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浅谈炼钢炉渣的综合利用
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２０１３年２４期 科技－向导 ◇科技论坛◇ 浅谈炼钢炉渣的综合利用 宋雅丽 （兰州资源环境职业技术学院甘肃兰州 ７３００２１） 【摘要】随着我国钢铁企业的快速发展， 产生的炉渣也逐渐增加。本文针对炼钢炉渣利用的必要性进行了分析、研究，并对钢铁冶金中产 生炼钢渣的利用现状及不足进行了探讨，为了达到了冶金工业废渣的高效利用， 也为了提高炼钢炉渣附加值和达到节能减排。炼钢炉渣在钢铁 企业内部的循环利用将是今后钢渣综合利用的发展方向之一，结合当代炼钢企业的发展现状，探讨炼钢炉渣的综合利用，着重从炼钢炉渣内循 环利用与外循环利用分析，主要剖析炼钢炉渣在冶金原料、建筑材料、农业农肥和酸性土壤改良剂以及制备微晶玻璃方面的应用。 【 关键词】钢渣；综合利用；节能减排 ０． 引言 钢铁工业是国民经济的基础产业．在国家经济快速发展的形势 首都钢 铁公司 ４４． ００ １５．８６ ３．８８ １０．０４ ２２．３７ １．１１ １．３４ ０＿８０ 下，钢铁工业也呈现出跳跃式发展的态势．随着我国钢铁企业的迅 速发展，长时间堆存的冶金废弃物也Ｅｌ益增加。不仅占用了土地、严 重污染周边环境，而且浪费了大量的资源。钢渣作为炼钢工艺流程 铁公司 ４１． 本溪钢 １４ １５．９９ ３．００ ９．２２ １２．２９ １．３４ ０．５６ Ｏ． ８Ｏ 的衍生物随着钢产量的提高年产量不断递增。冶金工业作为一个废 弃物排出量较大的工业部门．其治理程度直接影响到环境治理水 唐山钢 ４０＿铁公司 ３Ｏ ｌ３．３８ ２．５４ ９．Ｏ５ ｌ２．７３ １．８８ １．４０ ０． ８４ 平，对环境的治理是实现社会可持续发展的重要手段。固体废弃物 的处理是环境治理的重要方面． 进行这方面的研究符合国家的产业 政策，有广阔的发展前景。近几年冶金技术发展迅速．工艺过程中产 太原钢 铁公司 ４９． ８０ １４．２２ ２．８６ ９．２９ ８．７９ １．０６ Ｏ．５６ １．５７ 生了越来越多的废渣． 这部分废弃物的有效利用值得我们进一步去 探讨。 马鞍山 据统计，每生产Ｉｔ粗钢都会排放约１３０ｋｇ的钢渣、４０ｋ ｇ含粉渣及 钢铁公 ４３．司 １９ １５．５５ ３．８４ ３．４２ ５．１９ ２．３ｌ １．４０ ３．５６ 其他废料。全世界每年排放钢渣量约１－１．５亿ｔ 。我国国内积存钢渣已 有１亿ｔ以上。且每年仍以数百万吨的排渣量递增． 我国钢渣的利用 ２． ３炼钢炉渣的内循环利用 率较低，约为３６％。若不综合利用，钢渣会占用越来越多的土地、 污染 内循环指钢渣在钢铁冶金内部利用． 作为烧结矿的原料和炼钢的 环境造成资源的浪费．影响钢铁工业的可持续发展。 返回料 １． 炉渣的来源 ２． ３．Ｉ烧结矿熔剂 １． １由造渣材料或炉料带入的物质 利用渣中的ＣａＯ， 代替部分石灰石作烧结熔剂使用，烧结矿中加 加入石灰、白云石、萤石等，金属材料中的泥沙或铁锈， 也将使炉 入适量的炉渣后。有利于烧结造球和提高烧结速度。另外。 转炉渣中的 渣中含有（ＦｅＯ）、（Ｓｉ０２）等。这是炉渣的主要来源。 Ｆｅ和Ｆｅ０的氧化放热可以补偿钙、镁碳酸盐分解时所需要的热量。有 １． ２元素的氧化产物 利于降低烧结矿的燃料消耗。 含铁原料中的部分元素如Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、ｉｃｅ等氧化后生成的氧化物。 ２．３．２高炉或化铁炉熔剂 如ＳｉＯ２、ＭｎＯ、ＦｅＯ、Ｐ２０５等。 将转炉渣作为高炉或化铁炉熔剂直接使用．不但可以节省大 １－３炉衬的侵蚀和剥落材料 量的石灰石和白云石。而且可以节省大量的热能。由于目前高炉 由于高温、化学侵蚀、机械冲刷等方面原因使炉衬剥落．则耐火材 多利用高碱度烧结矿或熔剂性烧结矿冶炼．已经基本上不用石灰 料进入渣中 石和白云石．