介绍目前比较流行的几种钢渣处理工艺(doc31页)

介绍目前比较流行的几种钢渣处理工艺(doc31页)内容摘要：

一定粒度的物料由格孔漏出机外，在分离器内 分级并磁选。 该工艺运行稳定，生产率高，回收的金属带渣少，含铁量可达 60％～ 80％，通过调换排料格孔的大小，可以控制破碎产物的粒度。 为了提高磨机效率，要求钢渣含水率小于 5％。 干破碎处理工艺 为了满足钢渣利用过程中对粒度的严格要求，一些厂采用破碎工艺。 一般多采用颚式破碎机、磁选、筛分工艺流程。 颚式破碎机一般一级用 400mm600mm ，二级用 250mm400mm。 该工艺有操作简单，灵活适用的特点，但易产生粉尘污染，需要加强除尘设施。 除采用颚式破碎机外，还有圆锥破碎机、反击破碎机和对辊破碎机，但一般都存在卡料 、灰尘大、机件损坏严重等问题。 钢渣综合利用 钢渣的用途因成分而异。 迄今，人们已开发了多种有关钢渣综合利用的途径，主要包括冶金、建筑材料、农业利用几个领域。 用作冶金原料 钢渣在冶金生产中可代替石灰石或石灰做烧结熔剂、高炉熔剂、化铁炉熔剂，作炼钢返回渣等。 用作冶金原料时应注意磷的富集给生产带来的不良影响，需要控制配比、采取开路使用和将含磷高的钢渣移做他用。 (1)做烧结熔剂。 烧结矿中可配入 5％～ 10％粒度小于 8mm 的钢渣代替熔剂使用，不仅回收利用了渣中钢粒，也利用了渣中 CaO、 MgO、 MnO等有益成分，钢渣软 化温度低且物相均匀，可促进烧结矿液相的生成而使粘结相增多且分布均匀，加之抑制了硅酸二钙的相变使粉化率降低，因而提高了烧结矿的质量和产量。 高炉使用配人钢渣的烧结矿，由于烧结矿强度提高、粒度组成改善，尽管铁品位略有降低，炼铁渣量增加，但高炉操作顺利，对其产量提高、焦比的降低还是有利的。 (2)作高炉熔剂。 将热泼法处理得到的钢渣碎石破碎到 8～ 30mm 之间，直接返回高炉用以代替石灰石，并回收利用其中的有益成分，可以节省熔剂 (石灰石、白云石、萤石 )消耗，改善高炉渣的流动性能，增加了铁水产量。 缺点是钢渣成分波动大，有些钢 渣易粉化，粒度不易控制。 对于利用高碱度烧结矿或熔剂性烧结矿的高炉，由于基本上不加石灰石，钢渣在这类高炉上的应用受到了限制。 (3)作化铁炉熔剂。 用钢渣代替部分石灰石和萤石作化铁炉熔剂，对铁水温度、铁水含硫量、熔化率、炉渣的碱度及流动性均无明显影响，对于使用化铁炉的钢厂和一部分生产铁铸件的机械厂都可以应用。 (4)作炼钢返回渣。 转炉炼钢，每吨加高碱度钢渣 25kg左右，并配合使用白云石，可使冶炼成渣早，减少炼钢初期对炉衬的侵蚀，有利于提高炉龄，降低耐火材料消耗，或减少萤石用量。 用作筑路和建筑材料 含游离氧化钙低， 含磷也高而不适宜作冶炼熔剂的钢渣，可以考虑用作筑路、河道和水工建筑材料。 钢渣是经高温煅烧过的含有硅酸盐、铁铝酸盐矿相的物质，可用作钢渣矿渣水泥原料，水泥混合材料、烧制水泥熟料的原料和建筑制品等。 (1)作筑路材料。 钢渣物理力学性能优于高炉渣和普通碎石，是筑路工程较好的骨料，但其化学组成中存在游离氧化钙，影响其安定性。 筑路用钢渣为经过陈化或其他方法处理已经稳定的钢渣。 修筑路基一般使用纯钢渣，修筑路基层一般使用钢渣混合料。 其中以使用钢渣、粉煤灰、石灰混合料为宜，参考配合比 (％ )为 72： 20： 8。 