钢渣综合利用途径及处理工艺的选择
钢铁冶炼废弃物处理的新技术

钢铁冶炼废弃物处理的新技术钢铁产业是世界工业的重要组成部分,但由于冶炼过程产生的废渣和废气等副产品,给环境带来了严重的污染问题,成为当前环保工作的难点之一。
废渣中最主要的为钢渣和炉渣。
传统的废弃物处理方式只是采用填埋、倾倒等手段,不仅浪费资源而且污染环境。
为了减少废弃物的产生和更有效地处理钢铁冶炼废弃物,人们开发出了新的处理技术,采用高科技手段解决废弃物处理问题。
本文将介绍一些钢铁冶炼废弃物处理的新技术。
1. 钢渣资源化利用技术钢渣是钢铁冶炼过程中产生的主要废弃物,传统处理方式是倾倒或填埋。
但随着资源的日益紧缺,以及环保意识的不断提高,对钢渣的资源化利用提出了新的要求。
现在,钢渣可以被冶金、建筑、水泥、路基等多个领域用作原材料。
其中,冶金行业利用钢渣可以生产钢材、铁合金等。
比如利用电弧炉钢渣熔炼技术可以生产低碳钢、不锈钢等;利用炼钢渣加热技术可以生产钢坯,同样还可以配合其他原料生产铁合金。
此外,热处理钢渣也可以生产泡沫玻璃、砖块、陶瓷等,这些产品在建筑行业中应用广泛。
2. 炉渣综合利用技术炉渣是冶炼过程中铁水脱碳后的副产物,也是一种常见的钢铁冶炼废弃物,传统处理方式同样是倾倒或填埋。
但是,炉渣中含有大量的SiO2、FeO、CaO等物质,因此可以通过特殊的处理手段变废为宝。
炉渣综合利用技术中,最重要的是炉渣水淬技术。
这种技术是将炉渣加快冷却,使其玻璃化,进而制成微粉。
炉渣微粉可以用于耐火材料、水泥、建筑材料等领域。
另外,炉渣中的FeO、CaO等元素也可以用于水泥、钙硅磷肥料、玻璃纤维、陶瓷等行业,甚至还可以用于生产高纯的金属铁和加工炉渣制成道路建设用的环保型材石料。
3. 废气回收技术在钢铁冶炼过程中,除废渣外,还伴随着大量的废气产生,这些废气经常包含有一定量的CO、CO2、SO2、NOx等物质。
这些废气直接排放,会对空气造成严重污染,危害人民的身体健康。
所以,废气回收技术是冶炼工业环保的重要手段之一。
冶金废渣的综合利用

有色冶金废渣的综合利用概述:冶金污染是指冶金工业生产过程中产生的各种固体废弃物。
主要指炼铁炉中产生的高炉渣、钢渣;有色金属冶炼产生的各种有色金属渣,如铜渣、铅渣、锌渣、镍渣等。
钢铁生产工艺过程复杂,在每一工序都会产生粉尘、废气等过程废物排放。
如钢铁冶金过程必然要产生炉渣,燃料燃烧、铁矿石被碳还原、铁水脱碳时要产生气体产物。
半个世纪以来公铁企业的生产、技术和环境问题对策经历了公害治理;节能减排;清洁生产、绿色制造;工业生态链、循环经济。
长期以来,人们一直认为钢铁厂是资源消耗量大、能源消耗量大、排放量大、废弃物多及污染大的企业。
本课程设计主要介绍各种有色冶金工艺过程中的废渣及废渣的处理利用。
一高炉渣高炉渣的产量随冶炼技术及矿石的品位不同而变化。
高炉渣属于硅酸盐材料。
它化学性质稳定,并具有抗磨、吸水等特点,可供广泛应有,国内对高炉渣的应用都很重视,为了适应不同的用途,高炉渣可分别被加工成水渣、矿渣碎石和膨胀矿渣等几类主要产品。
1.1水渣水渣就是将熔融状态的高炉渣用水或水与空气的混合物给予水淬;使其成为砂粒状的玻璃质物质。
这也是我国处理高炉渣的主要方法。
具体水淬方式很多,常用的有过滤池法水淬工艺和搅拌槽泵送法水淬工艺等。
1.2矿渣碎石矿渣碎石是高炉渣在指定的渣坑或渣场自然冷却或淋水冷却形成较致密的矿渣后,再经过破碎、筛分等工序所得到的一种碎石材料。
