转炉炼钢造渣工艺及效果评价
唐钢150t转炉炼钢快速造渣工艺分析
转炉 冶炼 过程 的控 制 ， 主要 是 炉 渣 的控 制 。如
何 快 速形成 具有 一定 碱 度 、 氧 化性 、 流 动性 良好 的熔
融 渣对 转炉 冶炼 十分 关键 。本 文 根据石 灰 的熔 化 机 理 并结 合 唐钢 第 一 钢轧 厂 自身 的工 艺 特 点 ， 分 析 了 影 响转炉 快速 成 渣 的几 个关 键 因素 ， 提 出 了快 速 成 渣 的具体 工艺 措施 。 ２ 石 灰熔 化和 转炉 成渣 过程 石灰 熔化 是 复杂 的 多 相 （ 固一 液 ） 反应 ， 如图 １
（ 河 北钢铁集团 唐钢公 司 生产制造部 ， 河北 唐山 ０ ６ ３ ０ １ ６ ）
摘要 ： 通 过 对 石 灰 熔 化 和 转 炉 成 渣 过程 分 析 ， 结 合 唐 钢 第 一 钢 轧 厂 自身 设 备 工 艺 实 践 ， 对影 响 １ ５ ０ ｔ 转 炉 炼 钢 快 速 造 渣 的 几 个 主 要 因素 作 了分 析 ， 并 提 出 了一 些 较 为有 效 的 工 艺 措 施 。
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３一Ｏ １—１ ９
所示 。
２． １ 石 灰 熔 解 机 理
式 中， — — 系数 ；
ｃ —— 脱碳 速度 ； 卜 温度 ， Ｋ； Ｇ — — 石灰 重量 ；
Ｃ ａ Ｏ、 Ｍｇ Ｏ、…—— 熔 渣 中 相 应 氧 化 物 的
含量 ， ％。
石灰 具 有 一 定 的 块 度 ， 熔融 渣 中的 Ｆ ｅ Ｏ、 Ｓ ｉ Ｏ ： 等组 元 向石灰 内部 的 固相 扩散 十分 重要 。液 相渣 首 先通 过石 灰块 的毛 细 裂 纹 或 者气 孔 由表 及 里 渗 透 ， 渣中 Ｆ ｅ Ｏ离 子半径 较 小 ， 可 以通过 固相 扩 散 的方 式 进入 石 灰 内 部 ， 与 Ｃ ａ Ｏ 生成半熔 融 Ｃ ａ Ｏ —Ｆ ｅ Ｏ 熔 体 。Ｓ ｉ Ｏ， 离子 半径较 大 ， 只 能在石 灰表 面 与 Ｃ ａ Ｏ反 应 。在 Ｑ点 ， 该 区域 炉渣分离成 Ｌ＋ ｃ ｓ两 相 ， 此时 ，
钢渣处理工艺优缺点及应用实例
风淬法
用压缩空气作冷却介质，使液态钢渣急冷、改质、粒化
安全高效，排渣快、工艺成熟，占地面积较小。污染小，渣粒性能稳定，粒度均匀且光滑( >5ｍｍ没有)，投资少
只能处理液态渣
日本钢管公司福山厂、台湾中钢集团、重钢
粒化轮法
将液态钢渣落到高速旋转的粒化轮上，使熔渣破碎渣化，喷水冷却
排渣快、适宜于流动性好的高炉渣
表3钢渣处理工艺优缺点及应用实例
处理方式
工艺特点及过程
优点
缺点
应用厂家
热闷法
利用高温液态渣的显热洒水产生物理力学作用和游离氧化钙的水解作用使渣碎化
工艺简单，适于处理高碱度钢渣、钢渣活性较高、安定性较好，并能处理固态渣
粒度不均匀、后续破碎加工量大、处理周期长
鞍钢、首钢、涟钢、宝钢
热泼法
在炉渣高于可淬温度时，以有限的水向炉渣喷洒，使渣产生的温度应力大于渣本身的极限应力，产生碎裂，游离氧化钙的水化作用使渣进一步裂解
快速冷却、占地少、处理量大、粉尘少、钢渣活性较高
渣盘易变形、工艺复杂、运行和投资费用大。钢渣安定性差
新日铁、宝钢
水淬法
高温液态渣在流出、下降过程中被压力水分割、击碎，再加上高温熔渣遇水急冷收缩产生应力集中而破裂，同时进行了热交换，使熔渣在水幕中粒化
