改-转炉钢渣处理工艺方法

转炉钢渣处理的工艺方法

冶金13-A1高善超120133201133

摘要：介绍了钢渣的组成成分，简述了目前国内钢渣的主要处理工艺，对其中最为主流的热泼法、滚筒法、热闷法等钢渣处理工艺的工作原理及其优缺点进行简要评述。转炉渣中的f-CaO是影响转炉渣安定性的主要因素，钢渣中的f-CaO遇水会进行如下化学反应：f-CaO+H2O→Ca（OH）2，会使转炉渣体积膨胀98%左右，导致道路、建材制品或建筑物的开裂而破坏。如果能够降低转炉渣中f-CaO的含量，那么对钢渣的利用具有很大的指导意义。

游离氧化钙与二氧化碳酸化反应生成CaCO3，以消解游离氧化钙，使钢渣中氧化钙降低至3%以下，达到国家规定，从而可以在各个工程中得到良好的应用。

高炉渣中含SiO2一般是32%~42%，可见高炉渣可以视为一种含SiO2物料，具有潜在消解转炉钢渣中f-CaO的能力，如果实现高炉渣与转炉渣熔融态下同步处理，这无疑拓宽了冶金渣资源化处理的有效途径。本文对以上两种钢渣中游离氧化钙的处理方法进行了论述。关键词：高炉渣；转炉钢渣；游离氧化钙；二氧化碳；石英砂；高温反应；消解率

0引言

钢渣是生产钢铁的过程中，由于造渣材料、冶炼材料、冶炼过程中掉落的炉体材料、修补炉体的补炉料和各种金属杂质所混合成的高温固溶体，是炼钢过程中所产生的附属产品，需要再次加工方可应用[1]

钢渣在欧美等发达国家可以广泛的利用，说明了钢渣具有非常好的应用前景，对钢渣的处理、利用、开发已经成为我们国家钢铁企业的重要发展方向。由于钢渣中存在游离氧化钙这种物质，其含量在钢渣中约占0~10%，游离氧化钙遇水后发生反应生成Ca（OH）2，这种反应会使钢渣体积发生膨胀，膨胀后钢渣的体积约会增长一倍，这种情况制约了钢渣的使用方向，使其很难在建材与道路工程中加以使用。由于我国正处于高速发展中，各项基础设施建设需要建设，其中高速公路的发展快速，如果可以将处理后的钢渣应用其中，代替其他岩土材料，可以降低建设成本，降低其他材料的消耗，有效的处理了堆积巨大的废弃钢渣，达到实际的经济效益[1]。因此对钢渣进行合理的处理并应用已经成为我国钢铁企业重要的发展方向之一。

1.高炉渣的组成及用途

1.1高炉渣的化学组分

高炉渣是冶炼生铁时从高炉中排出的废渣。高炉冶炼时，从炉顶加人铁矿石、燃料（焦炭）以及助熔剂等，当炉内温度达到1300~1500℃时，物料熔化变成液相，在液相中浮在铁水上的熔渣，通过排渣口排出，这就是高炉渣。高炉渣是由CaO、MgO、Al2O3、SiO2、MnO、Fe2O3等组成的硅酸盐和铝酸盐。SiO2、MnO、CaO和MgO是高炉渣的主要成分，它们在高炉渣中占95%以上。由于矿石品位和冶炼生铁品种不同，高炉渣的化学成分变动较大。

高炉矿渣属于硅酸盐质材料，它的化学组成与天然岩石和硅酸盐水泥相似。因此，可以代替天然岩石和作为水泥生产原料等使用。

1.2高炉渣的矿相成分

高炉渣是在铁矿石提取冶金过程中矿石脉石、焦炭灰分、熔剂等形成的硅酸盐熔体，其化学成分主要是Ca、Si、Al、Mg等的氧化物，矿物组成主要是硅酸二钙（2CaO·SiO2）、假硅灰石（CaO·SiO2）、钙铝黄长石（2CaO·Al2O3·SiO2）、钙镁黄长石（2CaO·MgO·SiO2）、硅长石（CaO·Al2O3·2SiO2）、钙镁橄榄石（CaO·MgO·SiO2）、镁蔷薇辉石（3CaO·MgO·2SiO2）及镁方柱石（2CaO·MgO·2SiO2）等。多数情况下高炉渣可视为CaO-SiO2-Al2O3的伪三元系，其中，SiO2和Al2O3主要来自脉石和焦炭中的灰分，CaO和MgO主要来自熔剂[2]。高炉终渣温度一般与铁水相当或略高于铁水，在1400~1550℃之间。

1.3高炉渣的性质

高炉渣冷却方式不同，得到的炉渣性能不同[2]。

（1）水渣高炉熔渣在大量冷却水的作用下急冷形成的海绵状浮石类物质。在急冷过程中，熔渣中的绝大部分化合物来不及形成稳定化合物，而以玻璃体状态将热能转化为化学能封存其内，从而构成了潜在的化学活性。

（2）重矿渣高温熔渣在空气中自然冷却或淋少量水慢速冷却而形成的致密块渣。重矿渣的物理性质与天然碎石相近，其块渣容重大多在1900kg/m3以上，其抗压性、稳定性、抗冻性、抗冲击能力（韧性）均符合工程要求，可以代替碎石用于各种建筑工程中。

（3）膨珠膨珠大多呈球形，粒径与生产工艺和生产设备密切相关。膨珠表面有釉化玻璃质光泽，珠内有微孔，孔径大的350~400μm，其堆积密度为400~1200kg/m3。

1.4高炉渣处理方法

目前国内外在生产上应用的高炉渣处理方法基本上是水淬法和干渣法。由于干渣处理环境污染较为严重，且资源利用率低，现在已很少使用，一般只在事故处理时，设置干渣坑或渣罐出渣[3]。目前，高炉渣处理主要采用水淬法。

按水渣的脱水方式，水淬法主要有如下方法[4]。

（1）转鼓脱水法：经水淬或机械粒化后的水渣流到转鼓脱水器进行脱水，前者为INBA 法（因巴法），后者为TYNA法（图拉法）。图拉法在我国已获得国家发明专利，专利名称为冶金熔渣粒化装置，专利权人为中冶集团包头钢铁设计研究总院，为俄罗斯与我国共同发明。

（2）渣池过滤法：渣水混合物流入沉渣池，采用抓斗吊车抓渣，渣池内的水则通过渣池底部或侧面的过滤层进行排水。底滤式加反冲洗装置，一般称为OCP法（底滤法）。

（3）脱水槽法：水淬后的渣浆经渣浆泵输送到脱水槽内进行脱水，这种方法就是通常所说的RASA法（拉萨法）。我国大多数高炉采用的是深水底滤法（OCP），西方国家大部分采用因巴法（INBA）。

2.转炉渣的结构

2.1转炉渣的化学成分

转炉钢渣是转炉炼钢产生的一种废渣，是出炉状态温度高达1400℃以上的液体，化学成分CaO含量为40%~60%，SiO2含量为13%~20%，主要矿物相是硅酸三钙（C3S）、硅酸二钙（C2S）、钙铁橄榄石、游离氧化钙（f-CaO）、游离氧化镁等。由于游离氧化钙（f-CaO）、游离MgO等有害成分含量高，冷却处理后的钢渣中含有大量结晶粗大、结构致密的f-CaO 和离MgO，这些f-CaO和游离MgO遇水后会在很长时间内持续水化并发生体积膨胀，导致钢渣利用时长期安定性极差，严重制约了钢渣的安全利用。

2.2转炉渣的矿相成分

钢渣中矿物成分主要为硅酸二钙(C2S)、硅酸三钙(C3S)、铁酸钙或者铁酸二(CaO·Fe2O3/2CaO·Fe2O3)、RO相、尖晶石相、橄榄石(CaO·RO·SiO2)等，其中游离氧化钙(fCaO)和C2S、C3S为主要成分，总量在50%以上[5]。

钢渣具有较高的碱度时，其碱度R>3，钢渣中矿物成分含量依次为C3S，C2S、RO相、2CaO·Fe2O3、fCaO。钢渣具有较低的碱度时，钢渣中矿物成分含量依次为C2S，RO相、

2CaO·Fe2O3、C3S、f-CaO。钢渣的碱度R<1.5时，在钢渣中还可能有钙镁橄榄石、镁蔷薇辉石、黄长石等矿物的出现[6]。

2.3转炉渣中的f-CaO

转炉渣的膨胀机理是渣中的f-CaO在水化过程中遇水生成Ca(OH)2后，体积增加97.9%，导致转炉渣严重膨胀而影响了其稳定性。转炉渣中的f-CaO主要有两个来源。一是炼钢造渣过程中，有一部分CaO经高温锻烧未化合，形成了f-CaO，结构比较致密，水化很慢；二是缓冷过程中，热渣中的C3S（3CaO·SiO2）极不稳定，在1250~1100℃时由稳定相转变为亚稳相，从而发生矿物的相变，C3S易析出C2S和f-CaO，C2S在675℃再次发生相变，由β一C2S相变成γ一C2S[7]。f-CaO和C2S滞留在转炉渣中，如果发生水化或相变将会严重影响转炉渣的稳定性。另外，缓冷过程中生成的f-CaO会包裹住C3S使得渣的胶凝性偏低。

