废钢渣用作冶金原料

废钢渣用作冶金原料(1)
20世纪初期国外开始研究钢渣的利用，但由于钢渣成分复杂多变，利用率一直不高。

随着矿源、能源的日趋紧张以及炼钢和综合利用技术的发展，20世纪70年代以后，各国钢渣的利用率迅速提高，美国每年产生1700多万吨钢渣，利用率最高，在20世纪70年代已达到排、用平衡。

据1988年统计，我国个钢厂堆存钢渣达1亿吨，占地1万多亩（1亩=666.67m2 ），已成为严重的公害。

近20年来，我国每年产生1000多万吨钢渣，利用率已达61%左右，钢渣的处理经济效益高达40元/吨左右。

国外钢渣的主要利用用途是，在钢铁公司内部自行循环使用，代替石灰作熔剂，返回高炉或烧结炉内作为炼铁原料，也可以用于公路路基、铁路路基以及作为水泥原料，改良土壤等。

据调查，我国钢渣综合利用情况为：造地占60%，筑路占23%，生产水泥占6.4%，作烧结熔剂占5.8%，其他占4.8%
用作冶金原料
（1）作烧结熔剂转炉钢渣一般含有40％～50％的CaO，1t钢渣相当于0.7～0.75t 石灰石。

把钢渣加工到小于8mm的钢渣粉便可代替部分石灰石作烧结熔剂用，配加量视矿石品位及含磷量而定，一般品位高、含磷低的精矿，可加入钢渣4％～8％。

烧结矿块率提高，风化率降低，成品率增加。

再加上由于水碎渣疏松、粒度均匀，料层透气性好，有利于烧结造球及提高烧结速度。

此外，由于钢渣中的Fe和FeO的氧化放热，节省了钙、镁碳酸盐分解所需要的热量，使烧结矿燃耗降低。

钢渣作烧结熔剂，不仅回收利用了渣中的钢粒、氧化铁、氧化钙、氧化镁、氧化锰和稀有元素（V、Nb……）等有用成分，而且成了烧结矿的增强剂，因而显著地提高了烧结矿的质量和产量。

我国在钢渣用于烧结方面进行了大量的研究工作，不少钢厂取得了较好的效果。

例如，济南钢厂在烧结矿中配入水淬转化炉钢渣后，其技术经济效果为烧结机利用系数提高10％以上；转鼓指数提高2％～4％；焦耗降5％；FeO降低2％。

虽然铁品位降低1％～2％，但高炉利用系数仍提高0.1t（d·m 3 ）；焦比降低31kg/t铁。

每吨钢渣使用价值可达20多元。

废钢渣用作冶金原料(2)
（2）作高炉或化铁炉熔剂钢渣中含有10％～30％的Fe、40％～60％的CaO和2％左右的Mn。

若把其直接返回高炉作熔剂，从而节省大量石灰石、白云石资源。

钢渣中的Ca、Mg等均以氧化物形式存在，不需经过碳酸盐的分解过程，因而还可以节省大量热能。

由于目前高炉利用高碱度烧结矿或熔剂性烧结矿，基本上不加石灰石，所以钢渣直接返回高炉代替石灰石的用量将受到限制。

但对于烧结能力不够、高炉仍加石灰石的炼铁厂，用钢渣作高炉熔剂的使用价值仍很大。

钢渣也可以作化铁炉熔剂代替石灰石及部分萤石。

使用证明，其对铁水温度、铁水含硫量、熔化率、炉渣碱度及流动性均无明显影响，在技术上是可行的。

使用化铁炉的钢厂及相当一部分生产铸件的机械厂都可以应用。

（3）作炼钢返回渣转炉炼钢每吨钢使用高碱度的返回钢渣25kg左右，并配合使用白云石，可以使炼钢成渣早，减少初期渣对炉衬的侵蚀，有利于提高炉龄，降低耐火材料消耗，同时可取代萤石。

我国有部分钢厂已在生产中使用，并取得了很好的技术经济效果。

（4）回收废钢铁钢渣中一般含有7％～10％的废钢及钢粒，我国堆积的1亿多吨钢渣中，约有700万吨废钢铁。

在基本建设可以回收大量废钢铁及部分磁性氧化物。

水淬钢渣
中呈颗粒状的钢粒，磁选机很容易提取，可以作炼钢调温剂。

总之，钢渣在钢铁厂内部作冶金原料使用效果良好，利用价值也高。

我国矿源磷含量低于0.01％～0.04％的地区，钢渣在本厂内的返回用量可以达到50％～90％。

废钢渣用于建筑材料(3)
用于建筑材料
（1）生产水泥由于钢渣中含有和水泥相类似的硅酸三钙、硅酸二钙及铁铝酸盐等活性矿物质，具有水硬胶凝性，因此可成为生产无熟料和少熟料水泥的原料，也可作为水泥掺和料。

