【文章內(nèi)容簡介】 一定粒度的物料由格孔漏出機外，在分離器內(nèi) 分級并磁選。該工藝運行穩(wěn)定，生產(chǎn)率高，回收的金屬帶渣少，含鐵量可達 60％～ 80％，通過調(diào)換排料格孔的大小，可以控制破碎產(chǎn)物的粒度。為了提高磨機效率，要求鋼渣含水率小于 5％。 干破碎處理工藝 為了滿足鋼渣利用過程中對粒度的嚴格要求，一些廠采用破碎工藝。一般多采用顎式破碎機、磁選、篩分工藝流程。顎式破碎機一般一級用 400mm600mm ，二級用 250mm400mm 。該工藝有操作簡單，靈活適用的特點，但易產(chǎn)生粉塵污染，需要加強除塵設施。除采用顎式破碎機外，還有圓錐破碎機、反擊破碎機和對輥破碎機，但一般都存在卡料 、灰塵大、機件損壞嚴重等問題。 鋼渣綜合利用 鋼渣的用途因成分而異。迄今，人們已開發(fā)了多種有關(guān)鋼渣綜合利用的途徑，主要包括冶金、建筑材料、農(nóng)業(yè)利用幾個領(lǐng)域。 用作冶金原料 鋼渣在冶金生產(chǎn)中可代替石灰石或石灰做燒結(jié)熔劑、高爐熔劑、化鐵爐熔劑，作煉鋼返回渣等。用作冶金原料時應注意磷的富集給生產(chǎn)帶來的不良影響，需要控制配比、采取開路使用和將含磷高的鋼渣移做他用。 (1)做燒結(jié)熔劑。燒結(jié)礦中可配入 5％～ 10％粒度小于 8mm 的鋼渣代替熔劑使用，不僅回收利用了渣中鋼粒，也利用了渣中 CaO、 MgO、 MnO等有益成分，鋼渣軟 化溫度低且物相均勻，可促進燒結(jié)礦液相的生成而使粘結(jié)相增多且分布均勻，加之抑制了硅酸二鈣的相變使粉化率降低，因而提高了燒結(jié)礦的質(zhì)量和產(chǎn)量。高爐使用配人鋼渣的燒結(jié)礦，由于燒結(jié)礦強度提高、粒度組成改善，盡管鐵品位略有降低，煉鐵渣量增加，但高爐操作順利，對其產(chǎn)量提高、焦比的降低還是有利的。 (2)作高爐熔劑。將熱潑法處理得到的鋼渣碎石破碎到 8～ 30mm 之間，直接返回高爐用以代替石灰石，并回收利用其中的有益成分，可以節(jié)省熔劑 (石灰石、白云石、螢石 )消耗，改善高爐渣的流動性能，增加了鐵水產(chǎn)量。缺點是鋼渣成分波動大，有些鋼 渣易粉化，粒度不易控制。對于利用高堿度燒結(jié)礦或熔劑性燒結(jié)礦的高爐，由于基本上不加石灰石，鋼渣在這類高爐上的應用受到了限制。 (3)作化鐵爐熔劑。用鋼渣代替部分石灰石和螢石作化鐵爐熔劑，對鐵水溫度、鐵水含硫量、熔化率、爐渣的堿度及流動性均無明顯影響，對于使用化鐵爐的鋼廠和一部分生產(chǎn)鐵鑄件的機械廠都可以應用。 (4)作煉鋼返回渣。轉(zhuǎn)爐煉鋼，每噸加高堿度鋼渣 25kg左右，并配合使用白云石，可使冶煉成渣早，減少煉鋼初期對爐襯的侵蝕，有利于提高爐齡，降低耐火材料消耗，或減少螢石用量。 用作筑路和建筑材料 含游離氧化鈣低， 含磷也高而不適宜作冶煉熔劑的鋼渣，可以考慮用作筑路、河道和水工建筑材料。鋼渣是經(jīng)高溫煅燒過的含有硅酸鹽、鐵鋁酸鹽礦相的物質(zhì)，可用作鋼渣礦渣水泥原料，水泥混合材料、燒制水泥熟料的原料和建筑制品等。 (1)作筑路材料。鋼渣物理力學性能優(yōu)于高爐渣和普通碎石，是筑路工程較好的骨料，但其化學組成中存在游離氧化鈣，影響其安定性。筑路用鋼渣為經(jīng)過陳化或其他方法處理已經(jīng)穩(wěn)定的鋼渣。