为此常用热泼法。
近年来,德、法、英、美等国多采用薄层多层热泼法。
该法具有操作容易、渣密度高等优点。
1.3膨胀矿渣膨胀矿渣是用水急冷高炉渣而形成的多孔轻质矿渣。
为此可用喷射法、喷雾器堑沟法、流槽法等生产。
较新的工艺是加拿大矿渣有限公司发明的用流筒法生产膨胀矿渣珠,简称“膨珠”。
二钢渣钢渣是炼钢过程中排出的固体废物,包括转炉渣、电炉渣等。
炼钢过程中的排渣工艺,不仅影响到炼钢技术的发展,也与钢渣的综合利用密切相关。
目前,炼钢过程的排渣处理工艺大体可分为如下四种:冷弃法、热泼碎石工艺、钢渣水淬工艺、风淬法。
钢渣综合利用的方法

钢渣的综合利用钢渣是在转炉、电炉或精炼炉熔炼过程中产生的由炉料杂质、造渣材料等熔化形成的以氧化物为主、有时还含有少量氟化物、硫化物及渣钢渣粒的冶炼废物,发生量约占钢铁企业固废总量的25%。
近年来,我国钢铁业发展迅猛,粗钢产量年均增长22.4%,2010年1~9月已达4.75亿t计,由此产生近1亿t的钢渣。
钢渣中富含Ca、Si、Fe、Mg、A1等有价元素,蕴含大量热能,是一种宝贵的次生资源,而有效处理和利用钢渣,不仅有利于节能降耗和温室气体减排,还是钢铁企业实现可持续发展和循环经济的必由之路。
1钢渣的种类与来源冶金企业生产工艺的各异导致渣的种类也不尽相同,特别是化学成分和物理性能存在巨大差异。
鞍钢长流程生产工艺所产生的渣,大体上分为脱硫渣、转炉炼钢渣、连铸渣和精炼渣等:①脱硫渣。
转炉炼钢前进行铁水预处理,在脱硫站脱硫扒渣,炉渣碱度较高。
一般,因脱硫渣的硫过高而须脱硫处理,否则,其冶金用途不大。
②转炉钢渣。
鞍钢日产5000t左右的转炉钢渣,占钢厂渣总量的60%以上,是一种利用范围较广和使用价值最高的钢渣。
③连铸渣。
鞍钢采用全流程的连铸生产工艺,连铸过程中的保护渣成分在使用前后变化不大,理论上可循环使用。
但现实中因连铸保护渣随二冷水流走并与其它杂质混杂,且含较多难以回收的氟,故大部分堆放在渣场,目前利用率偏低,其应用问题还有待于进一步研究。
④精炼渣。
鞍钢采用炉外精炼等措施冶炼高纯净度的钢水,精炼过程产生大量副渣,其除含高碱度的碱性氧化物外,还有非常高的三氧化二铝和非常低的金属铁量,适合制造水泥和耐火材料。
同时,国外已开展对精炼渣深人利用的研究,如日本己对LF炉的顶渣利用课题立项,开展了热渣循环利用的研究。
2钢渣的基本物性2.1钢渣的物理性质钢渣呈黑色,外观像结块的水泥熟料,其中夹带部分铁粒,硬度大,密度为1700~2000kg/m3。
钢渣组成来源于铁水与废钢中所含铝硅锰等元素氧化后形成的氧化物;金属料带入的泥砂;加入的造渣剂,如石灰、萤石等;作氧化剂或冷却剂使用的铁矿石、烧结矿、氧化铁皮等;被侵蚀的炉衬材料和炉材料;脱氧用合金的脱氧产物和熔渣的脱硫产物等。
钢渣的处理方式

钢渣综合利用方法和处理工艺的介绍钢铁工业是国民经济的基础产业,在国家经济快速发展的形势下,钢铁工业也呈现出跳跃式发展的态势,钢产量近几年不断提高,钢渣作为炼钢工艺流程的衍生物随着钢产量的提高年产量不断递增。
据最新资料统计,2004年我国钢渣的产生量为3819万t,钢渣利用率仅为10%左右,该数据显示钢渣利用率很低,距离钢铁企业固体废弃物“零”排放的目标尚远。
积极开发和应用先进有效的处理技术和资源化利用新技术,提高其利用率和附加值,是钢铁企业发展循环经济,实现可持续发展的重要课题之一。