排渣快、流程ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ单、占地少、投资少，处理后钢渣粒度小(5ｍｍ左右)，性能稳定
熔渣水淬时操作不当，易发生爆炸，钢渣粒度均匀性差。只能处理液渣
济钢、齐齐哈尔车辆厂、美国伯利恒钢铁公司
滚筒法
高温液态钢渣在高速旋转的滚筒内，以水作冷却介质，急冷固化、破碎
排渣快、占地面积较小，污染小，渣粒性能稳定
钢渣粒度大，不均匀( >9.5ｍｍ达18%)，活性差，设备较复杂，且故障率高，设备投资大。只能处理液态渣
转炉钢渣处理的工艺方法解析
转炉钢渣处理的工艺方法冶金13-A1 高善超 120133201133摘要：介绍了钢渣的组成成分，简述了目前国内钢渣的主要处理工艺，对其中最为主流的热泼法、滚筒法、热闷法等钢渣处理工艺的工作原理及其优缺点进行简要评述。
转炉渣中的f-CaO是影响转炉渣安定性的主要因素，钢渣中的f-CaO遇水会进行如下化学反应：f-CaO+H2O→Ca（OH）2，会使转炉渣体积膨胀98%左右，导致道路、建材制品或建筑物的开裂而破坏。
如果能够降低转炉渣中f-CaO的含量，那么对钢渣的利用具有很大的指导意义。
游离氧化钙与二氧化碳酸化反应生成CaCO3，以消解游离氧化钙，使钢渣中氧化钙降低至3%以下，达到国家规定，从而可以在各个工程中得到良好的应用。
高炉渣中含SiO2一般是32%~42%，可见高炉渣可以视为一种含SiO2物料，具有潜在消解转炉钢渣中f-CaO 的能力，如果实现高炉渣与转炉渣熔融态下同步处理，这无疑拓宽了冶金渣资源化处理的有效途径。
本文对以上两种钢渣中游离氧化钙的处理方法进行了论述。
关键词：高炉渣；转炉钢渣；游离氧化钙；二氧化碳；石英砂；高温反应；消解率0引言钢渣是生产钢铁的过程中，由于造渣材料、冶炼材料、冶炼过程中掉落的炉体材料、修补炉体的补炉料和各种金属杂质所混合成的高温固溶体，是炼钢过程中所产生的附属产品，需要再次加工方可应用【1】。
钢渣在欧美等发达国家可以广泛的利用，说明了钢渣具有非常好的应用前景，对钢渣的处理、利用、开发已经成为我们国家钢铁企业的重要发展方向。
由于钢渣中存在游离氧化钙这种物质，其含量在钢渣中约占0~10%，游离氧化钙遇水后发生反应生成Ca（OH）2，这种反应会使钢渣体积发生膨胀，膨胀后钢渣的体积约会增长一倍，这种情况制约了钢渣的使用方向，使其很难在建材与道路工程中加以使用。
由于我国正处于高速发展中，各项基础设施建设需要建设，其中高速公路的发展快速，如果可以将处理后的钢渣应用其中，代替其他岩土材料，可以降低建设成本，降低其他材料的消耗，有效的处理了堆积巨大的废弃钢渣，达到实际的经济效益【1-2】。
钢铁炉窑协同利用危废有利条件以及转炉冶炼造渣工艺介绍-概述说明以及解释
钢铁炉窑协同利用危废有利条件以及转炉冶炼造渣工艺介绍-概述说明以及解释1.引言【1.1 概述】概述部分旨在介绍钢铁炉窑协同利用危废有利条件以及转炉冶炼造渣工艺的重要性和背景。
随着环境保护意识的不断提高和资源回收利用的重要性日益凸显，钢铁行业亦面临着推动绿色发展的迫切需求。
而钢铁炉窑协同利用危废以及转炉冶炼造渣工艺作为重要的技术手段，能够实现弃渣资源化利用和环保减排的目标。
因此，本文将深入探讨钢铁炉窑协同利用危废的有利条件以及转炉冶炼造渣工艺的基本原理和优势。
首先，钢铁炉窑协同利用危废的有利条件是指通过协同化的管理和技术手段，促进钢铁工业与危废处理业的有机结合，并实现双方的共赢。
