2007年6月鋼鐵研究總院冶金工藝所有限資源循環利用煉鋼爐渣的處理及其

資源化再利用綜述

一、國內鋼鐵生產形式

鋼鐵工業是國民經濟的基礎產業，在經濟快速發展的形勢下，鋼鐵工業也呈現出跳躍式發展的態勢，鋼產量近年來不斷提高。據國際鋼聯（IISI）最新統計顯示：2005年中國粗鋼產生量達3.48億噸，占世界粗鋼市場份額的30.9%；另據中國鋼鐵工業協會2007年發布的第一次行業信息：2006年生產粗鋼41878.2萬噸,比上年增加6533.25萬噸，增長18.48%，占全球粗鋼產量的33.79%。作為煉鋼工藝流程衍生物的鋼渣也隨著鋼產量的提高而遞增。另據資料顯示：2004年我國鋼渣的產生量為3819萬ｔ，鋼渣利用率僅為10%左右；照此推算距離鋼鐵企業固體廢棄物“零”排放的目標尚遠。

綜述

二、國內外鋼渣常見處理方式及綜合利用現狀

鋼渣是一種很好的“二次資源”，鋼渣的利用開發是各國鋼鐵企業生產很重要的內容。

處理方法：目前國內外鋼渣資源化處理工藝由于煉鋼設備、工藝、造渣制度、鋼渣物化性能的多樣性及其利用上的多種途徑呈現多樣化。常見的有冷棄法、悶渣法、熱潑法、盤潑法、水淬法、滾筒法、風淬法、?；喎?、露天蒸汽式鋼渣陳化及加壓蒸汽式鋼渣陳化等。

三、鋼渣的用途：

1、作冶金原料（燒結熔劑、高爐或化鐵爐熔劑、煉鋼返回渣、回收廢鋼鐵）

2、作鋼渣水泥，用鋼渣水泥和鋼渣粉制成混凝土制品

3、鋼渣用于道路工程：鋼渣用于瀝青混凝土路面、水泥混凝土路面、二灰鋼渣道路基層，甚至鋼渣樁基，港灣工程用材料（壓實砂樁材料）。綜述日本環保專家介紹的鋼渣處理新技術根據合作項目安排“在中國“普及資源循環利用技術”，并于2004年7月至2006年8月日方開始派短期專家到中國的鋼鐵研究院、首都鋼鐵公司、鞍山鋼鐵公司、本溪鋼鐵公司、石家莊鋼鐵公司、通化鋼鐵公司等多家鋼鐵企業，以技術講座的形式介紹日本國的“鋼渣處理及其資源化利用”技術：

1.鋼渣的露天蒸汽式鋼渣陳化及加壓蒸汽式鋼渣陳化技術

2.先進的高磁通磁選機，對中等品位產物進行加工以制成高品位產物的精制設備。日本露天式蒸汽陳化處理鋼渣原理蒸汽溫度計保溫覆蓋混泥土墻煉鋼爐渣蒸氣管蒸汽氣流日本露天蒸汽式鋼渣陳化處理設備陳化處理原理

f-CaO與水作用體積膨脹3~6%

鋼渣陳化處理的比較：陳化方式處理時間

自然陳化

2年熱水浸陳化1星期露天式蒸汽陳化48小時加壓式蒸汽陳化（0.6MPa）

2小時日本住友和歌山的SKAP設備照片料倉壓力罐臺車操作室國內鋼渣的來源分析鐵水預處理渣（約占煉鋼廠鋼渣量的3%)轉爐吹煉渣（約占煉鋼廠鋼渣量的89%)按流動性和溫度分類：高溫液態渣（約70%以上）高溫半液態渣（具有一定流動性）高溫固態渣（無流動性）噴濺落地渣精煉及鑄余渣（占煉鋼廠鋼渣量的8%)鋼渣的特性分析鐵水預處理渣（約占3％）：渣中S、Fe含量高，流動狀態差，粉塵高；轉爐冶煉過程渣（約占總渣量的90％）：

fCaO含量高；全鐵含量高達20%～25%之間，金屬鐵達3%～5%之間；鋼渣流動性差異較大：60％左右的鋼渣流動狀態好；23％左右鋼渣流動性差；2％左右鋼渣為高溫固態渣；3％左右噴濺落地渣；渣的水化硬度特性好；精煉及連鑄鑄余渣（約占8％）：硫磷含量低；fCaO含量高；流動狀態差；鐵及鐵的氧化物含量偏低；國內外鋼渣處理工藝比較