钢渣利用途径和制约钢渣利用率的因素钢渣的利用途径大致可分为内循环和外循环,内循环指钢渣在钢铁企业内部利用,作为烧结矿的原料和炼钢的返回料。
钢渣的外循环主要是指用于建筑建材行业。
1 钢渣的内循环利用钢渣返烧结主要是利用钢渣中的残钢、氧化铁、氧化镁、氧化钙、氧化锰等有益成分,而且可以作为烧结矿的增强剂,因为它本身是熟料,且含有一定数量的铁酸钙,对烧结矿的强度有一定的改善作用,另外转炉渣中的钙、镁均以固溶体形式存在,代替溶剂后,可降低溶剂(石灰石、白云石、菱镁石)消耗,使烧结过程碳酸盐分解热减少,降低烧结固体燃料消耗。
钢渣在钢铁企业内部循环历来受到重视和普遍采用,配加转炉渣的烧结矿可改善高炉的流动性,增加铁的还原产量。
但是配矿工艺对返烧结有影响,过度使用会造成磷等有害元素的富集;配加转炉渣的烧结矿品位、碱度有所降低。
研究表明,当高炉炉料使用100%自熔性球团矿时,5%转炉渣作为溶剂加入会引起高炉运行不畅,原因是明显影响球团矿的软熔特性,增大软熔温度间隔,使炉渣粘性有增大趋势。
另外钢渣的成分波动较大,烧结配矿时要求钢渣各种氧化物成分波动≤±2%,粒度要求一般小于3mm,钢渣在成分上很难满足要求,对钢渣破碎和筛分的要求也高。
由于这些不利因素存在,尤其是各大钢铁公司普遍采用富矿冶炼,推行精料入炉方针,同时要求炼钢和炼钢工序的能耗和材料消耗指标不断降低,致使返回烧结利用的钢渣量越来越低。
钢渣的处理工艺

钢渣的处理工艺【摘要】钢渣是一种“放错了地方的资源”。
钢渣的综合利用不但可以消除环境污染,还能够变废为宝创造巨大的经济效益,是可持续发展的有效途径,对国家、对社会都具有十分重要的意义。
本文从目前钢渣主要处理工艺和国内钢渣利用概况两方面进行了分析。
【关键词】钢渣;处理工艺;利用1 目前钢渣主要处理工艺1.1 风淬法热熔钢渣被压缩空气击碎落入水中急冷、改质、粒化。
其优点是排渣速度快、占地面积少、污染少、处理后钢渣粒度均匀;其缺点是处理率低、钢渣利用途径窄。
1.2 粒化轮法将熔融的钢渣落到高速旋转的粒化轮上,因机械作用将熔渣破碎、粒化,被粒化的熔渣在空间经喷水冷却后,渣水一同落入脱水转鼓。
其优点是排渣速度快、污染少;其缺点是处理率低(一般在50%左右)、只能处理流动性好的钢渣、设备磨损严重、钢渣胶凝性能变差影响其利用。
1.3 热泼法(1)渣线热泼法。
将钢渣倾翻,喷水冷却3~4天后使钢渣大部分自解破碎,运至磁选线处理。
此工艺的优点在于对渣的物理状态无特殊要求、操作简单、处理量大。
其缺点为占地面积大、浇水时间长、耗水量大,处理后渣铁分离不好、回收的渣钢含铁品位低、污染环境、钢渣稳定性不好、不利于尾渣的综合利用。
(2)渣跨内箱式热泼法。
该工艺的翻渣场地为三面砌筑并镶有钢坯的储渣槽,钢渣罐直接从炼钢车间吊运至渣跨内,翻入槽式箱中,然后浇水冷却。
此工艺的优点在于占地面积比渣线热泼小、对渣的物理状态无特殊要求、处理量大、操作简单、建设费用比热闷装置少。
其缺点为浇水时间24h以上、耗水量大、污染渣跨和炼钢作业区、厂房内蒸汽大、影响作业安全。
钢渣稳定性不好、不利于尾渣综合利用。
1.4 盘泼法将热熔钢渣倒在渣罐中,用吊车将罐中钢渣均匀倒在渣盘上,喷淋大量水急冷,再倾翻到渣车中喷水冷却,最后翻入水池中冷却。
其优点是快速冷却、占地少、粉尘少、钢渣活性较高;其缺点是渣盘易变形、工艺复杂、投资和运行费用高、钢渣稳定性差。
