唐钢转炉钢渣处理与综合利用现状及发展方向韩健（河北钢铁集团，唐钢公司能源环保部，河北唐山063016）摘要：介绍了目前唐钢转炉钢渣的处理工艺及综合利用情况，并对钢渣的处理工艺及综合 利用现状存在问题进行了分析，指出处理后的钢渣返回烧结利用量降低及尾渣再资源化技术 发展迟缓的主要问题。提出钢渣处理工艺的改造方案，改造后通过提高钢渣的稳定性，使大 部分钢渣尾渣的利用方向转向建材领域。关键词：钢渣；处理工艺；综合利用1前言转炉钢渣是在转炉炼钢过程中产生的废渣，是炼钢的必然副产物，其产生量为钢产量的 12%14%，其主要成分见表1。2011年唐钢产钢860万吨，产生转炉钢渣116万吨。如果 处理利用不当，将污染环境、制约生产，因此钢渣处理与利用不仅是炼钢生产的重要环节, 也是冶金工业环境保护工作的重要内容。随着钢铁工业的发展，钢渣的产生量随之增加，钢 渣的处理与利用已成为企业发展循环经济、保护生态环境、节能减排、加快建设资源节约型 和环境友好型社会的一项紧迫任务。表1钢渣的主耍化学咸份成分SiO3MnOAimCsOFeAS1553.544.5743.22E-7g11.26-91.850J22转炉钢渣处理现状2. 1现状唐钢作为我国特大型钢铁企业。对转炉钢渣的综合利用予以高度重视，2003年与美国 海穆公司合作建设了年处理能力为200万吨钢渣处理生产线。钢渣处理采用热泼法工艺，钢 渣经热泼、打水冷却、破碎、磁选、筛分等工艺处理后，产生A料废钢、B料废钢、高品 位钢渣粉、中品位钢渣粉、低品位钢渣粉和尾渣等产品，其中A料废钢、B料废钢、高品 位钢渣粉、中品位钢渣粉、低品位钢渣粉由唐钢回收利用。尾渣由海穆公司负责处置或销售。2. 2钢渣处理工艺将炼钢转炉排出的热熔渣处理成粒径220mm的常温渣块，其核心处理技术是热泼工 艺。主要过程是将熔渣倒到热泼床上（坡度%）,待熔渣自流成渣饼稍冷后，用喷嘴喷水急 冷，喷水过程中要控制喷水时间及喷水强度。渣水比控制在0. 70. 8m3/t，这时渣饼因 温度应力而龟裂成大块，待温度降到300400C时，再在其上泼第二层、第三层等，渣饼 因为温度反复变化而进一步龟裂。当渣层总厚度达到500600mm时，用电铲装入汽车， 其中大渣坨先用汽车吊锤击碎，再用磁盘吊选出大块废钢，其余v220mm的常温块渣送至钢 渣处理生产线。汽车将热泼床龟裂化钢渣运至生产线翻转筛入口平台。将钢渣倒入翻转筛，分出大于 220mm的块渣送落锤间回收废钢，小于220mm的物料进入钢渣处理生产线。通过破碎、磁 选、自磨、筛分加工工艺对钢渣进一步处理。具体工艺流程见图1。fiifH 卜-見丞 jm -b |朝1例澄抖啟处理工艺涼程3钢渣综合利用钢渣经热泼、打水冷却、破碎、磁选、筛分等工艺处理后，产生A料废钢、B料废钢、 高品位钢渣粉、中品位钢渣粉、低品位钢渣粉和尾渣等产品,A料废钢:粒径为2201000mm, 含铁品位85%以上；B料废钢：粒径为10220mm,含铁品位85%以上；咼品位钢渣粉： 粒径010mm,含铁品位60%；中品位钢渣粉：粒径010mm,含铁品位40%；低品位 钢渣粉：粒径010mm,含铁品位20% ；尾渣：粒径1080mm,含铁品位不高于20%。 2011年各类钢渣具体利用情况见表2。As却口年各类钢渣综合利用情况表名祢规胳(rnm)利用it （万吨和用進胫A料废谄和22(170004.38回转沪柞净科沖51 卜2204.67回转炉作降薛奇品拉搁旌粉600-10136回转沪惟橹料中品位钢ifi粉4015.9$回烧结榨原料2001&SJ7回烧站作原弭2020-8074.89外售水能厂3. 1钢渣应用于烧结生产烧结矿中配加少量钢渣，由于带入部分磷，抑制了烧结矿的风化，同时回收利用了钢渣 中残钢、氧化铁、氧化钙、氧化镁、氧化锰等有益成分，提高了烧结矿的质量和产量。但由 于钢渣含铁低，二氧化硅高，其配加不宜过高，一般应控制在10%以下。目前，唐钢产生 的中品位钢渣粉和低品位钢渣粉大部分回用于烧结生产。3. 2钢渣应用于炼钢生产使用部分转炉钢渣返回转炉冶炼,可以有效的促进转炉冶炼过程的前期化渣，降低消耗， 达到降本增效的目的。（1）A料废钢和B料废钢含铁品位较高（85%以上），体积较大（101000mm）,可直接做 转炉炼钢原料，参与炼钢生产。（2）高品位钢渣粉首先经过原料筛选机进行筛选，筛选出的大颗粒高品位钢渣粉（5 10mm）直接做转炉炼钢原料，参与炼钢生产；筛选出的小颗粒钢渣粉（05mm）与氧化铁皮 混合进入压球机进行压球，产生氧化铁皮球入转炉做冷料。