修筑路基一般使用純鋼渣，修筑路基層一般使用鋼渣混合料。其中以使用鋼渣、粉煤灰、石灰混合料為宜，參考配合比 (％ )為 72： 20： 8。鋼渣的最大粒徑不大 于 50mm，壓碎值不大于 35％。路基碾壓成型后應在潮濕狀態(tài)下養(yǎng)生，一般采用灑水養(yǎng)生，養(yǎng)生期一般不少于 7d。 (2)作鐵路道渣。鋼渣碎塊可以代替碎石作為鐵路道渣，除穩(wěn)定性好、不滑移、耐蝕、耐久性好外，還具有導電性小，不會干擾鐵路系統(tǒng)的電訊工作，路床不生雜草，不易被雨水洪水沖刷，不會因鐵路使用過程的沖撞力而滑移等優(yōu)點。 (3)作水泥生產(chǎn)的原料或混合料。以平爐、轉(zhuǎn)爐鋼渣為主要組分，加入一定量?；郀t礦渣和適量石膏，磨細可制得鋼渣礦渣水泥。鋼渣的最少摻量以重量計不少于 35％，必要時，可摻入重量不超過 20％的硅酸鹽水泥。 用于鋼渣礦渣水泥中的鋼渣要符合如下要求：鋼渣的堿度不應小于 ；鋼渣中的游離氧化鈣含量不應超過 5％；鋼渣中不應含有耐火磚、工業(yè)垃圾和泥砂等物；鋼渣中金屬鐵的含量不應超過 1％。鋼渣礦渣水泥的參考配比見表 2。無熟料鋼渣礦渣水泥早期強度低，僅用于砌筑砂漿、墻體材料、預制混凝土構(gòu)件和農(nóng)田水利工程等方面。少熟料鋼渣礦渣水泥的早期和后期強度都比較高。鋼渣礦渣水泥具有水化熱低、微膨脹、抗?jié)B、抗凍等特點，因而特別適宜于水利工程。利用鋼渣做普通水泥外，中國一些企業(yè)還用電爐渣生產(chǎn)白鋼渣水泥，標號 325 以上，白度 75度左右。 (4)生產(chǎn)鋼渣磚。以粉狀鋼渣或水淬鋼渣為主要原料，摻入部分水淬礦渣 (或粉煤灰 )和激發(fā)劑 (石灰、石膏或芒硝 )加水攪拌，經(jīng)輪碾、壓制成型、蒸養(yǎng) (或自然養(yǎng)護 )而成。 (5)作工程回填材料。鋼渣可用作工業(yè)和民用建 (構(gòu) )筑物地基以及場坪的填筑材料。用它填筑的建筑物地基和場坪整體性好、承載力高?；靥钣娩撛鼞獮榻?jīng)過陳化或其他方法處理已經(jīng)穩(wěn)定的鋼渣，其最大粒徑視使用部位的要求而定，一般不大于 200～ 300mm。 用于農(nóng)業(yè) 鋼渣中含有 CaO，可用來改良酸性土壤。鋼渣可作磷肥，也可作硅鈣肥，在一定的土壤環(huán)境下對植物早期和晚期都有肥效。當采用中、高磷鐵水煉鋼時，在不加螢石造渣情況下，回收的初期含磷渣，經(jīng)破碎一磁選一破碎等工藝條件，就得到成品鋼渣磷肥。鋼渣中的 P2O5雖不溶于水，但具有枸溶性，即能溶于酸度相當 2％枸櫞酸 (檸檬酸 )或枸櫞酸銨的溶液中，可被植物吸收。一般用 作基肥，每畝可施用50～ 200kg。 淺談鋼渣熱悶處理工藝及熱悶效果的提高 、 摘要： 本文介紹了轉(zhuǎn)爐鋼渣熱悶處理的工藝流程，特點、原理及熱悶處理鋼渣粉化的三個階段，并通過對入池溫度的控制、打水的原則、蒸汽量的控制三者分析，使鋼渣熱悶效果得到一定的提高。 關(guān)鍵詞： 鋼渣 熱悶工藝 效果 隨著我國鋼鐵產(chǎn)量的迅速增長，鋼鐵企業(yè)產(chǎn)生的主要固體廢棄物 ——鋼渣的總量也在急劇增加，對鋼渣的的回收利用已成為影響鋼鐵生產(chǎn)與環(huán)境，社會和諧發(fā)展的重要因素之一。