1.5 水淬法钢渣水淬是20世纪70年代为获得粒度小于8mm钢渣返回烧结而研究成功的工艺。
钢渣处理工艺及资源化利用技术

钢渣处理工艺及资源化利用技术“十五”以来,在钢渣综合利用方面走出一条以废养废、自我完善、良性循环的可持续发展道路,成功探索出“资源-产品-再生资源-再生产品”的循环经济模式,建立了钢渣资源化循环利用平台,即环保稳定型钢渣全粉化处理工艺―节能高效型渣铁分离生产工艺―循环提质的含铁渣粉精选工艺―资源化利用的建材生产工艺―综合利用的钢渣微粉生产工艺,再建立输送物流平台,形成一体化综合控制系统,使莱钢转炉钢渣得到了100%资源化处理利用。
2钢渣处理工艺2.1节能环保型钢渣全粉化处理工艺将热融钢渣加热至300~800℃后流入冷炖池中,展开洒水冷炖处置,利用钢渣自身热量所产生的热应力并使大块钢渣水解,同时在罐中产生的大量常压饱和状态蒸汽与渣中游离氧化钙、游离氧化镁促进作用所产生的化学形变并使钢渣进一步碎裂过氧化苯甲酰,达至钢渣碎裂的目的。
该工艺主要包含甩盆装置、自动踢水装置、冷炖池、蒸汽废旧装置、冷炖砌、循环水系统、筛分耐旱性系统等。
工艺流程为:钢渣盆→甩盆好像渣至冷炖池→封盖洗衣服冷炖淋化→挑渣→筛分(<200mm钢渣)→步入各料仓→皮带机运送至碎裂磁选生产线受到料仓。
该工艺主要特点:1)同时实现了白钢渣盆一次甩盆入池作业,提升了作业效率。
通过对喷淋水电动阀门的流量掌控,同时实现了自动准确喷淋水粉化钢渣,钢渣过氧化苯甲酰率为100%。
2)冷炖法对飞溅渣、流动性钢渣都能够展开处置。
通过优化冷炖池壁板坯民主自由内模工艺,板坯加装并无螺栓相连接,高温下不变形,同时实现了冷炖池的新机制利用。
3)通过在冷炖池砌上设计水封装置及防爆膜,既保证了冷炖池蒸汽不溢出,又能够确保蒸汽压力少于0.16mpa时池砌不被顶起。
4)通过在蒸汽管道上加设引风机或电动掌控阀门及自控压力表,同时实现了蒸汽采暖的废旧利用,增加蒸汽的阴之木,节约了能源。
5)通过对过氧化苯甲酰后钢渣漏水搜集,并展开三级过滤器,同时实现了污水的再循环利用。
钢渣的综合利用

(2)作筑路与回填工程材料 钢渣具有容重大、 表面粗糙不易滑移、抗压强度高、抗腐蚀和耐 久性好的特点,被广泛用于代替碎石作骨料和 路材
(3)钢渣砖 钢渣砖是以粉状钢渣或水淬钢渣为主 要原料,掺入部分高炉水渣或粉煤灰 和激发剂(石灰、石膏粉),加水搅 拌,经轮碾、压制成型、蒸养而制成 的建筑用砖。
(二)钢渣处理加工工艺
钢渣资源综合利用工艺包括:处理工艺和钢 渣加工工艺 目前国内外钢渣资源化处理工艺由于炼钢设 备、工艺、造渣制度、钢渣物化性能的多样 性及其利用上的多种途径呈现多样化,有热 泼法、水淬法、盘泼法、闷渣法、滚筒法、 风淬法、粉化法和弃渣法、冷弃法等
1、预处理工艺 预处理的任务是把转炉排出的热熔渣处理成粒径 小于250 mm的常温块渣。 (1)热泼法的基本原理是:在炉渣温度高于可碎温 度时(一般平炉渣为1000℃),以有限制的水向炉 渣喷洒,使渣产生的温度应力大于渣本身的极限 应力,使渣产生裂纹,裂纹相交,渣破裂成块, 冷却水继续沿裂纹渗入,使渣进一步破裂,同时 也加速了游离态氧化钙的水化,使渣向更小块破 裂。反复热泼,积渣到一定厚度,再铲运进一步 处理。
钢渣资源化的问题及展望