一方面，钢铁工业每年生成大量的炉渣和尾渣等废弃物，这些废弃物潜藏着丰富的资源价值；另一方面，危险废物处理业需要大量的原料供应和处理对象。
钢铁炉窑协同利用危废将实现资源的回收和再利用，降低环境污染，同时也满足了危废处理业对原料的需求，推动了废弃物综合利用的发展。
其次，转炉冶炼造渣工艺作为一种主要的废弃物综合利用技术，其基本原理是通过在炼钢过程中，将废弃物投入炉中参与冶炼反应，并形成具备一定质量和性能要求的钢渣。
该工艺在废弃物资源化利用方面具有明显的优势。
首先，转炉冶炼造渣工艺能够有效降低工业废弃物的排放，减少环境污染。
其次，该工艺可提高炼钢过程的热效率，节约能源和原料，降低生产成本。
此外，通过合理选择废弃物的投入量和掺入时间，还可以改善钢渣的化学成分和物理性能，提高冶炼效果。
综上所述，钢铁炉窑协同利用危废的有利条件以及转炉冶炼造渣工艺是实现钢铁工业绿色发展和废弃物综合利用的重要手段。
本文将深入研究该工艺的具体环保减排效益、资源回收利用效果以及其在转炉冶炼中的应用等方面，以期为钢铁行业的可持续发展提供借鉴和参考。
1.2 文章结构本文将从以下两个方面对钢铁炉窑协同利用危废的有利条件以及转炉冶炼造渣工艺进行介绍和探讨。
首先，将详细阐述钢铁炉窑协同利用危废的环保减排效益和资源回收利用方面的优势。
转炉炼钢工艺分析
转炉炼钢工艺分析简介转炉炼钢是一种重要的钢铁生产工艺。
它采用转炉作为熔炼设备，通过氧化钢水的方式去除杂质，从而获得高纯度的钢水。
工艺流程转炉炼钢的工艺流程一般包括以下几个步骤：1.亚稳态钢水倒入转炉中，同时注入氧气；2.氧气与铁水反应生成氧化物，从而去除杂质；3.在适当的条件下加入渣剂，将浮渣与钢水分离；4.投入合适的合金和调节剂，调节钢水的成分和性质；5.倒出钢水至铸铁机或连铸机中，制成钢材。
工艺优势相对于其他炼钢工艺，转炉炼钢具有以下优势：1.钢水纯度高，化学成分稳定，可以得到各种不同技术要求的钢材；2.工艺流程简单，可自动化控制，生产效率高；3.单次生产能力大，适用于大批量生产。
工艺不足然而，转炉炼钢也存在一些问题，主要包括：1.熔炼过程中，由于氧化反应的过程比较复杂，会产生大量的烟尘和废气污染；2.熔炼后再行铸造需要添加铝、钛等金属，也会对环境造成一定的污染。
工艺改进针对转炉炼钢存在的问题，研究人员进行了多方面的工艺改进研究。
主要包括以下几个方面：1.减少污染：采用高热效应烟气脱硫技术和洗涤重金属离子等方法，减少烟尘、废水排放，改善环境；2.提高产能：对炉况和操作条件进行优化调整，提高单次生产能力；3.提高效益：加入合适的合金和调节剂，调节钢水的成分，生产高附加值、高品质的钢材。
市场应用目前，转炉炼钢工艺已经在全球范围内广泛应用。
根据统计数据，仅中国一国的转炉炼钢产量就占全球的60%以上。
随着技术的不断进步，转炉炼钢工艺在钢铁生产中的地位将更加重要。
结论综上所述，转炉炼钢是一种重要的钢铁生产工艺，具有钢水纯度高、生产效率高等诸多优点。
但其存在烟尘、废气污染等问题。
通过改善工艺和技术手段的引入，可以实现减少污染、提高产能和效益的目标。
这一工艺在全球范围内得到广泛应用，将在未来发展中继续发挥重要作用。
转炉炼钢挡渣工艺的应用及效益
为 提 高转 炉 挡渣 效 果 ． 国内外 在 挡 渣技 术 方 面 进 行 了深 入研 究 。 自 １７ ９ ０年 日本 发 明挡渣 球 挡 渣 出钢 以来 ， 国 为 完善 挡 渣 技 术 ． 明 了 十 几 种 挡 各 发 渣 方法 。挡 渣 出钢 的方法 有 ：１ 出钢前期 挡渣 ；２ （） （）
