钢渣热闷工艺原理及流程

钢渣处理工艺炼钢企业对钢渣的处理中，普遍采用的处理方式是先将钢渣热闷，然后进行废钢提纯，热闷是对钢渣的一次处理，废钢提纯是对钢渣的二次处理。

1.1 钢渣的热闷热闷法是钢渣余热自解工艺的代表技术。

此工艺的原理是将1300-1500 ℃的钢渣倾翻在热闷装置中，当温度冷却到800 ℃左右后，盖上闷坑盖，喷水产生饱和蒸汽，利用水汽与钢渣中的游离氧化钙(f-CaO) 和游离氧化镁(f-MgO) 反应产生的体积膨胀应力，使钢渣冷却、龟裂，钢渣进而粉化。

钢渣的粉化，消除了钢渣的不稳定性，钢和渣也自然分离，便于金属回收。

该技术解决了钢渣中f-CaO、f-MgO造成的钢渣稳定性差的问题，可提高钢渣利用率。

钢渣的热闷处理是一次处理，就是在炼钢的过程中产生红渣，冷却的时候采用喷水或空冷的方式，这是初步处理。

当前钢铁企业对钢渣的一次处理中采用热闷工艺比较简单，就是将钢渣的余热充分利用起来，将冷水注入到有盖的容器中，钢渣中的热量就会变成蒸汽，钢渣中所含有的热量释放处理之后，经过膨胀冷缩物理反应，可以分离出渣铁。

钢渣经过热闷处理之后能够保证稳定的性能，其中游离态的CaO不会影响钢渣的性能。

这样处理后的钢渣可以当作原料使用，比如用于制作钢渣微粉，也可以制作钢渣砖等等。

对钢渣的处理中采用热闷工艺，热闷装置是最为重要的。

从热闷装置的构成上来看，主要包括三个部分，即热闷坑、水封槽和热闷盖，钢渣在装置中经过热闷之后产生分解反应。

采用热闷法处理钢渣，当转炉车间有钢渣产生之后，就使用渣罐车运动渣罐到炉渣间，渣罐由铸造起重机吊起来之后，热熔钢渣倒入到热闷装置当中，进行打水，直到钢渣的表面出现了凝固状态，使用挖掘机将大块的钢渣打碎，确保钢渣的表面没有积水，之后再一次打水处理，对钢渣振捣，如此循环往复，然后进行下一次装渣。

当热闷渣坑中的钢渣量已经达到70%以上，就使用吊车将热闷坑盖吊起，盖在上面，自动喷水，合理控制，蒸汽产生，此时钢渣中所含有的游离氧化钙和氧化镁都能够得到消解。

热焖法钢渣处理及综合利用工程实践发表时间：2014-11-25T11:38:10.967Z 来源：《价值工程》2014年第5月中旬供稿作者：唐碧军[导读] 热焖法就是利用钢渣余热，在有盖容器内加入冷水后使其成为蒸汽，使钢渣得到消解，通过膨胀冷缩达到渣铁分离。

唐碧军 TANG Bi-jun （新兴铸管股份有限公司，武安 056300）（Xinxing Ductile Iron Pipes Co.，Ltd.，Wuan 056300，China）摘要：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，据钢铁工业协会统计数据显示，2012年钢渣产生量为6228万吨，如果处置利用不当，不仅污染周边环境，而且钢渣的含铁成分也白白浪费。

钢渣的处理与利用巳成为钢铁企业发展循环经济、保护生态环境的一项紧迫任务。

Abstract: The converter slag is the waste residue generated in BOF steelmaking process, which is an inevitable by-product of steel-making. According to the statistical data of Iron and Steel Industry Association, in 2012, the steel slag production was 62280000 tons. If used improperly, it will not only pollute the surrounding environment, but also waste the slag iron components. Steel slag processing and utilization have become an urgent task for the iron and steel enterprises to develop recycling economy and protect the ecological environment.关键词：转炉钢渣；炼钢；生态环境 Key words: converter slag；steelmaking；ecological environment 中图分类号：TF042 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）14-0279-02 1 转炉钢渣处理技术的确定随着炼钢工艺、造渣制度以及钢渣物化性能的多样性和利用上的多种途径，国内外的钢渣资源化处理工艺也呈现出多样化，有冷弃法、焖渣法、滚筒法、热泼法、风淬法、盘泼法、水淬法、粒化轮法等。