现存问题:尽管钢渣的应用较广泛,钢渣资 源化技术的开发及应用取得了一定的成绩, 但是一些因素使得钢渣不能稳定可靠的应用。 如钢渣作冶金原料时,由于钢渣成分波动较 大,给生产控制带来一定的困难;钢渣磷肥由 于成本太高,不能推广:钢渣的膨胀性,不 能完全代替水泥。
研究方向: (1)进一步加强对其物性的深入了解: (2)开发高性能钢渣水泥,解决其膨胀性,进行钢 渣水泥细度研究,提高其早期强度 (3)加强钢渣在废水处理方面的吸附原理的研究 (4)继续开展钢渣向高附加值产品及大宗利用领域 的研究
钢渣的回收再利用分析

钢渣的回收再利用钢铁工业是国民经济的基础产业,在国家经济快速发展的形势下,钢铁工业也呈现出跳跃式发展的态势,钢产量近几年不断提高,钢渣作为炼钢工艺流程的衍生物随着钢产量的提高年产量不断递增。
据最新资料统计,2013年我国钢渣的产生量为7.82亿t,钢渣利用率仅为10%左右,该数据显示钢渣利用率很低,距离钢铁企业固体废弃物“零”排放的目标尚远。
因此,导致大量钢渣弃置堆积。
堆积钢渣形成渣山,既污染环境又占用大量的土地。
为了适应钢铁工业发展的需要,必须消除渣害。
钢渣、矿渣和粉煤灰被统称为三大工业废渣。
但钢渣的利用率远低于矿渣和粉煤灰。
通常钢渣用来做填料,或者用来烧制水泥,总体而言利用率不高。
钢渣中含有一定数量的水泥熟料的主要矿物C2S、C3S 等,具备可用作水泥混合材和混凝土掺合料的条件。
积极开发和应用先进有效的处理技术和资源化利用新技术,提高其利用率和附加值,是钢铁企业发展循环经济,实现可持续发展的重要课题之一。
1.处理工艺技术设计与流程钢渣分选工艺,按破碎原理可分为机械破碎-磁选-和自磨-磁选两种。
①机械破碎-磁选工艺钢渣机械破碎-磁选工艺流程,它是回收渣钢最基本的工艺流程。
工艺中所用的破碎机包括颗式破碎机、圆锥式破碎机、反击式破碎机和双辊破碎机等。
磁选机包括吊挂式磁选机和电磁铁式磁选机。
筛子包括格筛、单层振动筛和双层振动筛等。
钢渣分选时,用皮带运输机和提升机,按不同要求把这凡种设备连接起来,组成二破三选-两筛、一破两级复合磁选、两破-三选一筛等工艺流程。
②钢渣自磨分选工艺钢渣自磨分选工艺是利用钢渣在旋转的自磨机内互相碰撞而破碎。
钢渣先经筛分、磁选、筛分,再进入自磨机自磨。
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。
自磨机破碎钢渣的过程,也是渣钢提纯的过程。
几中常见破碎发原理常见的破碎方法有风淬法热闷法热泼法盘泼水冷水淬法风淬法钢渣粉化处理等。
目前,宝钢钢渣一级处理经过多年研究和发展,逐步形成了转电炉渣滚筒法、铁水渣格栅浸泡法和铸余渣格栅处理法3大核心工艺和技术。
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钢渣综合利用途径及处理工艺的选择钢铁工业是国民经济的基础产业,在国家经济快速发展的形势下,钢铁工业也呈现出跳跃式发展的态势,钢产量近几年不断提高,钢渣作为炼钢工艺流程的衍生物随着钢产虽的提高年产虽不断递增。
据最新资料统计,2004年我国钢渣的产生竝为3819万t ,钢渣利用率仅为10%片-右,该数据显示钢渣利用率很低,距离钢铁企业固体废弃物“零”排放的目标尚远。
积极开发和应用先进冇效的处理技术和资源化利川新技术,提高英利川率和附加值,是钢铁企业发展循环经济,实现可持续发展的重要课题之一。
