煉鋼鑄余渣回收及綜合利用范文

本站小編為你精心準備了煉鋼鑄余渣回收及綜合利用參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

《煉鋼》2017年第6期

摘要：鑄余渣主要含有C2S、C3S及少量鋁酸鹽和玻璃質，粒度小于1mm的鑄余渣占比為53.11%，通過10mm過篩可獲得41%的鑄余渣尾粉。在水泥預粉磨中外摻6%的鑄余渣，粉磨過程沒有出現“飽磨返料”的現象，表明其易磨性較好，但粉磨產量下降4t/h，因此，單獨粉磨鑄余渣經濟性不佳，需搭配各類混合材共同粉磨。在水泥中外摻6%的鑄余渣后各項指標滿足GB175—2007《通用硅酸鹽水泥》。將鑄余渣用于替代28%的磷渣微粉后的強度均有所降低，但后期強度可滿足GB/T14902—2012《預拌混凝土》的使用要求。

關鍵詞：鑄余渣；回收；混合材；粉磨

0前言

LF鋼包爐是借助電弧加熱、造還原渣和底吹氬氣攪拌等手段，達到快速脫氧、脫硫，均勻鋼水溫度、成分以及有效去除鋼水中夾雜物的高效鋼二次精煉設備，煉鋼就是煉渣，由此產生的LF精煉渣，即是鑄余渣[1]。目前，對鑄余渣的處理都是與普通轉爐鋼渣混在一起翻倒于渣場內，冷卻后磁選加工。由于鑄余渣在冷卻過程中為緩冷，最初的β型C2S相變為γ-C2S，導致鑄余渣產生自然粉化現象[2-3]，大量的細粉料極易產生粉塵，污染環境。目前，我國主要是將鑄余渣進行熱態循環再生利用，熱態渣有兩種循環途徑，分別為倒入空包返回和倒入下一爐鋼水返回精煉爐熱態鋼渣循環利用[4-5]。由于鑄余渣倒入空包返回轉爐出鋼，其周轉周期較長，余熱利用值大大降低，操作難度大，因此，企業采用的較少。考慮到鋼渣硫容量等問題，大多數鋼鐵企業一般循環利用3次左右，并根據循環次數不同采取不同的循環量[6]。現攀鋼也采用在線循環利用法，已回收利用23%的鑄余渣，剩余的因現有條件所限只能運往渣場處理。目前，鞍鋼每年鑄余渣產生量約30萬t，曾開展過用于轉爐助熔劑的研究。通過對鑄余渣進行篩分、磁選，再運送到渣料倉，通過稱量與少量黏結劑及其它物料配料后進入碾壓機混均，最后通過壓球機制成球狀實體。但由于鋼種不同使得鑄余渣種類較多，對其分類要求較為嚴格，在實際操作中難以實施[7]。攀鋼年產鑄余渣約5萬t，CaO含量約50%，Fe2O3含量平均小于2%，這與水泥熟料成分較為相近。經過相關研究認為，若能充分利用其所富含的Al2O3、CaO，使其替代轉爐鋼渣用于水泥混合材，將可以解決部分廢渣循環利用的問題。

1試驗原理

鑄余渣從其組成大致可以分為五大類：CaO-CaF2渣系、CaO-Al2O3-CaF2渣系、CaO-Al2O3渣系、BaO-MgO-Al2O3-SiO2渣系、含鋁灰的脫硫渣系。由于種類較多，在煉鋼區域無法加以區分，在實際操作中只能將其混合處理和加工。將鑄余渣經過簡單篩分、磁選，渣、鐵分離后分別使用，回收的精料返回電爐冶煉，尾渣則可用于水泥混合材。

2試驗條件和方法

2.1試驗條件和目的

結合實際生產進行規模試驗，為此需新建一條簡易的處理生產線，實現渣、鐵的分離和尾渣的收集利用。確定合理的鑄余渣分選工藝，在最大限度回收廢鋼鐵的同時，確保尾渣產品的合格率，為工業性試驗應用提供原料；其次，開拓尾渣在水泥中的應用研究，開展規模性試驗，探索鑄余渣在工業實際中的應用情況，為規模消化鑄余渣創造可行條件。探索鑄余渣在水泥中適宜的添加比例，確保水泥重要指標的合格和穩定。

2.2鑄余渣的預處理

某渣場有一條鋼渣處理生產線，其工藝流程較為復雜，各皮帶落差較大，而鑄余渣大部分為粉料，由其進行分選處理，如果環保措施未跟上，就會產生嚴重的粉塵污染，同時也會降低回收率。為避免上述問題的出現，需單獨設計一條生產線。該生產線專門用于鑄余渣的處理，需具備篩分、磁選功能，既能除渣回收其中的廢鋼鐵，還能利用干凈的尾渣粉。結合原鋼渣處理生產線具有的篩分、磁選功能，對其進行微縮簡化建設，以最短的流程實現分選。首先，由裝載車或是貨車將鑄余渣輸送至料倉，料倉垂直正下方是出料口，然后通過皮帶輸送，在其末端是永磁輥筒，可將鑄余渣分離為渣鋼和尾渣，尾渣進入震動分離篩，物料在此被分成2個不同規格的成品：0~10mm的渣粉和大于10mm的尾渣塊。