钢渣热焖技术作者：郁建宁来源：《现代商贸工业》2014年第06期摘要：介绍了钢渣的形成和性质，分析了钢渣热焖的基本原理，钢渣热焖的工艺流程及技术特点，钢渣热焖技术应得到推广。

关键词：钢渣；钢渣热焖；推广中图分类号：TB文献标识码：A文章编号：16723198（2014）060192011 钢渣的形成和性质1.1 钢渣的形成钢渣是炼钢过程中为了去除钢中杂质而副产的物质。

它包含脱硫、脱磷、脱氧产物及因之而加入的造渣剂，如石灰、萤石、脱氧剂等；金属料中带入的泥砂；铁水和废钢中的铝、硅、锰等氧化后形成的氧化物；作为冷却剂或氧化剂使用的铁矿石、氧化铁皮、含铁污泥等；炼钢过程中侵蚀下来的炉衬材料等。

1.2 钢渣的性质1.2.1 钢渣的物理性质碱度较低的钢渣呈黑灰色，碱度较高的钢渣呈褐色、灰白色。

钢渣密度为3.1～3.6g/cm3；转炉渣粉的体积密度为1.74g/cm3。

含水率为3%～8%，容重1.32～2.26t/m3，抗压强度高达300MPa，冲击强度为15次，莫氏硬度为5～7。

1.2.2 钢渣的化学成分钢渣的化学成分主要为：2 钢渣热焖技术基本原理钢渣热焖技术就是通过向加盖的热焖渣池中喷水，有效利用液态钢渣所含的余热，将水变成蒸汽，并产生饱和蒸汽压，蒸汽在一定的压力下与钢渣充分接触，由于发生了游离氧化钙和游离氧化镁水化以及硅酸二钙晶形转变，体积增大，产生的巨大的膨胀力使钢渣开裂、粉化，实现渣钢分离。

经热焖技术处理后的钢渣，游离氧化钙、游离氧化镁和C3S通过各自反应生成稳定产物。

钢渣膨胀机理分为以下两种状况：（1）钢渣中氧化镁和氧化钙不能与二氧化硅等充分反应，形成了游离氧化镁和游离氧化钙，这两种物质化学性质不稳定，遇水即发生如下反应：（2）钢渣中C3S冷却到一定温度下分解，反应式如下：式（3）反应过程中，钢渣体积也发生膨胀.其生成的游离氧化钙又可与水发生式（1）的膨胀反应。

3 钢渣热焖工艺流程钢渣热焖工艺流程为：转炉倒渣→渣罐→渣车运输到渣跨→起重机吊运渣罐→焖渣坑倒渣→挖掘机翻渣→盖焖渣盖→喷水→热焖→揭盖→出渣。

一、热闷钢渣作业工艺流程1.热闷作业前准备1.1清理热闷池底部，保证池底干燥无明水。

1.2用大于300mm的渣块将排水口堵住，目的是防止液态渣入池后流入回水通廊造成爆炸。

1.3在池底用干渣铺垫300~400mm，防止液态渣入池后与底部板坯粘连相连。

1.4用盖板将水封槽封盖，防止渣罐倒渣过程中有液态渣进入水封槽。

2.倒渣作业2.1渣罐由炼钢车间经过跨平车运至炉渣跨，经双方确认后由天车指挥作业人员指挥80t铸造行车将渣罐吊运至指定热闷池上方。

指挥作业人员指挥天车将液态渣倒入热闷池，倒渣作业期间严禁用渣罐磕碰池壁使液态渣流出。

2.2渣罐中液态渣全部入池后，由热闷工持打水管向池内液态渣打水，激冷至液态渣表面变黑后，由挖掘机将池内钢渣翻转搅拌，继续由热闷工打水，直至池内钢渣再次变黑后，再用挖掘机翻转搅拌。

