炼钢液态钢渣处理中防放炮安全事故的方法探究

炼钢液态钢渣处理中防放炮安全事故的方法探究

炼钢液态钢渣处理中防放炮安全事故的方法探究

摘要：传统的钢渣处理模式主要有渣场热泼法和渣池闷渣法，虽各有特点但也存在明显不足。渣场热泼法处理钢渣流程为：先进行液态钢渣凝固，然后打水。由于没有液态钢渣与水的接触，从工艺设计上杜绝了放炮事故的发生。然而在实际操作中，由于泼渣场一般为露天建设，极易受到天气因素、管理因素的制约，易产生放炮事故，影响作业率，威胁安全生产。渣池闷渣法处理流程为：将几罐钢渣集中入一个渣池，再进行打水。该方法大大缩小了场地面积，可在厂房内操作，消除了天气影响，能够连续作业，大大提高了作业率。但渣池闷渣法处理钢渣，水打在钢渣壳上，一旦使液态钢渣与水发生扰动，就会发生放炮，相应的控制条件比较严格。

关键词：液态钢渣处理热泼法防放炮方法

Abstract: the traditional mode of steel slag processing mainly residue field hot splash method and the slag pool Menzha method, although different characteristics but also has the obvious deficiency. Slag treatment process for the residue field hot splash method: first solidification of liquid steel slag, and then kick. Due to the lack of liquid slag and water contact, from process design to eliminate the occurrence of blasting accidents. However, in actual operation, because of splashing slag field is generally open construction, vulnerable to weather factors, management factors, easy to produce effect of blasting accidents, work rate, threatening the safe production. The slag pool Menzha method treatment process: a few cans of steel slag concentrated into a slag pool, then kick. This method greatly reduces the space, can be operated in the plant, eliminating the effect of weather,

continuous operation, greatly improving the operation rate. But the slag pool Menzha treatment of steel slag, steel slag water in the shell, when the liquid slag and water disturbance occurs, blasting, the corresponding control condition is strict.

Keywords: anti blasting method of liquid slag treatment hot splash method

中图分类号： TF703文献标识码：A

绪论

炼钢钢渣来源于铁水带的铁渣及转炉冶炼过程中为去除杂质、调整成分而添加的造渣材料，是炼钢生产的副产品，约占钢产量的10%～15%，其主要化学成分为：CaO含量为40%～60%、SiO2含量为13%～20%，主要矿物相是硅酸三钙（Ca3Si）、硅酸二钙（Ca2Si）、钙铁橄榄石、游离氧化钙（f-CaO）、游离氧化镁等，并夹裹部分金属铁及氧化铁（FeO、Fe3O2）。钢渣经过回收其中的铁元素后，可作为钢渣微粉、钢渣砌块砖、路基水稳层等原料，是一种有较高利用价值的固废资源。

一、蒸汽爆炸机理（放炮机理）

（一）蒸汽爆炸基本原理

蒸汽爆炸是水急剧沸腾产生大量过热而引发的一种爆炸式沸腾

现象。热从高温物体向与之接触的水快速传热，水瞬间转变成过热状态，骤然气化和体积膨胀，体积扩大1600倍以上，造成蒸汽爆炸。

蒸汽爆炸的研究开始于1957年，当时将它称之为“BLEVE”。按照BLEVE字面的翻译，可以称之为“沸腾液体扩展为蒸汽爆炸”，但过于烦琐，将其可简化为“蒸汽爆炸 ”。认为这是一种物理爆炸，爆炸能量来自沸腾水和蒸气的膨胀。水蒸汽爆炸不产生火焰 ,

但破坏力很大 ,有时也能形成冲击波。国内外都曾发过一些水蒸汽爆炸事故。最大可能发生在冶炼、铸造、锻造、电炉等工作场所。

（三）高温液态钢渣与水的热传递理论

Q=hA△T

(h-热传导率，A-两者接触面积，△T-温差)

由上公式可以看出，对于特定的液态钢渣与水h及△T是一定的，Q仅与A相关。

（四）液态钢渣与水的放炮机理

对于本研究中，高温液态钢渣与水的接触有两种方式，其发生放炮的机理如下：

1、水在高温液态钢渣表面

钢渣表面强烈蒸发--凝固形成渣壳--蒸发减弱--钢渣逐步形成

固态物。此过程中一般不会发生放炮，因为A相对较小，但由于外力作用，渣壳破裂，水与高温液态钢渣接触，水瞬间气化为蒸汽，若不能及时排出，就会使水与液态钢渣扰动，水与液态钢渣混合，加巨扰动，A不断扩大，水就会急剧气化，形成放炮。

2、高温液态钢渣进入水中

高温液态钢渣沉入水中，迅速微粒化，A迅速扩大，强化了对水的传热，促使水的爆沸，水在极短的时间内（数毫秒内）气化产生大量水蒸汽，形成放炮。

（五）蒸汽爆炸机理对液态钢渣与水放炮的指导性

液态钢渣与水接触，只能将水打在液态钢渣表面，并要严格防止液态钢渣与水的扰动，才能防止发生放炮。如果液态钢渣进入水中必发生放炮。

二、渣场热泼法防放炮安全事故研究

（一）渣场热泼法工艺分析

渣场热泼法处理钢渣,需建设钢渣处理场，主要设施是用水泥建设的泼渣面（斜面或平面）。钢渣从转炉出到渣罐后，用火车把盛有高温液态钢渣的渣罐运至泼渣场，用起重机将液态钢渣泼在泼渣面上，当钢渣自然空冷凝固后，打水急冷使钢渣粉化，待钢渣冷却到常温后，清理泼渣场，泼渣场自然干燥，以备下次使用。其主要工艺如下：

渣场热泼法处理钢渣由于钢渣空泠凝固时间长，为满足要求，需要的场地必须大，一般只能露天建设，泼渣场应位于居住区和水源地