炼钢钢渣处理工艺研究与应用

炼钢钢渣处理工艺研究与应用

高惠平

高惠平

新材料公司钢渣车间江苏张家港215600

摘要：我国是工业大国，钢铁产量居世界之首。在钢铁生产过程中，会产生大量的废渣，如果能够运用合适的工艺来对钢渣进行处理和利用，那么将会产生巨大的经济效益。本文对国内钢渣处理常见工艺技术进行了分析，然后结合某工程实际情况对钢渣辊压破碎-立式有压热闷处理工艺的应用进行了具体分析，阐明了该技术的工艺原理、流程以及参数，探讨了该技术的适用性，仅供参考。

关键词：炼钢钢渣；处理工艺；应用

1国内钢渣处理现状

1.1钢渣热泼处理工艺

钢渣的热泼工艺指的是利用钢渣的废热，通过热膨胀、冷却收缩以及游离氧化钙的加水分解，喷雾冷却水后，促进钢渣的破裂、自我分解和粉碎。具体来说，钢渣被倒入钢渣池，水冷却至表面变黑，不排放蒸汽，渣池被灌满钢渣，钢渣盖子被浓缩水所覆盖，钢渣被钢丝槽盖住。之后，自然地进行粉化，进行磁选处理。这个过程是1970年引进海外生产线后开发的钢渣处理技术，但是该技术不但需要占用较大的场地，而且要用到大量的人员，对环境污染较为严重。

1.2钢渣水淬处理工艺

钢渣水淬工艺起始于1970年代，人们为了获取小粒度钢渣选用烧结工艺进行了研究。借助多列多孔质多功能水喷嘴的帮助，形成乱流自由喷流。借助水压的帮助，实现抛流熔渣，使得小固体粒状渣滓瞬间分散。水淬的优点是快速排放钢渣，减少手动渣洗的沉重工序，削减人工费。缺点是在作业环境中会产生大量的水蒸气，有爆炸性的危险。同时，引起水质污染，增加下水排放成本。

1.3钢渣风淬处理工艺

风淬法是将钢渣罐连接到钢渣后运送到空气增压装置，通过管道流出的钢渣被特殊喷嘴喷出的空气吹飞，分解成小粒度。从高温空气和微粒子钢渣中释放出的热量被锅炉回收，钢渣粒子被回收。通过风淬，作为粒子状物质的转炉渣可作为建材使用，锅炉中温度蒸气可用于干燥氧化铁皮。与水淬法相比，风淬法技术明显进步，供水系统简化，系统基础设施投资较少，蒸汽资源回收，成本低。这个过程的缺点是在使用过程中会产生较为严重的噪音，对于环境有较大的污染。

1.4钢渣滚筒处理工艺

钢渣滚筒法指的是将钢渣注入高速旋转滚筒中，通过滚筒装置和内部喷嘴的旋转喷雾，利用钢球的压延方法在各种介质的冷却和机械力量下快速固化渣的方法。这个过程的优点在于，钢渣的大小主要在8mm以下，粉碎性良好，硫磺和磷的含量相对小，能够直接返回到冶金工艺中，钢渣排放速度快，占有面积少，环境污染小。缺点是过程装置复杂、高故障率、投资大及钢渣的低活性。

1.5钢渣粒化轮法处理工艺

钢渣粒化轮法是把熔融的钢渣沿渣沟流嘴落到以一定的高度差向高速旋转粒轮上滴落的方法。在此过程中，钢渣被损坏，因机械的作用被粒状化。粒状的钢渣在空间喷雾后冷却，钢渣水一起落入脱水滚筒中。它的优点是钢渣排放快，对于环境的污染比较轻。其缺点是钢渣处理率低（一般在15%到50%之间）。它只会以良好的流动性来处理钢渣。

1.6钢渣焖渣法处理工艺

中国传统的钢渣精炼工艺是将高温的钢渣注入钢渣场地，冷却在650℃以下的钢渣，让后将其注入钢渣炉并喷雾水，将其冷却。该工艺使用中装卸车以及扬程问题较为严重，要求对闷渣炉进行大量维护。

2钢渣处理工艺的实际运用

某企业正在建设的钢渣一次处理生产线,处理后的钢渣可以视为胶凝材料用于应用于钢渣水泥、烧结和脱硫剂的配料,也可用于路基垫层、基建回填等方面,实现钢渣的资源化利用。

2.1钢渣有压热闷工艺原理

钢渣有压热闷技术是将液态钢渣运至辊压破碎区,通过辊压破碎装置打散并打水使钢渣表面固化,固化后的钢渣运输至热闷罐,打水热闷直至钢渣温度降到65°C左右时结束热闷。上述过程的进行使硅酸盐进行分解,体积也会膨胀,钢渣粉化,消除了钢渣不稳定性,渣和钢自然分离。