钢渣利用途径和制约钢渣利用率的因素钢渣的利用途径大致可分为内循环和外循环,内循环指钢渣在钢铁企业内部利用,作为烧结矿的原料和炼钢的返冋料。
钢渣的外循环主耍是指用于建筑建材行业。
1钢渣的内循环利用钢渣返烧结主要是利用钢渣屮的残钢、氧化铁、氧化镁、氧化钙、氧化镭等有益成分,而且可以作为烧结矿的增强剂,因为它本身是熟料,且含有一定数量的铁酸钙,对烧结矿的强度有一定的改善作用,另外转炉渣中的钙、镁均以I古I溶体形式存在,代替溶剂后,可降低溶剂(石灰和、白云石、菱镁右)消耗,使烧结过程碳酸盐分解热减少,降低烧结固体燃料消耗。
钢渣在钢铁企业内部循环历來受到重视和普遍采用,配加转炉渣的烧结矿可改善高炉的流动性,增加铁的还原产暈。
但是配矿工艺对返烧结冇影响,过度使川会造成P等冇害元素的富集;配加转炉渣的烧结矿品位、碱度有所降低。
研究表明,当高炉炉料使用100%口熔性球团矿时,5%转炉渣作为溶剂加入会引起高炉运行不畅,原因是明显影响球团矿的软熔特性,增大软熔温度间隔,使炉渣粘性有增大趋势。
另外钢渣的成分波动较人,烧结配矿时要求钢渣各种氧化物成分波动W±2%,粒度耍求一般小于3mm,钢渣在成分上很难满足耍求,对钢渣破碎和筛分的要求也高。
由于这些不利因素存在,尤其是各大钢铁公司普遍采用富矿冶炼,推行精料入炉方针,同时要求炼钢和炼钢工序的能耗和材料消耗指标不断降低,致使返回烧结利用的钢渣量越来越低。
丨丨前马钢混匀烧结矿屮只加入1%左右,而且是间断式配加。
2钢渣的外循环利用钢渣的外循环丄耍是建筑建材行业,钢渣在此行业屮利用受制约的主要因素是钢渣的体积不稳定性,钢渣不同于高炉渣的地方是钢渣中存在f C a 0. f Mg 0,它们在高于水泥熟料烧成温度下形成, 结构致密,水化很慢,f C a 0遇水后水化形成C a (OH)2,体积膨胀98%, f Mg 0遇水后水化形成Mg (OH)2,体积膨胀148%, 容易在硬化的水泥浆体中发生膨胀,导致掺有钢渣的混凝土工程、道路、建材制品开裂,因此钢渣在利用之前必须采取有效的处理,使f CaO、f Mg O充分消解才能使用。
钢渣在建筑建材行业有以下儿种利用途径。
——做水泥生料钢渣中CaO、M g O. FeO、F e2O3含量之和能达到70%,这些成分对水泥都是有用的,钢渣做水泥生料主要作用是做水泥的铁质校正剂,目前乞料中配加量为3%〜5%,工艺比较成熟。
水泥工艺屮锻烧1 t石灰石产生440 k g C 02,需500 k c a 1热量,熾烧1 t熟料需230 k g优质煤。
水泥生料配放钢渣可以节约石灰石和煤,但莫仍需锻烧的特征未从根本上消除对能源环保方面的负作用,而H钢渣的全铁含量在15%〜28%之间,含铁量偏低,水泥牛产企业在计算成本时,比较倾向于选择其他含铁量达到40%以上的废渣。
——做钢渣水泥原料和复合硅酸盐水泥的混合材根据对钢渣的岩相检定和X射线检定,钢渣之所以具有水硬胶凝性主要是含有水泥熟料屮的一些矿物,C3S、C2S和铁铝酸盐,这些矿物都具有胶凝性,但其律量比水泥熟料少,慢冷的钢渣晶体发育较人,比较完整,活性较低,因而水化速度和胶凝能力都比熟料小。
M前的钢渣水泥品种冇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和钢渣硅酸盐水泥,它们都有相应的国家标准和行•业标准,掺量在20%〜50%之间。
钢渣水泥具有水化热低、耐磨、抗冻、耐腐蚀、后期强度高等优点。
