鋼渣處理和綜合利用

1、鋼渣處理方法及綜合利用 一、鋼渣的形成及用途 鋼渣是煉鋼過程中為了去除鋼中雜質(zhì)而 副產(chǎn)的物質(zhì)。它包含脫硫、脫磷、脫氧產(chǎn) 物及因之而加入的造渣劑,如石灰、螢石、 脫氧劑等;金屬料中帶入的泥砂;鐵水和廢鋼 中的鋁、硅、錳等氧化后形成的氧化物;作 為冷卻劑或氧化劑使用的鐵礦石、氧化鐵 皮、含鐵污泥等;煉鋼過程中侵蝕下來的爐 襯材料等。主要化學(xué)成分包括CaO SiO2 Al2O3 MgO Fe2O3 MnO TiO2 P2O5 FeO f-CaO 鋼渣中含有豐富的資源, 灼熱的鋼渣有豐 富的熱能, 并含有10% 左右的廢鋼, 以及大量的 有益的化學(xué)元素, 充分利用渣中的有用成分, 以 提高鋼渣的回收效

2、益。我國主要將鋼渣用于地 基回填、道路鋪筑、水泥原料、凈水劑和鋼渣 肥料等。 鋼渣處理的目的是使鋼渣盡快粉化,使 廢金屬料與渣分離,降低鋼渣中的游離氧化 鈣( f-CaO) ,以便盡可能多地回收鋼渣中的金 屬料,提高尾渣的綜合利用率。 在鋼渣處理過程中硅酸二鈣的結(jié)構(gòu)由 不穩(wěn)定的型轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的型,體積增大 12% ,轉(zhuǎn)變溫度一般是630 - 680;游離氧 化鈣遇水消解成氫氧化鈣,體積膨脹而粉化, 它們的轉(zhuǎn)變過程與冷卻速度、溫度、壓力、 數(shù)量及鋼渣內(nèi)的雜質(zhì)有關(guān)。 二、鋼渣的處理方法 1、冷棄法 2、熱潑法 3、淺盤法 4、水淬法 5、悶罐法 6、滾筒法 7、鋼渣?；?2.1冷棄法 鋼渣從煉鋼爐

3、進(jìn)入渣罐后,直接運(yùn)至渣山 堆場(chǎng), 然后打水加速鋼渣淬化。 優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備及投資少,主要投資包括運(yùn)輸 和裝載車輛、渣場(chǎng)土建等 缺點(diǎn)是(1)渣場(chǎng)占地面積大; (2)處理后的鋼 渣塊度大,而且渣鋼粘的渣比較多; (3)尾渣綜 合利用不大方便; ( 4 )陳化時(shí)間長,通常要陳化 一個(gè)月以上。 2. 2熱潑法熱潑法 熱熔鋼渣倒入渣罐后，用車輛運(yùn)到鋼渣熱 潑車間，利用吊車將渣罐的液態(tài)渣分層潑倒在 渣床上（或渣坑內(nèi)），噴淋適量的水，使高溫 爐渣急冷碎裂并加速冷卻，然后用裝載機(jī)、電 鏟等設(shè)備進(jìn)行挖掘裝車，再運(yùn)至棄渣場(chǎng)。需要 加工利用的，則運(yùn)至鋼渣處理間進(jìn)行粉碎、篩 分、磁選等工藝處理。 優(yōu)點(diǎn)是(1)技術(shù)成熟, 線

4、流程簡(jiǎn)單,運(yùn)行成本低; (2)設(shè)備及投資較少 (3)處理后的鋼渣比冷棄法塊 度小,便于金屬料回收; (4)鋼渣游離氧化鈣含量 較低,有利于鋼渣綜合利用。 缺點(diǎn)主要是(1)產(chǎn)生的蒸汽對(duì)車間環(huán)境影響較 大,對(duì)廠房和設(shè)備壽命有一定影響; ( 2 )渣塊比 較大,鋼渣的綜合利用還比較困難。 2. 3淺盤法淺盤法 淺盤法是將流動(dòng)性好的液態(tài)渣倒入淺盤中, 靜置幾分鐘后,第一次噴水冷卻,間隔幾分鐘后再 次噴水冷卻,如此重復(fù)4次,使鋼渣表面溫度冷卻 到500左右,鋼渣在渣盤中凝固并破裂,然后傾 翻到排渣車上,運(yùn)往二次冷卻站,再進(jìn)行噴水冷卻, 待溫度降到200左右時(shí)將鋼渣倒入水池中, 30 min后鋼渣溫度接近