２挡 渣 工 艺 和 挡 渣 设 备 的 选 择
２１挡 渣 出钢的 必要 性 ．
转 炉炼 钢 中 ，钢水 的合 金 化 大 都 在 钢包 中 进
行 ， 转 炉 内 的高 氧化 性渣 流 入钢 包 会 导致 钢 液 与 而
它采 用 电子示 渣 器对 钢 流监 测 ． 根 据检 测 信 号用 并
气 动装置 将耐 火材料 塞 子封堵 出钢 口 挡 渣设 备处 于 炉 口极 为 恶劣 的高 温 状 态 下 ． 于 损 坏 ． 便 维 易 不
钢 渣 发生 氧化 反 应 ，造 成 合金 元 素收 得 率 降低 。 并
使 钢水 产 生 回磷 和夹 杂 物增 多 。同时 ． 炉渣 也 对 钢 包 内衬 产 生侵 蚀 ， 别在 钢 水进 行 吹 氩 等精 炼 处 理 特 时 ，要 求钢 包 中炉 渣 Ｆ Ｏ重量 低 于 ２ ｅ ％时才 有利 于 提高 精炼 效果
钢 包 中的渣 量 ）
出钢后 期 挡 渣 的方 法 有 ： １ （ ）气 动 挡渣 ； ２ 滑 （）
板 法挡渣 （ 称液 压挡 渣 闸） 也 。
出钢 后挡 渣有 ： 挡渣 罐挡 渣法 。 另外 ， 有 一 些 挡 渣方 法 ， ： 孔 出 钢 法 、 还 如 三 真 空 吸渣法 、 动撇渣 法 、 气 扒渣法 等 ， 未能 广泛应 用 。 目前 常用 的挡 渣 出钢 法 是 （ ） １ 耐材 制 品 挡 渣 ； （） ２ 气动挡 渣 ；３ 液 压挡 渣 闸挡渣 。 （） 气动挡渣是 ８ ０年 代 中期 奥 钢 联 开 发 成 功 的
钢铁行业先进生产工艺评定结果
钢铁行业先进生产工艺评定结果钢铁行业一直是国民经济中的重要支柱产业，对于国家工业发展和现代化建设具有重要意义。
为了不断提高钢铁行业的生产效率和竞争力，推动行业的可持续发展，本文将对钢铁行业的先进生产工艺进行评定，并公布评定结果。
一、电弧炉冶炼工艺电弧炉冶炼工艺是目前钢铁行业广泛采用的一种冶炼技术，具有节能、环保和灵活性好等优点。
通过对国内钢铁企业进行调研和评估，我们从中选取了10家具有代表性的企业，对其电弧炉冶炼工艺进行了全面评定。
评定结果显示，这10家企业在电弧炉冶炼工艺方面表现出色，生产过程稳定，原料的利用率高，废气、废水和固体废物排放达到国家环保标准。
同时，它们还注重科技创新，引进了一些先进的电弧炉设备和自动化控制系统，进一步提高了生产工艺的效率和自动化程度。
二、连铸工艺连铸是钢铁行业中将炼钢炉中的熔钢直接连续铸造成坯料的工艺，与传统的铸造工艺相比，具有高效、节能、环保等特点。
为了评估钢铁企业在连铸工艺方面的先进程度，我们选择了另外10家企业进行调研和评定。
调研结果显示，这10家企业在连铸工艺方面采用了先进的连铸设备和技术，能够满足不同钢种和规格的需求。
他们注重细节管理，合理控制凝固过程中的温度和速度，从而保证铸坯质量的良好。
此外，他们还采用了先进的冷却水循环系统和废热回收装置，减少了对水资源的消耗，提高了能源利用效率。
三、转炉冶炼工艺转炉冶炼是钢铁行业中最常用的炼钢方法之一，通过对炼钢过程中的废气和废渣进行综合利用，可以实现资源的高效利用和减少环境污染。
我们挑选了10家转炉企业进行评定，以了解他们在转炉冶炼工艺方面的先进性。
评定结果表明，这些转炉企业在炼钢过程中采取了一系列的技术措施，如合理控制氧气吹吹量、优化炉渣组成、提高炉渣脱磷效果等，从而达到了降低温室气体排放和减少废渣产生的目标。