钢渣的最大粒径不大 于 50mm，压碎值不大于 35％。 路基碾压成型后应在潮湿状态下养生，一般采用洒水养生，养生期一般不少于 7d。 (2)作铁路道渣。 钢渣碎块可以代替碎石作为铁路道渣，除稳定性好、不滑移、耐蚀、耐久性好外，还具有导电性小，不会干扰铁路系统的电讯工作，路床不生杂草，不易被雨水洪水冲刷，不会因铁路使用过程的冲撞力而滑移等优点。 (3)作水泥生产的原料或混合料。 以平炉、转炉钢渣为主要组分，加入一定量粒化高炉矿渣和适量石膏，磨细可制得钢渣矿渣水泥。 钢渣的最少掺量以重量计不少于 35％，必要时，可掺入重量不超过 20％的硅酸盐水泥。 用于钢渣矿渣水泥中的钢渣要符合如下要求：钢渣的碱度不应小于 ；钢渣中的游离氧化钙含量不应超过 5％；钢渣中不应含有耐火砖、工业垃圾和泥砂等物；钢渣中金属铁的含量不应超过 1％。 钢渣矿渣水泥的参考配比见表 2。 无熟料钢渣矿渣水泥早期强度低，仅用于砌筑砂浆、墙体材料、预制混凝土构件和农田水利工程等方面。 少熟料钢渣矿渣水泥的早期和后期强度都比较高。 钢渣矿渣水泥具有水化热低、微膨胀、抗渗、抗冻等特点，因而特别适宜于水利工程。 利用钢渣做普通水泥外，中国一些企业还用电炉渣生产白钢渣水泥，标号 325 以上，白度 75度左右。 (4)生产钢渣砖。 以粉状钢渣或水淬钢渣为主要原料，掺入部分水淬矿渣 (或粉煤灰 )和激发剂 (石灰、石膏或芒硝 )加水搅拌，经轮碾、压制成型、蒸养 (或自然养护 )而成。 (5)作工程回填材料。 钢渣可用作工业和民用建 (构 )筑物地基以及场坪的填筑材料。 用它填筑的建筑物地基和场坪整体性好、承载力高。 回填用钢渣应为经过陈化或其他方法处理已经稳定的钢渣，其最大粒径视使用部位的要求而定，一般不大于 200～ 300mm。 用于农业 钢渣中含有 CaO，可用来改良酸性土壤。 钢渣可作磷肥，也可作硅钙肥，在一定的土壤环境下对植物早期和晚期都有肥效。 当采用中、高磷铁水炼钢时，在不加萤石造渣情况下，回收的初期含磷渣，经破碎一磁选一破碎等工艺条件，就得到成品钢渣磷肥。 钢渣中的 P2O5虽不溶于水，但具有枸溶性，即能溶于酸度相当 2％枸橼酸 (柠檬酸 )或枸橼酸铵的溶液中，可被植物吸收。 一般用 作基肥，每亩可施用50～ 200kg。 浅谈钢渣热闷处理工艺及热闷效果的提高 、 摘要： 本文介绍了转炉钢渣热闷处理的工艺流程，特点、原理及热闷处理钢渣粉化的三个阶段，并通过对入池温度的控制、打水的原则、蒸汽量的控制三者分析，使钢渣热闷效果得到一定的提高。 关键词： 钢渣 热闷工艺 效果 随着我国钢铁产量的迅速增长，钢铁企业产生的主要固体废弃物 ——钢渣的总量也在急剧增加，对钢渣的的回收利用已成为影响钢铁生产与环境，社会和谐发展的重要因素之一。 但是，随着生产技术的不断提高，国内 转炉钢渣预处理工艺较多，主要有热闷法，水碎法、风碎法、热泼法以及滚筒法，各有其优缺点。 但从近几年来的生产实际看，比较有代表性的热闷处理工艺，它兼顾了钢渣性能的稳定和环保要求。 因此，大型钢铁企业应用热闷处理工艺越来越普遍，逐渐成为发展趋势之一，天铁资源有限公司于 2020 年 4 月成功将此应用于钢渣处理生产线上。 工艺流程及特点 将转炉热融的钢渣在渣罐中冷却一定时间后，由天车将渣罐吊起倒入另外一个渣罐将其摔碎，再用天车将渣罐翻入热闷池，打水热闷。 