钢渣综合利用技术及发展方向

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1、钢渣综合利用技术及发展方向钢渣主要来源于:金属炉料中各元素被氧化后生成的氧化物及;被侵蚀的炉衬及炉衬材料;金属炉料带入的杂质,如泥沙等;为调整钢渣性质所加人的造渣材料,如石灰石、铁矿石、萤石等。按炼钢工艺钢渣可分为平炉渣、转炉渣和电炉渣。由于转炉比平炉产量高、能耗低,大多数钢铁厂已改为转炉,但由于钢渣综合利用问题没有很好地解决,钢渣堆场上仍然有大量的平炉渣及平炉与转炉的混合渣。1、钢渣的理化性质1、1钢渣的物理性质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。碱度较低的钢渣呈黑灰色,碱度较高的钢渣呈

2、褐灰色、灰白色。渣块松散不粘结,质地坚硬密实,孔隙较少。渣佗和渣壳结晶细密,界线分明,尤其是渣壳,断口整齐。自然冷却的渣块堆放一段时间后,发生膨胀风化,变成土块状和粉状。钢渣通常含水在3%~8%。1.2钢渣的化学成份随着钢品种、原料、冶炼工艺及堆放期限的不同,钢渣的化学成份波动较大。大多情况下,钢渣的主要化学成份为、、、、、、等。转炉渣的化学成份较稳定,和含量低,碱度高,一般为2.9~3.2,杂质含量少,并随堆放期的延长含量降低。同时,堆放的转炉渣发生自然膨胀风化,形成不同粒径的钢渣颗粒,当钢渣的粒径不同时,其

3、化学成份不同,随着堆放期延长,化学成份差异增大。钢渣中游离的、含量较高,因而稳定性差。此外,钢渣中铁和锰的含量也比较高,由于铁、锰离子具有较强的极化能力,对氧有很大的亲和力,因此,氧离子能脱离正硅酸钙(锰)四面体破坏正硅酸盐结构,使四面体互相连接起来,生成巨大而复杂的硅氧团,从而降低其易磨性。2、钢渣的处理钢渣成分复杂、流动性差别大、性能不稳定、处理技术发展缓慢，主要为热态处理和冷态加工两个环节。前者是指高温熔渣处理成常温固态渣的过程，侧重于钢渣快速、清洁的处理；后者是指固态渣经破碎、磁选等工序，加工成不同粒度

4、、不同金属含量的尾渣、渣粉、渣钢的过程，侧重于钢渣的资源化利用。在实际生产中，两个环节区分并不明显，一般采取适当的组合工艺，如对流动性较好的液态钢渣，采取(风淬/滚筒+磁选)工艺；流动性较差的采取(热焖/水淬+破碎+磁选)工艺。2.1钢渣的热态处理热态钢渣的处理工艺应考虑的原则：（1）安全可靠，处理能力大；（2）渣和金属分离度高，利于金属回收；（3）可有效消解满足尾渣利用要求；（4）工艺简单，经济性好，无二次污染。2.1.1浅盘法ISC工艺浅盘法亦即ISC工艺(InstantaneousSlagChillPro

5、cess),为日本新日铁公司开发。流动性较好的渣通过渣罐运送至渣处理间,再用120ｔ吊车把渣倒入渣盘中,静置3～5min,第一次喷水冷却,喷水2min,停3min,如此重复4次,耗水量约为0.33ｍ3/ｔ,钢渣表面温度下降至500℃左右。然后将浅盘中凝固并破碎的钢渣倾倒在排渣车上,运送到二次冷却站进行第二次喷水冷却,喷水4min,耗水量为0.08ｍ3/ｔ,钢渣温度下降至200℃左右。再将钢渣倒入水池内进行第三次冷却,冷却时间约30min,耗水量0.04ｍ3/ｔ,钢渣至此温度降至50～70℃,随后输送至粒铁回收线

6、。浅盘法工艺的优点为:(1)用水强制快速冷却,处理时间短,每炉渣1.5～2.5ｈ即可处理结束,处理能力大;(2)整个过程采用喷水和水池浸泡,减少了粉尘污染;(3)经3次冷却后,大大减少了渣中矿物组成、游离氧化钙和氧化镁等所造成的体积膨胀,改改了渣的稳定性;(4)处理后钢渣粒度小而均匀,可减少后段破碎筛分加工工序;(5)采用分段水冷处理,蒸汽可自由扩散,操作安全;(6)整个处理工序紧凑,采用遥控操作和监视系统,劳动条件好。浅盘法的缺点是钢渣要经过3次水冷,蒸汽产生量较大,对厂房和设备有腐蚀作用,对起重机寿命有影响

7、;另外,浅盘消耗量大,运行成本高。2.1.2热闷法钢渣热闷罐法处理工艺为:当大块钢渣冷却到300～600℃时,装入翻斗汽车运至闷罐车间,倒入闷罐内,盖上罐盖。在罐盖的下方安装有能自动旋转的喷水装置,间断地向热渣喷水,使罐内产生大量蒸汽,与钢渣产生复杂的物理化学反应,使钢渣产生淬裂。钢渣由于含有游离氧化钙,遇水后会消解成氢氧化钙,发生体积膨胀,使钢渣崩解粉碎。钢渣在罐内经闷解后,一般粉化效果都能达到60%～80%,然后用反铲挖掘机挖出,进行后步处理。该工艺的特点是:机械化程度较高,劳动强度低;由于采用湿法处理钢渣

8、,环境污染少,还可以部分回收热能;处理后,钢、渣分离好,可提高废钢回收率;钢渣稳定性好。2.1.3滚筒法该工艺主要是将液态钢渣自转炉倒入渣罐后,经渣罐车运输至渣处理场,用吊车将渣罐运到滚筒装置的进渣流槽顶上,并以一定速度倒入滚筒装置内,液态钢渣在滚筒内同时完成冷却、固化、破碎及钢渣分离后,经板式输送机排出到渣场,此钢渣经卡车运输到粒铁分离车间进行粒铁分离后便可直接利用。经滚筒法处理后的