同时，他们还关注提高转炉炼钢的自动化程度，引进了自动控制系统和智能化设备，提高了生产效率和质量稳定性。
转炉钢渣处理的工艺方法
转炉钢渣处理的设备
机械处理设备
颚式破碎机：用于将大块钢渣破碎成小块 圆锥破碎机：进一步破碎小块钢渣，使其更细 振动筛：将破碎后的钢渣按粒度分级，便于后续处理 磁选机：去除钢渣中的铁磁性物质，提高处理效率
热处理设备
钢渣热处理设 备：用于对转 炉钢渣进行加 热、熔化、搅 拌等处理，提 高钢渣的利用 率和回收率。
钢渣热处理设 备组成：包括 加热炉、熔化 炉、搅拌装置 等，各部分设 备相互配合， 实现钢渣的有
效处理。
钢渣热处理设 备特点：具有 高效、节能、 环保等特点， 能够满足大规 模钢渣处理的
需求。
钢渣热处理设 备应用：广泛 应用于钢铁企 业、冶金行业 等领域，为钢 渣的资源化利 用提供了有力
支持。
建材利用设备
资源利用的需要
钢渣是钢铁企业 的废弃物
钢渣中含有大量 的可利用资源
钢渣处理是实现 资源循环利用的 关键环节
资源利用的需要 可以提高企业的 经济效益和社会 效益
工业发展的需要
钢铁产业的发展趋势 钢渣处理技术的需求 环保法规的约束 提高钢铁企业竞争力的需要
转炉钢渣处理的方法
机械处理法
磁选法：利用磁场分离出钢渣中的 磁性物质
破碎法：将钢渣破碎成小颗粒，便 于后续处理
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筛分法：通过不同尺寸的筛网分离 出不同粒度的钢渣
磨细法：将钢渣磨细成粉末状，提 高其综合利用率
热处理法
加热方法：采用电加热、火焰加热、微波加热等 加热温度：根据钢渣成分和性质确定加热温度 加热时间：根据钢渣成分和性质确定加热时间 热处理设备：包括加热炉、热风炉、微波设备等
建材利用法
钢渣的建材利用方法 钢渣的建材利用原理 钢渣的建材利用技术 钢渣的建材利用前景
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转炉炼钢造渣工艺及效果评价
摘要：本文简要介绍了炼钢造渣工艺和钢水脱磷情况，针对炼钢前期脱磷存在的问题，提出了改善造渣操作、降低钢中含磷量的一些技术措施，并对改进造渣工艺后的脱磷效果作出评价。
关键词：转炉炼钢造渣脱磷
磷是钢中常存杂质元素之一。
在大多数情况下，磷对钢的质量是有害的，含磷量高时，钢材会形成“冷脆”。
所以炼钢最重要的任务之一是在供氧时间内造成具有一定碱度、流动性适中的炉渣，从而把钢中的磷等杂质降低到合适的范围。
我根据转炉炼钢造渣与脱磷的原理，提出了改善炼钢厂炼钢造渣与脱磷的一些措施。
一、炼钢成渣原理
造渣是转炉中主要工艺操作之一，控制成渣过程的主要目的是快速成渣。
吹炼初期影响石灰溶解的主要原因是在液体炉渣和石灰的界面上首先生成高熔点的2CaO・SiO2，当SiO2含量超过25%时，石灰溶解速度下降，这可能是2CaO・SiO2硬壳生成所致。
因此为了加速石灰溶解，必须加入能急剧降低2CaO・SiO2，熔点的溶剂，如矿石、萤石等，形成炉渣。
二、炼钢厂造渣操作与脱磷效果现状
1.造渣料与加入量的确定。
目前炼钢厂常用的炼钢造渣原料有石灰和矿石。
炼钢厂由于金属料装入量波动较大，检测手段不完善，炼钢过程控制还停留在经验控制上，没有计算机辅助计算，监控石灰、矿石加入量主要是炼钢工凭经验判断炉内情况后视炉内温度与渣况加入，未按有关公式事先计算。
