1、對轉爐鋼渣資源綜合利用的探討羅慶泉（湖南漣鋼設計咨詢有限公司 湖南 婁底 417009）摘要：實現轉爐鋼渣“零排放”的高價值利用目標，需提升資源綜合利用率。本文針對我公司國內首次開發的轉爐鋼渣熱燜生產工藝流程進行了專題研究，并結合我院在全國范圍內設計的幾條鋼渣處理線，得出了結論與建議。旨在為減少環境污染、資源浪費和節約能源，推動鋼鐵企業轉爐鋼渣實現高效資源化利用做出自已應有的貢獻。關鍵詞：轉爐鋼渣；綜合利用；工業應用；循環生產；工藝流程；研究探討Study on comprehensive utilization of resources of converter slagLUO QING-Q

2、UAN (Hunan LIANGANG Design Consulting Co., Ltd.，Loudi 417009 China)Abstract：To achieve steel slag "zero emission" high value utilization of the target, must promote the comprehensive utilization of resources. This paper studies the production process of converter steel slag hot stew, the f

3、irst time in the development of design in our company, Combined with our company in several steel slag processing line national design, draws the conclusion and suggestions.In order to reduce environmental pollution, waste of resources and energy conservation, To make its own contribution to promote

4、 the iron and steel enterprises to achieve efficient resource utilization of converter steel slag.Key words：Converter slag; comprehensive utilization; industrial application; the cycle of production; process; Research1、引言 我國是鋼鐵產量大國，多年產量居世界之最。隨著鋼鐵冶煉產量的逐年增加，其產生的的固體廢棄物鋼渣也是在逐年遞增，僅2012 年國內生產就有約7.17 億噸粗鋼，

5、鋼渣排放量占其中的12%20%區間。面對各鋼鐵企業堆積成山的鋼渣，國家早在“十一五”的規劃中就曾明確指出過，要求在2010 年國內鋼渣綜合利用率達到 86% 以上，然而止今，鋼鐵企業的實際鋼渣目前綜合利用率卻為 50% 60%。因此，提升鋼渣資源綜合利用，達到“零排放” 已成為眾家鋼鐵企業發展循環經濟和加快建設節約環境友好型社會需要作力解決的一項緊迫任務。 轉爐鋼渣在其資源綜合利用方面，與國外那些發達的國家相比較，表現出起步晚，但發展卻快，采用的方法基本與國外的相同，也是主要以磁選回收轉爐鋼渣中的鐵（鐵粉）和鋼渣的尾渣處理，主要開發用于轉爐廢鋼回收；替代原有高爐和燒結作為新的熔劑；用于水泥生產

6、以及建筑材料與工程筑路等。但重要的一點是大多鋼鐵企業在轉爐鋼渣資源綜合利用中，還是存在許多需要解決的問題，才能縮小與國外之間利用率差別較大的現象，進一步實現“零排放”目標。在此，本文針對我公司國內首次開發的轉爐鋼渣熱燜處理生產工藝流程進行了專題研究，并結合我院在全國范圍內設計的幾條鋼渣處理線，得出了結論與建議。旨在為減少環境污染、資源浪費和節約能源，推動鋼鐵企業轉爐鋼渣實現高效資源化利用做出自已應有的貢獻。2、轉爐鋼渣資源綜合利用的工業應用研究實現轉爐鋼渣的高效資源化利用，需根據轉爐鋼渣的物化性質，結合現行應用工業領域，開發出一套循環的鋼渣熱燜生產工藝流程，方可促進回收達到“零排放”目標，提高

7、經濟收益最大化。本文所述的是以我公司轉爐鋼渣通用性能為研究對象。2.1轉爐鋼渣的物化性質在通常情況下按光譜分析，轉爐鋼渣主要成分有 Fe、Si、Ca、Mg 等，其中Fe 的含量達10%以上，其它含量在4% 5% 以上，鋼渣中可直接回收利用的有價金屬為鐵，其次為Si、Ca、Mg等，這些是根據它們存在形態有一定利用價值，最后那些含量過低的金屬元素Mn 、Al、P等均無利用價值。表1序號名稱化學成分含量序號名稱化學成分含量1CaO4555%5MgO48%2SiO2815%6MnO25%3Fe2O358%7FeO1020%4Al2O323%9P2O512%再進一步分析化學元素和鐵的物相分析得知，轉爐鋼

8、渣中鐵以其氧化物的形式存在，如：氧化鐵、三氧化二鐵、金屬鐵，約占鐵含量的 99%。其余轉爐鋼渣成分如：氧化鈣、二氧化硅和氧化鎂的含量占絕大多數，含磷、含硫較低。2.2轉爐鋼渣資源綜合利用現狀到目前，轉爐鋼渣資源綜合利用的途徑涉及到多個領域，比如：用在冶煉和燒結的熔劑中。在燒結礦石中適當配加5一15%、粒度為8<mm1鋼渣，代替原有的石灰石燒結礦石熔劑，從而達到造球氣孔大小分布均勻，改善燒結礦宏、微觀結構，提高燒結速度，粘結相不易碎裂；又如：用在返回煉鋼爐中。將每噸鐵水中加入25kg左右的高堿度鋼渣，再配以白云石，不但減少了對爐襯的侵蝕提高爐齡使用年限，而且還極大的降低了耐火材料消耗，或者