现在生产的钢渣水泥品种有无熟料钢渣矿渣水泥、少熟料钢渣矿渣水泥、钢渣沸石水泥、钢渣矿渣硅酸盐水泥、钢渣矿渣高温型石膏白水泥和钢渣硅酸盐水泥等。

以上水泥适于蒸汽养护，具有后期强度高、耐腐蚀、微膨胀、耐磨性能好、水化热低等特点，并且还具有生产简便、投资少、设备少、节省能源和成本低等优点。

其缺点是早期强度低、性能不稳定，因此限制了它的推广和利用。

我国近几年钢渣水泥的生产发展较快，目前已有近30万吨的生产能力。

此外．由于钢渣水泥中含有40％～50％的氧化钙，用它作原料配制水泥生料，越来越引起人们重视。

据报道，日本研究用钢渣生产铁酸盐水泥，其水泥的抗压强度和其他主要性能几乎与硅酸盐水泥一样，研究中所用工艺流程是将石灰石、高炉渣和钢渣以及少量的二氧化硅，按比例磨细混合，制成直径为0.5～1.5cm的小球，在1340～1460℃温度下煅烧30min。

与普通硅酸盐水泥相比，铁酸盐水泥早期强度高，水化热低。

铁酸盐水泥中掺入石膏后可生成大量硫铁酸盐，能有效地减少水泥的干缩和提高抗海水腐蚀的性能。

试验还测定了熟料形成热，应用钢渣制造铁酸盐水泥，熟料的形成热大约可以比普通硅酸盐水泥减少50％。

我国目前生产的钢渣水泥主要有两种：一种是以石膏作激发剂的无熟料钢渣矿渣水泥，其配料为钢渣40％～45％、高炉渣40％～45％、石膏8％～12％，标号达27.5～32.5级，此种水泥早期强度低，仅用于砌筑砂浆、墙体材料和农用水利工程等；另一种是以水泥熟料为激发剂，其配比为钢渣35％～45％、高炉水渣35％～45％、水泥熟料10％～15％、石膏3％～5％、标号在32.5 级以上。

钢渣水泥具有水化热低、后期强度高、抗腐蚀和耐磨等优点，是理想和大坝水泥和道路水泥，已引起有关行业的重视。

（2）作筑路与回填工程材料钢渣碎石具有密度大、强度高、表面粗糙、稳定性好、耐磨与耐久性好、与沥青结合牢固的特点，因而广泛用于铁路、公路和工程回填。

由于钢渣具有活性，能板结成大块，特别适于沼泽、海滩筑路造地。

钢渣作公路碎石，用材量大并具有良好的渗水与排水性能，用于沥青混凝土路面，耐磨防滑。

钢渣作铁路道渣，除了前述优点外，由于其导电性小，不会干扰铁路系统的电讯工作。

钢渣代替碎石存在体积膨胀这一技术问题，国外一般是洒水堆放半年后才能使用，以防钢渣体积膨胀，破裂粉化。

我国用钢渣作工程材料的基本要求是：钢渣需粉化，粉化率不能高于5％，要有合适级配，最大块直径不能超过300mm，最好与适量粉煤灰、炉渣或黏土混合使用，严禁将钢渣碎石作混凝土骨料使用。

废钢渣用于农业(4)
用于农业
（1）作钢渣磷肥钢渣是一种以钙、硅为主，含多种养分，具有速效又有后劲的复合
矿质肥料，由于钢渣在冶炼工程中经高温锻烧，其溶解度已大大改变，所含各种主要成分易溶量达全量的1/3～1/2％，有的甚至更高，容易被植物吸收。

钢渣中含有微量的锌、锰、铁、铜等元素，对缺乏此微量元素的不同土壤和不同作物，也同时起不同程度的肥效作用。

实践证明，不仅钢渣磷肥（P 2 O 5 ＞10％）肥效显著，即使是普通钢渣（P 2 O 5 4％＞7％）也有肥效；不仅适用于酸性土壤，而且在缺磷碱性土壤使用也可增产；不仅水田施用效果好，即使是旱田钢渣肥效仍起作用。

我国许多地区土壤缺磷或呈酸性，充分合理利用钢渣资源，将促进农业发展一般可增产5％～10％.
施用钢渣磷肥时要注意的问题：一是钢渣磷肥宜作基肥不做追肥使用，而且宜结合耕作翻土施下，沟施和穴施均可，但应与种子隔开1～2cm；二是钢渣磷肥宜与有机堆肥混拌后再施用，这对中性、碱性土壤更有良好的综合肥效；三是钢渣磷肥不宜与氮素化肥（硫铵、硝铵、碳酸氢铵等）混合施用，以免挥发氮气；四是钢渣性磷肥施用时，一定要注意与土壤的酸碱性相结合，要科学地在农田应用，不使土壤变坏或者板结。

（2）作硅肥硅是水稻生长需求量大的元素，SiO 2 ＞15％钢渣磨细至60目以下即可作硅肥，用于水稻生产，一般每亩施用100kg，增产10％左右。

（3）作酸性土壤改良剂CaO、MgO含量高的钢渣磨细后，可作为酸性土壤改良剂，并且利用了钢渣中的P和各种微量元素。

其用于农业生产，可增加农作物的抗病虫害的能力。

废钢渣的倾翻罐- 水池法
根据炼钢设备、工艺布置、排渣特点不同，水淬工艺一般有以下三种形式。

(1) 倾翻罐- 水池法
对于一些大、中型转炉炼钢车间，在钢渣物化性能比较稳定，渣流动性较好时．采用渣罐和水渣池水淬工艺。

通过倾翻渣罐使钢渣徐徐落入水池水淬，同时还有一排压力水流在水面上冲散熔渣，达到搅动池中水的作用，以避免局部过热。

倾翻罐水池法水淬工艺示意见图2 ¡4 。