在国家有关法规和优惠政策支持下，在各企业领导的重视下，钢铁渣的处理工作不断创新，资源化利用途径更加明确，利用规模不断扩大，技术水平逐步提高，一批具有自主知识产权的技术和装备大力推广应用，取得了较好的经济效益、社会效益和环境效益。 2.1取得的成绩 2.1.1高炉渣高价值资源化利用规模不断扩大 2008年我国高炉渣的产生量约为1.6亿吨，综合利用率约为80%。用于生产粒化高炉矿渣粉和水泥混合材的数量约为76.7%。 在二十世纪九十年代中冶建筑研究总院有限公司协同有关单位即进行粒化高炉矿渣粉的研究、生产和推广应用。中冶建筑研究总院有限公司在院属试验厂生产了2万吨粒化矿渣粉用于北京第三航站楼和地铁复八线工程建设，取得了良好的技术经济效果，获得了业内认可，为起草《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》国家标准及在国内推广起技术支撑作用。经调研及论证1999年提出采用立式辊磨生产矿渣粉。2000年我国粒化高炉矿渣粉的年产量只有120万吨。2008年我国粒化高炉矿渣粉生产线约有100多条，年产量约为6000万吨。
钢渣的性质：钢渣是一种由多种矿物组成的固熔体，其性质与其化学成分有密切的关系。 (1)密度由于钢渣含铁较高，因此比高炉渣密度高，一般在3.1-3.6g/cm3 (2)容重钢渣容重不仅受其密度影响，还与粒度由关。通过80目标准筛的渣粉，平炉渣为2.17一2.20g/cm3，电炉渣为1.62g/cm3左右，转炉渣为1. 74g/cm3左右。 (3)易磨性由于钢渣致密，因此较耐磨。易磨指数:标准砂为1，高炉渣为0.96，而钢渣仅为0.7,钢渣比高炉渣要耐磨。 (4)活性C3S、C2S等为活性矿物，具有水硬胶凝性。当钢渣中成分比值(碱度)大于1.8时，便含有60%一80%的C3S和C2S，并且碱度值的提高，C3S含量也增加，当碱度达到2.5以上时，钢渣的主要矿物为C3S.用碱度高于2.5的钢渣加10%的石青研磨制成的水泥，强度可达325号。因此，C3S和C2S含量高的高碱度钢渣，可作水泥生产原料和制造建材制品。 (5)稳定性钢渣含游离氧化钙等，这些组分在一定条件下都具有不稳定性。钢渣的不稳定性，使在处理和应用钢渣时必须注意以下几点:①用作生产水泥的钢渣场S含量要高，因此在处理时最好不采用缓冷技术;②含f-CaO高的钢渣不宜用作水泥和建筑制品生产及工程回填材料;③利用f-Cad消解膨胀的特点，可对含f-CaO高的钢渣采用余热自解的处理技术。 (6）抗压性钢渣抗压性能好，压碎值为20.4%一30.8%
钢渣的主要利用：钢渣的利用是最近十几年冶金渣综合利用的重点研究项目，也是十五期间冶金行业重点开发的课题,各钢铁企业都在不断地寻找适合于自己的钢渣处理线，国内钢渣的处理能力逐年增加，目前，钢渣的利用主要有6种途径：（1）回收金属：采湿法棒磨机将钢渣磨成细度为-200目87 84％的矿浆，然后再采用磁选方法回收金属回炉[1]。 （2）作为炉料：冶炼钢铁时，造渣都需加石灰或石灰石，所以钢渣（除电炉氧化渣）的氧化钙成分较高，从国内外开发利用钢渣代替石灰石的经验可知，钢渣作为冶金炉料非常值得推广[2]； （3）作为道路材料：风淬钢渣的物理性能、混凝土拌和物性能及力学性能可以替代混凝土中细骨料——黄砂来生产普通道路混凝土[3]。