2.炉渣碱度取前期、终点渣样分析结果。
3.造渣操作存在的问题与脱磷效果。
（1）造渣材料单一，缺乏化渣助熔剂。
（2）第一批料加入太晚，加入量太少，没有加入化渣剂。
（3）前期起渣时间太晚，炉渣碱度低，脱磷效果差。
三、炼钢造渣工艺的改进
1.造渣料的确定。
石灰的加入量:石灰的加入量必须根据铁水成分、重量，炉渣碱度及吹炼的钢种对磷中、硫的要求，由下列计算公式确定:
石灰的加入量=×R×G铁水×1000
式中：2.14：SiO2/Si=60/28=2.14，G铁水：铁水重量，单位：t，%CaO有效=%CaO石灰―R×%SiO2石灰。
根据高炉铁水含量及其变化情况，当Si≤0.8%时，R取3.5，石灰加入量控制在900―1200g；当Si＞0.8%时，R取3.0，石灰加入量控制在1200―1500Kg。
作为助熔剂的矿石，其加入量要根据炉内温度和造渣情况而定，一般控制在金属装入量的2―5%。
炼钢厂转炉金属装入量在20―21吨，矿石加入量应控制在200―400kg范围。
2.造渣料的加入时间。
渣料的加入数量和时间对化渣速度有直接的影响。
具体加入时间、数量参考如表。
在正常的情况下，第一批渣料是在开吹的同时加入第二批料的加入时间一般在硅锰氧化基本结束后，第一批料已基本熔化好，碳焰初起时加入较为合适，第二批料应分小批料多次加入。
分小批多次加入对石灰的熔化有利。
最后一批料必须在终点拉碳前加完，否则渣料来不及熔化就要出钢，这样对钢质量不利。
转炉一般规定终点前3―4分钟加完最后一批渣料。
第二批料加得过早或过晚对冶炼都不利，加得过早，炉内温度过低，第一批渣料还没有完全化好，又加冷料，渣料就更不易熔化了，有时还会造成石灰结坨，影响炉温的提高。
加得过晚，正值碳的激烈氧化期，FeO低，当第二批渣料加入后，不仅渣料不易熔化，容易产生金属喷溅，而且由于炉温的降低，抑制了碳的氧化，当炉温再度提高后，就会造成大喷溅。
四、提高脱磷效果
1.脱磷反应原理。
磷在钢液中能够无限溶解，而它的氧化物P2O5在钢中的溶解度很小，因此要去除钢中的磷，首先必须使磷氧化，并使氧化产物能够进入炉渣，其次要把磷
的氧化物固定在炉渣中，不让它再分解返回到钢液内。
2.影响脱磷的因素。
影响脱磷反应的因素很多，从热力学角度分析，根据脱磷反应的平衡条件和磷的分配系数，影响脱磷主要的影响因素是炉渣成分和温度。
炉渣成分对脱磷主要反应在渣中氧化铁含量和炉渣的碱度上。
FeO在脱磷过程中起双重作用，一方面是作为磷的氧化剂起氧化磷的作用，另一方面充当把P2O5结合成3FeO・P2O5的基础化合物的作用。
所以，可以认为渣中存在FeO是去磷的必要条件。
生产实践证明，FeO含量为15%―20%时最佳。
为了从钢液中脱磷并把脱磷产物留在渣中，必须降低渣中P2O5的活度，这可以靠加石灰来实现，因为在高温时（＞1470℃），3FeO・P2O5不稳定，易分解或被硅锰还原，而3CaO・P2O5则比较稳定，所以渣中有CaO的存在是脱磷的充分条件。
适当提高渣中的CaO含量，可提高脱磷效果。
五、结语
改进造渣操作，提高脱磷效果的措施要加强以下几方面的工作。
1.改变经验炼钢的习惯，严格按造渣制度操作。
2.由经验炼钢向计算炼钢过度，石灰加入量应由碱度方程确定。
3.第一批渣料应加入适量的助熔剂，以达到早化渣的目的。
参考文献：
［１］王社斌，宋秀安.转炉炼钢生产技术.化学工业出版社，2008.1.。