钢渣的一些指标

压碎值、磨耗值、磨光值等指标是钢渣的基本指标。在表1.2显示的是各个钢厂生产的钢渣中的物理力学性质，表1.3显示的是几种岩石的物理力学性质[8]。从表1.2、表1.3中可以看出，钢渣的稳定性能和强度值等基本指标都能够满足在冶金工业、城市建筑、道路交通中使用要求。和这几种岩石比较之后，钢渣的视密度较大，然而其他的各项指标都和岩石相似，因此可以使用钢渣来代替岩石在各种路面中使用[9]。

表1.2钢渣基本的物理力学性质

表1.3几种岩石的物理力学性质

2.4转炉渣的处理方法

为解决上述转炉渣利用问题，人们认识到：转炉渣组成与物性的不合理，使其无法直接利用，只有将转炉渣出炉后先进行预处理，预处理好的渣一方面利于其中含铁组分的回收，另一方面要保证其组成与结构的基本稳定。具体包括：首先将出炉渣进行预处理，或“稳定化”处理，其主旨是预先消除或消解以自由及f-CaO为主的亚稳相，使转炉渣在被利用前组成与结构基本稳定，并利于渣、铁分离[10]。其次，将预处理好的转炉渣依据需要，进行资源化利用。为此，相继开发出转炉渣的多种预处理技术。这类可称之为两步法的转炉渣利用技术，一直延续到今天，并仍起着主导作用。这类渣处理技术的出现及发展，是转炉渣利用第二阶段的本质标志。目前，国内转炉渣的生产主要是采用热泼法、水淬法、风淬法、闷

罐法、滚筒法、粒化法、转碟法等[11-12]。转炉渣的处理一般遵循“一破、两选、三筛”的

工艺，由于转炉渣的粒径尺寸差异较大，一般情况下需要破碎到一定的粒径再进行分选。转炉渣中含铁15%～25%，利用价值高，因此首先要选出转炉渣中的铁。常用分选方法有磁选（强磁和弱磁）、浮选等，然后对转炉渣进行筛分。经过初步处理，再根据利用方式的不同进行精细加工，可以通过球磨等方式，将转炉渣进一步磨细。转炉渣活化和碳化后，可制备水泥等材料。激发活化包括机械激发、化学激发、热力激发等方法。碳化是利用转炉渣将CO2以碳酸盐的形式永久储存，即CO2矿物固定。碳化是处理转炉渣、固定CO2气体的有效方法，是大量利用转炉渣、缓解CO2排放压力的有效措施。在转炉渣利用过程中，单一的转炉渣不能完全发挥利用价值，就需要和其他副产品（如转炉污泥、高炉渣等）混合后再利用[13]。

几种常见的转炉渣处理方法[14]：

1.热闷法

此法是较早开发的转炉渣预处理技术，也是国内钢企最早采用及引进的处理工艺。原理是将出炉渣置于可封闭罐内，利用出炉渣自身的显热与潜热，喷水对其作用，产生带压蒸汽，从而对钢渣强行“消解”。对欲处理钢渣没有特殊要求，钢渣消解较彻底，渣铁易于分离，回收铁组分后的尾渣矿物组织比较稳定、均匀，利于后续粗放式利用。缺点是：间歇性处理，处理效率很低，占用处理场地大，处理时间偏长，综合处理成本偏高，安全性控制要求也较高。待熔渣温度自然冷却至300～800℃时，将热态钢渣倾翻至热闷罐中，盖上罐盖密封，待其均热半小时后对钢渣进行间歇式喷水。急冷产生的热应力使钢渣龟裂破碎，同时大量的饱和蒸汽渗入渣中与f－CaO、f－MgO发生水化反应使钢渣局部体积增大从而令其自解粉化。

此工艺的优点在于渣平均温度大于300℃均适用，处理时间短（10～12h），粉化率高（粒径20ｍｍ以下者达85%），渣铁分离好，渣性能稳定，f－CaO、f－MgO含量小于2%，可用于建材和道路基层材料。

其缺点为需要建固定的封闭式内嵌钢坯的热闷箱及天车厂房、建设投入大、操作程序要求较严格、冬季厂房内会产生少量蒸汽[15]。

2.水淬法

液态高温渣在流出、下降过程中，被压力水分割、击碎、速凝，在水幕中进行粒化。水淬工艺会因炼钢设备工艺布置、排渣特点不同而不同。水淬法有多种处理方法如盘泼一水淬法，滚筒一水淬法等。

盘泼法优点是：用水强制快速冷却，处理时间短，生产能力大；处理过程粉尘少；钢渣粒度小，可减少破碎、筛分的工作量，便于金属料回收；钢渣游离氧化钙含量较低，改善了

钢渣的稳定性，有利于综合利用。缺点是：设备投资比较大；处理过程蒸汽直接排放量较大，对厂房和设备寿命有一定影响；操作工艺比较复杂；对钢渣的流动性有一定要求，粘度高、流动性差的钢渣不能用该方法处理[16]。

滚筒水淬法是将熔渣以适宜流速进入滚筒，在离心力和喷淋水作用下，熔渣被水激散并凝成小块而被收集。在滚筒内同时完成冷凝、破碎及渣、钢分离。该类方法优点是：处理量大、效率较高，处理后的钢渣游离氧化钙较低、粒化较为均匀且粒度分布较为理想，自由氧化钙消解也较为理想，渣中铁较少氧化，多以二价铁或金属铁存在，利于后续磁选分离。缺点是：对渣流动性要求较高，因冷却速度快，凝渣的相析出经历淬冷的非平衡演化完成，因此其结构内应力较大，化学活性相对较高，并存在时效相变的潜在机制。

3.风碎法（钢渣风碎粒化技术）

风碎法即用压缩气体冲击高温液渣使其碎粒化，此法尚处于完善阶段[17]。将出炉熔渣倒入中间罐，运到风淬装置处进行处理。处理时，熔渣流被高速喷出气流打碎并呈抛物线运动，最终落入水池并被捕集。用于风碎的气体可以是空气、惰性气体或高压蒸汽等，被加热的气体可通过另外热交换装置进行热量回收。该法处理获得的渣粒粒径较小、粒径分布范围较窄，此法处理的渣冷凝速度最快，自由氧化钙消解也最为彻底，各晶相分布均匀，晶粒非常细小。颗粒硬度较大，相对其他处理方式，凝渣的结构内应力最大，往往会在一周内或稍长时间出现时效相变与结构重组，重组后的主晶相主要是硅酸二钙，且晶粒变大。用该法处理转炉熔渣，如采用不同的气体做风碎介质，得到的凝渣微粒在性能上存在较大差异。采用风碎工艺处理时，同样要求钢渣有良好的流动性与低粘度。

2.5转炉渣的利用

1.循环利用方式

循环利用方式又可以分为大循环和小循环。循环利用方式是指转炉渣依旧用于烧结、炼铁、炼钢等冶金内部流程，主要用做添加剂。大循环利用方式是将转炉渣中的CaO、MgO、MnO等成分，使其充当烧结、高炉炼铁的溶剂，也可称为长流程循环利用。经过处理的转炉渣再加入转炉中充当造渣剂和脱磷剂等，是小循环利用方式，也称为短流程循环利用。钢铁生产主要是以铁元素为核心的物理和化学反应过程。随着铁矿石等生产原料的不断加入，除铁元素以外的副产品会越来越多。无论采取何种循环利用方式，转炉渣的利用量是有限的，而高炉渣、转炉渣等固体副产品会越来越多，企业内循环的利用量有限，却是利用效果好、效益高、可持续的[18-19]。

2.非循环利用方式

（1）转炉渣在筑路方面的应用

将转炉渣用于除冶金过程以外的途径，都可以称为非循环利用方式。目前，水泥、公路、建筑材料、农业生产、水处理、海洋等都有了利用转炉渣的实践。另外，利用转炉渣制备塑料橡胶无机填料、硫酸钙晶须等添加剂也取得了成功。转炉渣生产的新产品用于人居建筑时，应该考虑这些新材料的放射性。实践表明高炉渣生产仿大理石没有放射性。

（2）转炉渣作为钢渣微粉的应用

将转炉渣磨细为符合应用规定的钢渣微粉并掺和在水泥中应用，已成为国内外研究与应用的一个热点。国内一般认为转炉渣在生料中的掺量以10%～15%为宜，但也有专家认为掺量可达20%～30%。与用作筑路材料相比，转炉渣微粉的附加值相对较高，但仍属大宗量低附加值利用的范畴。随着转炉渣处理技术的发展，我国主要钢铁企业均将转炉渣微粉作为转炉渣大宗量利用的方向之一[20]。然而，目前转炉渣微粉的规模化利用受到两大因素制约：①以介质冷却为主导的转炉渣稳定化处理技术无法彻底解决组织稳定性差以及组分不合理问题，所以其只适合于工程质量要求较低的项目，发展空间因此受到制约；②转炉渣自身成分波动较大，加之采用的是非平衡变化处理过程，其组织与结构性能波动也很大。因冶炼时间、地点不同，所炼钢种不同，入炉原料组成波动或种类、配料不同等诸多影响因素的不确定，而很难实现对转炉渣成分、组织性能实现稳定化、均匀化的有效控制，进而在对其进行大量利用时就很难实现对其质量实现稳定化、标准化控制。所以，转炉钢渣微粉作为水泥掺和料加以利用，同样存在其资源多样化利用不理想的问题。