钢渣作筑路材料是国外最大宗利用途径，不仅用于基层，而且用于面层，充分利用钢渣质硬耐磨性好的特点； （4）钢渣中具有大量有益于植物生长的元素,而大部分钢渣中的有害物含量低于农业标准的，因而适于生产农业肥料。钢渣经过处理后可以作钢渣磷肥，硅肥和硅钾肥，或作酸性土壤改良剂[4] （5）钢渣作建筑材料：钢渣的化学成分及矿相组成，属硅酸盐、铝酸盐、铁铝酸盐组成,采用钢渣代替铁粉配料可以烧制合格的硅酸盐水泥熟料[5]。经陈化性能稳定后可作骨料，磨细后可作胶凝材料。 (6)作回填工程和筑路材料，钢渣具有活性，能板结成大块，所以很适合作沼泽地的筑路材料[6]，另外，由于钢渣表面不光滑性，耐磨性和稳定性，并且和沥青结合牢固，所以被大量用在铁路、公路和工程回填方面。
“十二五”冶金渣综合利用成钢厂的强手项目 ---北京科大国泰能源环境工程技术有限公司冶金渣综合利用成为“十二五”后各钢厂纷纷改革的一重要项目。 “十一五”期间，随着钢铁工业的快速发展，钢铁渣的产生量随之大幅增加。钢铁渣实现“零排放”，成为钢铁行业发展循环经济、保护生态环境、节能减排的一项紧迫任务。为此，“十一五”期间，国家把包括冶金固废在内的资源综合利用作为一项重大的技术经济政策。“十二五”开局，我国冶金渣利用现状如何？ 截至2010年，我国钢渣、铁渣综合利用率分别达到21%和76%。在10月21日～22日召开的全国冶金渣资源综合利用技术研讨会暨中国废钢铁应用协会冶金渣开发利用委员会工作会议上，与会专家提出，我国钢铁渣综合利用率仍与预期目标相差较远，“十二五”期间，钢渣、铁渣利用率应分别提高至60%、80%。这也意味着该产业仍大有可为。 工信部节能与综合利用司资源综合利用处副处长雷文指出，实现冶金渣的综合利用，具有重要的环境效益、经济效益和社会效益。“十二五”期间，包括冶金渣在内的工业固体废物利用面临前所未有的发展机遇。其主要表现在： 一是从宏观环境看，我国“十二五”规划纲要明确提出，以落实科学发展观为主题，以转变发展方式为主线，把建设“两型”社会作为转变经济发展方式的重要
着力点，大力发展战略性新兴产业，发展循环经济等，为冶金渣的综合利用营造了非常好的环境氛围。二是从技术上，经过国家和企业的不懈努力，冶金渣利用技术取得很大突破。从原来的不能利用，到现在探索出可以实现很好利用的途径，为“十二五”期间加快冶金渣的综合利用奠定了技术基础。三是从企业自身来说，已经看到开展冶金渣综合利用为企业带来的好处，企业认识得到提高，从“让我做”变成“我要做”。这个转变有利于企业加快开展冶金渣的综合利用。 据悉，为了推进包括冶金渣在内的大宗工业固体废物实现综合利用，工业和信息化部正在组织制定《大宗工业固体废物综合利用“十二五”专项规划》，明确了“十二五”期间冶金渣综合利用的目标、主要任务及重点工程。通过规划实施，大力推进我国冶金渣综合利用，最终实现冶金渣“零排放”。 中国废钢铁应用协会常务副会长王镇武指出，今年下半年以来，钢铁工业面临的形势十分严峻，钢材价格走低，原燃料降价滞后，钢铁企业正面临着巨大的市场压力和节能减排压力。在这种形势下，废钢铁产业的循环应用，冶金渣的综合开发利用，起到了缓解企业压力和对钢铁生产重要的支撑作用。冶金渣的综合利用应属于新兴产业范畴，应该得到国家相关部门的重视和政策扶持。行业自身也应该抓紧产业升级和完善工艺改造，并积极推广和交流先进技术，组织重大技术项目攻关，促进行业的产业化发展，促进钢铁渣利用产业的科技进步。 2010年，我国共产生钢渣8147万吨，高炉渣约20067万吨。中国废钢铁应用协会制定的《“十二五”冶金渣产业规划》提出，“十二五”末将冶金渣的平均利用
