應(yīng)用水淬法處理韶鋼120t轉(zhuǎn)爐鋼渣

肖雙林，陳榮全，谷孝保

（1.韶鋼集團(tuán)公司第三煉鋼廠；2.韶鋼集團(tuán)公司安環(huán)部，廣東 韶關(guān) 512122）

應(yīng)用水淬法處理韶鋼120t轉(zhuǎn)爐鋼渣

肖雙林1，陳榮全1，谷孝保2

（1.韶鋼集團(tuán)公司第三煉鋼廠；2.韶鋼集團(tuán)公司安環(huán)部，廣東 韶關(guān) 512122）

介紹了采用水淬法處理韶鋼120 t轉(zhuǎn)爐鋼渣的流程、主要設(shè)備、優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用情況，并提出了現(xiàn)有鋼渣處理工藝的不足及改進(jìn)方法.

轉(zhuǎn)爐；鋼渣處理；水淬；循環(huán)利用

鋼渣的主要成分是鈣、鐵、硅、鎂、錳、磷等氧化物，其中以鈣、鐵、硅、鎂氧化物為主.鋼渣可用于燒結(jié)配礦和生產(chǎn)水泥等.轉(zhuǎn)爐鋼渣是轉(zhuǎn)爐冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的一種固體廢棄物.韶鋼第三煉鋼廠（以下簡(jiǎn)稱(chēng)三鋼廠）現(xiàn)有產(chǎn)能為360萬(wàn)t，若以每噸鋼產(chǎn)生10%～12%的渣量計(jì)，該廠每年約產(chǎn)渣36～43.2萬(wàn)t.鋼渣，不僅占用生產(chǎn)場(chǎng)地，而且容易對(duì)環(huán)境造成二次污染，循環(huán)利用轉(zhuǎn)爐鋼渣是鋼鐵冶金技術(shù)研究的重要課題.

1 鋼渣的處理工藝

目前，國(guó)內(nèi)在處理鋼渣較成熟的工藝有風(fēng)淬法、熱潑法、水淬法、熱悶法和輪法粒化等.綜合考慮鋼渣的綜合利用途徑、節(jié)能環(huán)保效果和投資效益等因素，在滿(mǎn)足煉鋼工藝順利進(jìn)行的前提下，三鋼廠選擇了水淬法處理鋼渣.

與傳統(tǒng)的鋼渣處理方法相比，水淬法的處理成本和生產(chǎn)費(fèi)用較低，工人的勞動(dòng)強(qiáng)度輕，生產(chǎn)操作更安全.鋼渣處理周期短，排渣迅速，對(duì)煉鋼生產(chǎn)沒(méi)有任何影響，并有利于轉(zhuǎn)爐設(shè)備產(chǎn)能潛力的充分發(fā)揮.鋼渣在水淬過(guò)程中不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生新的污染，處理后的鋼渣粒度適中，避免了在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中對(duì)環(huán)境的污染.水淬法處理后的鋼渣粒度小于5 mm，保存了鋼渣的潛在活性便于回收和綜合利用.

目前，韶鋼將水淬處理的鋼渣主要用于返回?zé)Y(jié)作為添加溶劑.這些處理過(guò)的鋼渣還可用于生產(chǎn)水泥或筑路等.

1.1 水淬的工藝原理

鋼渣水淬的原理是高溫液態(tài)鋼渣在流出和下降的過(guò)程中被高速水流分割、擊碎，當(dāng)高溫鋼渣遇水急冷收縮產(chǎn)生應(yīng)力集中而破碎、粉化，并在此時(shí)進(jìn)行熱交換，使鋼渣在水幕中被?；?由于流動(dòng)著的液態(tài)鋼渣熔點(diǎn)高、堿度高、過(guò)熱度小、粘度大、密度大，接近固相線(xiàn).因此，要把液態(tài)鋼渣分離出來(lái)，既需要水流具有強(qiáng)大的剪力，還需急冷熱應(yīng)力，并補(bǔ)加拋射碰撞力，必須在多種力的綜合作用下才能奏效.因此，在鋼渣水淬過(guò)程中，應(yīng)以水為主，控制溶渣，強(qiáng)調(diào)組合尺寸，確保徹底?；窃摴に嚨年P(guān)鍵.