（3）转炉渣制备微晶玻璃

利用废渣制备微晶玻璃起于高炉渣。与国外相比，我国转炉渣微晶玻璃应用研究起步较晚，利用高炉渣、矿渣和尾矿制备微晶玻璃也取得了一定的成绩。但与高炉渣、矿渣和尾矿相比，转炉渣应用性能更差，制备微晶玻璃难度更大，国内外报道不多。但是，转炉渣具有化学成分复杂（尤其铁的含量很高）、熔化温度高和晶化时间长等特点，用其制备微晶玻璃的工艺相对复杂，成本高，制成的微晶玻璃颜色较深，应用范围较窄，因此目前转炉渣在制备微晶玻璃中的利用比例一直很低。但是，转炉渣用来替代现有原料制备微晶玻璃的市场前景是巨大的。关键是如何低成本解决转炉渣中铁分离、降低熔化温度、控制晶化时间问题[21]。

3.转炉渣高附加值利用

转炉渣的高附加值利用是这些年来转炉渣利用研究新出现的热点。该类研究针对转炉渣具有多种有价组分的特点，或将其材料化制备具有特定功能的材料，如利用其制备锂离子电

池阳极材料、制备水处理剂。这类研究将有效拓展转炉渣高附加值利用的途径，大大提升其利用的附加值，但困难依然是如何解决转炉渣低资源禀赋的瓶颈问题。综上，在两步法主导的现行转炉钢渣利用模式下，开拓了转炉渣很多利用途径，也取得了很多瞩目的成果，在一定规模上实现了转炉渣的有效利用。但是，现行的预处理技术无论如何先进，仍无法、也不可能使转炉渣在低成本、大宗量、多途径利用技术上出现根本性的突破。从这个意义上讲，革新现有转炉渣利用模式的局限，是实现未来转炉渣利用技术突破的关键。

2.6转炉渣处理利用展望

炼钢生产过程中产生的固体副产品和废弃物主要有:转炉粉尘和污泥、转炉渣以及废弃耐材[22]。如果对各种废弃物进行综合利用，将具有显著的社会效益、环境效益和经济效益。建议在冶金废弃物的处理和利用过程中，结合当地的实际情况，建立具有不同适应性的阶梯利用方式。除了现有的利用方式外，将固体废弃物做无害化处理后，用于填充矿井、堆山造田、填海造田也是值得研究的[23]。

总体而言，中国钢渣的利用率仍然较低，这源于钢渣应用的众多制约因素。根据中国目前钢渣的利用情况，应对以下几个方面进行更为深化的研究：

1）对钢渣成分和性能进行深入了解，为钢渣的开发利用提供理论依据。

2）加强钢渣处理技术的研究，以解决钢渣内所含的游离氧化钙（f－CaO）和氧化镁（MgO）遇水后易膨胀的问题，还有由于钢渣中的Ca、Si、Al三大元素相对偏低，所形成的硅酸盐总量与水泥熟料相差过大（近45%）的问题[24]。

3）通过推广钢渣作冶炼（烧结、高炉、炼钢）熔剂的应用技术，充分利用其中所含的铁、钙、镁、锰等成分的同时，还可以节省大量能源。加强钢渣作回填和筑路材料的研究。

4）由于钢渣中的硅酸二钙和硅酸三钙矿物结晶完整，晶粒粗大致密，粉磨的细度难以达到要求。所以，制造高性能钢渣微粉的难点在于开发针对钢渣的特殊磨粉工艺和设备。

钢渣是一种“放错了地方的资源” [25-26]。钢渣的综合利用不但可以消除环境污染，还能够变废为宝创造巨大的经济效益，是可持续发展的有效途径，对国家、对社会都具有十分重要的意义。

参考文献

[1]黄希祜．钢铁冶金原理[M].北京：冶金工业出版社，2013．

[2]殷瑞钰.关于钢铁工业的大趋势[J].钢铁,1997,(32增刊):16～28.

[3]雯哲.高炉渣和钢渣利用的新途径[J].技术与市场,2010,(01).

[4]王海风, 张春霞, 齐渊洪, 戴晓天, 严定鎏. 高炉渣处理技术的现状和新的发展趋势[J] . 钢铁. 2007,

V ol.42（6）：83--87.

[5]Huiting Shen. E. Forssberg . An overview of recovery of metals from slags [J], Waste Management . 2003, No.23：933--949.

[6]杜传明．转炉钢渣资源利用的新方法［J］．山东冶金，2013,05

[7]李健. 转炉渣的应用及其发展趋势论述[J]. 中国废钢铁,2014,01:27-31.

[8王爱华.钢渣的综合利用研究[J].中国资源综合利用,2009(12).

[9]李欣,胡加学,李东.钢渣处理工艺的技术特点与选择应用[J].甘肃冶金,2011,33(6).

[10]YIN Riuyu.CAI Jiuju.Steel Production Process and Emission in Atmosphere.International

Symposium on Global Environment and Iron and SteelIndustry(ISES’98)Proceedings,Beijing，

China:1998，15～21.

[11]SHI Cai-jun;QIAN Jue-shi High performance cementing materials from industrial slags:A

review[J] .Conservation and recycling.2003,29（3）:195-207.

[12]舒型武.钢渣特性及其综合利用技术[J].有色冶金设计与研究.2007,28(5).

[13]单志峰. 国内外钢渣处理技术与综合利用技术的发展分析[J]. 工业安全与防尘,2000,02:27-32.

[14]杨钊. 转炉钢渣资源综合利用的可行性研究[J]. 有色金属设计,2007, 04:9-12 +17.

[15]林东,陶力群,谭明祥,彭飞,董志鹏. 转炉钢渣处理技术的开发和应用[J]. 炼钢, 2007,05:1-4.

[16]王琳,孙本良,李成威. 钢渣处理与综合利用[J]. 冶金能源,2007,04:54-57.

[17]仲增墉,苏天森. 一种钢渣处理的新工艺[J]. 中国冶金,2007,10:61-62.

[18]李光辉,邬斌,张元波,张克诚,陈丽勇,姜涛. 转炉钢渣工艺矿物学及其综合利用技术[J]. 中南大学学报（自然科学版）,2010,06:2065-2071.

[19]程绪想,杨全兵.钢渣的综合利用[J]..粉煤灰综合利用.2010(5).

[20]吴贺, 龙跃. 钢渣用作烧结熔剂的应用现状及分析[J] . 安徽冶金. 2013，No.3：14--17.

[21]Niclas Mueller, Michae Joost Z. Production and Utilisation of Blast Furnace and Steel works Slag[P] . 中国金属学会环保技术研讨会论文集. 2006年,北京：79--89.

[22]于同川. 基于湿法脱硫技术的钢渣脱硫剂性能研究[D] . 大连理工大学，2009.

[23]Danielle Bonenfant, Lynda Kharoune, Sébastien Sauvé, Robert Hausler, Patrick Niquette, Murielle Mimeault, Mourad Kharoune . Molecular analysis of carbon dioxide adsorption processes on steel slag oxides [J] . International Journal of Greenhouse Gas Control . 2008, V ol.3 （1）:20--28.

[24]D. M. Proctor, K. A. Fehling, E. C. Shay et al. Physical and Chemical Characteristics of Blast Furnace, Basic Oxygen Furnace, and Electric Arc Furnace Steel Industry Slags [J] . Environmental

[25]王海风,张春霞,齐渊洪,戴晓天,严定鎏. 高炉渣处理技术的现状和新的发展趋势[J]. 钢铁,2007,06:83-87.

[26]岑永权. 日本钢铁渣处理和应用新发展[J]. 江西冶金,1992,01:16-19.

介绍目前比较流行的几种钢渣处理工艺

介绍目前比较流行的几种钢渣处理工艺 1)热泼工艺。热熔钢渣倒入渣罐后，用车辆运到钢渣热泼车间，利用吊车将渣罐的液态渣分层泼倒在渣床上(或渣坑内)喷淋适量的水，使高温炉渣急冷碎裂并加速冷却，然后用装载机、电铲等设备进行挖掘装车，再运至弃渣场。需要加工利用的，则运至钢渣处理间进行粉碎、筛分、磁选等工艺处理。 (2)盘泼水冷(ISC法)。在钢渣车间设置高架泼渣盘，利用吊车将渣罐内液态钢渣泼在渣盘内．渣层一样为30一120mm厚，然后喷以适量的水促使急冷破裂。再将碎渣翻倒在渣车内，驱车至池边喷水降温，再将渣卸至水池内进一步降温冷却。渣子粒度一样为5—100mm，最后用抓斗抓出装车，送至钢渣处理车间，进行磁选、破裂、筛分、精加工。 (3)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。由于钢渣比高炉矿渣碱度高、粘度大，其水淬难度也大。为防止爆炸，有的采纳渣罐打孔，在水渣沟水淬的方法并通过渣罐孔径限制最大渣流量。 (4)风淬法。渣罐接渣后，运到风淬装置处，倾翻渣罐，熔渣通过中间罐流出，被一种专门喷嘴喷出的空气吹散，破裂成微粒，在罩式锅炉内回收高温空气和微粒渣中所散发的热量并捕集渣粒。通过风淬而成微粒的转炉渣，可做建筑材料；由锅炉产生的中温蒸汽可用于干燥氧化铁皮。 (5)钢渣粉化处理。由于钢渣中含有未化台的游离CaO，用压力0．2一0．3 MPa，l00℃的蒸汽处理转炉钢渣时，其体积增加23％一87％，小于0．3m m的钢渣粉化率达50％一80％。在渣中要紧矿相组成差不多不变的情形下，排除了未化合CaO，提高了钢渣的稳固性。此种处理工艺可显著减少钢渣破裂加工量并减少粉碎设备磨损。