處理方式優點缺點

應用廠家熱悶法

工藝簡單，適于處理高堿度鋼渣、鋼渣活性較高、安定性較好，并能處理固態渣粒度不均勻、后續破碎加工量大、處理周期長鞍鋼、首鋼、漣鋼、寶鋼熱潑法排渣速度快，冷卻時間短、便于機械化生產，處理能力大；鋼渣活性較高、生產率高設備損耗大，占地面積大，破碎加工粉塵大，蒸汽量大，車間環境較差；鋼渣加工量大。對環境和節能兩方面都不利。鋼渣安定性差唐鋼、武鋼二煉鋼等盤潑法快速冷卻、占地少、處理量大、粉塵少、鋼渣活性較高渣盤易變形、工藝復雜、運行和投資費用大。鋼渣安定性差新日鐵、寶鋼水淬法排渣快、流程簡單、占地少、投資少，處理后鋼渣粒度小(5ｍｍ左右)，性能穩定熔渣水淬時操作不當，易發生爆炸，鋼渣粒度均勻性差。只能處理液渣濟鋼、齊齊哈爾車輛廠、美國伯利恒鋼鐵公司滾筒法

排渣快、占地面積較小，污染小，渣粒性能穩定鋼渣粒度大，不均勻(>9.5ｍｍ達18%)，活性差，設備較復雜，且故障率高，投資大。只能處理液態渣寶鋼二煉鋼國內外鋼渣處理工藝比較（續）處理方式優點缺點

應用廠家風淬法安全高效，排渣快、工藝成熟，占地面積較小。污染小，渣粒性能穩定，粒度均勻且光滑(>5ｍｍ沒有)，投資少只能處理液態渣（一般能夠風碎處理的鋼渣不超過總鋼渣的50％）、噪聲大日本鋼管公司福山廠、臺灣中鋼集團、重鋼?；喎?/p>

排渣快、是處理量大，速度快，效率高，成品渣顆粒直徑小，粒度均勻，f-CaO含量低可以直接應用；設備占地小，投資低渣鋼分離不好，只能處理液態渣和半液態渣本鋼、柳鋼、沙鋼等陳化處理法鋼渣陳化工藝通常作為鋼渣處理的后續工藝，用來提高鋼渣的穩定性，消解其中的f-CaO和MgO，有利于鋼渣的綜合利用。需要額外的熱能設備復雜日本國內鋼鐵企業燜渣處理工藝設備鋼渣的悶渣處理工藝及特點鋼渣的熱燜處理工藝（目前使用此處理方法的企業：漣源鋼廠、北臺鋼廠、太鋼（新建）等）優點：環境污染少部分回收熱能鋼渣處理后，渣鋼分離好，可提高廢鋼回收率f－CaO經過消解，鋼渣的穩定性得到改善，有利于鋼渣的綜合利用。缺點鋼渣需要預處理（鋼渣降溫到700℃以內，不能有液態渣存在）輪淬式鋼渣粒化工藝設備

本溪鋼鐵鋼鐵集團煉鋼廠的液態鋼渣輪淬?；幚硇鹿に?。輪淬式鋼渣粒化基本參數

水淬率≥85%噸渣耗新水（噸水/噸渣）0.4-0.5噸渣耗電（kwh/噸渣）1.5成品渣粒度（mm）≤10一次資源回收率≥85%系統設備占地面積（M2）≤500m2

渣處理環境無粉塵，環保渣處理周期（分鐘/爐）≤14分鐘渣處理過程排放物符合國家環保標準渣處理系統自動化程度高工人勞動強度低國內外常見鋼渣處理工藝比較結論

1.從液態鋼渣流動性的角度考慮：滾筒法、風淬法、水淬法和粒化輪法只能處理流動性好的鋼渣；盤潑法、熱潑法和熱悶法可以處理流動性差的渣；

2.從工藝繁雜程度、裝置投資角度考慮：風淬法、熱悶法較簡單，投資少、設備磨損小；

3.從節能和環境保護角度考慮：風淬法、熱悶法、滾筒法、?；喎óa生的污染物在控制范圍內，產生的蒸汽可以回收；

4.從處理后鋼渣粒度的大小考慮，風淬法、粒化輪法處理后得到的鋼渣粒度小而且較為均勻；

5.從處理后鋼渣的安定性考慮，風淬法和熱悶法處理后fCaO含量低。轉爐吹煉過程渣處理流程

根據轉爐吹煉過程渣的狀態采取“輪淬式鋼渣粒化工藝＋熱悶＋機械破碎”相結合的處理方式，液態渣半液態渣熱固態渣噴濺落地渣粒化熱悶機械破碎磁選鋼?；厥掌扑榻ㄖ嘣下坊牧辖饘賶簤K機“輪式?；珶釥F”鋼渣處理工藝特點液固態渣同時處理；滿足快節奏轉爐生產需要；成品渣質量好(粒度小于5mm占85%)；粒化率高(可達80%以上)；粒鋼的提取率高(達98%)；節約資源，部分回收熱能；節電省水(用水量0.45～0.6t/t渣；1.5kwh/噸渣)處理時間短，效率高，減少鋼渣罐占用量；布置緊湊，占地面積少，環境污染?。换緦崿F煉鋼廠內固體廢棄物零排放?！拜喆懔；珶釥F”鋼渣處理車間布置實例

（為武鋼做的方案）處理流程圖（武