鋼鐵冶金渣風碎法處理技術(shù)的發(fā)展與節(jié)能減排

摘 要 近年來，鋼渣量隨著我國鋼鐵工業(yè)的迅速發(fā)展而有增無減。由于鋼鐵企業(yè)對鋼渣處理與利用技術(shù)發(fā)展的失衡，某些鋼鐵企業(yè)在鋼鐵創(chuàng)益之后對廢棄的鋼渣處理不當，為社會生活帶來了一系列不便，還阻礙了土地的合理利用，造成嚴重的環(huán)境污染。鋼鐵企業(yè)要想健康發(fā)展并實現(xiàn)清潔生產(chǎn)，就必須對鋼渣進行合理、有效地處理，這樣不僅可降低企業(yè)生產(chǎn)成本，提高了經(jīng)濟效益，還能切實保護生態(tài)環(huán)境。而不同的鋼渣處理方法也會對鋼渣的合理利用產(chǎn)生不一樣的影響。本文就鋼鐵冶金渣風碎法處理技術(shù)的發(fā)展與節(jié)能減排提出一些看法。

關(guān)鍵詞 風碎法技術(shù)；發(fā)展；節(jié)能減排

中圖分類號 TN914 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)062-0181-01

相對于我國鋼渣產(chǎn)生量占粗鋼量的百分之十五到百分之二十這一現(xiàn)狀，我國鋼渣的整體利用水平仍然低下，比起發(fā)達國家超過百分之九十鋼渣利用率，我國百分之五十的利用比例差距實在太大。近些年來，鋼渣量數(shù)隨著我國鋼鐵工業(yè)的迅猛發(fā)展而居高不下這一現(xiàn)象也加大了環(huán)保壓力。對于尚處于發(fā)展中國家的中國來說，盡可能地提高鋼鐵工業(yè)廢渣的利用率，不僅降低了能源損耗并加強了環(huán)保力度，還能促進經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，提高經(jīng)濟效益。因此，要提高對鋼渣合理有效的利用，就必須首先解決鋼渣處理的問題。

1 風碎法處理技術(shù)的發(fā)展

二十世紀八十年代初，日本福山鋼管公司和三菱重工合作第一次建成風碎?；撛纳a(chǎn)線，只是當時技術(shù)滯后，不僅成本高、壓縮空氣消耗量大，而且設備及其復雜，但卻不易控制操作，而且處理能力較小，因此不適合推廣使用。接著八十年代中期的時候，馬鋼根據(jù)我國國情的考量，開始投入大量的鋼渣風碎處理技術(shù)研究的試驗，從中提煉出了新的鋼渣風碎技術(shù)，并在1988年申請到鋼碴風碎技術(shù)的中國專利權(quán)。

二十世紀九十年代初，四川成都鋼鐵廠順利購買了馬鋼風碎鋼渣專利的使用權(quán)，還在此基礎上對馬鋼的研究提出改進并不斷完善，終于在1992年，將國內(nèi)第一條風碎鋼渣生產(chǎn)線投入實踐，并在后來的使用中不斷發(fā)現(xiàn)問題、持續(xù)改進，還用改進的研究內(nèi)容申請了國家專利，讓國內(nèi)風碎鋼渣生產(chǎn)技術(shù)在鋼渣處理領域初現(xiàn)茅廬。于此同時，馬鋼三鋼廠因為生產(chǎn)設施不夠完備和生產(chǎn)技術(shù)不過關(guān)等原因，在投入實際生產(chǎn)的一段時間后中止了。直到九十年代末期，才將風碎鋼渣工藝與興建第四鋼軋總廠一并

實施。

風碎鋼渣法是將渣罐內(nèi)裝有的液態(tài)鋼渣運到風碎裝置處傾翻，使熔渣從罐中流出來，通過高壓壓縮空氣吹散，碎散成微小顆粒，并通過罩式鍋爐內(nèi)對高溫空氣和小顆粒所散發(fā)熱量的回收來捕集渣粒，使其落人冷卻水池，而細小的鋼渣顆粒遇水后殘留的石灰會消解，這就是風碎法處理鋼渣并回收利用的原理。由此可見，在風碎過程中，消除了鋼渣之中的不穩(wěn)定相。

風碎鋼渣技術(shù)根本性的克服了高溫液態(tài)鋼渣遇水就會爆炸的難題，解決了很多現(xiàn)有鋼渣處理技術(shù)上的問題，并且風碎鋼渣設備操作簡單，容易控制，耗氣量少，生產(chǎn)成本也相當?shù)?，?jié)約了大量能源，獲得的產(chǎn)品粒級分布很均勻，穩(wěn)定性很好，可直接被工業(yè)化投入利用，現(xiàn)在已成為寶鋼、成都鋼廠和石家莊鋼廠等相繼推廣使用的核心技術(shù)之一。

2 風碎鋼渣處理工藝如何做到節(jié)能減排

風碎鋼渣法比起熱潑法和滾筒水淬法，在處理時熔渣冷卻得極快，經(jīng)EDS分析表明：全鐵含量在以鐵酸鈣為主的礦物中占到百分之三十二點五，并匯集了鋼渣中大多數(shù)的鐵氧化物，這項分析表明，風碎渣中氧化程度較高的是鐵元素。鋼渣在風碎法處理后的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性比較好，礦物顆粒細小而勻稱，有利于直接資源化利用，所以將風碎渣用于建材或相關(guān)領域是相當合適的。