转炉钢渣处理的工艺方法解析

转炉钢渣处理的工艺方法 冶金13-A1 高善超 120133201133 摘要：介绍了钢渣的组成成分，简述了目前国内钢渣的主要处理工艺，对其中最为主流的热泼法、滚筒法、热闷法等钢渣处理工艺的工作原理及其优缺点进行简要评述。转炉渣中的f-CaO是影响转炉渣安定性的主要因素，钢渣中的f-CaO遇水会进行如下化学反应：f-CaO+H2O→Ca（OH）2，会使转炉渣体积膨胀98%左右，导致道路、建材制品或建筑物的开裂而破坏。如果能够降低转炉渣中f-CaO的含量，那么对钢渣的利用具有很大的指导意义。 游离氧化钙与二氧化碳酸化反应生成CaCO3，以消解游离氧化钙，使钢渣中氧化钙降低至3%以下，达到国家规定，从而可以在各个工程中得到良好的应用。 高炉渣中含SiO2一般是32%~42%，可见高炉渣可以视为一种含SiO2物料，具有潜在消解转炉钢渣中f-CaO 的能力，如果实现高炉渣与转炉渣熔融态下同步处理，这无疑拓宽了冶金渣资源化处理的有效途径。本文对以上两种钢渣中游离氧化钙的处理方法进行了论述。 关键词：高炉渣；转炉钢渣；游离氧化钙；二氧化碳；石英砂；高温反应；消解率 0引言 钢渣是生产钢铁的过程中，由于造渣材料、冶炼材料、冶炼过程中掉落的炉体材料、修补炉体的补炉料和各种金属杂质所混合成的高温固溶体，是炼钢过程中所产生的附属产品，需要再次加工方可应用【1】。 钢渣在欧美等发达国家可以广泛的利用，说明了钢渣具有非常好的应用前景，对钢渣的处理、利用、开发已经成为我们国家钢铁企业的重要发展方向。由于钢渣中存在游离氧化钙这种物质，其含量在钢渣中约占0~10%，游离氧化钙遇水后发生反应生成Ca（OH）2，这种反应会使钢渣体积发生膨胀，膨胀后钢渣的体积约会增长一倍，这种情况制约了钢渣的使用方向，使其很难在建材与道路工程中加以使用。由于我国正处于高速发展中，各项基础设施建设需要建设，其中高速公路的发展快速，如果可以将处理后的钢渣应用其中，代替其他岩土材料，可以降低建设成本，降低其他材料的消耗，有效的处理了堆积巨大的废弃钢渣，达到实际的经济效益【1-2】。因此对钢渣进行合理的处理并应用已经成为我国钢铁企业重要的发展方向之一。

钢渣处理工艺规程

成渝钒钛科技有限公司钢渣热闷处理生产线工艺规程（试用）编制人：王庆 初审人： 审核人： 批准人： 2012 年10 月

目录 第一章转炉钢渣热闷处理工艺规程 (1) 1 目的 (1) 2 用途 (1) 3 适用范围 (1) 4 钢渣热闷工艺操作规程 (1) 4.1前言 (1) 4.2生产工艺流程图 (2) 4.3主要工艺参数 (2) 4.4热态钢渣和热闷装置的技术要求 (3) 4.5 热闷前准备工作 (3) 4.6 热闷装置垫底和翻渣 (4) 4.7醒渣 (4) 4.8 均热 (4) 4.9 热闷喷水 (5) 4.10 热闷 (6) 4.11 排汽阀调节 (7) 4.12 出渣 (7) 4.13 给排水 (7) 4.14 水质处理 (8) 第二章中控室工艺规程 (10) 1 目的 (10) 2 适用范围 (10) 3 实施步骤 (10) 3.1开机前准备： (10) 3.2正常作业（闷渣操作、PLC自动化操作参数待最终调试后

确定） (10) 3.3正常作业（筛分、磁选、输送、储存操作） (11) 3.4安全作业 (11) 第三章钢渣筛分磁选生产线工艺流程 (13) 1 工艺流程 (13) 备注： (14)

第一章转炉钢渣热闷处理工艺规程 1 目的 生产工艺达到规范化、制度化和标准化管理，以确保安全顺利生产和钢渣热闷处理后达到理想质量要求以及在管理上受控，使钢渣热闷在处理线上处理后产品稳定、提高，特制定本规程。 2 用途 本工艺规程是保证和组织钢渣处理顺利以及处理效果的关键，是保证产品质量和安全顺利生产，也可作为质量和技术规程制订的主要依据、在生产作业时必须遵守的工艺法规。 3 适用范围 本工艺规程采用GB/T19000-2000标准中的术语和定义。 本工艺规程适用于成渝钒钛科技有限公司三利分厂钢渣热闷及加工处理生产线。 4 钢渣热闷工艺操作规程 4.1前言 本规程适用于高温转炉钢渣直接翻入热闷装置处理生产工艺。该工艺过程是将热融1500℃左右的钢渣倾翻在热闷装置内，通过自动化喷水系统对钢渣进行喷水处理，利用钢渣自身余热产生大量饱和蒸汽，使钢渣中f-CaO和f-MgO快速消解导致钢渣裂解粉化，进而再对处理后的钢渣进行筛分、磁选、提纯，实现充分回收金属，降低尾渣中铁含量，实现100%资源再利用。

钢渣处理技术介绍

新兴钢渣处理技术介绍 关键字：钢渣处理热焖法钢渣热焖干式磁选钢渣回收 摘要：为克服传统干法工艺和水洗球磨机处理工艺的缺陷，新兴河北工程技术有限公司借鉴日本、韩国先进钢渣处理工艺，消化吸收，开发出全新的钢渣处理新工艺。“钢渣热焖—干式磁选”处理技术可实现整个钢渣处理过程的机械化和连续化，从各方面最大程度地降低了投产运行后的经营成本，因此，采用该方案进行钢渣处理在经济方面可实现其效益的最大化。 一、新兴干法钢渣回收利用技术介绍 目前国内钢渣二次处理工艺有： 1、传统干法加工工艺：目前国内大部分钢铁厂所采用的钢渣处理方式多为简单的破碎磁选工艺，所采用的设备为颚式破碎机1~2台或圆锥破碎机1台+带式除铁器若干或干式磁选机1~2台。工序繁多，渣、铁分离不彻底，回收废钢品位低（TFe含量约40%）,不利于炼钢使用；尾渣MFe含量高（约6%），造成资源大量浪费，经济效益差。 低品位渣钢对炼钢生产的影响如下： a、钢渣中硫磷等有害元素回到钢水中并不断富集，影响钢水质量； b、因杂质多，造成渣量增大，喷溅严重； c、冶炼过程中因不能准确确定金属液的重量而影响钢水化学成分的准确控制，浇注时，因钢液重量不足，容易造成短尺废品； 会降低碱度，改变熔渣的组成，这对脱磷及提高炉衬的使用寿 d、钢渣中的主要成分SiO 2 命不利。 此工艺一般小型钢铁厂应用较多。 2、水磨湿选法: 投资大，占地多、小粒度产品品位高，不适合大块钢渣处理，处理大块渣需与其它粗选法配合，尾泥须浓缩、沉淀、脱水、烘干处理才可利用，既污染环境又增加占地、投资，经济效益差。此工艺的致命缺点是： a、尾渣泥处理成本高。目前尾泥处理使用自然沉淀法和机械法。自然沉淀法需要建设大规模的沉淀池系统，沉淀时间长，效果差；机械法以湘潭钢铁为代表，使用斜板沉淀器和压滤机及配套水池、泵、管网系统处理尾渣泥浆。无论哪种方式，都大幅提高了投资及运营成本。 b、脱水后的尾渣含水量也较大，且经细磨水洗后活性丧失，已不能用于钢渣粉的生产，基本丧失利用价值。且经水洗选出的废钢易生锈，铁锈主要成分是Fe（OH）2，在炉内分解