但是，隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷提高，國內(nèi) 轉(zhuǎn)爐鋼渣預處理工藝較多，主要有熱悶法，水碎法、風碎法、熱潑法以及滾筒法，各有其優(yōu)缺點。但從近幾年來的生產(chǎn)實際看，比較有代表性的熱悶處理工藝，它兼顧了鋼渣性能的穩(wěn)定和環(huán)保要求。因此，大型鋼鐵企業(yè)應用熱悶處理工藝越來越普遍，逐漸成為發(fā)展趨勢之一，天鐵資源有限公司于 2020 年 4 月成功將此應用于鋼渣處理生產(chǎn)線上。 工藝流程及特點 將轉(zhuǎn)爐熱融的鋼渣在渣罐中冷卻一定時間后，由天車將渣罐吊起倒入另外一個渣罐將其摔碎，再用天車將渣罐翻入熱悶池，打水熱悶。熱悶好的鋼渣由挖掘機或天車抓斗運至條篩， 由膠帶輸送機送至破碎，篩分、磁選、提純加工生產(chǎn)線。 其工藝流程圖： 圖 其特點是：高溫鋼渣在熱悶池內(nèi)，打水后鋼渣激冷破碎粉化，使得渣鐵分離和鋼渣的化學性能得到進一步的穩(wěn)定，為后續(xù)再利用鋼渣粉奠定了基礎(chǔ)。 轉(zhuǎn)爐鋼渣主要化學成分（單位： %） 工作原理 熱態(tài)鋼渣裝入熱悶池，使得鋼渣冷卻至 300~800℃ ，當熱悶池蓋蓋密封后，打水時使熱悶池內(nèi)產(chǎn)生大量飽和蒸汽與熱態(tài)鋼渣作用，鋼渣中游離氧化鈣（ fCaO）和游離氧化鎂（ fMgO）與水反應： fCaO+H2O→Ca(OH)2 體積膨脹 % fMgO+H2O→Mg(OH)2 體積膨脹 148% 由于巨大的膨脹力使鋼渣開 裂、粉化及渣鐵分離。 熱悶處理工藝鋼渣粉化的三個階段 第一階段是高溫熱態(tài)渣遇水汽化冷卻，池內(nèi)產(chǎn)生大量飽和蒸汽。 第二階段是鋼渣因表面與內(nèi)部或不同部位之間存在著溫度差 而使各部分不能完全自由脹縮而產(chǎn)生熱應力；與此同時，隨溫度而改變形態(tài)并能提供潛熱的物質(zhì)則產(chǎn)生相變應力，而相變時常伴有放熱以及體積的變化。因此，由于熱應力和相變應力的存在使鋼渣開始進入破裂階段。 圖 2：常用的與熱現(xiàn)象有關(guān)的 pT 相圖 第三階段是池內(nèi)大量飽和蒸汽沿裂縫滲到鋼渣內(nèi)部進行物理化學反應進行水解粉化。 熱悶鋼渣粉化的條件是：溫度、打水、蒸汽三者共同作用，缺一不可。粉化率的高低與這三者有著密不可分的關(guān)系。 溫度的控制 鋼渣入池溫度的高低直接影響到熱悶效果的好壞。根據(jù)理論數(shù)據(jù)和現(xiàn)場長期實際操作的經(jīng)驗可以得出：鋼渣入池溫度必須控制在 300~800℃ 范圍之內(nèi)。因為只有在這個范圍內(nèi)熱態(tài)鋼渣才不會再次的發(fā)生結(jié)成大塊甚至板結(jié)，這就要求對鋼渣的 種類，出爐時間以及冷卻程度要準確掌握，根據(jù)經(jīng)驗判斷是否可以處理。另外，為了鋼渣入池溫度控制在 300~800℃ 范圍之內(nèi)，也可以讓高溫固態(tài)鋼渣每一罐入池后，再打水冷卻至鋼渣表面為暗紅色為止，這時鋼渣鋼渣溫度基本上就控制在這個范圍之內(nèi)了。 打水的原則 首先、確保水系統(tǒng)時刻暢通無阻，并定期及時對給水系統(tǒng)進行徹底清理。 