钢渣的处理

钢渣的处理

1、钢渣的预处理工艺

钢渣预处理是将熔融态的钢渣处理成小于300 mm的常温块体，以便后续加工利用。常见的预处理工艺有热泼法、盘泼水冷法、水淬法、风淬法、滚筒法等。

1）热泼法

将熔渣倒在坡度为3—5％的热泼床上或直接倒在地上，熔渣自流形成渣饼，加水急冷。热泼法排渣速度快，但需大型装载挖掘机械，设备损耗大，占地面积大，破碎加工粉尘量多。2）盘泼水冷法

将流动性较好的A、B、C渣通过渣罐，运到热泼车间后倒人渣盘形成100 mm厚渣层，洒水急冷，待温度降至500℃左右翻人排渣车，洒水二次冷却，温度降至200℃以下后倒人渣池，冷却至50～70℃以下用斗车捞出，待后续处理。该工艺有利于钢渣中粒状残钢的回收。经遴选后的钢渣金属铁含量低，而且稳定性和活性均较好，有良好的综合利用价值。

3）水淬法

水淬工艺可采取渣罐倾翻法、渣罐开孔法、喷水轮式法等多种形式。由于水淬是急冷过程，钢渣中β—C2S产生相变形成γ一C2S以及C3S分解成C2S和f-CaO均受到抑制，因此水淬渣属于高温介稳状态，安定性好，活性也较高，但要求熔渣流动性好，实际生产中尚存在安全性问题。

4）风淬法

液态钢渣经中间罐流出，受到下方空气粒化器喷出的高速气流冲击、吹撒，成为细小的液态钢渣粒。渣粒在表面张力的作用下收缩为球状，并由于空气的作用，表面温度急速下降，而变为固态。该法的主要缺点是钢渣必须为液态，且需要通过中间罐控制流量，故可以风淬处理的钢渣不会超过总渣量的50％。

5）滚筒法

液态钢渣自转炉倒入渣罐后，经渣罐车运输至渣处理场，用吊车将渣罐中的渣以一定速度倒入滚筒装置内，钢渣在滚筒内同时完成冷却、固化、破碎等过程，经板式输送机排出到渣场。经滚筒法处理后钢渣的粒度小于15mm的钢渣约占总量的97％以上。

2、钢渣的加工工艺

钢渣加工可采用机械破碎和自磨两种工艺。其作用是将经预处理的钢渣再破碎、磁选、筛分，选出渣钢(含铁多在55％以上)，分级成符合要求的规格渣。

1）机械破碎法

钢渣加工所使用的破碎机类型有颚式、圆锥式、反击式和双辊式等；磁选机的类型有悬挂式和带式；筛分机有格筛、单层振动筛和双层振动筛等。钢渣加工程序，就是用皮带输送机按不同要求将上述几种设备连接起来，组合成各种流程。

2）自磨法

利用钢渣在旋转的自磨机内互相碰撞而破碎。粒度小于自磨机周边出料孔径的钢渣自行漏出。未能磨小漏出的渣钢，达到一定量时卸出。自磨机可以处理250mm以下的块渣，流程简单，渣钢分离好，通过调换排料孔的大小可以很方便地改变破碎产物的粒度。

3、钢渣的养护工艺

钢渣养护是使钢渣中f-CaO等进一步消解，使其具有体积稳定性，以确保钢渣用于道路工程和建材产品的安全性。通常采用消除f-CaO方法有以下几种：

1）自然堆放

把钢渣堆在渣场，经风吹雨打自然陈化，此法占地大，常需存放数年之久。

2）温水养护

日本钢厂采用温水养护处理钢渣的条件是在60℃下浸72 h，水浸膨胀率低于日本对钢渣用于道路的1．5％要求。

3）热闷养护

当大块钢渣冷却到300～600℃时，将其倒入闷罐内，盖上罐盖。在罐盖的下方安装有能自动旋转的喷水装置，间断地往热渣上喷水，使罐内产生大量蒸汽，与钢渣进行复杂的物化反应，使钢渣产生淬裂。钢渣中的f-CaO遇水消解成Ca(OH)2，发生体积膨胀，使钢渣进一步崩解粉碎。钢渣在罐内的闷解粉化效果一般能达到60一80％，然后用反铲挖掘机挖出，进行后续处理。该工艺的特点是：机械化程度较高，劳动强度低；环境污染少，还可部分回收热能；处理后钢、渣分离好，可提高废钢回收率；但占地较大。

4）蒸汽养护

为了提高钢渣养护效率，神户钢铁公司建造能在短时间内大量处理钢渣的蒸汽养护设备，该设备为一个蒸汽坑，蒸汽流量2 t／h一6 t／h，升温时间16 h一24 h，保温时间1 d一3 d。处理48 h后，钢渣水浸膨胀率小于1％。48 h后，延长处理时间，水浸膨胀速率下降，但下降得很慢。住友金属公司在100℃蒸汽下养护钢渣24h，钢渣水浸膨胀率由3％下降到0．5％，陈化2d下降到0．25％(公司内标准0．5％以下)。若自然堆放陈化，需经1年时间水浸膨胀率才0．75％左右。日本川崎钢铁公司用100℃蒸汽养护24h与用500℃蒸汽陈化2h效果相同。住友金属公司与川崎重工共同开发了高压蒸汽养护工艺，可借助高压蒸汽，显著加快钢渣中f-CaO的水合反应，在蒸汽温度158℃，压力0.5Mpa时，相比常压蒸汽处理，养护时间大大缩短，蒸汽量也可节约60％。