5、室溫。渣子粒度一般為5 100mm，最后用抓斗抓出裝車，送至鋼渣處理 車間，進(jìn)行磁選、破碎、篩分、精加工。 優(yōu)點(diǎn)是(1)用水強(qiáng)制快速冷卻,處理時(shí)間短,生 產(chǎn)能力大; (2)處理過程粉塵少; (3)鋼渣粒度小,可 減少破碎、篩分的工作量,便于金屬料回收; ( 4)鋼 渣游離氧化鈣含量較低,改善了鋼渣的穩(wěn)定性,有 利于綜合利用。 缺點(diǎn)是(1)廠房要求大,設(shè)備投資比熱潑法高; (2)蒸汽量較多,對(duì)廠房和設(shè)備壽命有一定影響; (3) 操作工藝比較復(fù)雜; (4)對(duì)鋼渣的流動(dòng)性有一定要 求,粘度高、流動(dòng)性差的鋼渣不能用該方法處理。 2. 4水淬法水淬法 液態(tài)鋼渣裝入底部帶孔的渣罐后,送至水淬池, 打開渣孔

6、,流出的鋼渣與從多孔噴出的高壓水束相 遇,鋼渣被水束擊碎,與水一起落入渣池并冷卻,然后 用抓斗抓出,運(yùn)往渣場(chǎng)脫水、利用。 優(yōu)點(diǎn)是(1)處理流程短,投資較少; ( 2)所需廠房 面積小、占地少; (3)處理后的鋼渣塊度小,便于磁選 和回收利用。 缺點(diǎn)是( 1)鋼渣從罐底孔流出的流量很難控制, 操作難度大; ( 2)打開堵流渣口操作困難,勞動(dòng)強(qiáng)度 大,環(huán)境條件差; (3)鋼渣中如果帶有鋼水時(shí)容易發(fā)生 爆炸等安全事故; ( 4)人工堵流渣口操作時(shí)危險(xiǎn)性大; (5)粘度高、流動(dòng)性差的鋼渣不能采用此方法,鋼渣 處理率低。 2. 5風(fēng)淬法風(fēng)淬法 渣罐接渣后，運(yùn)到風(fēng)淬裝置處，傾翻渣 罐，熔渣經(jīng)過中間罐流出，

7、被一種特殊噴嘴 噴出的空氣吹散，破碎成微粒，在罩式鍋爐 內(nèi)回收高溫空氣和微粒渣中所散發(fā)的熱量并 捕集渣粒。經(jīng)過風(fēng)淬而成微粒的轉(zhuǎn)爐渣，可 做建筑材料；由鍋爐產(chǎn)生的中溫蒸汽可用于 干燥氧化鐵皮。 優(yōu)點(diǎn)是安全可靠,工藝簡(jiǎn)單,投資少,處理能 力較大,一次?；瘡氐?用水量少等。 缺點(diǎn)是對(duì)鋼渣的流動(dòng)性有很大要求,由于 鋼渣堿度大,粘度高,一般能夠風(fēng)淬處理的鋼渣 不超過總鋼渣的50%,其它鋼渣要使用別的方法 處理。 2. 6悶罐法悶罐法 悶罐法是把轉(zhuǎn)爐出來的鋼渣倒在渣坑中,待鋼 渣溫度冷卻到600左右時(shí)裝入悶罐中,通過控制 向悶罐中噴灑的水量和噴水時(shí)間使鋼渣在悶罐內(nèi) 高溫淬化、冷卻。罐內(nèi)水和鋼渣產(chǎn)生復(fù)雜的溫