钢渣的回收利用．
钢渣的回收利用—生产建筑材料论文题目：系别：化学工程系 专业： 姓名： 钢渣的回收利用—生产建筑材料
在国家经济快速发展的形势钢铁工业是国民经济的基础产业，摘要：下，钢铁工业也呈现出跳跃式发展的态势，钢产量近几年不断提高，钢渣作为炼钢工艺流程的衍生物随着钢产量的提高年产量不断递增。亿ｔ，钢渣利用7.822013年我国钢渣的产生量为据最新资料统计，
左右，该数据显示钢渣利用率很低，距离钢铁企业固体废率仅为10%弃物“零”排放的目标尚远。因此，导致大量钢渣弃置堆积。堆积钢为了适应钢铁工业发展渣形成渣山，既污染环境又占用大量的土地。的需要，必须消除渣害。但钢渣的利用率远钢渣、矿渣和粉煤灰被统称为三大工业废渣。 总体而,通常钢渣用来做填料低于矿渣和粉煤灰。,或者用来烧制水泥言利用率不高。等，具备C3S 钢渣中含有一定数量的水泥熟料的主要矿物C2S、可用作水泥混合材和混凝土掺合料的条件。积极开发和应用先进有效的处理技术和资源化利用新技术，提 实现可持续发展的高其利用率和附加值，是钢铁企业发展循环经济，重要课题之一。 Iron and steel industry is the basic industry of Abstract： national economy, the rapid development in the national ecshowialso industry is steel situation, the the under onomy ng a leaping development trend, steel production improve constantly in recent years, the steel slag as process of deriv
钢渣的利用 钢渣二次利用最好的途径是用作高炉、转炉原料，在钢铁厂内循环使用。此外，钢渣还可用于道路工程、建材原料、钢渣肥料及填坑造地等。 1、钢渣用于冶金原料 1）钢渣用作烧结材料宝钢、济钢、鞍钢等公司的实践表明：烧结矿中配加钢渣代替熔剂，不仅可回收利用钢渣中残钢、FeO、CaO、MgO、MnO等有价成分，还可用作烧结矿的增强剂。烧结矿中适量配人钢渣后，可显著改善烧结矿的质量，使转鼓指数和结块率提高， 风化率降低，成品率增加。此外，由于钢渣中Fe和FeO的氧化放热，节省了烧结矿中钙、镁碳酸盐分解所需要的热量，使烧结矿燃料消耗降低。高炉使用配入钢渣的烧结矿，由于烧结矿强度高，粒度组成改善，尽管铁品位略有降低，渣量略有增加，但高炉操作顺行，对其产量提高、焦比降低很有利。烧结中配加钢渣应注意磷的富集问题。按照宝钢的统计数据，烧结矿中钢渣配人量增加10kg／t，烧结矿的磷含量将增加约0.0038％，而相应铁水中磷含量将增加0.0076％。比较可行的措施是控制烧结矿中钢渣的配入比例，另外可以在生产中有针对性地停配钢渣一个时期，待磷降下来后在恢复配料。 