宝钢生产工艺

1.炼钢主要是一个氧化反应过程，炼钢过程中，通过向炉内吹入氧气以氧化金属料中的碳、硅、锰等元素。对 2.为了熔融矿石中杂质脉石，高炉生产中需要加入熔剂，常用的是碱性熔剂。对 3.热轧的变形制度仅仅是制定压下规程，制定压下规程目的是合理分配各个道次的变形量，变形量包括总的压下量和道次压下量。错 4.热轧通常有两个轧制阶段，一是粗轧阶段，以较小的变形量进行轧制，使轧件具有精确的尺寸和光洁的表面；二是精轧阶段，采用高温大压下量，以减少轧制道次提高生产率。错 5.目前，宝钢分公司烧结厂共有3台495㎡的鲁奇式带式烧结机（长90m，宽5.5m），年产烧结矿1700万吨。对 6.宝钢分公司炼钢厂具有公称容量为300吨和250吨（平均炉产钢水量300吨和250吨）的顶底复合吹转炉各3座。对 7.钢管按生产方式可分为无缝钢管和焊接钢管两类，分别采用热穿孔和钢板/带钢焊接工艺生产。对 8.连铸是连续铸钢的简称，它是通过连铸机直接把钢水连续不断地浇铸成具有一定断面形状和尺寸的钢坯。对 9.在涂镀产品的后处理中，磷化处理后形成的磷化膜具有良好的润滑性、涂装性以及一定的耐蚀性。而钝化是采用辊涂方式生产，采用环保的无铬钝化处理液，提高产品的耐蚀性，可防止白锈的产生。对 10.矿石中的铁在高炉中几乎能全部被还原出来，在高炉的不同区间和温度时,由高价铁氧化物到低价铁氧化物到金属铁是完全一样的还原顺序。错 11.连轧管时，孔型顶部的金属由于受到轧辊外压力和芯棒内压力作用而产生轴向延伸，并向圆周横向宽展，达到减径减壁的效果。因此成型和焊接是它的两个基本工序，而不同的成型和焊接方法构成不同的焊管生产方法。对 12.在高炉炼铁中，矿石中的铁元素以氧化物的形式存在于自然界中，在高温下利用氧化反应冶炼成铁水，铁水作为炼钢的主要原料。错 13.液压热定心机定心，其目的是改善穿孔时的咬入条件和减少毛管前端的壁厚偏差。对 14.造渣剂是炼钢的一种重要辅助原料，一般有石灰石、石灰、软硅石等。石灰石和石灰中的CaO是炉渣的主要成分，它参与脱磷、脱硫反应。软硅石主要含有SiO2，用来调整熔渣碱度和钢渣量。对 15.高炉炼铁是将铁矿石在高温下冶炼成金属铁的过程，一方面由炉顶往炉内装入炉料，另一方面从高炉下部鼓入纯氧使炉料中的燃料燃烧。错 16.在最新的轧机中，在酸洗出口段与冷连轧机间增加一套活套装置，将分别在两个机组完成的工序在联合机组一次完成生产，因此又称为酸洗－冷轧联合生产技术。对 17.冷轧板带的品种规格较多，其生产工艺流程亦各有特点，一般来说主要的工序有：表面清理、冷连轧、退火、平整、剪切（横切、纵切）。错 18.轧钢的目的一方面是得到需要的产品形状和尺寸，另一方面改善钢的内部质量，提高钢的机械性能。对 19.热轧工艺过程主要分为：坯料准备、加热、轧制（粗轧、精轧）和精整等四个步骤。对 20.钢水炉外精炼就是将炼钢炉中初炼的钢水移到钢包或其他容器中再进行精炼处理，也称为二次精炼。对 21.高炉使用的燃料主要是焦炭，它在冶金中主要起三方面的作用：发热剂、还原剂和料柱骨架。对 22.炼钢反应是在高温条件下进行的，转炉炼钢通常无外加热源，冶炼过程的加热和升温，主要依靠铁水中硅、锰、碳、磷等元素的氧化放出的热量。电炉炼钢时则主要依靠电能来加

国内外钢渣循环利用技术研究进展(2015.11)

国内外钢渣循环利用技术研究进展 一、概述 钢铁生产过程中都会产生高炉渣（矿渣）和钢渣。 高炉渣是高炉生产铁水时产出的一种废渣，出炉状态也是温度高达1400℃以上的液体，化学成分中CaO含量约30%-40%，SiO2含量约30%-40%，反应形成的矿物主要是低钙硅酸钙。目前，高炉渣已经得到很好的资源化利用。 钢渣是转炉炼钢产生的一种废渣，出炉状态温度高达1400℃以上的液体，化学成分CaO含量约40%-60%，SiO2含量约13%-20%。主要矿物相是硅酸三钙、硅酸二钙、钙铁橄榄石、游离氧化钙、游离氧化镁等。冷却处理后的钢渣中含有大量的结晶粗大、结构致密的游离氧化钙和游离氧化镁，这些游离氧化钙（f-CaO）和游离氧化镁（f-MgO）遇水后会在很长时间内持续水化并发生体积膨胀，导致钢渣利用时的长期安定性极差，严重制约了钢渣的安全利用。目前，我国钢渣的主要应用方向是生产钢渣粉、钢铁渣复合粉。 2014年我国粗钢产量8.2亿吨，按照钢渣的产量是粗钢产量的10%-15%核算，2014年我国钢渣产量约为0.82-1.2亿吨。目前约有70%的钢渣处于堆存和填埋状态。如果能循环利用这些钢渣，不仅能回收大量的有价金属，而且能减轻环境负担。 二、我国钢渣循环利用现状 1、钢渣一次处理工艺利用现状

常规的钢渣一次处理方法主要有热焖分解法、机械破碎法。其中，热焖分解法包括热焖法、热泼法及浅盘法，这类处理工艺的原理是在高温条件下利用钢渣中的氧化钙、氧化镁等碱性氧化物与水反应形成氢氧化物，由体积的膨胀破碎来达到粒化钢渣的目的。机械破碎法，顾名思义，是通过机械外力作用对流动状态的钢渣进行冲击，使其破碎。机械破碎法包括水淬法、风淬法、滚筒法及钢渣风淬粒化法。 冶金工业信息标准研究院冶金咨询中心统计国内129家大中型钢铁企业的钢渣一次处理数据，见图1。 图1 钢渣一次处理法的分类统计 由图可知，采用热焖法的有59家，占比达到45.73%；采用热泼法的改进处理工艺“热泼焖渣法”的共有51家，比例达到39.53%；居第三位的是宝钢工程的滚筒钢渣处理法，占比为7.75%。值得一提的是，宝钢滚筒钢渣处理法虽然在国内占有率较低，但因其具有处理速度快、环保效果好等优点，已在韩国浦项制铁、印度JSW、中国台湾中龙和巴西CSP钢厂得到应用。

转炉钢渣形成过程及改性方法

转炉钢渣形成过程及改性方法 郭辉1，殷素红1,2，余其俊1,2，韦江雄1,2，李建新1，宫晨琛1,2，钟根1 (1.华南理工大学材料科学与工程学院，广州 510640; 2.华南理工大学特种功能材料 教育部重点实验室，广州 510640) 摘 要：C 3S 含量低、部分C 2S 被包裹及RO 相固溶于C 2S 是造成转炉钢渣胶凝活性差的主要原因。基于此，本文以粘土和生石灰调整转炉钢渣组成，掺重构钢渣水泥28d 抗压强度活性指数为95.5%。添加C 粉，在1500℃下N 2气氛炉中促进RO 相还原，还原钢渣矿物组成以为C 2S 、金属铁为主。 关键词关键词：：钢渣；矿物组成；改性；岩相；还原 FORMATION AND MODIFICATION OF CONVERTER SLAG GUO Hui 1 , YIN Su-hong 1,2 , YU Qi-jun 1,2 , WEI Jiang-xiong 1,2 , LI Jian-xin 1 , GONG Chen-chen 1,2 , ZHONG-Gen 1 (1. College of Materials Science and Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China ;2. Key Laboratory of Specially Functional Materials, Ministry of Education, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China) Abstract: The main reason of low cementitious activity for converter steel slag is low C 3S content, some C 2S packed, RO phase filtered into C 2S. Based on this, the compositions of converter steel slag is adjusted with clay and lime 。The activity index of 28d compressive strength of the cement with reconstructed steel slag at is 95.5%. C powder is mixed to promote RO phase to reduce at 1500℃ in N 2 furnace. C 2S and metallic iron are main mineral composition of reduced steel slag. Key words: steel slag; mineral composition; modification; petrographic facies; reduce 炼钢时，生铁中杂质的氧化和造渣材料的熔化产生渣相[1]。这种渣相，又称钢渣，乃是各种元素（铁、钙、锰、镁、铝、磷、铬等）的氧化物熔体。数量约为钢产量的15%～20%，2008年我国钢产量为5.02亿吨，年钢渣产量约为7500～10000万吨。据不完全统计，我国钢渣利用率不足20%，大量钢渣弃置堆积，占用土地，污染环境，钢渣的高效利用已迫在眉睫。 基金项目基金项目：：国家科技支撑计划（2006BAF02A24） 第一作者第一作者：：郭辉(1986～)，男，硕士研究生。E-mail: hui.guo@https://www.sodocs.net/doc/ad9007088.html, 通讯作者通讯作者：：殷素红(1971～)，女，博士，副教授。E-mail: imshyin@https://www.sodocs.net/doc/ad9007088.html,