9、減少螢石的用量。再如：用于建筑材料方面。一方面利用鋼渣中的水硬性礦物，反應生成成本低，周期短、投產快的系列氫氧化鈣、水化硅酸鈣新的鋼渣磚和砌塊等，另一方面與一定量的高爐水渣、燒石膏、鍛水泥熟料及少量激發劑配和球磨，生產出無熟料鋼渣礦渣水泥和少熟料鋼渣礦渣水泥等等。2.3轉爐鋼渣資源綜合利用的循環工藝流程在如今轉爐鋼渣工業應用多個領域的現實條件下，我們將與鋼渣的物化性質有機聯系起來，開發出配套的轉爐鋼渣循環資源綜合利用生產工藝流程，這對鋼鐵企業提高鋼渣綜合利用率，實現“零排放”的目標將起著重要的引領、啟發作用。此“零排放”的工藝流程可將其分為三步，首先通過鋼水熱燜處理，然后進行磁選清理出最大金屬

10、含量的Fe，再綜合利用其氧化物，經過球磨成不同粗細度用于建材制造。2.3.1鋼渣熱燜處理工藝。將剛剛凝固還處于高溫的鋼渣倒入燜罐爐內、或者將液態鋼渣直接倒入燜罐爐內，利用鋼渣本身所含有的余熱，采用燜罐該蓋上的自動噴水工藝，將鋼渣中含有大量的游離氧化鈣在0. 05 kg/cm的微壓蒸汽中遇水產生不均勻冷縮，體積膨脹增加到23 87%，這樣使大塊的鋼渣生成氫氧化鈉自解粒化粉碎，粒化效果最好的可有60%80%達到小于20mm 2的鋼渣。同時由于消除了游離氧化鈣，在鋼渣礦相基本不變情況下提高了穩定性，也便于鋼渣粉后期的綜合利用。最后采用挖掘機挖掘出料，進入下一步破碎磁選工藝。此工藝的特征是可適應任何種

11、類和流動性鋼渣，它不但節能，還改善鋼渣穩定性，避免鋼渣粉在后期利用時，如：回填場地或者生產建材制品出現開裂現象。這也是鋼渣實現“零排放”的前期重要的一環節。 圖1 燜罐爐工藝斷面圖鋼渣磁選破碎篩分生產處理工藝。這也是鋼渣循環處理的核心工藝。由于鋼渣所含鐵礦物比天然鐵礦石較為復雜，因此，將熱燜自解后的轉爐鋼渣送至磁選生產線，首先通過磁選出鐵粒、鐵粉，同時對于大于30mm小于400mm的鋼渣進行破碎，然后再通過層層的分級磁選，磁選回收細粒鐵顆粒和磁性氧化鐵，分別返回煉鋼和燒結。當磁選粒度在-10mm下時，通過篩分磁選出用作于熔化劑粉和粗渣的鋼渣，余下的爐下鋼渣進行下一道工藝流程。在磁選中需分類進行

12、不同操作方式，對+ 130 mm + 70 mm 的粒級大塊渣鋼回收，可直接采取棒條篩和人工揀選等方式，將其中高品位含鐵的大塊渣鋼選出，保證后續流程暢通，但須注意勞動工作量與重復性。對于70 mm低品位鋼渣，采用分級干式和磁選拋尾方式，將再回收鋼渣中低品位的顆粒金屬鐵和氧化鐵集合體時，同時將拋除的大量低品位尾渣在簡化后續處理量和生產成本的同時，可依據其主要含有與水泥熟料相似的硅酸三鈣、硅酸二鈣、鐵鋁酸鹽成分，以及熟料中一些水硬膠凝性礦物，按相應國標與行標要求，生產出鋼渣酸鹽水泥。圖2 磁選破碎線工藝斷面圖2.3.1鋼渣球磨生產處理工藝。將上一層的爐下鋼渣尾渣按8mm、+8mm磁選標準，經過對7

13、0 mm 全粒級濕式磨礦篩選再篩選分離和精選的方法，獲得合格的鐵精礦。注意粉磨的時間，其越延長粉磨細度就越細，同時細粉中會回收到少量薄片狀或呈圓珠狀的金屬鐵。其中將8mm作為鋼渣精粉，用于代替原石灰石作為治煉和燒結礦的熔化劑，對余下的球磨尾泥可外銷。經實踐證證明，每噸燒結礦配加4%鋼渣，燒結利用系數提高1%，石灰石消耗量減少約30kg3，其不但可提高燒結礦強度還顯著提高燒結礦原性能，提高了經濟效益。另將+8mm磁選鐵粒返回鋼爐進行治煉，余下的球磨粗渣用于外銷。圖3 水洗球磨線工藝斷面圖3、轉爐鋼渣資源綜合利用的結論與建議誠然，要實現轉爐鋼渣“零排放”的高價值利用目標，建立一套鋼渣循環資源綜合利

14、用生產工藝流程還是不行的，其間還要進一步探索其工藝最佳配方，提升加工制造的工業應用技術水平，才能在鋼渣綜合利用上突破性的取得社會及環保顯著效益。同時我們建議在實行鋼渣循環資源綜合利用生產工藝流程過程中，應該注意到以下幾點事項；一是在燒結中配加鋼渣，注意磷富集問題。按照已有的實踐資料證明，當鋼渣配比增加10kg/t時，燒結礦的磷含量將增加約0.0038%，而相應鐵水中磷含量將增加0.0076%，因此，要降低磷的富集，必須想辦法控制燒結礦中鋼渣的配入比例，同時也可在燒結礦生產過程中停止配加鋼渣，待磷降下來后再恢復配料；二是防止鋼渣粒度過大，它會在燒結混合料中產生偏析，造成燒結礦堿度波動直接給高爐生產帶來不利影