8、差 沖擊效應(yīng)、物理化學(xué)反應(yīng),使鋼渣淬裂。目前國內(nèi) 使用此方法的鋼廠比較多。 優(yōu)點(diǎn)是(1)鋼渣粉化效果較好,廢鋼與渣分離 好,易于回收金屬料; ( 2)游離氧化鈣含量比較低, 鋼渣膨脹性小,性質(zhì)穩(wěn)定,有利于尾渣的綜合利用; (3)機(jī)械化程度高,勞動(dòng)強(qiáng)度低; (4)粉塵少,蒸汽可 以回收,環(huán)境污染小; (5)運(yùn)行費(fèi)用適中,噸渣為25 元左右。 缺點(diǎn)是(1)不能直接處理高溫渣,生產(chǎn)周期 較長; (2)設(shè)備、廠房等投資大,年處理60萬t鋼渣 的投資約5 000萬元,占地40畝左右; (3)由于對(duì)進(jìn) 入悶罐的鋼渣溫度范圍有較高要求,所以對(duì)多 爐鋼渣、組批進(jìn)入悶罐操作不大方便。 2. 7滾筒法滾筒法 該法

9、是將液態(tài)鋼渣直接倒入運(yùn)轉(zhuǎn)的滾筒 中,滾筒中有鋼球,通過控制水量,鋼渣在滾筒中 熱化、粉化、研磨、冷卻,然后用板式輸送機(jī) 從滾筒排到渣場(chǎng)。該方法技術(shù)含量比較高。 優(yōu)點(diǎn)是( 1)鋼渣粒度細(xì)小,通常小于100 mm, 廢鋼與渣分離完全,回收廢鋼非常有利; (2)游離 氧化鈣低,對(duì)于鋼渣綜合利用非常有利; (3)生產(chǎn) 流程短、占地少、生產(chǎn)效率高,寶鋼處理一罐 20 t的鋼渣時(shí)間不到10 min; ( 4)粉塵少,蒸汽通過 煙囪外排, 環(huán)保性能好; (5)自動(dòng)化程度高,勞動(dòng) 強(qiáng)度低。 缺點(diǎn)是(1)設(shè)備復(fù)雜,維修難度大; ( 2)要求鋼渣流動(dòng) 性好,固態(tài)渣和流動(dòng)性差的渣不能處理; (3) 運(yùn)行費(fèi) 用比悶罐

10、法高,約為45元/t渣 左右。 2. 8鋼渣?；ㄤ撛；?鋼渣粒化法與滾筒法和水淬法有相似之處。 它是由水渣?；b置演化過來的,原理是液態(tài)鋼 渣倒入渣槽,均勻流入粒化器,被高速旋轉(zhuǎn)的?；?輪破碎,沿切線方向拋出,同時(shí)受高壓水射流冷卻 和水淬,落入水箱,通過皮帶機(jī)送至渣場(chǎng)。 優(yōu)點(diǎn)是(1)處理后的鋼渣粒小于10 mm,鋼粒和 渣分離徹底,對(duì)回收鋼粒非常方便; (2)鋼渣粒度細(xì) 小,不需要再次破碎,而且游離氧化鈣含量較低, 對(duì)于鋼渣綜合利用非常有利; ( 3)投資少、占地少、 工藝簡(jiǎn)單,該主體裝置僅需要120 m2 的廠房; (4)粉 塵少、蒸汽通過煙囪排放,環(huán)保性能好; ( 5)勞動(dòng) 強(qiáng)度低,運(yùn)行成本低,約為20元/t渣 左右; ( 6)安全性 高。 缺點(diǎn)是(1)該方法是近年開發(fā)的,可靠性和穩(wěn) 定性還需要進(jìn)一步考證; ( 2)對(duì)鋼渣流動(dòng)性要求高, 固態(tài)渣和流動(dòng)性差的渣不能處理; ( 3)金屬料損失 大,由于粒化過程把廢鋼也變成了小顆粒,高溫下 氧化嚴(yán)重,而且大中粒級(jí)廢鋼變成了小粒鋼,金屬 料回收率較低。 三、鋼渣的綜合利