目前，唐钢产生的A料废钢、B 料废钢及高品位钢渣粉全部回用于炼钢生产。4钢渣处理工艺及综合利用的现状分析4. 1低品位钢渣利用量降低从转炉钢渣的综合利用情况看，目前低品位钢渣粉大部分回用于烧结配料中，加少量钢 渣带入部分磷对烧结生产是有益的，但近几年进口铁矿石、铁精粉中磷元素含量较高，导致 低品位钢渣粉中含磷较高，长期返回烧结系统重复使用。造成铁水中磷元素的富集，对后续 炼钢生产一定负面影响。因此低品位钢渣粉在公司内部利用量下降，目前库存低品位钢渣粉4. 2万吨。4. 2尾渣再资源化技术发展较慢唐钢钢渣综合利用重点一直是以回收钢渣中金属料为主，包括钢渣的破碎、磁选、钢渣 回用炼钢、配加烧结原料等，而尾渣的进一步深加工、应用于建材领域的高附加值产品等方 面研究较少。目前钢渣热泼处理工艺造成钢渣处理后产生的尾渣稳定性不良，也是制约尾渣 再资源化利用的原因之一。5钢渣处理工艺改造及尾渣再资源化发展方向5. 1发展钢渣热焖处理工艺近年来，国内钢渣处理工艺主要有热泼、风淬、水淬、盘泼水冷、滚筒、机械破碎等工 艺。这些方法各有其不同，主要缺点是占地面积大、投资高、处理效率低、环境污染严重等， 这些因素都不能满足现代化企业长远发展的要求。根据唐钢实际情况应对现有的钢渣处理生产工艺进行技术改造，将钢渣热泼处理工艺改 造为热焖处理工艺。热焖处理工艺是将热态钢渣装入热焖罐中，钢渣冷却至300800C, 热焖罐密封后打水，产生大量蒸汽与热态钢渣作用，钢渣中的游离氧化钙(fCaO)和游离氧 化镁(fMgO)与水反应生成氢氧化钙Ca(OH)2和氢氧化镁Mg(OHL，产生巨大膨胀力使钢 渣开裂、粉化及渣铁分离，磁选回收废钢，其工艺流程见图2。5. 2钢渣热焖处理工艺特点(1) 钢渣稳定性好。热焖处理后钢渣中的游离氧化钙(fCaO)和游离氧化镁(fMgO)与 水反应生成氢氧化钙Ca(OH)2和氢氧化镁Mg(OH)2，游离氧化钙和游离氧化镁的消解使钢 渣化学性质得到稳定，为尾渣的再资源化利用提供条件。(2) 钢渣粉化率高。钢渣热焖处理后粒度小于20mm的占65%70%,减少钢渣破碎量, 有利于尾渣的深加工。(3) 渣钢回收率高。钢渣热焖处理后渣和铁自然分离，尾渣中铁含量小于2%，有利于金属资源的回收和利用。(4) 工艺简单、易于操作。占地面积较小，节省热泼场设施和倒运设备，减少设备损耗 和操作人员，消除了钢渣热泼、倒运过程对环境的污染。(5) 节能降耗。利用钢渣余热产生的蒸汽进行焖渣，不需要外供蒸汽，实现了钢渣热能 回收利用。5. 3尾渣再资源化发展方向(1) 尾渣作为道路基层材料。经热焖处理后的钢渣尾渣密度大。抗压强度好，经磁选加 工处理后，含金属铁小于2%,达到不同粒度组成的自然级配，已具有一定板结性能，再添 加白灰和粉煤灰无机结合料，加水搅拌混合后，板结作用更好。由于钢渣的热焖处理工艺， 使游离氧化钙和游离氧化镁消解，稳定性可靠，可作为道路基层材料。(2) 尾渣磨细用作混凝土高活性掺合料。把尾渣磨细作为混凝土高活性掺合料，细度为 400m2/kg的钢渣粉可等量取代10%30%的水泥，直接用于混凝土建筑工程，可提高混 凝土的后期强度，降低混凝土水热化产生的裂缝，提高混凝土耐磨性抗冻性、耐腐蚀性能。 钢渣粉成本比水泥低30%，可降低工程造价，同时钢渣热焖处理后粒度小于20mm的占 65%70%，减少钢渣破碎量，大大降低加工成本。6结语随着炼钢技术的进步，富矿冶炼及转炉溅渣护炉技术的推广，钢渣中P、S元素对冶炼 会产生不利影响，钢渣返回烧结使用的数量已越来越少，大部分钢渣的利用方向转向了建材 领域。因此，应积极推广较先进的钢渣处理工艺。根据唐钢实际情况，应将钢渣热焖处理工 艺作为主要的发展方向，同时开展尾渣高附加值资源化利用研究，以进一步提高唐钢钢渣处 理及综合利用水平。参考文献：1 王向峰，于淑娟，等.鞍钢综合利用现状及其发展方向J.鞍钢技术，2009(3)： 1114.2 张集广.首钢转炉钢渣尾渣在道路工程和建材行业中的实验与应用J.废钢铁， 2003(9)： 3033.3 贺世雄.浅谈钢渣热焖处理工艺及热焖效果的提高J.管理与财富,2008(6)： 138139.4 赛音巴特尔，周宁，等.国内钢渣处理方法及综合利用进展J.冶金环境保护，2011(1)： 3033.5 张宇，赵蕊，等.本溪钢铁集团转炉钢渣处理工艺的比较J.冶金环境保护，2011(5)： 3739.