炼钢废弃资源在宝钢的综合利用

炼钢废弃资源在宝钢的综合利用 摘要：文章概述了浅盘法、热闷法及滚筒法等宝钢渣处理工艺特点，介绍了钢渣、渣钢铁、LT除尘粉、OG泥等炼钢废弃资源在宝钢的综合利用现状，突出了可持续发展是永恒的主题。 关键词：废弃资源，综合利用，渣处理 Comprehensive Utilization for Disused Resource from Steelmaking Procedure at Baosteel Zhang Geng, Jiang Xiao-fang (Steelmaking Plant of Baosteel Branch, Baoshan Iron & Steel Co.,Ltd.) Abstract: Features of steel slag processing technologies, such as processes of “instantaneous slag chill processing(ISC)”, “tank-type hot disintegrating” and “rotary cylinder” are given. Status of comprehensive utilization for disused resource from steelmaking procedure, such as steel slag, dust and OG sludge are described. The sustainable development is emphasized. Key Words: disused resource, comprehensive utilization, slag treatment 0 前言 废弃资源综合利用一直是可持续发展永恒的主题。宝钢是以钢铁为主业的大型现代化钢铁联合企业，在生产过程中涉及大量的二次资源的回收利用，其中，炼钢系统产生的废弃资源种类多、数量大，因此，对这些废弃资源的综合利用一直是我们研究的课题。宝钢分公司炼钢厂产生的废弃资源主要包括钢渣、渣钢铁、OG泥、LT除尘粉、电炉除尘粉、轻烧白云石除尘粉、石灰石和白云石泥饼及氧化铁皮等，通过有效的管理手段和合理的综合利用工艺，为废弃资源的综合利用创造了良好的前提条件，使宝钢分公司炼钢厂废弃资源的综合利用率达到了较高的水平。 1钢渣的回收及利用 钢渣二次利用最便捷的重要途径是作为高炉、转炉原料，在钢铁厂自行循环使用。此外，钢渣还可用于道路工程、建材原料、钢渣肥料及填坑造地等。宝钢对钢渣多样化处理工艺方法，形成了不同钢渣的不同特性。经过近20年来的努力，宝钢不但扭转了建厂初期一度钢渣成灾的局面，还形成了强化分类回收、分类加工、分类管理的针对性利用等措施，从工艺、体制及制度上确保钢渣的源头管理和分类管理，为钢渣的综合利用创造良好的前提条件。1.1宝钢的渣处理工艺 宝钢分公司采用的渣处理工艺主要有浅盘法、闷罐法及滚筒法等。

转炉炼钢钢渣处理概况

1文献综述 1.1转炉炼钢钢渣处理概况 1.1.1钢渣来源 刚刚钢渣特指在炼钢过程时排出的熔渣，主要是指在吹炼过程中金属炉料中各元素被氧化后生成的氧化物、被侵蚀的炉衬料和补炉材料、金属炉料带入的杂质和为调整钢渣性质而特意加入的造渣材料，如石灰石、白云石、铁矿石、硅石等。一般渣量是钢产量的8%~15%[1]。 钢渣的主要化学成分有：CaO、SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、MgO、MnO、P2O5、f-CaO，对于一些特殊的冶炼钢种，其钢渣中还含有V2O5、TiO2等。钢渣中Fe的氧化物以FeO和Fe2O3形式存在，而以FeO为主，总量在25%以下。如表2-1为常见各种钢渣的成分[2]。 表1-1钢渣的化学成分（%） 钢渣的矿物组成与钢渣的化学成分有关，特别是取决于钢渣的碱度（CaO与SiO2的比）。在我国主要以转炉炼钢为主，因此大部分钢渣为转炉炼钢渣。矿物按下式反应：

2（CaO·RO·SiO2）+CaO→3CaO·RO·2 SiO2+RO 3（CaO·RO·SiO2）+CaO→2（2CaO·SiO2）+RO 2CaO·SiO2）+CaO→3CaO·SiO2 其中RO代表二价金属（一般为Mg2+、Fe2+、Mn2+）氧化物的连续固熔体。 在炼钢初期，碱度比较低，钢渣的矿物组成主要是钙镁橄榄（CaO·MgO·SiO2），其中的镁可被锰和铁所代替。当碱度提高时，橄榄石吸收氧化钙变成蔷薇辉石（3CaO·RO·2SiO2），同时放出RO相（CaO·MnO·FeO的固熔体）。再进一步增加石灰含量，则生成硅酸二钙（2CaO·SiO2）和硅酸三钙（3CaO·SiO2）。在吹炼末期，氧化物增加的速度很快，这个时候，硅酸三钙（3CaO·SiO2）会随温度变化分解成硅酸二钙（2CaO·SiO2）和氧化钙（CaO），还会生成一部分铁酸二钙（2CaO·Fe2O3）。钢渣中还含有铁酸钙（2CaO·FeO和CaO·FeO）和f-CaO。 钢渣的情况取决于钢铁生产的技术使用，包括转炉、电炉和精炼炉等。这些钢渣中基本上含有约20~25%的铁元素[3]。由于钢渣的化学成分变化很大，因此其矿物组成也有很大差异[4]。钢渣中常见的矿物组成包括：橄榄石、镁硅钙石、C3S（3CaO·SiO2）、C2S（2CaO·SiO2）、C4AF（4CaO·Al2O3·Fe2O3）、C2F（2CaO·Fe2O3）、RO相（CaO FeO-MnO-MgO）和f-CaO（自由氧化钙）等[5]。 1.1.2钢渣的性质 钢渣是由钙、铁、硅、镁、锰、磷等氧化物构成的，其中钙、铁、硅、镁的氧化物占绝大部分[6]。根据冶炼钢种及冶炼工艺的不同排出的钢渣的成分也不同，钢渣的性质随化学成分的变化而变化，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。碱度较低的钢渣呈灰色，碱度较高的钢渣呈褐灰色、灰白色。钢渣的外观像结块的水泥熟料，钢渣块松散不粘结，质地坚硬密实，孔隙较少。钢渣中的含铁量较高，其密度为3.1g/cm3~3.6g/cm3，较难磨。易磨指数为：标准砂为1，钢渣为0.7，钢渣的抗压性能好，压碎值为20.4%~30.8%。不同炼钢工艺所得钢渣的化学成分如表2-2所示。其中转炉炼钢渣占钢渣的绝大部分，我国主要钢厂转炉钢渣的化学成分见表2-3。

宝钢钢渣技术

宝钢ＢＳＳＦ渣处理工艺技术的研究 肖永力，刘茵，李永谦，陈华 （宝钢研究院） 摘要：BSSF渣处理技术是宝钢开发的一种新型钢渣处理工艺。阐述了宝钢BSSF渣处理技术的工艺原理、工艺流程和技术特点。通过对BSSF成品渣理化性能的分析，探讨了BSSF渣综合利用的多个领域和方向，指出了BSSF渣广阔的应用前景。同时还探讨了BSSF技术的发展方向。 ０背景技术 钢渣是炼钢过程必然产生的副产品，约占钢产量的10％～15％。针对转炉钢渣一千多摄氏度的高温和黏度波动大的特征，传统的渣处理工艺如热泼法、浅盘法、闷罐法等均采用开放式、静态缓冷、先冷却后破碎处理工艺。由于工序多、流程长，时间长，占地面积大，开放式作业造成粉尘污染严重，严重滞后于炼钢工艺的发展，尤其是前两种工艺，长期堆放后再破碎磁选，尾渣综合利用能耗高。 宝山钢铁股份有限公司自1995年开始研发了BSSF钢渣处理技术，它是采用密闭式、动态急冷、热态破碎处理工艺，处理后的粒渣粒度均匀、稳定，可直接利用，突破了传统钢渣处理工艺技术的局限，引起国际钢铁界的强烈关注和兴趣，已先后在宝钢集团内部、马钢、南钢等国内大中型企业得到推广应用并输出到印度ＪＳＷ等钢厂。 １工艺原理和工艺流程及组成 １．１BSSF渣处理技术工艺原理 BSSF渣处理技术是将高温熔态钢渣在一个转动的特殊结构的容器即滚筒中进行处理，在多种工艺介质的共同冷却和机械力作用下，使高温钢渣被急速冷却和碎化，由于渣和钢的不同，所以渣与钢分别固化，实现渣与钢的剥离，然后被排出滚筒。所形成的BSSF渣粒度小而均匀；成品渣中性能较稳定，渣钢分离效果好，可以直接进行磁选。 １．２工艺流程 BSSF渣处理工艺流程图如图１所示，由炼钢车间出来的热态钢渣通过渣罐运至渣处理间，然后由行车将渣罐吊运并倾倒，使渣罐中的熔融钢渣流入BSSF装置中，部分高黏度熔渣则通过扒渣机从渣罐中扒出，并落入BSSF装置中；同时向筒体中通入冷却水。熔渣在装置中被冷却、破碎，约几分钟后变成小于１００ｍｍ的固态粒渣由装置的排渣口排出，排出的粒渣落到链板输送机上，然后经磁选、分选。渣处理装置生产过程中产生的蒸气经喷雾除尘后通过烟囱集中排放。过程中产生的污水先进入沉淀池，经沉淀过滤后进入供水池循环使用。 １．３工艺参数 BSSF钢渣处理技术的工艺参数如表１所示。