热闷好的钢渣由挖掘机或天车抓斗运至条筛， 由胶带输送机送至破碎，筛分、磁选、提纯加工生产线。 其工艺流程图： 图 其特点是：高温钢渣在热闷池内，打水后钢渣激冷破碎粉化，使得渣铁分离和钢渣的化学性能得到进一步的稳定，为后续再利用钢渣粉奠定了基础。 转炉钢渣主要化学成分（单位： %） 工作原理 热态钢渣装入热闷池，使得钢渣冷却至 300~800℃ ，当热闷池盖盖密封后，打水时使热闷池内产生大量饱和蒸汽与热态钢渣作用，钢渣中游离氧化钙（ fCaO）和游离氧化镁（ fMgO）与水反应： fCaO+H2O→Ca(OH)2 体积膨胀 % fMgO+H2O→Mg(OH)2 体积膨胀 148% 由于巨大的膨胀力使钢渣开 裂、粉化及渣铁分离。 热闷处理工艺钢渣粉化的三个阶段 第一阶段是高温热态渣遇水汽化冷却，池内产生大量饱和蒸汽。 第二阶段是钢渣因表面与内部或不同部位之间存在着温度差 而使各部分不能完全自由胀缩而产生热应力；与此同时，随温度而改变形态并能提供潜热的物质则产生相变应力，而相变时常伴有放热以及体积的变化。 因此，由于热应力和相变应力的存在使钢渣开始进入破裂阶段。 图 2：常用的与热现象有关的 pT 相图 第三阶段是池内大量饱和蒸汽沿裂缝渗到钢渣内部进行物理化学反应进行水解粉化。 热闷钢渣粉化的条件是：温度、打水、蒸汽三者共同作用，缺一不可。 粉化率的高低与这三者有着密不可分的关系。 温度的控制 钢渣入池温度的高低直接影响到热闷效果的好坏。 根据理论数据和现场长期实际操作的经验可以得出：钢渣入池温度必须控制在 300~800℃ 范围之内。 因为只有在这个范围内热态钢渣才不会再次的发生结成大块甚至板结，这就要求对钢渣的 种类，出炉时间以及冷却程度要准确掌握，根据经验判断是否可以处理。 另外，为了钢渣入池温度控制在 300~800℃ 范围之内，也可以让高温固态钢渣每一罐入池后，再打水冷却至钢渣表面为暗红色为止，这时钢渣钢渣温度基本上就控制在这个范围之内了。 打水的原则 首先、确保水系统时刻畅通无阻，并定期及时对给水系统进行彻底清理。 其次、高温钢渣每罐入池后，必须保证每打水冷却一次，挖掘机必须松动一次，要有一个良好的热闷效果必须保证装渣不能密集压实甚至板结，只有这样才能保证在打水过程中，池内钢渣有良好的透水性；另外，在红渣入 池过程中，渣块直径不能大于 1 米，防止对下面的钢渣形成 “保护伞 ”影响透水性，只有这样才能保证高温的钢渣与水能够充分发生物理化学反应进行粉化。 最后、盖盖后的打水也是至关重要的，但是必须保证一个原则，那就是第一次打水必须打透。 也就是说，第一次打水必须保证水能够从池内的顶部渗透到热闷池的底部，使池内每块钢渣都能与水完全接触。 蒸汽的控制 蒸汽对钢渣来说不仅提供了水而且提供了温度，池内蒸汽量是否饱和也直接影响热闷效果。 因此，要有一个良好的热闷效果必须根据现场蒸汽量的大小时刻调节碟阀来保证池内有大量的 饱和的蒸汽与钢渣反应。 钢渣热闷处理工艺是我国转炉钢渣处理技术比较具有代表性的工艺。 通过对钢渣的化学成分分析，有效的通过对高温钢渣打水热闷处理，使得渣铁分离以及钢渣的化学性能得到稳定，也满足了环保要求。 因此，对钢渣热闷处理工艺中所存在的问题应积极探索和研究，把钢渣热闷处理工艺提高到一个新的水平，更好地为生产服务。 参考文献 【 1】 阮积海 . 