如此反复3~4次后，直至无可视液态红渣。

2.3上述过程连续作业4~5次，至钢渣到达热闷池容量的80%，可将热闷盖盖上进行热闷作业生产。

3.热闷作业3.1将水封槽上盖板移至下座准备生产用热闷池并盖在水封槽上。

3.2由指挥作业人员指挥天车将热闷盖吊运并盖在热闷池上，并摘钩。

3.3热闷工向水封槽内注水，水深保证300mm左右。

3.4热闷工将打水管路接到热闷渣盖上，将打水本地控制切换至远程控制，此后由中控室人员完成后期热闷工作中打水控制。

3.5中控室人员在接到现场人员报告后，将程序中打水参数调整至热闷所需参数后，时刻通过监控关注现场情况及热闷池相关设备反馈的现场实际参数，做出相应的工艺调整。

3.6热闷过程持续12小时左右，热闷池温度到达70%左右时，中控室通告现场热闷工开盖出渣。

4.出渣作业4.1热闷工将打水远程控制切换至本地控制，并将打水管路从热闷盖上分离。

4.2指挥作业人员指挥行车将渣盖吊起，放到热闷盖存放指定区域。

4.3挖掘机在热闷工指挥下将热闷好的钢渣挖出并装入自卸车。

4.4钢渣全部挖出后，在环境温度允许的情况下，热闷工进入热闷池清理排水口处的钢渣保证排水口畅通无阻。

钢渣热处理岗位操作规程目的规范不锈钢部生产准备车间所属岗位钢渣热处理标准化操作，达到稳定生产，提高服务质量和降低系统损耗的目的。

范围本规程适用于山东泰山钢铁集团有限公司不锈钢部钢渣热处理。

引用文件3.1《清洁生产标准钢铁行业（炼钢）》3.2《炼钢安全规程》4 热闷渣作业流程5热闷渣工艺条件及介质要求5.1工艺条件钢渣：钢渣温度≥1100℃钢渣入池规格：正常＜50cm池底:保留（30～50）cm厚的钢渣5.2介质要求钢渣入池之前温度:正常≤800℃控制水量：（8～37）m³/h冷却循环水压力：0.8 MPa打水间隔:1h6．热闷渣工岗位操作规程6.1岗位职责负责渣盆准备及指挥天车挂、摘链子，卸、装渣盆，对钢渣进行热处理。

6.2上岗前6.2.1按规定穿戴好劳保用品，严禁酒后上岗。

6.2.2按时参加点名，列队到钢渣热处理值班室。

6.2.3按时召开班前会，传达上级指示﹑上班生产中存在问题及处理情况，清楚本班生产任务和安全注意事项。

6.2.4检查员工劳保穿戴是否齐全。

6.3交接班6.3.1检查本岗位区域卫生情况，是否符合本岗位卫生要求。

6.3.2了解上班生产情况（做到及时维护确保正常生产）、设备运转及安全情况。

6.3.3正点双方值班长签字交接班，认真核实交接班记录，进行对口交接。

6.3.4与上班进行安全交底。

6.4岗位操作。

6.4.1操作前认真检查热闷池、水封槽、热闷盖、冷却水管是否完好，天车吊具、渣盆挂耳、渣池内壁等处于完好状态，安全警示牌齐全6.4.2热闷工必须对8m3渣盆结壳情况进行判断，较厚的为确保安全，必须到磕盆区把结盖的表面撞碎。

6.4.3行车主钩挂好停稳，热闷工必须在通道上挂好副钩。

6.4.4重挂副钩时，热闷工应确定站位安全，行车主钩停稳，才允许挂副钩，行车工接到指令，才可进行起吊操作。

6.4.5卸渣盆：渣跨车进入厂房必须有专人指挥，观察渣盆装渣是否均匀，不能过于倾斜。

对表面结壳的渣盆情况进行正确判断，如果较厚必须先到磕盆区域把表面结壳撞碎，严禁与热闷池相撞。

钢渣热焖技术介绍了钢渣的形成和性质，分析了钢渣热焖的基本原理，钢渣热焖的工艺流程及技术特点，钢渣热焖技术应得到推广。

标签：钢渣；钢渣热焖；推广TB1 钢渣的形成和性质1.1 钢渣的形成钢渣是炼钢过程中为了去除钢中杂质而副产的物质。

它包含脱硫、脱磷、脱氧产物及因之而加入的造渣剂，如石灰、萤石、脱氧剂等；金属料中带入的泥砂；铁水和废钢中的铝、硅、锰等氧化后形成的氧化物；作为冷却剂或氧化剂使用的铁矿石、氧化铁皮、含铁污泥等；炼钢过程中侵蚀下来的炉衬材料等。