钢渣处理技术及综合利用途径

钢渣处理技术及综合利用途径 摘要：国内外对钢渣的利用都作了不少研究，但钢渣利用率不高的原因是其成分很复杂，但随着矿源能源的紧张，对钢渣进行处理和综合利用一直是值得关注和探索的课题，文章就目前较为成熟的方法进行了介绍。 关键词：钢渣处理；技术；综合利用 钢渣是炼钢过程中排出的废渣。钢渣主要来源于铁水与废钢中所含元素氧化后形成的氧化物，加入的造渣剂，金属炉料带入的杂质以及脱硫产物和被侵蚀的炉衬材料等。目前我国钢渣年产量1亿多t，累计堆放尚未利用的钢渣达3亿t，对其进行处理和综合利用，具有很大的经济效益、社会效益和环境效益。 1 钢渣的处理工艺 1.1 冷弃法 钢渣倒入渣罐缓冷后直接运到渣场抛弃，这种处理技术不仅占地大，易形成渣山，而且不利于钢渣加工和合理利用，所以不建议采用此种工艺。 1.2 热泼法 随着炼钢炉容量加大，氧气在炼钢炉中的应用，快速炼钢要求快速排渣，从而发展了热泼法技术。热泼法是把炼钢渣倒进渣罐后，用吊车将渣罐吊起并将里面的熔渣分层倒在渣床上，经空气冷却降温至350～400 ℃时再喷淋适量的水，使高温炉渣急冷碎裂并加速冷却。 1.3 水淬法 由于钢渣比高炉渣碱度高、黏度大，其水淬难度也大。该法原理是；液态高温钢渣在流出和下降过程中，被压力水击碎、分割，同时高温熔渣遇水急冷收缩产生应力集中而破裂，使熔渣在水幕中进行粒化。 1.4 盘泼水冷法 该法是用吊车把渣罐内熔渣泼在高架泼渣盘内，喷淋适量的水使钢渣急冷碎裂，渣层一般厚3～12 cm。然后再用吊车把渣盘翻倒，对碎渣进行池边喷水降温，最后把渣倒入水池内进一步降温冷却，使渣粉碎到粒度为0.5～10 cm，用抓斗抓出装车，送到钢渣车间再处理。 1.5 粒化法 该法和水淬法有相似之处，原理是把液态钢渣均匀流入粒化器，在粒化器中被高速旋转的粒化轮破碎并沿切线方向抛出，同时受高压水流冷却后落入水箱，

钢渣热量计算

白云石为二重碳酸盐（CaCO 3?MgCO 3），由于白云石中CaCO 3和MgCO 3结合成复杂化合物，降低了彼此的活度，所以白云石中MgCO 3的分解温度要比单独的存在的MgCO 3的分解温度高。又因为CaCO 3比MgCO 3稳定，所以加热时，其中的MgCO 3先分解。故白云石的分解分两个阶段： CaCO 3·MgCO 3（s ）=CaCO 3 S +MgO (S )+CO 2 g ?r 1H m ○=121.37KJ /mol CaCO 3（s ）=CaO (S )+CO 2(g ) ?r 2H m ○=178.5/mol 第一个分解温度t 沸=720~780℃（MgCO 3的t 沸=640℃），第二个分解温度t 沸=900℃是CaCO 3的分解温度。在第一阶段中，白云石首先被钢渣加热到720℃进行第一步反应，然后氧化镁与碳酸钙一起被加热到900℃进行第二步反应。当温度低于900℃时，由于大气环境中CO 2的含量约为0.03%，P CO 2 =30.4Pa ，CaCO 3的开始分解温度为534℃，此时钢渣与被分解的白云石从900℃降至534℃所释放的热量将提供给CaCO 3进行分解反应。钢渣的比热容为0.8~1.25K J /(Kg ?℃)，计算中取钢渣比热容为1.0 K J /(Kg ?℃)，出渣温度为1650℃，渣量为1.0吨。 钢渣从1650℃降温至534℃所释放的热量为：Q =1116000KJ 。由盖斯定律可得单位摩尔白云石进行分解反应所需热量为： ?H 1= (156.2+80.50×10?3T ?21.59×105T ?2)807K 298K dT +?r 1H m ○+ ?r 2H m ○。 计算得出?H 1=397.4 KJ/mol ，即可计算得出1.0吨钢渣的热量最多能使516.7kg 的石灰石分解。

钢渣处理工艺

一、钢渣生产线简介： 钢渣处理生产线是指对钢渣进行处理的生产线，主要是从钢渣中提取钢粒、铁块的成套生产线，高科机械在此对钢渣处理生产线和铬铁渣处理工艺流程作简单介绍，以供参考！ 从上图中可以看出，大块钢渣质地紧密，黑色灰质中含有金属光泽的物质，而左下图为提选出的细粒铁粉，右下图为同时分选出的纯铁块，也就是业内人士俗称的粒子钢。钢渣的的利用价值在于钢渣中含有一定量的钢粒和铁粉，也就是回收钢粒和铁粉是利用钢渣的主要途径。那么钢粒和铁粉如何回收呢？巩义市高科机械厂接下来讲解一下钢渣处理工艺流程，供相关人士参考。 二、钢渣处理工艺流程

一般情况下，对于钢渣的处理加工分为两个步骤进行。 步骤一：钢渣的破碎。 钢厂生产的钢渣都呈规则不均匀的块状，钢粒、铁粉和渣子都混合在一起。必须先通过破碎、研磨，把钢渣打碎，才能够分选。由于钢渣多成块状，且硬度较大，采用破碎比大、耐用的颚式破碎机对钢渣进行粗碎，粗碎过后的钢渣如果大小能够达到10mm以下，那么可以直接送入球磨机内进行研磨；否则需要将粗碎后的钢渣送入细粒颚式破碎机进行第二道破碎。 步骤二：球磨机的磨矿。 仅仅通过破碎机无法将钢渣彻底打碎，还需要球磨机。破碎后的达到10mm以下粒度的钢渣直接送入球磨机内磨矿，经过充分研磨将钢渣、铁粉、渣子之间的连接体结构打碎，从而进行下一步分选。我厂生产的球磨机的尾端加有筛笼，这样当物料从球磨机内出来后，筛笼直接将颗粒状的钢粒和细粒的铁粉、渣子分开，省去了振动筛，减少了客户的投资成本。 步骤三：钢粒（粒子钢）和铁粉的提取。 由于钢粒和铁粉都具有磁性，因此分选、提取钢粒和铁粉的设备就是磁选机。我厂生产的球磨机尾端有筛笼装置，筛出来的钢粒可以直接采用皮带式磁选机（腾空磁选机）进

钢渣处理

钢渣处理技术介绍 一、新兴干法钢渣回收利用技术介绍 目前国内钢渣二次处理工艺有： 1.传统干法加工工艺：目前国内大部分钢铁厂所采用的钢渣处理方式多为简单的破碎磁选工艺，所采用的设备为颚式破碎机1~2台或圆锥破碎机1台+带式除铁器若干或干式磁选机1~2台。工序繁多，渣、铁分离不彻底，回收废钢品位低（TFe含量约40%）,不利于炼钢使用；尾渣MFe含量高（约6%），造成资源大量浪费，经济效益差。 低品位渣钢对炼钢生产的影响如下： a、钢渣中硫磷等有害元素回到钢水中并不断富集，影响钢水质量； b、因杂质多，造成渣量增大，喷溅严重； c、冶炼过程中因不能准确确定金属液的重量而影响钢水化学成分的准确控制，浇注时，因钢液重量不足，容易造成短尺废品； d、钢渣中的主要成分SiO2会降低碱度，改变熔渣的组成，这对脱磷及提高炉衬的使用寿命不利。 此工艺一般小型钢铁厂应用较多。 2. 水磨湿选法: 投资大，占地多、小粒度产品品位高，不适合大块钢渣处理，处理大块渣需与其它粗选法配合，尾泥须浓缩、沉淀、脱水、烘干处理才可利用，既污染环境又增加占地、投资，经济效益差。此工艺的致命缺点是： a、尾渣泥处理成本高。目前尾泥处理使用自然沉淀法和机械法。自然沉淀法需要建设大规模的沉淀池系统，沉淀时间长，效果差；机械法以湘潭钢铁为

代表，使用斜板沉淀器和压滤机及配套水池、泵、管网系统处理尾渣泥浆。无论哪种方式，都大幅提高了投资及运营成本。 b、脱水后的尾渣含水量也较大，且经细磨水洗后活性丧失，已不能用于钢渣粉的生产，基本丧失利用价值。且经水洗选出的废钢易生锈，铁锈主要成分是Fe（OH）2，在炉内分解会增加钢种的氢含量，影响钢材质量。 c、尾渣泥沉淀池系统需占用大量土地，且由于尾泥无利用价值只能扔掉，需占用大量土地，污染环境。 国内使用此工艺的钢铁厂较多，代表钢厂为湘潭钢铁厂。 如何利用简洁高效的工艺装备处理钢渣，生产优质废钢、铁精粉及容易利用的干尾渣，是实现钢渣高附加值利用的技术关键。 为克服传统干法工艺和水洗球磨机处理工艺的缺陷，新兴河北工程技术有限公司借鉴日本、韩国先进钢渣处理工艺，消化吸收，开发出全新的钢渣处理新工艺。此工艺采用钢渣专用棒磨机对钢渣进行破碎，通过湿度、粒度、给料量的综合控制及其它手段，实现对渣、钢的彻底剥离。且产品粒度比较均匀，过粉碎矿粒少，产品粒度在3mm左右。配之以特殊结构的可变磁场干式磁选机将金属全部回收。 本工艺处理后的钢渣所有产品质量好，可利用途径广泛。所得废钢品位～90%，完全可满足炼钢使用要求；所得铁精粉品位>65%，完全可满足烧结使用要求；所得尾渣磁性铁含量<1%，且为干尾渣，可制砖、生产微粉、作为集料等，用途广泛，可利用价值高。 本技术在新疆特钢和济源钢铁厂实际应用，回收效果良好。