2）钢渣用作高炉熔剂 钢渣直接返回高炉作熔剂的主要优点是利用渣中CaO代替石灰石，节约了熔剂消耗，但由于目前高炉大都使用高碱度烧结矿，基本上不加石灰石，所以钢渣返回高炉的用量受到限制。但对于烧结能力不足的高炉，用钢渣作高炉熔剂的价值仍很大。此外，钢渣中较高的铁含量可代替部分铁矿石；钢渣中的MgO可置换部分白云石，增加炉渣的流动性和稳定性。钢渣中的MnO可回收进入铁水。 3）钢渣用作炼钢返回渣料 钢渣返回转炉冶炼能提高炉龄、促进化渣、缩短冶炼时间，又可降低副原料消耗，并减少转炉总的渣量。日本住友金属和歌山厂在160吨转炉采用返回转炉渣和白云石做造渣剂。钢渣粒度为15～50 mm。在吹炼开始3 min内全部加入，吨钢加入量20 kg到130 kg。为防止渣量过大而引起喷溅，采用低枪位操作。为了吹炼稳定，白云石分批加入。可以提前化渣。减少了石灰和萤石用量，转炉渣总量减少最高达60％。首钢电进行过转炉返回钢渣试验。吨钢加渣25～30 kg，块度小于50mm，钢渣通过炉顶料仓加入。结果表明，初渣成渣快，终渣化得透。试验中70％的炉次无须加萤石，石灰用量减少10％。返回渣配加白云石，终渣较粘，倒炉后可以形成渣壳于炉壁，提高了转炉炉龄。宝钢在国内率先开发了转炉脱磷脱碳的双联法工艺。即在转炉内进行铁水脱磷处理，出半钢后在进行脱碳处理，可以稳定地生产磷含量低于80 ppm的超低磷钢。在双联法工艺中，由于脱磷负荷主要由脱磷炉分担，因此脱碳炉的钢渣磷比较低，可以返回脱磷炉造渣，回收了资源，并降低了副原料单耗。 2、钢渣用于道路工程 钢渣用于筑路是钢渣综合利用的一个主要途径。欧美各国钢渣约有60％用于道路工程。钢渣碎石的硬度和颗粒形状都很符合道路材料的要求，与粉煤灰、高炉水渣、水泥、石灰等配料后，可用作道路的基层、垫层及面层。如宝钢在三期工程主干道纬十一路采用钢渣三渣在道路基层施工中进行试验。试验道路第一段采用水淬钢渣、粉煤灰和石灰三渣混合料，第二段采用粒铁回收后的规格渣、粉煤灰和石灰三渣混合料。对比路段采用天然碎石、粉煤灰和石灰三渣和高炉水渣、粉煤灰和石灰三渣。相比天然碎石三渣和高炉水渣三渣，钢渣三渣基层具有较高的承载力，铺筑沥青面层后，经一年行车考验，路面平整无裂纹，与其它路段无区别。此外，钢渣还可以用于沥青混凝土路面。钢渣在沥青混凝土中有很高的耐磨性、防滑性和稳定性，是公路建设中有价值的材料。国外曾在用沥青混凝土铺筑的试验路面上进行了路面抗防滑轮胎磨损试验，一种是用硬质天然碎石为骨料，另一种是用钢渣为骨料。结果表
钢渣处理技术及综合利用途径 摘要：国内外对钢渣的利用都作了不少研究，但钢渣利用率不高的原因是其成分很复杂，但随着矿源能源的紧张，对钢渣进行处理和综合利用一直是值得关注和探索的课题，文章就目前较为成熟的方法进行了介绍。 关键词：钢渣处理；技术；综合利用 钢渣是炼钢过程中排出的废渣。钢渣主要来源于铁水与废钢中所含元素氧化后形成的氧化物，加入的造渣剂，金属炉料带入的杂质以及脱硫产物和被侵蚀的炉衬材料等。目前我国钢渣年产量1亿多t，累计堆放尚未利用的钢渣达3亿t，对其进行处理和综合利用，具有很大的经济效益、社会效益和环境效益。 1 钢渣的处理工艺 1.1 冷弃法 钢渣倒入渣罐缓冷后直接运到渣场抛弃，这种处理技术不仅占地大，易形成渣山，而且不利于钢渣加工和合理利用，所以不建议采用此种工艺。 1.2 热泼法 随着炼钢炉容量加大，氧气在炼钢炉中的应用，快速炼钢要求快速排渣，从而发展了热泼法技术。