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，最后結合工程實際應用，驗證了該工藝高效、經濟的特點。

【關鍵詞】鋼渣處理；干法；高效；經濟

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生產大國，鋼渣產生率為粗鋼產量的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境帶來危害。根據《中華人民共和國環境保護稅法》的要求，排放爐渣等固廢物應按照25元/噸的標準繳納環境保護稅。因此實現鋼渣加工及利用，變廢為寶，既是保證鋼鐵企業正常生產、節約能源、降低生產成本的需要，也是環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。經熱燜處理后的鋼渣，性能穩定，能充分消除游離態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線。

1.2 鋼渣二次處理工藝

鋼渣二次處理是指對經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，其主要作用是實現渣與鐵的分離，經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。但生產過程中耗水量較大，并需增加配套的循環水處理設施，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水，不受氣候環境因素的影響，具有廣泛的適用性。

濕法處理工藝和干法處理工藝技術性能及經濟性對比詳見表1。

1.3 一種高效經濟的干法處理工藝

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，如果直接進入后續的鋼渣綜合處理工藝流程，導致能耗太大，甚至超過鋼渣產品本身價值。而要得到細粒度鋼渣，往往需要復雜的閉路循環處理工藝，循環量大，流程復雜，生產效率低，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，細碎采用優質圓錐破碎機，整個工藝流程破碎比大，流程簡潔，有效的減少輔助振動篩、皮帶等設備數量，減少占地及節約設備和建設投資，最終在鋼渣綜合利用中實現了“多碎少磨、節能減排”的方針。

2 應用實踐

某鋼廠地處豫南重鎮，年產合格鋼水約300萬t，在鋼鐵冶煉的過程中產生各種鋼渣為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的鋼渣回收生產線。該生產線采用“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濟的干法處理工藝，本項目的產品方案如下表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，優質圓錐破碎機作為細碎設備，采用寬帶高效新型帶磁技術，經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線緊鄰布置，兩個區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線，破碎、篩分、磁選等設備安裝于封閉轉運站內，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，轉運站及輸送機通廊數量較少，工程投資較低。

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

3 結論與展望

在充分研究國內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缺點，提出了一種新型的干法渣處理工藝流程。結合工程實踐應用，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、過鐵保護等優點，現場生產各項性能指標達到設計預期，取得了良好的經濟效益和社會效益。本工藝高效、經濟的特性，已經在國內外多個工程中得到了驗證，具有廣闊的市場應用前景。