2.1 風碎渣用于生產(chǎn)水泥

從上個世紀70年代起，鋼渣已被用來參與水泥的生產(chǎn)。風碎鋼渣堿度較高，且具有相當良好的水硬性。由風碎鋼渣取代鐵粉進行煅燒，不僅上火速度極快，而且底火穩(wěn)定，讓每一步生產(chǎn)工序都基本趨于正常水平。若是運輸成本較低時，硫酸渣等含鐵原料完全可以被風碎鋼渣取代來調(diào)節(jié)水泥的鐵質(zhì)。把風碎渣磨制成微粉，摻入到水泥中，只要摻入適量，很大程度上不會影響水泥質(zhì)量，制成的鋼渣水泥有耐磨、抗?jié)B等優(yōu)點，還可以節(jié)約水泥熟料，改善水泥終端產(chǎn)品的色澤。

只是風碎渣中含有大量鐵酸鈣，若風碎渣作為水泥摻和料使用時，其反應和膠凝活性并沒有水淬渣應用的穩(wěn)妥，因此，一定要控制好風碎渣的摻入量。

2.2 風碎鋼渣在筑路材料中的應用

鋼渣越來越多的被用來修筑公路，比起普通砂的物理性能，由于風碎渣密度較大，會比普通砂更為堅固，但并不影響混凝土路面的強度，況且風碎渣比較干凈清潔。風碎鋼渣砂有一定的活性，一定程度上增加了混凝土的強度。比起同期的黃砂混凝土，風碎鋼渣路面混凝土的后期強度高出很多，完全能夠滿足施工要求。據(jù)馬鋼技術(shù)中心進行的一系列試驗表明，風碎渣取代黃砂做混凝土細集料，性能更為優(yōu)異。馬鋼新區(qū)二廠路就是用風碎渣做鋪設路面混凝土的細集料，路面澆注砼光整度相當好，抗折強度表現(xiàn)得尤其充分。

2.3 風碎鋼渣應用于其它建筑材料

首鋼資源綜合利用科技開發(fā)公司對馬鋼提供的部分風碎鋼渣進行了試驗，試驗結(jié)果表明，風碎鋼渣是唯一能夠直接用于工業(yè)化生產(chǎn)鋼渣產(chǎn)品，對泡沫混凝土砌塊、耐磨瀝青混合料、普通預拌砂漿和外墻保溫抹面砂漿等建材材料有很大的幫助。馬鋼近年來的研究結(jié)果也表明這種論證結(jié)果是合理可行的。

2.4 風碎鋼渣應用于制備微晶玻璃

國外關(guān)于鋼渣制備微晶玻璃比我國研究較早。美國利用鋼渣制造的微晶玻璃，比器普通玻璃要有較好的耐化學腐蝕性和高出兩倍的耐磨性。西歐用鋼渣制造彩色玻璃陶瓷和透明玻璃作地面瓷磚及墻面裝飾塊。我國雖有所滯后，但也已經(jīng)取得了相當大的進步，先后研制出了微晶玻璃和不同原料、主相的鋼渣微晶

玻璃。

2.5 風碎鋼渣用作農(nóng)肥和酸性土壤改良劑

鋼渣富含硅、鉀、銅、磷等元素，對不同元素的含量應作不同的應用。二十世紀六十年代末，中國科學院東北林業(yè)土壤研究所通過分析研究全國各地主要煉鋼廠的平爐鋼渣，把加工的粉化鋼渣應用到各種不同的土壤中，來進行田間肥度試驗。六十年末到七十年初，中科院南京土壤研究所加工粉化了含磷較多的平爐鋼渣，將其用于水稻、黃豆作物試驗。八十年代中期，中科院對鋼渣的農(nóng)用試驗進行了研究，在農(nóng)用的方方面面均取得了很大進展。現(xiàn)在，我國鋼渣磷肥和鈣鎂磷肥就是用鋼渣生產(chǎn)的磷肥品種。

3 結(jié)束語

對鋼渣的科學處理和綜合利用會取得良好的社會效益和經(jīng)濟效益，與國外鋼渣基本排用平衡相比，雖然我國對鋼渣進行了治理和合理利用，但技術(shù)或其他各層面都并不完善。應科學合理地規(guī)劃對鋼渣的利用，加強鋼渣處理技術(shù)的研究工作，根據(jù)具體生產(chǎn)條件，采用合理的行之有效的加工處理方法，盡可能地對鋼渣進行充分利用，并不斷提高利用水平，推動鋼鐵企業(yè)深入開展資源綜合利用工作，提高企業(yè)經(jīng)濟效益，并最大力度地解決環(huán)境污染問題，用行動來堅持可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

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作者簡介

李亞壽（1953—），男，漢族，大學學歷，煉焦化學工程師，從1989年起長期從事鋼鐵冶金系統(tǒng)環(huán)境污染防治技術(shù)和管理工作。