但是钢渣水泥的实际应用情况并不是很好,主要原因是钢渣的成分波动大,常随炼钢品种、原料來源和操作管理制度而变化,易引起水泥质量的波动; 做水泥混合材时,不同方法处理的钢渣的易磨性不同,普遍比熟料难磨,使水泥薛制的台时产量降低,增加水泥生产成本。
渣铁没冇很好分离导致渣中金属铁含量高,也影响水泥的磨制;另外钢渣的活性矿物含量低且以C2S为主,造成钢渣水泥的早期强度低,新的水泥标准中取消了7天强度指标,增加了3天强度指标,致使钢渣水泥难以达到标准要求。
——钢渣微粉做混凝土掺和料钢渣微粉开发利用研究是近年來继矿渣微粉人规模应用后而出现的热门话题,钢渣牛产微粉或者复合微粉可以消除钢渣水泥半产屮易殊性差界问题,钢渣通过燃细到一定细度,比表面积人于400m? k g时,可以最犬程度地清除金属铁,通过超细粉屛使物料晶体结构发生重组,颗粒表面状况发生变化,表面能提高,机械激发钢渣的活性,发挥水硬胶凝材料的特性。
钢渣微粉和矿渣微粉复合时有优势叠加的效果,钢渣中的C3S、C2S 水化时形成的氢氧化钙是矿渣的碱性激发剂。
最新资料表明,矿渣渣粉做混凝土掺介料使用虽然可以提高混凝土强度,改善混凝土拌合物的工作性、耐久性,但由于高炉渣的碱度低(%C a 0+%M g 0)/(%S i 0 2+%A 1 203),约为0.9〜1.2,大掺量时会显著降低混凝土屮液相碱度,破坏混凝土屮钢筋的钝化膜(P H<12.4易破坏), 引起混凝土中的钢筋腐蚀,另外高炉渣是以C3AS、C2MS2为主要成分的玻璃体,粒化高炉渣粉的胶凝性來源丁矿渣玻璃体结构的解体,只有在C a (OH)2作用下才能形成水化产物,钢渣碱度高(%C a 0+%M g 0)/(%S i 02),约为1.8〜3.0,矿物主要是C3S、C 2S、CF、C3RS2、RO等,钢渣中的f C a O和活性矿物遇水后生成C a (OH)2,提高了混凝土体系的液相碱度,可以充当矿渣微粉的碱性激发剂。
掺入钢渣微粉的混凝土具冇后期强度高的特性, 见表1。
因此钢渣和矿渣复合粉可以取长补短,性能更加完善。
表1用磁选后尾渣及风碎渣制成微粉与高矿渣微粉的复合微粉代替20%的52. 5 R水泥作掺和料的伦3个月强度值凝土屮的钢渣粉”国家标准、建设部建筑科学研究院负责起草的“矿物掺合技术规范”国家标准已经完成,钢渣微粉将成为我国钢渣高价值利用的最佳途径,和矿渣微粉复合应用是混凝土掺合料的最佳方案。
——做道路材料钢渣经过稳定化处理后可以做道路垫层和基层,其强度、抗弯沉性、抗渗性均优于天然石材,有相应的行业标准“ YB/T801 1993 工程回填用钢渣”和“YB/T803 1993道路用钢渣”,但是钢渣做冋填和道路垫层、基层其附加值低,钢铁企业和建筑单位对此都不太重视。
钢渣经过风淬稳定化处理后可以代替细骨料做沥青混凝土和水泥混凝土路面材料,其防滑性、耐磨性、使川寿命都提高,钢渣的附加值也人人提高。
安徽省马鞍山市1987年建设的湖南路工程,使川了风淬钢渣桧试验路面,和黃砂检路面比较,2003年1月7日对路面钻芯取样后检测强度的结果如表2所示。
表2通车使用15年两种婭工程路面钻芯取样抗压强度对比表MP a做砖、乩、砌块及混凝土预制件钢渣经过稳定化处理后可以做地面砖、免烧砖、混凝土预制件等建材制品,掺量大,能达到60%以上,强度和耐久性高于黏土砖和粉煤灰砖,能节省人量的水混和黏土,但钢渣比重较人,不太适宜做实心的墙体砖。
