煉鋼鋼渣處理工藝研究與應用

江威

【摘 要】介紹了煉鋼鋼渣處理的相關(guān)工藝，并對干法處理工藝和濕法處理工藝進行了對比，提出了一種干法處理的典型工藝流程，最后結(jié)合工程實際應用，驗證了該工藝高效、經(jīng)濟的特點。

【關(guān)鍵詞】鋼渣處理；干法；高效；經(jīng)濟

中圖分類號： TF71 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）04-0228-002

Research and Application of Steelmaking Slag Treatment Technology

JIANG Wei

（MCC Nanfang Engineering Technology Co.，Ltd.，Wuhan 430223，China）

【Abstract】The relevant technology of steel-making slag treatment is introduced.The dry process and wet process are compared. A typical dry-process process is proposed.Finally，the practical application of the project is validated， Economic characteristics.

【Key words】Slag treatment；Dry method；High efficiency；Economy

我國是一個鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)大國，鋼渣產(chǎn)生率為粗鋼產(chǎn)量的8%～15%。在我國每年排放鋼渣大約1億噸，如果不加處理每年不僅會造成大量渣鋼流失，同時排放渣粉也給周圍環(huán)境帶來危害。根據(jù)《中華人民共和國環(huán)境保護稅法》的要求，排放爐渣等固廢物應按照25元/噸的標準繳納環(huán)境保護稅。因此實現(xiàn)鋼渣加工及利用，變廢為寶，既是保證鋼鐵企業(yè)正常生產(chǎn)、節(jié)約能源、降低生產(chǎn)成本的需要，也是環(huán)保綜合治理的迫切要求。

1 鋼渣處理工藝

煉鋼鋼渣加工一般采用“鋼渣熱燜→廢鋼提純”的工藝線路，包含鋼渣一次處理（熱燜）、鋼渣二次處理（鋼渣破碎篩分磁選）2個加工工序

1.1 鋼渣一次處理工藝

鋼渣一次處理是指煉鋼車間的紅渣，經(jīng)過噴水或空冷等方式進行冷卻，并對冷卻渣進行初步處理。目前，鋼渣一次處理主要采用熱燜法，即利用鋼渣余熱，在有蓋容器內(nèi)加入冷水后使其成為蒸汽，使鋼渣得到消解，通過膨脹冷縮后達到渣鐵分離的過程。經(jīng)熱燜處理后的鋼渣，性能穩(wěn)定，能充分消除游離態(tài)CaO對鋼渣性能的影響，可作為鋼渣微粉、鋼渣磚等的原料。

熱燜法工藝的關(guān)鍵設施是熱燜裝置，熱燜裝置由熱燜坑、熱燜蓋、水封槽等幾部分組成，是對鋼渣進行熱燜分解的反應器。熱燜法鋼渣處理工藝流程如下：轉(zhuǎn)爐車間出渣后用渣罐車將渣罐運至爐渣間，由鑄造起重機吊起渣罐并將熱熔鋼渣傾翻至熱燜裝置中，打水冷卻直到表面凝固，用挖掘機翻動打碎大塊渣，保證鋼渣表面無積水，再進行下一次打水、搗渣，重復上述過程，等待下一次裝渣。待裝入的渣量達到熱燜渣坑容積的70-80%左右，用吊車吊起熱燜坑蓋蓋上，自動控制噴水產(chǎn)生蒸汽對鋼渣中的游離氧化鈣和氧化鎂進行消解處理，待熱燜裝置內(nèi)溫度降至60℃以下時，打開坑蓋，用履帶式挖掘機將鋼渣鏟出，通過自卸車倒運至篩分磁選加工生產(chǎn)線。

1.2 鋼渣二次處理工藝

鋼渣二次處理是指對經(jīng)過一次處理后的常溫鋼渣（一般粒度在400cm以下）進行進一步的破碎、篩分、磁選、干燥的處理過程，其主要作用是實現(xiàn)渣與鐵的分離，經(jīng)過二次處理后一般會得到不同含鐵量的豆鋼、鐵粉，以及含鐵量極低的尾渣。

鋼渣二次處理工藝主要包括濕法處理工藝和干法處理工藝。

濕法鋼渣二次處理工藝主要采用破碎、篩分、水洗球磨、磁選等處理手段，實現(xiàn)鋼渣中渣、鐵分離。采用水洗工藝，回收的廢鋼表面清潔干凈，全鐵（TFe）含量高。但生產(chǎn)過程中耗水量較大，并需增加配套的循環(huán)水處理設施，包括螺旋分級機、濃縮機、壓濾機、烘干機、渣漿泵以及循環(huán)水池等，流程較長，工藝復雜，項目投資和運營成本較高。