1.2 钢渣的性质1.2.1 钢渣的物理性质碱度较低的钢渣呈黑灰色，碱度较高的钢渣呈褐色、灰白色。

钢渣密度为3.1～3.6g/cm3；转炉渣粉的体积密度为1.74g/cm3。

含水率为3%～8%，容重1.32～2.26t/m3，抗压强度高达300MPa，冲击强度为15次，莫氏硬度为5～7。

1.2.2 钢渣的化学成分钢渣的化学成分主要为：2 钢渣热焖技术基本原理钢渣热焖技术就是通过向加盖的热焖渣池中喷水，有效利用液态钢渣所含的余热，将水变成蒸汽，并产生饱和蒸汽压，蒸汽在一定的压力下与钢渣充分接触，由于发生了游离氧化钙和游离氧化镁水化以及硅酸二钙晶形转变，体积增大，产生的巨大的膨胀力使钢渣开裂、粉化，实现渣钢分离。

经热焖技术处理后的钢渣，游离氧化钙、游离氧化镁和C3S通过各自反应生成稳定产物。

钢渣膨胀机理分为以下两种状况：（1）钢渣中氧化镁和氧化钙不能与二氧化硅等充分反应，形成了游离氧化镁和游离氧化钙，这两种物质化学性质不稳定，遇水即发生如下反应：（2）钢渣中C3S冷却到一定温度下分解，反应式如下：式（3）反应过程中，钢渣体积也发生膨胀.其生成的游离氧化钙又可与水发生式（1）的膨胀反应。

3 钢渣热焖工艺流程钢渣热焖工艺流程为：转炉倒渣→渣罐→渣车运输到渣跨→起重机吊运渣罐→焖渣坑倒渣→挖掘机翻渣→盖焖渣盖→喷水→热焖→揭盖→出渣。

焖渣处理后，钢渣冷却到50℃用铸造起重机将热焖渣盖移至焖渣盖支架后，焖渣坑开始出渣，用挖掘机将坑内炉渣抓起装车外运。

钢渣热闷工艺说明1、装合适量的钢渣（满池的75%—80%）开始打水，使得钢渣达到合适的温度（操作的经验可以得出：钢渣入池温度必须控制在300—800℃范围之内，因为只有在这个范围内热态钢渣才不会再次的结成大块甚至板结，这就要求对钢渣的种类，出炉时间以及冷却程度要准确掌握，根据经验判断是否可以处理。

另外，为了钢渣入池温度控制在300—800℃范围之内，也可以让高温固态钢渣每一罐入池后，再打水冷却至钢渣表面为暗红色为止，这时钢渣温度基本上就控制在这个范围之内了）。

首先、确保水系统时刻畅通无阻，并定期及时对给水系统进行彻底清理。

其次、高温钢渣每罐入池后，必须保证每打水冷却一次，挖掘机必须松动一次，要有一个良好的热闷效果必须保证装渣不能密集压实甚至板结，只有这样才能保证在打水过程中，池内钢渣有良好的透水性；另外，在红渣入池过程中，渣块直径不能大于1米，防止对下面的钢渣形成“保护伞”影响透水性，只有这样才能保证高温的钢渣与水能够充分发生物理化学反应进行粉化。

最后、盖后的打水也是至关重要的，但是必须保证一个原则，那就是第一次打水必须打透。

也就是说，第一次打水必须保证水能够从池内的顶部渗透到热闷池的底部，使池内每块钢渣都能与水完全接触。

2、做好热闷前准备，现场人员通知控制室人员，可以开始后，由控制室人员点击画面开始热闷按钮，热闷开始。

首先预热10分钟这期间，所有的阀都是关闭的；10分钟之后，根据池子温度情况自动判断，自动控制阀的开关，及其调节调节阀的开口度，以使得时刻保持一个良好的热闷环境。

主要是蒸汽的控制，蒸汽对钢渣来说不仅提供了水而且提供了温度，池内蒸汽量是否饱和也直接影响热闷效果。

因此，要有一个良好的热闷效果必须根据蒸汽量的温度时刻调节阀来保证池内有大量的饱和的蒸汽与钢渣反应。

程序说明书如下：（以一个热闷池说明）主程序先调用FC9(热电偶信号)把四个温度检测值转递到LW0-LW6中，再把值除以10，输出到DB103数据块作为HMI信号。