钢渣处理考察报告(20201101111255)

钢渣处理考察报告 2010 年6 月1 日至6 月4 日，我们一行4 人在技术质量部、规化部的带领下，赴XX钢铁公司、XXXX查业公司学习考察，收获不少，启发很大，现将个人学习考察报告如下： 一、学习考察简要说明 XX目前有2座210吨转炉，3座100吨转炉，年产量钢量860万吨，钢渣量约125公斤/吨钢，其钢渣处理项目由XX渣业公司加工负责，钢渣100%回收利用，既环保又经济，是钢铁行业中的循环经济。 二、学习考察情况 1、XX钢铁公司转炉钢渣处理工艺流程说明 热熔钢渣用渣罐由汽车运至XX渣业生产线，用吊钩桥式起重机将渣罐中的热渣倒入热闷装置，打水冷却，同时用锅勾机不断翻动钢渣冷却，如图1，冷却3小时左右，进行钢渣热闷处理约12 小时（图2），当热闷周期结束后用履带式挖掘机将装置内粉化钢渣抓出放到筛孔为200mm勺振动给料筛上，大于200mm勺钢渣落入给料筛旁的料 槽，通过装载机装到自卸车上，运到落锤破碎间进行破碎，并磁选出大块渣钢。破碎后的大渣钢返回炼钢使用，钢渣返回加工生产线。 小于200mn粒类的钢渣进入筛下振动给料机送入胶带输送机。在胶带机上安装有电磁自卸除铁器进行磁选，将渣钢选出。钢渣经50mml的振动筛进行筛分，大于50mm的物料经过电磁除铁器选出铁后，钢渣进入500m M 750mm勺液压颚式破碎机破碎，小于50mm勺钢渣经电磁

除铁器选出渣钢后进入棒磨机进行破碎和剥离。破碎剥离后的钢渣进入10mm的振动筛，小于10mm的钢渣进双辊磁选机磁选出小于10mm 的渣钢和尾渣分别堆放。 图1热熔钢渣打水冷却 2. 钢渣分类由XXXX查业公司处理后的钢渣主要分四类：第一类铁含量》85%以返炼钢渣钢（简称A类渣钢），第二类为铁含量》35%烧结用渣钢（B类渣钢）,第三类为铁含量约35%炼钢用渣钢（C类渣钢），第四类为尾渣。

钢渣的处理方式

钢渣综合利用方法和处理工艺的介绍 钢铁工业是国民经济的基础产业，在国家经济快速发展的形势下，钢铁工业也呈现出跳跃式发展的态势，钢产量近几年不断提高，钢渣作为炼钢工艺流程的衍生物随着钢产量的提高年产量不断递增。 据最新资料统计，2004年我国钢渣的产生量为3819万ｔ，钢渣利用率仅为10%左右，该数据显示钢渣利用率很低，距离钢铁企业固体废弃物“零”排放的目标尚远。 积极开发和应用先进有效的处理技术和资源化利用新技术，提高其利用率和附加值，是钢铁企业发展循环经济，实现可持续发展的重要课题之一。 钢渣利用途径和制约钢渣利用率的因素 钢渣的利用途径大致可分为内循环和外循环，内循环指钢渣在钢铁企业内部利用，作为烧结矿的原料和炼钢的返回料。钢渣的外循环主要是指用于建筑建材行业。 1 钢渣的内循环利用 钢渣返烧结主要是利用钢渣中的残钢、氧化铁、氧化镁、氧化钙、氧化锰等有益成分，而且可以作为烧结矿的增强剂，因为它本身是熟料，且含有一定数量的铁酸钙，对烧结矿的强度有一定的改善作用，另外转炉渣中的钙、镁均以固溶体形式存在，代替溶剂后，可降低溶剂(石灰石、白云石、菱镁石)消耗，使烧结过程碳酸盐分解热减少，降低烧结固体燃料消耗。 钢渣在钢铁企业内部循环历来受到重视和普遍采用，配加转炉渣的烧结矿可改善高炉的流动性，增加铁的还原产量。但是配矿工艺对返烧结有影响，过度使用会造成磷等有害元素的富集；配加转炉渣的烧结矿品位、碱度有所降低。 研究表明，当高炉炉料使用100%自熔性球团矿时，5%转炉渣作为溶剂加入会引起高炉运行不畅，原因是明显影响球团矿的软熔特性，增大软熔温度间隔，使炉渣粘性有增大趋势。 另外钢渣的成分波动较大，烧结配矿时要求钢渣各种氧化物成分波动≤±2%，粒度要求一般小于3ｍｍ，钢渣在成分上很难满足要求，对钢渣破碎和筛分的要求也高。

钢渣处理

钢渣处理 一、热闷法 1.一吨钢渣有12%的废钢，1600摄氏度液态钢渣，用高压 水喷成10mm的钢渣，温度由1600摄氏度降到800摄氏度，再进行倒渣坑，温度可降到320摄氏度，压力P=0.3MP,经热闷8~12小时变成8~10mm的钢渣。 2.工艺流程 转炉钢渣热闷处理是目前钢渣处理的一种方式，其主要特点是将温度很高的钢渣（1600摄氏度）倒入渣坑内进行喷水后，盖上闷渣盖，在密闭的渣坑内热渣遇水产生大量饱和蒸气自行破裂粉化的工艺，该处理工艺为转炉钢渣的综合利用开拓

新的途径。 1）钢渣余热自解热闷原理 液态钢渣直接倒入热闷装置中，喷雾遇热渣产生饱和蒸气与钢渣中游离的氧化钙f-CaO, 游离氧化镁f- MgO 发生如下反应： f-CaO+H2O→Ca(OH)2 体积膨胀98% f-MgO+H2O→Mg(OH)2 体积膨胀148% 由于上述反应致使钢渣自解粉化 2）工艺流程 液态钢渣→装入热闷装置（如坑闷）→盖上盖喷雾化水→蒸气热闷→钢渣粉化 ↓废钢→返回冶炼 磁选回收废钢→ 尾渣→生产钢渣粉和水泥3）钢渣热闷法的技术特点 （1）钢渣粒度小于20mm的量占60%~80%，都去了钢渣热泼工艺的多级破碎设备。 （2）钢渣分离效果好，大粒级的钢渣铁品位高，金属回收率高，尾渣中金属含量小于1%，减少金属资 源的浪费。 （3）与其它工艺相比，钢渣热闷处理可使尾渣中的游离氧化钙（f-CaO）和游离氧化镁（f-MgO）充分

进行消解反应，消除钢渣不稳定因素，使钢渣用 于建材和道理工程安全可靠，尾渣的利用率可达 100%。 （4）粉化钢渣中水硬性矿物硅酸二钙，硅酸三钙的溶性不降低，保证钢渣质量。 （5）钢渣粉化后粒度小，用于建材工业不需要破碎，磨细时亦可提高粉磨效率，节省电耗。 二、为何目前钢渣粉产量低 主要原因是因为钢渣硬度较高，难以磨细，用传统的球磨机电耗大，生产成本高，企业利润少。中国京冶工程技术有限公司经过广泛调研，确认法国FCB公司生产的卧式辊磨（HOROMILL），粉磨耗电低，试验结果钢渣的比表面积在400平方米/千克以上时，吨电耗仅为32千瓦时，为传统球磨机电耗的1/3，卧式辊磨机解决了钢渣粉生产的瓶颈问题。

钢渣处理工艺规程

钢渣热闷处理生产线工艺规程（试用） 编制人：王庆 初审人： 审核人： 批准人： 2012年10月□ 成渝钒钛科技有限公司

目录 第一章转炉钢渣热闷处理工艺规程................................. 1.. 1 目的..................................................... 1... 2 用途..................................................... 1... 3 适用范围 .................................................. 1... 4 钢渣热闷工艺操作规程...................................... 1.. 4.1 前言 1... 4.2 生产工艺流程图....................................... 2.. 4.3 主要工艺参数 2... 4.4 热态钢渣和热闷装置的技术要求......................... 3. 4.5 热闷前准备工作 3... 4.6 热闷装置垫底和翻渣................................... 4.. 4.7 醒渣 4... 4.8 均热 4... 4.9 热闷喷水 5... 4.10 热闷 6... 4.11 排汽阀调节 7... 4.12 出渣 7... 4.13 给排水 7... 4.14 水质处理 8...

第二章中控室工艺规程 ................................................................ 9.. . 1 目的..................................................... 9... 2 适用范围 .................................................. 9... 3 实施步骤 .................................................. 9... 3.1 开机前准备： 9... 3.2正常作业（闷渣操作、PLC自动化操作参数待最终调试后 确定）.................................................. 9... 3.3 正常作业（筛分、磁选、输送、储存操作）.............. 1. 0 3.4 安全作业 1..0. 第三章钢渣筛分磁选生产线工艺流程 ............................ 1..2 1 工艺流程................................................. 1..2. 备注： ......................................................... 1..3 .