其次、高溫鋼渣每罐入池后，必須保證每打水冷卻一次，挖掘機必須松動一次，要有一個良好的熱悶效果必須保證裝渣不能密集壓實甚至板結(jié)，只有這樣才能保證在打水過程中，池內(nèi)鋼渣有良好的透水性；另外，在紅渣入 池過程中，渣塊直徑不能大于 1 米，防止對下面的鋼渣形成 “保護傘 ”影響透水性，只有這樣才能保證高溫的鋼渣與水能夠充分發(fā)生物理化學反應進行粉化。 最后、蓋蓋后的打水也是至關(guān)重要的，但是必須保證一個原則，那就是第一次打水必須打透。也就是說，第一次打水必須保證水能夠從池內(nèi)的頂部滲透到熱悶池的底部，使池內(nèi)每塊鋼渣都能與水完全接觸。 蒸汽的控制 蒸汽對鋼渣來說不僅提供了水而且提供了溫度，池內(nèi)蒸汽量是否飽和也直接影響熱悶效果。因此，要有一個良好的熱悶效果必須根據(jù)現(xiàn)場蒸汽量的大小時刻調(diào)節(jié)碟閥來保證池內(nèi)有大量的 飽和的蒸汽與鋼渣反應。 鋼渣熱悶處理工藝是我國轉(zhuǎn)爐鋼渣處理技術(shù)比較具有代表性的工藝。通過對鋼渣的化學成分分析，有效的通過對高溫鋼渣打水熱悶處理，使得渣鐵分離以及鋼渣的化學性能得到穩(wěn)定，也滿足了環(huán)保要求。 因此，對鋼渣熱悶處理工藝中所存在的問題應積極探索和研究，把鋼渣熱悶處理工藝提高到一個新的水平，更好地為生產(chǎn)服務。 參考文獻 【 1】 阮積海 . 冶金環(huán)境保護 . 2020 年第三期 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，全國排放的鋼渣熱量就能減少燃煤所帶來大約 1000 萬噸的二氧化碳的排放，熔融鋼渣能源的合理利用再發(fā)展低碳經(jīng)濟的同時，也減少對不可再生資源的肆意開采，環(huán)保意義重大。 節(jié)能效益分析 國家大力提倡循環(huán)經(jīng)濟，建資源節(jié)約型、清潔型企業(yè)，熔渣熱能是典型的清潔節(jié)約型能源。據(jù)測算， 2020 年鋼鐵企業(yè)電力總消耗為 2153 億千瓦時，其中鋼廠自發(fā)電比例約占總用電量的 28﹪，外購電量約占 72﹪，即 1550 億千瓦時，隨著電價的不斷升高，鋼鐵業(yè)的電力成本不斷加大，積極利用二次能源發(fā)電，擴大自發(fā)電量成為節(jié)約能源和降低成本的最有效 措施。如果將 2020年全國鋼渣熱能 100﹪回收用于發(fā)電，可發(fā)電 440 億千瓦時，接近全國年發(fā)電總量的 1/70，相當于 3 個葛洲壩水電站發(fā)電量，相當于 22個中等火力發(fā)電站的發(fā)電量，既減少鋼鐵企業(yè)外購電量，又節(jié)約能源，同時大大降低企業(yè)成本。熔渣余熱除用于發(fā)電外，還可以用于余熱鍋爐的供熱、供水、供氣等領(lǐng)域，真正實現(xiàn)清潔能源的循環(huán)利用。 經(jīng)濟效益分析 煉鋼產(chǎn)生的熔融態(tài)鋼渣在 1600℃ 左右，含有大量熱能。據(jù)實驗測得，每千克鋼渣含有熱量 2020KJ（ 1600℃ ）。如全部回收， 09 年鞍鋼產(chǎn)生的 300 萬噸鋼渣所蘊含的 總熱量超過 61012KJ。單從降低煤耗一點即可為企業(yè)每年節(jié)省上億元。而全國每年產(chǎn)生約 8 千萬噸的鋼渣，其熱量值達