鋼渣熱燜技術

郁建寧

摘 要：

介紹了鋼渣的形成和性質，分析了鋼渣熱燜的基本原理，鋼渣熱燜的工藝流程及技術特點，鋼渣熱燜技術應得到推廣。

關鍵詞：

鋼渣；鋼渣熱燜；推廣

中圖分類號：

TB

文獻標識碼：A

文章編號：16723198（2014）06019201

1 鋼渣的形成和性質

1.1 鋼渣的形成

鋼渣是煉鋼過程中為了去除鋼中雜質而副產(chǎn)的物質。它包含脫硫、脫磷、脫氧產(chǎn)物及因之而加入的造渣劑，如石灰、螢石、脫氧劑等；金屬料中帶入的泥砂；鐵水和廢鋼中的鋁、硅、錳等氧化后形成的氧化物；作為冷卻劑或氧化劑使用的鐵礦石、氧化鐵皮、含鐵污泥等；煉鋼過程中侵蝕下來的爐襯材料等。

1.2 鋼渣的性質

1.2.1 鋼渣的物理性質

堿度較低的鋼渣呈黑灰色，堿度較高的鋼渣呈褐色、灰白色。鋼渣密度為3.1～3.6g/cm3；轉爐渣粉的體積密度為1.74g/cm3。含水率為3%～8%，容重1.32～2.26t/m3，抗壓強度高達300MPa，沖擊強度為15次，莫氏硬度為5～7。

1.2.2 鋼渣的化學成分

鋼渣的化學成分主要為：

2 鋼渣熱燜技術基本原理

鋼渣熱燜技術就是通過向加蓋的熱燜渣池中噴水，有效利用液態(tài)鋼渣所含的余熱，將水變成蒸汽，并產(chǎn)生飽和蒸汽壓，蒸汽在一定的壓力下與鋼渣充分接觸，由于發(fā)生了游離氧化鈣和游離氧化鎂水化以及硅酸二鈣晶形轉變，體積增大，產(chǎn)生的巨大的膨脹力使鋼渣開裂、粉化，實現(xiàn)渣鋼分離。經(jīng)熱燜技術處理后的鋼渣，游離氧化鈣、游離氧化鎂和C3S通過各自反應生成穩(wěn)定產(chǎn)物。鋼渣膨脹機理分為以下兩種狀況：

（1）鋼渣中氧化鎂和氧化鈣不能與二氧化硅等充分反應，形成了游離氧化鎂和游離氧化鈣，這兩種物質化學性質不穩(wěn)定，遇水即發(fā)生如下反應：

（2）鋼渣中C3S冷卻到一定溫度下分解，反應式如下：

式（3）反應過程中，鋼渣體積也發(fā)生膨脹.其生成的游離氧化鈣又可與水發(fā)生式（1）的膨脹反應。

3 鋼渣熱燜工藝流程

鋼渣熱燜工藝流程為：轉爐倒渣→渣罐→渣車運輸?shù)皆纭鹬貦C吊運渣罐→燜渣坑倒渣→挖掘機翻渣→蓋燜渣蓋→噴水→熱燜→揭蓋→出渣。

燜渣處理后，鋼渣冷卻到50℃用鑄造起重機將熱燜渣蓋移至燜渣蓋支架后，燜渣坑開始出渣，用挖掘機將坑內(nèi)爐渣抓起裝車外運。清理完后，渣坑需干燥3.5小時，再重新鋪底裝渣熱燜。

鋼渣經(jīng)過熱燜處理后，由于游離氧化鈣和游離氧化鎂含量的降低，提高了鋼渣粉的穩(wěn)定性，有利于鋼渣粉的后續(xù)綜合利用。

4 鋼渣熱燜技術特點

（1）由于轉爐濺渣護爐技術的廣泛應用，渣中MgO含量得以增加，這使得鋼渣粘度相應提高，流動性也隨之下降。鋼渣熱燜工藝對任何種類和各種流動性的鋼渣均適用。此工藝可實現(xiàn)100%處理率。

（2）通過高強度密封鎖緊裝置、泄爆閥和蒸汽壓力調(diào)節(jié)裝置控制熱燜池中的蒸汽壓力，生產(chǎn)安全，解決了熱態(tài)鋼渣處理的安全隱患問題，同時能保證蒸汽保持一定壓力與鋼渣充分接觸，使鋼渣粉化徹底。鋼渣粉化效果較好，鋼渣粒度小于20mm的可達到80%以上，如果熱燜效果比較好時小于20mm的鋼渣比例可達到90%以上，廢鋼與渣分離好，易于回收金屬料。

（3）處理后的鋼渣游離氧化鈣含量低于3%，鋼渣膨脹性小，性質穩(wěn)定，可直接用于建材和鋼渣的后續(xù)綜合利用。

（4）處理過程中環(huán)境污染物排放水平小，鋼渣轉運時間短，整個處理過程在熱燜池中進行，消除了粉塵污染，改善了勞動環(huán)境。通過廢水回收系統(tǒng)收集產(chǎn)生的廢水和蒸汽冷凝水，處理后循環(huán)使用，節(jié)約了大量水資源。

（5）機械化程度高，勞動強度低。

（6）燜渣坑壁采用廢連鑄坯固定，保證熱燜坑可長期穩(wěn)定運行，降低了設備運行和維護費用。

5 結論

（1）鋼渣熱燜技術生產(chǎn)工藝先進、可靠。實現(xiàn)了鋼渣中的渣、鋼高效分離。消解了f-CaO和鋼渣粉化效果穩(wěn)定，實現(xiàn)了煉鋼鋼渣資源回收與綜合利用的目標。

（2）鋼渣熱燜技術處理過程節(jié)約水、環(huán)境污染物排放少、處理系統(tǒng)安全安全系數(shù)高。

（3）鋼渣熱燜技術處理后的鋼渣可直接裝車外運用于水泥建材行業(yè)，減少了鋼渣存放用地，消除了因鋼渣自然堆放而產(chǎn)生的揚塵污染和河道水源污染等，經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)保效益顯著。

綜上所述鋼渣熱燜技術在鋼鐵企業(yè)中做為鋼渣處理的一項技術應該得到推廣并被廣泛的應用。

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