冶金环境保护 . 2020 年第三期 . 【 2】 戴枝荣 . 工程材料 . 高等教育出版社 . 1992 年 . 【 3】 朱桂林 . 中国钢铁渣利用的现状和发展方向 .冶金渣 处理利用国际研讨会论文集 .中国金属学会 . 1999 年 . 【 4】 朱桂林 . 孙树杉 . 天铁资源公司钢渣热闷处理生产线设计说明书 .中国京冶设计院 .2020 年 7月 . 转炉钢渣处理中能源利用的探索与研究 前言 转炉钢渣是炼钢过程中产生的副产品，转炉钢渣的产生释放大量的热能。 大部分钢渣处理方法都是将热态钢渣进行冷却后进行破碎 筛分 磁选加工，提取金属后再加以利用。 而熔融钢渣从 1600℃ 冷却到常温，钢渣中含有丰富热能都被浪费，在冷却过程中浪费大量的水，通过自然冷却的方法处理钢渣则需要大量的占地并造成对周围环境的污 染。 如能利用熔渣中的显热不但能减少污染，且节约资源巨大，如何利用钢渣显热成为需要攻克的一个难题。 1 钢渣能源利用的战略意义 环保效益分析 作为全世界共同面对的问题，温室效应严重威胁着人类的生存，二氧化碳的过度排放是产生温室效应的罪魁祸首，低碳经济在世界发展中成为共同关注的话题， 2020 年联合国在哥本哈根召开世界气候大会，来自 192 个国家首脑和环境部长讨论如何应对气候变化和温室气体，节能减排在能源发展中具有重大的战略意义， 2020 年国内钢产量约为 亿吨，要产生约 10 亿吨二氧化碳，全球约 4﹪ 5﹪ 的二氧化碳来自钢铁业，减少传统燃料式能源利用新型环保能源将成为未来钢铁业能源发展的方向， 工业 锅炉每燃烧一吨煤就产生二氧化碳 吨 ,如果将熔融钢渣回收的余热代替燃煤所产生的热量，就会减少燃煤所产生的二氧化碳，同时也减少炼钢过程中二氧化碳的产生， 2020 年鞍钢排放钢渣约 300 万吨，如果将其热能利用代替燃煤，就能减少约 13 万吨标准煤所产生的 35 万吨二氧化碳的排放 ，全国排放的钢渣热量就能减少燃煤所带来大约 1000 万吨的二氧化碳的排放，熔融钢渣能源的合理利用再发展低碳经济的同时，也减少对不可再生资源的肆意开采，环保意义重大。 节能效益分析 国家大力提倡循环经济，建资源节约型、清洁型企业，熔渣热能是典型的清洁节约型能源。 据测算， 2020 年钢铁企业电力总消耗为 2153 亿千瓦时，其中钢厂自发电比例约占总用电量的 28﹪，外购电量约占 72﹪，即 1550 亿千瓦时，随着电价的不断升高，钢铁业的电力成本不断加大，积极利用二次能源发电，扩大自发电量成为节约能源和降低成本的最有效 措施。 如果将 2020年全国钢渣热能 100﹪回收用于发电，可发电 440 亿千瓦时，接近全国年发电总量的 1/70，相当于 3 个葛洲坝水电站发电量，相当于 22个中等火力发电站的发电量，既减少钢铁企业外购电量，又节约能源，同时大大降低企业成本。 熔渣余热除用于发电外，还可以用于余热锅炉的供热、供水、供气等领域，真正实现清洁能源的循环利用。 经济效益分析 炼钢产生的熔融态钢渣在 1600℃ 左右，含有大量热能。 据实验测得，每千克钢渣含有热量 2020KJ（ 1600℃ ）。 如全部回收， 09 年鞍钢产生的 300 万吨钢渣所蕴含的 总热量超过 61012KJ。 单从降低煤耗一点即可为企业每年节省上亿元。 而全国每年产生约 8 千万吨的钢渣，其热量值达。