钢渣综合处理技术浅析

随着钢产量的增长，钢铁工业产生固体废弃物的总量越来越多。

目前，国内大多数转炉仍采用传统的钢渣处理工艺主要包括热泼工艺和盘泼水冷ISC法，这些传统工艺大部分钢渣以干渣的形式运往弃渣场，堆成渣山，进行集中处理，不仅要占用上千亩的土地，而且需要上千米的铁路线，还需要铲车、推土机、吊车等重型专用设备和庞大的生产和管理人员，因环境污染承受巨额的环保费，从而增加炼钢成本。

随着国家对环保和土地政策的加强，开始出现一些新工艺，主要包括：

1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。

2风淬法：渣罐接渣后，运到风淬装置处，倾翻渣罐，熔渣经过中间罐流出，被一种特殊喷嘴喷出的空气吹散，破碎成微粒，在罩式锅炉内回收高温空气和微粒渣中所散发的热量并收集渣粒。

上述工艺仍存在以下弊病：该项工艺避免了钢渣以干渣形式存在，但由于钢渣碱度高、粘度大，其风、水淬难度也大。处理过程中极易爆炸，作业率低，而且在处理过程中仍未解决污染严重的问题。

依目前生产条件和冶炼品种范围，出渣温度在1500～1560℃之间，喷溅渣不计入粒化渣比例之中。根据钢渣在平面上自然展开的厚度可以分为四类：A类30～80mm厚度/t；B类80～120mm厚度/t；C类120～200mm厚度/t；D类200～450mm厚度/t。

由于各厂家操作方式不同，有的是先倒出大部分终点渣，留炉内一定量加护炉料，而后护炉，有的厂家直接用终点渣完全参与溅渣护炉而后出渣，这种渣流动性和渣温已降低了很多，温度约降低100℃，粘度也增加了很多，估计已由A类渣降至C类渣，这种渣较A类渣周转到进入粒化器的可粒化率约降低10%左右70%粒化率。

提高粒化率与操作方式和熔渣的性质有关。即：A、B类渣加快渣罐的周转，预计每炉每班每罐重复使用10～14炉扣一次罐是可以实现的。由一些厂家试验得知：正常操作周转的重罐渣倒出A、B类渣约可占70%，C类渣约占20%，D类渣不正常操作周转约占10%。

渣处理方式有液态渣处理和低温渣处理。

流动性好的液态渣采用水淬钢渣处理设备。该技术利用高温钢渣自身余热和矿相组成发生变化时产生热应力、化学应力、相变应力及外界机械破碎力，使钢渣快速冷却、破碎，生成以硅酸三钙和硅酸二钙为主的颗粒状成品渣。此项技术的核心是通过渣罐倾翻机构或天车倾翻、粒化器、脱水转鼓、循环水系统合理的组合，短时间内可以完成转炉熔渣的全部粒化，取消了传统近千平米的干渣处理场地和近千米的铁路线及庞大的附属设施。

对粘稠度较高的低温冶金溶渣和流动性较差的冶金溶渣采用轧片钢渣处理设备进行机械轧制，喷水冷却，机械破碎，将传统粒化方法无法粒化的冶金熔渣强行破碎粒化，并且有较好的粒化效果。该技术采用热轧变形、冷态破碎相结合的工艺方法，可以对低温冶金熔渣和高粘稠度的、流动性差的冶金熔渣进行低成本的粒化处理，并且可以控制熔渣颗粒的尺寸;该技术采用机械轧制、喷水激冷的处理方式，可以使钢渣中的硅酸二钙C2S和硅酸三钙C3S含量提高，使钢渣用于硅酸盐水泥生产，有利环境保护，节约资源。

由于本技术采用机械轧制与机械破碎相结合的粒化方式，使粒化效果大大提高，并且容易控制熔渣颗粒的大小，可以降低下游加工作业的成本。

处理后的钢渣应具有相应的稳定性。即解决f-CaO、MgO的含量超标所造成的体积膨胀问题f-CaO含量应小于3%，MgO含量应小于13%;应具有相应的水硬胶凝性。必须保证处理过程不使钢渣中硅酸三钙C3S和C2S水化，同时C2S呈β-C2S形态存在。要满足上述条件就要采用相应的处理工艺，因此钢渣的处理工艺是决定性因素。

钢铁渣作为钢铁生产过程中的副产品，不仅不是废弃物，而是非常有价值的可利用资源。通过选用合适的处理工艺和综合利用技术，经过“粒化”处理后的钢渣成品为富含铁元素的金属颗粒粒子钢F5mm和水渣粒度F5mm，粒子钢可作为烧结原料替代铁矿石精粉。水渣可作为水泥矿渣微粉水泥添加剂生产线或水泥生产线的原料。