1.2 鋼渣水淬工藝

轉(zhuǎn)爐鋼渣水淬是利用多排、多孔、多功能的水噴嘴組成紊流自由噴射，借助高速連續(xù)噴射的水力將高溫流動(dòng)的鋼渣在瞬間擊散、?；?，并冷凝成小固體顆粒，液態(tài)鋼渣水淬?；悄壳俺Ｓ玫姆椒?該工藝與冶煉周期短的轉(zhuǎn)爐煉鋼配合效果較為理想，其工藝流程如圖1所示.

圖1 水淬法處理鋼渣的工藝流程

轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生的高溫液態(tài)鋼渣倒入專(zhuān)用的渣罐中，渣罐車(chē)將其運(yùn)至水渣跨水淬點(diǎn)，渣罐在水淬點(diǎn)由支撐架支撐，用傾動(dòng)卷?yè)P(yáng)傾翻，同時(shí)開(kāi)啟水泵在水淬噴嘴形成高速?lài)娚涞乃唬抟郧胺街е鶠橹行膬A翻實(shí)現(xiàn)水淬；鋼渣緩慢流下落在高速?lài)娚涞乃簧媳粨羲榱；筮M(jìn)入水淬池和沉淀池，再由天車(chē)抓斗撈起運(yùn)到水淬渣地坪進(jìn)行濾水，濾水后的水淬渣由汽車(chē)運(yùn)到用戶(hù)點(diǎn)使用.

水淬后的水進(jìn)入沉淀池，沉淀后流入熱水井，由冷卻塔將水冷卻后進(jìn)入冷水池，水淬用水是循環(huán)使用的.

1.3 鋼渣水淬與煉鋼工藝的匹配

三鋼廠工藝裝備為3×120 t轉(zhuǎn)爐，轉(zhuǎn)爐吹煉制度為三吹二，年產(chǎn)360萬(wàn)t鋼，年產(chǎn)渣量約39.6萬(wàn)t，鋼渣的水淬率為60%～80%.每爐鋼平均出鋼量為120 t，冶煉周期38 min；平均每爐出渣量為13.2 t，水淬輔助時(shí)間為7 min，水淬一爐鋼渣的時(shí)間為14 min，完全可以滿(mǎn)足轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)周期的要求.

2 鋼渣水淬設(shè)備

三鋼廠轉(zhuǎn)爐鋼渣水淬工藝技術(shù)采用的主要設(shè)備有：前方支柱、渣罐、渣罐車(chē)、曲臂卷?yè)P(yáng)機(jī)、?；?、撥鉤裝置等，渣罐的容量為11 m3.

各設(shè)備的統(tǒng)一配合，協(xié)同工作是水淬成功的關(guān)鍵.在倒渣過(guò)程中，曲臂卷?yè)P(yáng)機(jī)帶動(dòng)渣罐旋轉(zhuǎn)，使溶渣均勻、平緩地從渣罐內(nèi)倒出進(jìn)行水淬.水淬時(shí)采用卷?yè)P(yáng)機(jī)帶動(dòng)渣罐點(diǎn)動(dòng).渣罐車(chē)的寬度5000 mm，長(zhǎng)度6500 mm，軌距4400 mm，行走速度30 m／min.前方支柱用于支撐渣罐傾翻和防止渣罐傾翻過(guò)度.渣罐傾翻采用曲臂卷?yè)P(yáng)機(jī)完成，為適應(yīng)頻繁起動(dòng)的需要，拖動(dòng)電機(jī)采用繞線(xiàn)轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī).采用電動(dòng)撥鉤，使吊鉤能準(zhǔn)確地掛至渣罐吊鼻處，并可自動(dòng)掛、脫鉤.

鋼渣水淬工藝主要的用水點(diǎn)是粒化器，其用水量為1080 m3／h，由冷水泵站供水，水泵運(yùn)行采用變頻控制方式.水淬后的濁水先流入水淬池，再進(jìn)入沉淀池沉淀，當(dāng)水中的懸浮物含量低于80 mg／L后流入熱水井.由熱水泵將熱水抽到冷卻塔冷卻，水冷卻后落入冷水井循環(huán)利用.