因此直接返回代替石灰石和白云石的使用将受到限 １．４合金元素脱氧产物及炉渣脱硫产物 制。 如用Ａｌ脱氧生成的（Ａｌ ），用Ｓｉ脱氧生成的（ｓｉｏ ），以及脱硫产 物（ｃａｓ）等。 ２．３．３做炼钢返回渣 ２． 炼钢炉渣的利用 将转炉终渣作为下一炉冶炼时的初渣使用．可以是冶炼初期成渣 ２．１目前钢渣的利用途径主要有以下几种： 快减少初期渣对炉衬的侵蚀。另外。目前普遍使用的溅渣护路工艺。 也 （１）从钢渣中分选回收废钢和钢粒。 消耗了大量的炼钢炉渣，大幅度降低了耐火材料的消耗。 （２）钢渣用作冶炼熔剂。 ２． ４炉渣的外循环利用 （３）钢渣用作筑路材料。 钢渣的外循环主要是指用于建筑建材行业。 （４）生产水泥。 ２．４．Ｉ钢渣用作建筑材料 （５） 生产钢渣砖。 （１）用于生产水泥。 ２＿２利用炼钢炉渣作冶金返回原料 碱度高、有很好的水硬性。 如果熔剂钢渣的碱度及其各氧化物之 炼铁炉渣中含４０％一５０％ＣａＯ．５％一１５％的ＴＦｅ以及２％左右的 间的分子配比和冷却速度合理．常温下与水作用的主要矿物组成硅 ＴＭｎ，具有较高的利用价值。我国部分钢铁企业的炉渣成分如下表所 酸三钙、硅酸二钙、和铁铝酸四钙能产生一定的强度。早在７０年代 示。 就已经开始利用钢渣来生产水泥，由于钢渣的后期强度较高。配加 表１ 我国部分企业炼钢炉渣的化学组成 部分水泥熟料．利用熟料早期强度高的优势．制成的钢渣水泥具有 企业名称 炼钢炉渣的化学组成（质量分数） 各龄期强度高、耐磨、抗渗等优点。钢渣掺量一般为１５％左右。 （２）用于筑路材料。 ＣａＯ ｓｉ０２ Ａｌ２０３ ＭｓＯ ｌ ＦｅｚＯ￣ Ｍｎ０ Ｐ２０５ Ｆ－Ｃａ ０ 钢渣碎石具有比重大、强度高、磨损率小、耐磨等特点。国外 作者简介：宋雅丽（１９６８一），讲师，工程师，研究方向为冶金技术的教学与研究。 ４ｌ８
◇科技论坛◇ 科技一向导 ２０１３年２ ４期 ４０％的钢渣用来修筑公路．国内目前也大力向筑路发展。 （３）用于建材生产。 钢渣含ＦｅＯ、ＣａＯ、ＳｉＯ：等氧化物，可作为生产砖．砌块等建材。 钢渣经过磨细和加入添加剂．可降低ｆＣａＯ的不安定性．适合做建筑 材料。 ２．４． ２用作农肥和酸性土壤改良剂 钢渣含ｃａ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｐ等元素，可根据不同元素的含量做不同的 应用，我国用钢渣改良土壤始于２Ｏ世纪５Ｏ年代末、６０年代初。 １９５８—１９ ６０年．中国科学院东北林业土壤研究所对全国各地主要炼 ４． 小结 钢渣的综合利用和有效回收是现代钢铁工业技术进步的重要标 志之一，是钢铁企业解决废钢短缺。降低生产成本、 提高企业经济效益 高磷铁水炼钢时．在不加萤石造渣的情况下回收的初期含磷渣． 将其直 的重要措施，也是保护环境、减少污染、 化害为利、变废为宝、利国利 接破碎磨细．生产磷肥。１９８４ １９８５年中科院开展了钢渣的农用试验 民的良策。世界上钢铁生产大国都较重视钢渣的综合利用。炼钢 研究，在用量、用法、粒度、土种、肥度及作物品种、形状、抗性和肥 生产过程中在消耗大量燃料和矿物的同时会产生大量的炉渣．如 果让这些容易丢弃，不但不利于环境的保护．更不利于资源的合 种对比等十个方面，取得了可喜进展。 理利用与节能减排。所以应根据各冶金企业的具体情况．采取适合 ２．４． ３钢渣制备微晶玻璃 的方法对它们进行回收利用。不断实现炼钢炉渣的利用率．减轻对环 中进行田间肥度试验。１９６５～１９７３年中科院南京土壤研究所对含磷较多 的平炉钢渣加工粉化，用于水稻、黄豆作物试验。利用在使用的中、 国外有关钢渣制备微晶玻璃的报告很早．我国这方面研究较 晚．但已取得了很大的进展 钢渣的综合利用具有良好的社会效益和经济效益．已被越来越 多的人士所认识 钢厂的平炉钢渣进行了分析研究．将加工的粉化钢渣用于不同的土壤 图１ 钢渣循环利用图 境的污染，实现我国钢铁工业又好又快发展。● 【参考文献】 ［１］王社斌，许并社．钢铁节能减排技术【Ｍ］