钢渣热焖技术

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。

世界金属导报/2011年/3月/1日/第024版循环经济鞍山钢铁集团公司矿渣开发公司国内率先采用转炉熔融钢渣热闷技术编者按：我国钢铁生产中，每生产一吨钢产生100~130kg的钢渣，排放的钢渣中含有10%左右的金属铁，如果钢渣不加处理，这部分含铁资源白白流失，若钢尾渣不综合利用，排放的渣也给周围环境造成严重危害，破坏土地植被结构，污染空气与水体。

因此，实现钢渣科学处理与综合利用，既保护环境，又能达到节约能源、化害为利的目的。

然而由于钢渣中含有游离氧化钙（f-CaO）、游离氧化镁（f-MgO），如不经稳定化消解处理，应用在道路工程、建材制品及工业建筑物等会出现膨胀开裂现象，这是目前我国钢渣利用率低的关键问题。

为了发展循环经济，走可持续发展的道路，实现钢渣“零”排放，鞍山钢铁集团公司矿渣开发公司在国内率先采用转炉熔融钢渣热闷工艺技术，实现了钢渣的高粉化率，废钢的高提取率和对钢渣膨胀性的消解，为钢渣的100%高附加值应用创造了有利条件。

1.前言转炉钢渣是炼钢过程中所排出的废渣，是炼钢生产所带来的必然产物。

目前我国每年钢渣排放量约8000万t，仅鞍钢2010年排放量就达到280万t。

钢渣除部分提取含铁物料外，大部分被堆放闲置，既污染周围环境又占用大量土地。

因此如何有效的高附加值利用钢渣是钢铁企业面临的重要课题。

鞍山钢铁集团矿渣开发公司与国内研究院所合作，于2008年在鞍钢鲅鱼圈钢厂建成了全国第一条熔融钢渣热闷生产线，其熔融钢渣直接热闷的创新工艺是对原有的传统闷渣方式的一次根本性变革。

该生产线达到国际先进水平，先进的工艺装备，科技含量高，经济效益好，环境污染少，能耗低，使钢渣有害成分充分消解，消除不稳定现象，为实现钢渣的“零排放”奠定基础。

2.钢渣前期处理方法钢渣中一般含有7%~10%的金属铁，磁选加工后，可回收其中98%左右的金属铁；除金属铁外，钢渣的主要矿物组成为硅酸二钙、硅酸三钙、铁酸钙及RO相等，与水泥熟料化学成分相似，可作为建材材料。

几种成功应用的钢渣处理技术钢铁工业生产过程中产生大量包括钢渣在内的各种固体废料，不仅占用耕地，污染环境，还浪费资源。

对钢渣进行处理及综合利用，是钢铁工业可持续发展的任务之一。

以下几种是已在工程实践中获得成功应用的钢渣处理技术。

一．余热自解热闷工艺。

该工艺主要由热闷装置、多级破碎、筛分、磁选装置、输送系统、除尘系统、水循环系统和自动控制系统组成。

将转炉出来的钢渣倒在渣坑中，待钢渣温度冷却到600℃左右时装入闷罐中，通过控制向闷罐中喷洒的水量和喷水时间使钢渣在闷罐内高温淬化、冷却。

罐内水和钢渣产生复杂的温差冲击效应及物理化学反应，使钢渣淬裂。

这种热闷工艺可实现钢渣100％处理；钢渣粉化率高，热闷处理的钢渣，粒度在10ｍｍ以下的占总数的60％以上；钢和渣分离效果好，易于磁选，金属回收品位可达：废钢ｗ（TFe）＞95％、渣钢ｗ（TFe）＞80％。

经热闷处理后的钢渣游离氧化钙和游离氧化镁质量分数小于2％。

二．钢渣浅盘热泼工艺。

该工艺主要由高架浅盘、排渣台车、冷却水池、输送、破碎、筛分、磁选系统、除尘系统、水循环系统和自动控制系统组成。

炼钢生产过程中产生的温度达1500℃流动性好的熔渣先倾入渣罐，运至处理线后倒入高架浅盘上放流、喷水，使钢渣急速降温至700℃左右，然后将浅盘上的钢渣翻进排渣台车中再次喷水冷却至200℃左右；再倒入水池第3次冷却。

冷却过程中，游离氧化钙和游离氧化镁与水发生化学反应，体积膨胀，大部分钢渣被粉化。

然后进行破碎、筛分、磁选；选出粒铁和渣铁进入金属料仓，尾渣则按粒径分别进入尾渣仓后运出成为建材原料；冷却用水经沉淀冷却后循环使用。

三．钢渣风碎粒化处理工艺。

装满液态钢渣的渣罐由天车吊运至倾翻支架上，将钢渣倾入中间包。

钢渣依靠重力经出渣口进入流渣槽流到粒化器前方，粒化器喷出的高速气流将钢渣击碎，液态钢渣收缩凝固成直径约2mm左右的球形颗粒，落入冷却水池中快速冷却。

池中的钢渣通过螺旋机快速提升至干燥器内干燥，然后由皮带机输送经过磁选机实施废钢与尾渣的分离。

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。

钢渣热闷处理技术一、概述钢渣由转炉产生，吨钢产渣量约200kg，钢渣的组成来源于铁水与废钢中所含铝、硅、锰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；侵蚀下来的炼钢炉炉衬材料，脱氧用合金的脱氢产物和熔渣的脱硫产物等。

我国的钢铁企业每年产生大量的钢渣，很多采用弃渣法处理，这不仅占用土地资源，污染环境，同时也因堆渣、运渣等问题，影响炼钢的正常生产。

我公司根据多年的实践，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工线，它的基本设备构成有：破碎机、辊压机、振动筛、磁选机、皮带机等设备构成，最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、干混砂浆，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。

（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：高碱性钢渣，C3S C2S含量65% 75%稳定性：冷却膨胀率约10%抗压性：压碎值为20.4%-27.5%。

三、钢渣处理工艺总体描述钢渣资源综合利用工艺包括：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250mm的常温块渣，核心技术是热闷工艺。

其处理方法是：熔融状态的钢渣被置于的渣盘中，用平车送到渣跨自然冷却至300~400℃，待炉渣固化后用桥式起重机翻出并装入闷渣池（或热闷罐），待闷渣池（罐）装满后，关闭池（罐）盖水封闭匀热，然后进行间歇喷水热闷处理，通过调节水渣比，喷水强度、排气量并控制排水，使闷渣池（罐）维持足够的饱和蒸汽和较高水浸温度，从而达到满意的处理效果，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。

2、钢渣深加工工艺即破碎、筛分磁选系统，处理工艺如图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，磁盘除铁后送陈化场堆放，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)进入带液压保护颚式破碎机，皮带机上安装磁选机，选出的渣钢通过皮带机送入渣钢场。