干法鋼渣二次處理工藝主要采用篩分、破碎、磁選、棒磨等處理手段，提取鋼渣中的廢鋼。干法工藝流程簡單、設備投資少、占地面積小，由于該工藝無需消耗循環(huán)水，不受氣候環(huán)境因素的影響，具有廣泛的適用性。

濕法處理工藝和干法處理工藝技術(shù)性能及經(jīng)濟性對比詳見表1。

1.3 一種高效經(jīng)濟的干法處理工藝

目前干法鋼渣二次處理工藝在各大鋼廠得到了廣泛應用，通常采用篩分、破碎、磁選、棒磨等處理手段提取鋼渣中的廢鋼，主要工藝流程見圖1所示：

其中棒磨機作為鋼渣細碎設備，能將鋼渣破碎至10mm以下，實現(xiàn)渣、鐵分離，并且成品的含鐵品位較高，通常渣鋼品位可達%90，磁性粉（TFe）品位可達50%。但是由于棒磨機的破碎比小，一次性加工粒度不夠細，如果直接進入后續(xù)的鋼渣綜合處理工藝流程，導致能耗太大，甚至超過鋼渣產(chǎn)品本身價值。而要得到細粒度鋼渣，往往需要復雜的閉路循環(huán)處理工藝，循環(huán)量大，流程復雜，生產(chǎn)效率低，易損件消耗快，運營成本高。

針對上述問題，本文提出了一種經(jīng)濟高效的干法處理工藝，可以很好的平衡建設成本、運營成本與產(chǎn)品品位之間的矛盾。工藝流程見圖2所示：

圖2 新型干法鋼渣二次處理流程

本工藝流程采用“兩段式開路破碎”鋼渣，即粗碎采用液壓保護顎式破碎機，細碎采用優(yōu)質(zhì)圓錐破碎機，整個工藝流程破碎比大，流程簡潔，有效的減少輔助振動篩、皮帶等設備數(shù)量，減少占地及節(jié)約設備和建設投資，最終在鋼渣綜合利用中實現(xiàn)了“多碎少磨、節(jié)能減排”的方針。

2 應用實踐

某鋼廠地處豫南重鎮(zhèn)，年產(chǎn)合格鋼水約300萬t，在鋼鐵冶煉的過程中產(chǎn)生各種鋼渣為40萬噸。為了充分回收鋼渣中的廢鋼，降低生產(chǎn)成本，該廠于2016年新建一條年處理能力為40萬t的鋼渣回收生產(chǎn)線。該生產(chǎn)線采用“鋼渣熱燜→廢鋼提純”的工藝路線，其中鋼渣二次處理利用了本文中高效經(jīng)濟的干法處理工藝，本項目的產(chǎn)品方案如下表2：

本工藝流程采用“兩段式破碎”鋼渣，選用液壓保護顎式破碎機作為粗碎設備，優(yōu)質(zhì)圓錐破碎機作為細碎設備，采用寬帶高效新型帶磁技術(shù)，經(jīng)三道磁選將含鐵物料分選出來。工藝流程見圖3。

本工程鋼渣熱燜廠房與鋼渣二次處理生產(chǎn)線緊鄰布置，兩個區(qū)域之間設鋼渣堆場用于熱燜渣自然脫水。熱燜渣通過帶式輸送機由熱燜廠房送至鋼渣堆場及鋼渣處理生產(chǎn)線，破碎、篩分、磁選等設備安裝于封閉轉(zhuǎn)運站內(nèi)，渣鋼、豆鋼、尾渣均采用成品倉儲存。工藝布置緊湊，流程順暢，整個工藝中，渣不落地，轉(zhuǎn)運站及輸送機通廊數(shù)量較少，工程投資較低。

本工程至投產(chǎn)以來生產(chǎn)順暢，產(chǎn)品品位達到設計預期，存量渣基本消耗殆盡，創(chuàng)造了較為可觀的經(jīng)濟價值。同時，選鐵后的尾渣金屬鐵（MFe）含量≤2%，為后續(xù)鋼渣微粉的生產(chǎn)創(chuàng)造了有利的條件。

3 結(jié)論與展望

在充分研究國內(nèi)煉鋼鋼渣處理工藝的基礎上，通過比較干法渣處理工藝和濕法渣處理工藝的優(yōu)缺點，提出了一種新型的干法渣處理工藝流程。結(jié)合工程實踐應用，該工藝克服了以往鋼渣處理工藝流程復雜、破碎比小、工程投資大、運營成本高等缺點，具有流程簡潔、破碎粒度細、過鐵保護等優(yōu)點，現(xiàn)場生產(chǎn)各項性能指標達到設計預期，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。本工藝高效、經(jīng)濟的特性，已經(jīng)在國內(nèi)外多個工程中得到了驗證，具有廣闊的市場應用前景。