钢渣处理一、热闷法1.一吨钢渣有12%的废钢，1600摄氏度液态钢渣，用高压水喷成10mm的钢渣，温度由1600摄氏度降到800摄氏度，再进行倒渣坑，温度可降到320摄氏度，压力P=0.3MP,经热闷8~12小时变成8~10mm的钢渣。

2.工艺流程转炉钢渣热闷处理是目前钢渣处理的一种方式，其主要特点是将温度很高的钢渣（1600摄氏度）倒入渣坑内进行喷水后，盖上闷渣盖，在密闭的渣坑内热渣遇水产生大量饱和蒸气自行破裂粉化的工艺，该处理工艺为转炉钢渣的综合利用开拓新的途径。

1）钢渣余热自解热闷原理液态钢渣直接倒入热闷装置中，喷雾遇热渣产生饱和蒸气与钢渣中游离的氧化钙f-CaO, 游离氧化镁f- MgO 发生如下反应：f-CaO+H2O→Ca(OH)2 体积膨胀98%f-MgO+H2O→Mg(OH)2 体积膨胀148%由于上述反应致使钢渣自解粉化2）工艺流程液态钢渣→装入热闷装置（如坑闷）→盖上盖喷雾化水→蒸气热闷→钢渣粉化↓废钢→返回冶炼磁选回收废钢→尾渣→生产钢渣粉和水泥3）钢渣热闷法的技术特点（1）钢渣粒度小于20mm的量占60%~80%，都去了钢渣热泼工艺的多级破碎设备。

（2）钢渣分离效果好，大粒级的钢渣铁品位高，金属回收率高，尾渣中金属含量小于1%，减少金属资源的浪费。

（3）与其它工艺相比，钢渣热闷处理可使尾渣中的游离氧化钙（f-CaO）和游离氧化镁（f-MgO）充分进行消解反应，消除钢渣不稳定因素，使钢渣用于建材和道理工程安全可靠，尾渣的利用率可达100%。

（4）粉化钢渣中水硬性矿物硅酸二钙，硅酸三钙的溶性不降低，保证钢渣质量。

（5）钢渣粉化后粒度小，用于建材工业不需要破碎，磨细时亦可提高粉磨效率，节省电耗。

二、为何目前钢渣粉产量低主要原因是因为钢渣硬度较高，难以磨细，用传统的球磨机电耗大，生产成本高，企业利润少。

中国京冶工程技术有限公司经过广泛调研，确认法国FCB公司生产的卧式辊磨（HOROMILL），粉磨耗电低，试验结果钢渣的比表面积在400平方米/千克以上时，吨电耗仅为32千瓦时，为传统球磨机电耗的1/3，卧式辊磨机解决了钢渣粉生产的瓶颈问题。

钢渣热闷处理技术一.概述钢渣由转炉产生，吨钢产渣虽约200kg.钢渣的组成來源干诜水与废钢中所含铝.硅.储等元素氧化后形成的氧化物：金属料带入的泥沙：加入的造渣剂.如石灰、萤石等：作为氧化物或冷却剂使用的铁矿石、烧结矿、氧化铁皮等：侵蚀下來的炼钢炉炉衬材料•脫氧用合金的脫氮产物和熔渣的脫硫产物等。

我国的钢铁企业每年产生大虽的钢渣，很女采用弃渣法处理，这不仅占用丄地资源.污染环境•同时也因堆渣.运渣等问题，影响炼钢的正常生产。

我公司根据女年的实践.以最大限度实现钢渣循环利用为目的，总结出钢渣资源化深加丄线.它的基木设备构成有：破碎机.規压机.振动筛、磁选机、皮带机等设备构成.垠终产品为一定粒径的钢渣和渣钢。