热泼法是把炼钢渣倒进渣罐后，用吊车将渣罐吊起并将里面的熔渣分层倒在渣床上，经空气冷却降温至350～400 ℃时再喷淋适量的水，使高温炉渣急冷碎裂并加速冷却。 1.3 水淬法 由于钢渣比高炉渣碱度高、黏度大，其水淬难度也大。该法原理是；液态高温钢渣在流出和下降过程中，被压力水击碎、分割，同时高温熔渣遇水急冷收缩产生应力集中而破裂，使熔渣在水幕中进行粒化。 1.4 盘泼水冷法 该法是用吊车把渣罐内熔渣泼在高架泼渣盘内，喷淋适量的水使钢渣急冷碎裂，渣层一般厚3～12 cm。然后再用吊车把渣盘翻倒，对碎渣进行池边喷水降温，最后把渣倒入水池内进一步降温冷却，使渣粉碎到粒度为0.5～10 cm，用抓斗抓出装车，送到钢渣车间再处理。 1.5 粒化法 该法和水淬法有相似之处，原理是把液态钢渣均匀流入粒化器，在粒化器中被高速旋转的粒化轮破碎并沿切线方向抛出，同时受高压水流冷却后落入水箱，
一、钢渣生产线简介： 钢渣处理生产线是指对钢渣进行处理的生产线，主要是从钢渣中提取钢粒、铁块的成套生产线，高科机械在此对钢渣处理生产线和铬铁渣处理工艺流程作简单介绍，以供参考！ 从上图中可以看出，大块钢渣质地紧密，黑色灰质中含有金属光泽的物质，而左下图为提选出的细粒铁粉，右下图为同时分选出的纯铁块，也就是业内人士俗称的粒子钢。钢渣的的利用价值在于钢渣中含有一定量的钢粒和铁粉，也就是回收钢粒和铁粉是利用钢渣的主要途径。那么钢粒和铁粉如何回收呢？巩义市高科机械厂接下来讲解一下钢渣处理工艺流程，供相关人士参考。 二、钢渣处理工艺流程
一般情况下，对于钢渣的处理加工分为两个步骤进行。 步骤一：钢渣的破碎。 钢厂生产的钢渣都呈规则不均匀的块状，钢粒、铁粉和渣子都混合在一起。必须先通过破碎、研磨，把钢渣打碎，才能够分选。由于钢渣多成块状，且硬度较大，采用破碎比大、耐用的颚式破碎机对钢渣进行粗碎，粗碎过后的钢渣如果大小能够达到10mm以下，那么可以直接送入球磨机内进行研磨；否则需要将粗碎后的钢渣送入细粒颚式破碎机进行第二道破碎。 步骤二：球磨机的磨矿。 仅仅通过破碎机无法将钢渣彻底打碎，还需要球磨机。破碎后的达到10mm以下粒度的钢渣直接送入球磨机内磨矿，经过充分研磨将钢渣、铁粉、渣子之间的连接体结构打碎，从而进行下一步分选。我厂生产的球磨机的尾端加有筛笼，这样当物料从球磨机内出来后，筛笼直接将颗粒状的钢粒和细粒的铁粉、渣子分开，省去了振动筛，减少了客户的投资成本。 步骤三：钢粒（粒子钢）和铁粉的提取。 由于钢粒和铁粉都具有磁性，因此分选、提取钢粒和铁粉的设备就是磁选机。我厂生产的球磨机尾端有筛笼装置，筛出来的钢粒可以直接采用皮带式磁选机（腾空磁选机）进
包钢钢渣处理简介 我国是世界最大钢铁生产国，年产钢2亿多吨。目前我国工业废渣堆积量达60亿吨，每个大型钢铁企业为钢渣占地、运输钢渣的支出每年都在几千万元。 包钢树立科学发展观和建设生态工业的发展理念，按照“开源——节约——再利用”和“减量、再用、循环”的原则，织就循环网，建造循环圈，使企业成为促进地区经济和社会发展的循环经济型企业。 织就循环网企业发展循环经济，就是把资源循环利用，从而降低生产成本，减少生产对环境的影响。包钢织就了庞大的循环网，把“三废”有效利用起来。 ——让水循环起来。钢铁企业是用水大户，也是产出废水的大户。去年6月，包钢投资1．