3 水淬工藝的應(yīng)用

三鋼廠的水淬法處理鋼渣項(xiàng)目于2003年4月22日正式投入使用，投產(chǎn)后的應(yīng)用情況列于表1.

表1 2003年5～9月份鋼渣水淬情況統(tǒng)計(jì)表

由表1可見(jiàn)，在投產(chǎn)的五個(gè)月期間，在鋼產(chǎn)量提高的同時(shí)，鋼渣的水淬量也隨之增加，水淬率達(dá)國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平.

4 應(yīng)用水淬工藝的注意事項(xiàng)

由于水淬工藝的特殊性，為避免鋼渣爆炸，確保水淬生產(chǎn)的安全可靠，對(duì)渣罐的罐體及熔渣的流動(dòng)性均有一定的要求，在進(jìn)行水淬操作之前必須對(duì)噴嘴、卷?yè)P(yáng)機(jī)等設(shè)備進(jìn)行仔細(xì)檢查.

（1）渣罐在放進(jìn)渣罐車(chē)上時(shí)必須涂上特殊的涂料，確保灌底光滑、無(wú)結(jié)底，罐口、罐臂無(wú)鋼渣粘結(jié)，經(jīng)專(zhuān)人檢查確認(rèn)符合水淬安全要求.

（2）進(jìn)行鋼渣水淬時(shí)必須保證熔渣具有較好的流動(dòng)性，對(duì)于流動(dòng)性較差的熔渣不能進(jìn)行水淬.流動(dòng)性較差的熔渣主要是轉(zhuǎn)爐進(jìn)行濺渣護(hù)爐操作之后的殘留渣和連鑄澆鑄剩余的包底渣，這些熔渣的粘性大、流動(dòng)性差，不宜進(jìn)行水淬，只能對(duì)其進(jìn)行熱潑渣箱處理.

（3）煉鋼冶煉工序的出渣操作必須符合規(guī)定，煉鋼工不得將鋼水倒入渣罐中，因?yàn)檫^(guò)量的鋼水在鋼渣水淬時(shí)有可能發(fā)生爆炸，同時(shí)也容易導(dǎo)致渣罐結(jié)底，降低鋼渣的水淬率.

（4）水淬時(shí)，可在水淬點(diǎn)的對(duì)面增設(shè)大功率軸流風(fēng)扇，將聚集的水蒸氣吹散，確保鋼渣水淬的正常操作.

（5）水淬鋼渣的主要污染物是來(lái)源于鋼渣水淬池的污水，為實(shí)現(xiàn)污水的零排放，節(jié)約生產(chǎn)用水，水淬鋼渣的污水經(jīng)沉淀、冷卻后進(jìn)入冷水井進(jìn)行循環(huán)利用.

5 結(jié) 語(yǔ)

采用水淬法處理鋼渣，工藝先進(jìn)、操作簡(jiǎn)便、作業(yè)率高、生產(chǎn)安全可靠.基本上可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐鋼渣的零排放，實(shí)現(xiàn)廢棄物的資源化回收利用.在取得直接經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，還減少了渣場(chǎng)占地和因鋼渣堆放而產(chǎn)生的環(huán)境污染問(wèn)題，真正實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的雙贏，推廣應(yīng)用意義重大.

［1］冷光榮 朱美善.鋼渣處理方法探討與展望［J］.江西冶金，2005，25（4）：125－128.

［2］王紹文.固體廢棄物資源化技術(shù)與應(yīng)用［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2003：342－359.

The application and study of water quenching process used for treating slag at the 120 t converter of CSG

XIAO Shuang－lin1，CHEN Rong－quan1，GU Xiao－bao2
（1.The Third Steel－making Plant of CSG；2.The Department of Safety and Environment of CSG，Shaoguan 512122，China）

It provide information on procedures，main equipments，advantages，defects and application of water quenching process which was used for treating slag at the 120 t converter of CSG，and besides，bring forward shortages and improving suggestions on existing treatment process of slag.

converter；the treatment of slag；water quenching；cyclic utilization

X757

A

1673－9981（2010）04－0561－03

2010－10－09

肖雙林（1975—），男，湖南郴州人，助理工程師，大學(xué).