根据不同的需求可作为炉料、冶炼溶剂.T•混砂浆.钢渣水泥的原料等。

二、钢渣性质钢渣性质因不同的钢厂及冶炼方法而有区别。

（1）钢渣主要化学成分（见下表）（2）、钢渣主要物化性质密度：3・ 2-3. 6g/cm3容重：80目标准筛渣粉，1. 74g/cm3易磨性：指数：标准砂1.钢渣为0・7活性：商碱性钢渣，C3S C2S含® 65% 75%稳定性：冷却膨胀率约10%抗斥性：压碎值为20. 4%-27. 5%e三、钢渣处理工艺总体描述钢渣资源综合利用匸艺包括：预处理工艺和钢渣加工工艺1、预处理工艺预处理的任务是把转炉排出的热熔渣处理成粒径小于2501血的常温块渣.核心技术是热闷丄艺c其处理方法是：熔融状态的钢渣被逬于的渣盘中，用平花送到渣跨自然冷却至300二100匸・待炉渣固化后用桥式起重机僦岀并装入闷渣池（或热闷罐），待闷渣池（罐）装满后，关闭池（雄）盖水封闭匀热.然后进行何歇喷水热闷处理，通过调节水渣比•喷水强度、排气址并控制排水•使闷渣池（罐）维持足够的饱和蒸汽和较岛水浸溫度，从而达到满总的处理效果，热闷完毕后开盖.用挖掘机挖出破碎后的钢渣进入钢渣深加工系统。

钢渣深加工工艺流程框图钢渣经格筛筛分，粒径大于250mm的渣沱经落锤破碎，磁盘除恢后送陈化场堆放，小于250mm经板式给料机、皮带机送去双层振动筛.筛上（粒径大于80mm）进入帶液圧保护额式破碎机，皮带机上安装磁选机. 选出的渣钢通过皮带机送入渣钢场°顿破出料和筛下料经皮带机送入下一级振动筛，该皮带机上安装磁选机，振动筛筛上料（粒径大于40mm）进入下一级帶液斥保护顿式破碎机.破碎机出料和筛下料通过皮带送入轮压机.该皮帶机上一样有磁选机选出渣钢》規斥机出料经双层振动筛分出三种产品，即-3mm, 10mm以上。

钢渣热闷处理及加工生产线工艺技术说明1规模钢渣处理能力见表1。

表 1 钢渣处理生产线渣处理能力注：生产200万吨/年的连铸坯生产能力产生的钢渣处理量。

2钢渣处理线工作制度热闷处理线工作制度为每年350天，钢渣加工生产线工作制度为每年330天，四班三运转连续工作制。

3产品方案产品方案见表2。

4工艺流程（1）渣罐使用及倒渣频率转炉渣采用8m3渣罐出渣，共2条炼钢炉；产渣率按20%考虑，采用一炉一罐制，平均每炉产渣12t，每日出渣1143t/d，共75罐渣，平均每炉出25罐渣。

本设计满足产钢200万t/年时的产渣量要求，排渣顺畅。

5转炉钢渣来料量转炉钢渣来料量见表3。

表 3 转炉渣量注：具备生产200万吨/年连铸坯生产能力时的渣量。

6钢渣热闷法原理热融钢渣直接放入热闷装置中，打水冷却，钢渣冷却到小于1100℃，加盖、喷水雾，钢渣与水进行反应：f-CaO + H2O → Ca(OH)2体积膨胀97.8%f-MgO + H2O → Mg(OH)2体积膨胀148%钢渣自解粉化，渣铁分离。

粉化后的钢渣消除了上述反应所造成的不稳定因素。

7钢渣热闷处理及加工工艺流程说明（1）工艺流程见图1。

图 1 钢渣热闷处理及加工工艺流程图（2）工艺流程说明转炉车间出渣后由过跨车将渣罐运进钢渣热闷处理间，由铸造桥式起重机将热熔渣罐吊至渣处理工位，倒入热闷装置中，开始打水冷却直到表面凝固为止，用挖掘机松动钢渣，保证装置内钢渣表面无积水，进行第二次倒渣（重复上一次过程）；经过重复过程，当热闷装置倒满渣后，盖上热闷装置盖，开始喷水雾，喷水一定时间，停止喷水热闷，再喷水如此反复进行到14小时，打开排气阀，卸出装置内余汽。

将回转装置盖打开，以便操作人员对热闷装置盖进行例行检查。

热闷后的转炉钢渣用挖掘机挖出放至钢渣槽内，由汽车转入钢渣堆场进行晾晒，然后桥式抓斗结合装载机将钢渣堆场中的钢渣装入上料斗，由胶带机分别送入破碎-筛分-磁选加工生产线。