6亿多元建立了包钢污水处理中心，每小时处理污水6000立方米。污水经处理后，回用水量每小时5700立方米，总排水循环利用率达到95％，吨钢耗新水下降了4吨。除了总排外，在选矿、烧结、炼钢、轧钢、焦化等厂都有水处理系统，处理后的水都再用于生产，让用水全部循环起来，使包钢工业废水实现零排放。 ——让废气循环起来。包钢在产铁、产钢、产焦炭的同时产生了大量煤气。以往除焦炉煤气部分用于民用和轧钢加热炉外，其余基本上排放掉，不仅浪费，而且对大气造成污染。为了让这些宝贵的资源
再利用，包钢在全国冶金行业率先将热电厂燃煤锅炉改造为烧高炉煤气锅炉，经改烧高炉煤气后的热电厂3台工业锅炉，每小时利用高炉煤气40多万立方米，每年节煤60万吨，减少25万吨的排灰量和250万吨的灰渣排放量。同时，还减少二氧化硫排放量7000吨、烟尘排放量6125吨，每年降低生产成本6000万元。包钢先后在本公司三座高炉上配备了TRT装置（利用高炉煤气余压发电）。其中较早投入运行的包钢4号高炉TRT已发电1．6473亿千瓦时，按照每度电0．34元测算，平均一年为包钢节省电费支出1000万元。除此之外，包钢还对蒸气等废气、副产的热能等加以利用，变废为宝。 ——让固体废物循环起来。包钢的固体废弃物主要有尾矿、高炉渣、钢渣、粉煤灰、含铁尘泥（灰）等，过去废弃堆积，成了名副其实的垃圾和污染源。近年来，包钢已将其作为宝贵资源进行开发利用。对高炉渣，采用INBA水渣处理系统处理，现年产150万吨可利用炉渣，部分用于周边水泥厂，部分用于生产超细粉替代水泥。对炼钢尾渣，包钢通过三种方式再利用：一是建设制砖生产线。包钢3家集体企业与福建民营企业联合成立了包钢恒之源新型环保建材有限公司，用钢渣作为主要原料生产地面砖，目前地面砖生产能力达1000平方米／日；二是包钢引资联合建设冶金渣微粉项目基地。三是用钢渣做路基回填料。上半年，包钢共用钢渣回填9万立方米。钢渣用作路基回填料和做公路路面“骨”料，其承载力比普通材料所铺路面更高，而且能大大降低公路建设成本。固体废物的循环利用，延伸了产业链。 由包头钢铁研究设计总院发明的转炉钢渣粒化处理工艺在包钢薄
钢渣综合利用及尾渣中铁的回收分析 发表时间：2019-11-20T08:29:42.783Z 来源：《科技新时代》2019年9期作者：袁鹏王玉梅王昊荣[导读] 作为路基填筑材料等路径，进一步改善当前钢渣综合利用及尾渣中铁的回收现状。 （新疆昆玉钢铁有限公司，新疆奎屯 833200） 摘要：钢渣是转炉炼钢过程中产生的主要废料，产生量大，为了避免造成生态环境的污染，需要提高其综合利用率。在此之上，本文主要论述了尾渣中铁的回收方法，并从合理利用钢渣水泥、充当农田肥料用途、作为路基填筑材料等路径，进一步改善当前钢渣综合利用及尾渣中铁的回收现状。 关键词：钢渣；综合利用路径；回收方法 前言：钢渣综合利用对于钢铁行业的可持续发展而言具有重要促进作用。所以，相关部门应切实做好钢渣回收及尾渣中铁的回收工作，促使我国钢渣综合利用率逐渐向发达国家现有的95%利用率发展。根据相关研究表明：钢渣的产生既会占用土地资源空间，又会造成地下水污染等问题，故而提高综合利用率刻不容缓。 一、尾渣中铁的回收方法 （一）磁选法 钢渣中含有较多的铁元素，它主要以氧化亚铁、三氧化二铁等形式存在，通常占据总量的15%左右，经过相应的操作，单质铁由于自身颗粒较大很容易从中筛选出来，而氧化亚铁及三氧化二铁却仍存于尾渣中。