2.2钢渣有压热闷工艺流程

钢渣有压热闷处理工艺，可分为钢渣滚动破碎、自我分解和钢渣废热稳定化的两个阶段。辊压破碎过程主要是完成熔炼钢渣的快速冷却和破碎。这个阶段的处理时间约为30分钟。转炉车间排出钢渣后，渣罐被运送到热闷成套设备处理场所，装载有熔渣的渣罐通过吊车将其放入渣罐倾翻车上。渣罐倾翻车行走至预定位置倾翻渣罐,辊压破碎机反复辊压破碎并打水处理。在该阶段的处理后，可将熔化板的温度从1600℃冷却至700℃，最大粒径可分解至不足300mm。有压热闷工序的钢渣的稳定处理主要完成了加压、稳定工序。该阶段的处理时间约为2～3小时。破碎的钢渣通过转移热量被运送到吊车起重机的吊装位置，经由铸造起重机吊运至有压热闷罐内,罐内热闷处理之后经由铸造起重机吊运至卸料区卸料并经皮带输送机转运至钢渣磁选加工生产线。有压热闷处理后钢渣的稳定性良好，粒度分布均匀。20mm的粒径约达到70％，游离氧化钙的含量在3％以下，浸泡率在2％以下。同时，钢渣热闷处理的全部工序基本采用封闭系统。因此，与现有的钢渣处理技术相比，该工艺清洁度、环保性较高，同时有利于钢渣的废热回收、利用。

3、工艺参数

3.1辊压破碎流程工艺参数

辊压破碎装置可处理500-1450°C热态及熔融态转炉钢渣。之后会经由渣罐输送到热闷处理车间，然后经由倾翻设备将其倒至辊压破碎区，利用辊压破碎辊将热态钢渣平铺并配合打水使钢渣迅速固化。处理能为约80t/h。

辊压破碎机包含两大部件,行走台车与破碎辊。

辊压破碎机行走台车的主梁、连接梁均采用矩形箱型梁结构,主梁具有足够的强度和刚度。辊压机台车采用行星减速电机直连车轮组的传动结构,采用一台变频器控制四台减速电机,从而保证辊压机台车车轮组的同步行走。

3.2有压热闷流程工艺参数

河钢乐亭项目的钢渣有压热闷处理设备为直径7m的立式有压热闷罐。钢渣进入的温度位于600-800°C这一区间内，且渣粒有百分之八十以上粒径小于300mm，热闷罐设计压力0.6MPa,工作压力0.2-0.4MPa。钢渣入罐后,程序自动设定调节打水量,完成蒸汽释放,排出多余水量。

立式热闷罐的驱动形式:罐门启闭采用液压形式;罐门锁紧采用液压推杆。容器顶部安装有雾化喷头等;侧壁安装有安全阀、测温、测压元件;底部安装排水及液位检测。罐盖齿啮式法兰材质为16Mn,4级锻件。

伴随着喷水量的不断增加，钢渣处理的粉化率以及含水率也在不断上升，当水渣比高于百分之三十五时，钢渣的粉化率变化区域平缓，因此实际适应过程中应该尽可能的将水渣比控制在百分之三十五左右。这样，就能够使得钢渣的处理状态较为理想。

4、结语

综上所述，我国是钢铁生产大国，钢渣作为钢铁生产中非常大量的副产物，如何对其进行有效处理成为了很多企业所必须要考量的问题。本文对某企业所使用的“钢渣辊压破碎-余热有压热闷”钢渣处理工艺进行了分析，重点就其工艺原理、使用以及优势展开了探讨，认为该工艺具有较多的优点，具有一定的推广运用条件。与此同时，使用该工艺对钢渣进行处理，有助于余热进行回收，并为钢渣的后续资源化利用奠定基础,为河钢乐亭带来一定的经济效益。

参考文献

[1]胡绍洋,戴晓天,那贤昭.钢渣的处理工艺及综合利用[J].铸造技术,2019,40(02):109-113.

[2]王永平.对涟钢湿法球磨处理冷钢渣工艺的探讨[J].涟钢科技与管理,2017:31.

[3]冯艳瑾.钢渣细料与钢渣粉在SMA-13沥青混合料中的应用研究[J].江西建材,2017(21).