这类实用技术是金国新型墙体材料改革的重点推广技术。
综上所述,钢渣的循环利用应着重放在建筑和建材行业,在水泥、混凝土、路面和建材制品中的利川是钢渣利川的发展方向。
因此钢铁企业内液态钢渣的处理应该围绕这些利用途径,进行钢渣处理工艺的选择。
目前高温液态钢渣处理工艺的比较目前国内外钢渣资源化处理工艺由于炼钢设备、工艺、造渣制度、钢渣物化性能的多样性及其利用上的多种途径呈现多样化,冇冷弃法、闷渣法、热泼法、盘泼法、水淬法、滚筒法、风淬法、粒化轮法等。
这些工艺都冇各自的优缺点。
具体情况见表3。
表3钢渣处理工艺优缺点及应用实例选择处理工艺一般从钢渣综合利用途径、节能和环境保护、投资这儿方面综介考虑,在满足炼钢工艺顺利进行的前提下,结介考虑液态钢渣的黏度和流动性,选择相对合理的处理工艺,达到渣铁的冇效分离,尽量保持钢渣的活性,降低钢渣的不稳定性。
从表3可知,从液态钢渣流动性的角度考虑,滚筒法、风淬法、水淬法和粒化轮法只能处理流动性好的钢渣,盘泼法、热泼法和热闷法可以处理流动性差的渣;从工艺繁杂程度、装置投资角度看,风淬法、热闷法较简单,投资少、设备磨损小;从节能和环境保护角度考虑,风淬法、热闷法、滚筒法可行;从处理后钢渣粒度的均匀程度考虑,风淬法得到的钢渣粒度最小而H均匀;从处理肩钢渣的女尢性和活性考虑,风淬法和热闷法较好;因此,处理流动性好的钢渣的最佳工艺是风淬法,处理流动性并的钢渣的最伴工艺是热闷法。
风淬法和热闷法原理风淬法用压缩空气作介质,在风淬时,熔融和半熔融渣粒随压缩空气向前飞行,在击碎的飞行过程中,压缩空气对高温液态钢渣有一个较强的氧化作用,风淬后,钢渣中的F e 0相消火,含F e 0的石灰不稳定相明显减少,而2C a O F e2O3稳定相增加,而这是其他任何一种钢渣处理方式都不可能实现的,在用水补充冷却时强化了 f C a 0的消解反应,粒化和冷却过程使钢渣屮的不稳定相基本消失,颗粒表而非晶态矿物相显著增加,钢渣的潜在活性提高。
由于钢水和液态钢渣的表面张力不同,风淬过程可使渣铁得到良好的分离,固态渣和钢都呈球型细小颗粒,渣包钢的情况不会出现,风淬后经过简单的磁选便能使渣铁分离。
液态钢渣通过调整风淬过程的工艺参数可使风淬渣的平均粒度达到2mm左右,且粒度分布区间较窄,代替黄砂做混凝上细骨料可12接使用,牛•产钢渣微粉能减少粗破碎T序,冑接进入粉磨机。
热闷法是将热融钢渣冷却金800〜300°C装入热闷装置中喷雾遇热渣产生饱和蒸汽,与钢渣中游离氧化钙f CaO、游离氧化镁f MgO发生反应,使钢渣自解粉化,达到钢渣破碎的口的,同时消除了钢渣的不稳定因素,使钢渣在建筑建材上的应用安金可靠,磁选后尾渣的利用率可为100%。
该工艺不用大量的水浸泡保证了钢渣中水硬性矿物C3S、C2S的活性不下降,同时热闷法对喷溅渣、流动性差的钢渣都能进行处理。
提高钢铁金业钢渣利用率的主耍途径是在建筑建材行业多途径利用,应人力开发和完善钢渣在建筑建材行业中的应用技术,围绕此主要利用途径反向选择钢渣处理工艺。
从钢铁企业的钢渣整体情况和提高钢渣的处理率来看,认为风淬法和热闷法联合应川是非常稳妥的垠佳选择,风淬法处理流动性较好的液态钢渣,使60%左右的钢渣处理后粒度适宜,加工量小、活性大、安眾性好,其余流动性较差的液态钢渣和固态渣采用热闷法处理,使之活性大、女定性好,这样就为钢铁企业的比较难以利用的二次资源一钢渣的100%利用打下坚实的基础。