为了避免有益元素的浪费，需采取有效措施对尾渣中的铁元素进行回收，以便钢渣在用于其它领域时能够提升它的实用性[1]。目前在回收尾渣中铁的方法中较为常见的有磁选、还原、氧化等三种方法。其中磁选主要是通过选矿技术对尾渣中的铁加以回收，并待钢渣颗粒度减小后，将尾渣中的铁从中分离出来。通过相应的实验，我们可知，在实际操作过程中，磁选可经由棒磨与球磨相结合的方式使尾渣粒度得到调整，与水渣配加在一起加工成矿渣粉，将矿渣粉比表面积控制在≥430㎡/kg，其产品质量符合S75级矿渣粉技术要求，与此同时需对配加比例进行一定的规范如（表一）所示。 表一钢渣尾渣配加比例 （二）碳热还原法 尾渣中铁的回收方法中碳热还原法主要指的是将无机碳当成还原剂在相应的温度下产生还原反应，由此起到回收铁的效果。具体的化学方程式为：Fe O+C=Fe+CO，在高温状态下，金属铁可从尾渣中还原出来，并且由于尾渣中含有五氧化二磷，故而经过还原反应也可将其中99.5%的磷元素从尾渣中清除掉。但在实际应用期间，往往因温度过高导致钢渣无法呈现良好的流动性致使还原反应受到影响。为了解决这一问题，保证碳热还原法的合理应用，相关人员应当对其进行深入研究，以此达到高效降耗的目的。 （三）氧化法 上述所言磁选方法会对尾渣粒度有明确的要求，故而可行性稍差一些。而碳热还原法所需温度较高且产生的一氧化碳气体不利于周边环境的稳定发展，故而出现了应用空间较为广泛的氧化法。它主要是根据氧化亚铁可转化为四氧化三铁的工艺手段对尾渣中的铁进行回收。在这期间，氧化法并不会产生有毒气体，所以对于环境而言会起到一定的保护作用。相关人员在应用氧化法对尾渣中的铁加以回收时一般需要准确分析热力学流程，并合理选择适合氧化反应的区域，从而极大程度上增加尾渣中铁的回收效率。 二、钢渣综合利用的具体路径 （一）合理利用钢渣水泥 钢渣在冶金领域、建筑领域、农业生产领域都有较为充足的应用空间。因此，为了贴合当前环保的绿色理念，需对钢渣进行合理利用，提高它的综合利用率，以便为我国实现可持续发展提供重要保障。在钢渣中含有许多成分如硅酸二钙等，它们与水泥的原材料相同，所以可将钢渣作为水泥材料进行利用。 就目前的发展趋势来看，钢渣水泥的质量主要受以下因素影响：其一各个钢厂产生的钢渣成分不同导致钢渣水泥质量不等；其二，钢渣中所包含的活性矿物量较小致使钢渣水泥强度在初步应用时无法满足实际需求；其三，钢渣中含有不易磨制的铁酸钙等成分，故而在后期使用过程中造成水泥稳定性较差。在此基础上，要想合理利用钢渣水泥，让其发挥出真正的作用，可在实际操作中科学选择激发剂，从而将钢渣中的各个成分含量控制在一定范围内。 （二）充当农田肥料用途 在钢渣中含有许多对于农田生长有利的元素如硅、磷、锰等，它们能起到良好的改良土壤养分的作用，甚至根据观察发现，让钢渣充当农田肥料可对田间部分农作物如水稻等带来较为明显的增产影响。在钢渣综合利用过程中，将钢渣投放到农田中，可保证其中含有的有利于农作物生长的元素能为农民增收带来较大的成效。然而在实际应用时需要注意钢渣中重金属元素的释放，若管理不善很容易造成农田中重金属含量超标，甚至破坏农作物的质量，引发更大危害。所以，相关人员需对用于肥料的钢渣进行检测，对它可能带来的潜在风险进评估，从而有利于保障农业生产的安全。 （三）作为路基填筑材料 钢渣应用于建筑行业时主要包括路基填筑与工程回填两方面内容。其中工程回填主要是指转炉炼钢过程中排出的液态熔渣，待其稳定后可与沙土进行混合，以便应用于回填工作中，而且还具有较为明显的净化地下水系统的价值。一般情况下，用于工程回填的钢渣稳定性需≤5%且粒径≤200mm，与此同时钢渣中含有的钢含量需≤2%。另外，在回填工作中，钢渣中含有的氧化镁及氧化钙等成分会对工程回填带来负面影响，所以需在实际应用前做好热处理工作，进而在回填期间发挥出较强的稳定性[2]。
钢渣处理技术介绍 一、新兴干法钢渣回收利用技术介绍 目前国内钢渣二次处理工艺有： 1.传统干法加工工艺：目前国内大部分钢铁厂所采用的钢渣处理方式多为简单的破碎磁选工艺，所采用的设备为颚式破碎机1~2台或圆锥破碎机1台+带式除铁器若干或干式磁选机1~2台。工序繁多，渣、铁分离不彻底，回收废钢品位低（TFe含量约40%）,不利于炼钢使用；尾渣MFe含量高（约6%），造成资源大量浪费，经济效益差。 低品位渣钢对炼钢生产的影响如下： a、钢渣中硫磷等有害元素回到钢水中并不断富集，影响钢水质量； b、因杂质多，造成渣量增大，喷溅严重； c、冶炼过程中因不能准确确定金属液的重量而影响钢水化学成分的准确控制，浇注时，因钢液重量不足，容易造成短尺废品； d、钢渣中的主要成分SiO2会降低碱度，改变熔渣的组成，这对脱磷及提高炉衬的使用寿命不利。 此工艺一般小型钢铁厂应用较多。 2. 水磨湿选法: 投资大，占地多、小粒度产品品位高，不适合大块钢渣处理，处理大块渣需与其它粗选法配合，尾泥须浓缩、沉淀、脱水、烘干处理才可利用，既污染环境又增加占地、投资，经济效益差。此工艺的致命缺点是： a、尾渣泥处理成本高。目前尾泥处理使用自然沉淀法和机械法。自然沉淀法需要建设大规模的沉淀池系统，沉淀时间长，效果差；机械法以湘潭钢铁为
代表，使用斜板沉淀器和压滤机及配套水池、泵、管网系统处理尾渣泥浆。无论哪种方式，都大幅提高了投资及运营成本。 b、脱水后的尾渣含水量也较大，且经细磨水洗后活性丧失，已不能用于钢渣粉的生产，基本丧失利用价值。且经水洗选出的废钢易生锈，铁锈主要成分是Fe（OH）2，在炉内分解会增加钢种的氢含量，影响钢材质量。 c、尾渣泥沉淀池系统需占用大量土地，且由于尾泥无利用价值只能扔掉，需占用大量土地，污染环境。 国内使用此工艺的钢铁厂较多，代表钢厂为湘潭钢铁厂。 如何利用简洁高效的工艺装备处理钢渣，生产优质废钢、铁精粉及容易利用的干尾渣，是实现钢渣高附加值利用的技术关键。 为克服传统干法工艺和水洗球磨机处理工艺的缺陷，新兴河北工程技术有限公司借鉴日本、韩国先进钢渣处理工艺，消化吸收，开发出全新的钢渣处理新工艺。此工艺采用钢渣专用棒磨机对钢渣进行破碎，通过湿度、粒度、给料量的综合控制及其它手段，实现对渣、钢的彻底剥离。且产品粒度比较均匀，过粉碎矿粒少，产品粒度在3mm左右。配之以特殊结构的可变磁场干式磁选机将金属全部回收。 本工艺处理后的钢渣所有产品质量好，可利用途径广泛。所得废钢品位～90%，完全可满足炼钢使用要求；所得铁精粉品位>65%，完全可满足烧结使用要求；所得尾渣磁性铁含量<1%，且为干尾渣，可制砖、生产微粉、作为集料等，用途广泛，可利用价值高。 本技术在新疆特钢和济源钢铁厂实际应用，回收效果良好。