2.3試驗方法

2.3.1鑄余渣的特性

鑄余渣的特點是含鐵量少、堿性高、氧化鈣含量在45%～55%，粉狀物料含量多，易粉化。

2.3.2試驗方法

為了獲得適用于水泥混合材的鑄余渣，將鑄余渣進行分選，生產出尾粉，為了解鑄余渣作為水泥混合材的使用效果，先在試驗室開展水泥膠砂試驗，了解活性及安定性，然后在水泥粉磨站開展規模試驗。

3鑄余渣用于水泥混合材的試驗研究

3.1鑄余渣分選試驗

將60t鑄余渣原料運至改建后的鑄余渣處理生產線。由于鑄余渣粉料比例較大，且細度過細，極易形成粉塵污染，分選難度較大，為此，只能小批量進行喂料分選。

3.2試驗室

試驗為了解鑄余渣作為水泥混合材的使用效果，按照水泥熟料和石膏分別為95%和5%的基準配比進行摻合料試驗。將鑄余渣以20％的比例替代水泥熟料，并分別用20%和30%的粉煤灰替代熟料，不同鑄余渣和粉煤灰摻量下各物料的物理性能見表3。由表3可見，鑄余渣摻量在20％時，28d抗壓強度符合水泥的相應強度等級要求，并略高于摻粉煤灰的物料，且安定性合格。表明將鑄余渣按20％的替代量作為水泥混合材使用，可以滿足水泥的各項性能指標要求。

3.3規模試驗

某水泥公司2×60萬t水泥粉磨站以煤矸石電廠現有2×135MW機組的粉煤灰和爐渣為主要原料，采用無需生料粉磨和煅燒的工藝，生產高效能復合硅酸鹽水泥。水泥粉磨采用二套由覫3.2×13m球磨機組成的開路系統，當水泥比表面積為400～440m2/kg時，每套系統產量45~55t/h。

4鑄余渣用于混凝土混合材的試驗研究

4.1鑄余渣粉磨試驗

前述試驗室及工業性試驗表明，鑄余渣在成分及活性方面均具備作為水泥混合材的各項要求，這表明也可擴展鑄余渣在混凝土中的應用途徑，為此，在某建材公司進行了試驗性研究。該公司是以粉磨電爐磷渣和煤矸石為主要原料的混凝土摻和料生產企業，現有的生產模式是電爐磷渣與煤氣發生爐產生的煤矸石分別按70%及20%的配比，外加鈦石膏，配料后通過覫2.2×11m球磨機粉磨至300目，產品主要供應混凝土攪拌站。該公司只有一條粉磨生產線，沒有試驗室條件，因此，只能根據前期在水泥廠的試驗結果，將鑄余渣在大球磨機進行粉磨后作為混凝土混合材使用。為保證混合材的質量穩定，磷渣的替代量為28%（20/70=28%），即替換相對量的20%。為了解鑄余渣作為混凝土摻和料的使用效果，按表9的材料比進行粉磨試驗。

4.2試驗原材料

本次試驗原材料主要為電爐磷渣、煤矸石、鑄余渣。

4.3試驗內容

粉磨過程中由于鑄余渣細度過細，存在著和前述水泥粉磨時一樣的情況，鑄余包裹鋼球進而影響粉磨效果，臺時產量減少近2t/h，而磷渣也因細度問題常會產生“糊球”情況，為此需要搭配煤矸石爐渣進行“洗磨”，以便粉磨的順利進行。

4.4試驗結果

本次試驗用P•O42.5級水泥，比表面積為315m2/kg的磷渣微粉，采用C∶W∶S∶G=360∶200∶820∶1020的配合比，并用磷渣微粉按40%等量取代水泥，再用20%的鑄余渣替代磷渣微粉。

5結論

（1）根據鑄余渣小于1mm粒徑占53.11%的特性，簡易改裝普通鋼渣處理生產線對鑄余渣進行篩分處理，可獲得41%的鑄余渣尾粉，該尾粉可作為水泥及混凝土混合材使用。（2）在水泥預粉磨中外摻6%的鑄余渣，粉磨過程沒有出現“飽磨返料”的現象，表明其易磨性較好，但粉磨產量下降4t/h，因此，單獨粉磨鑄余渣經濟性不佳，需搭配各類混合材共同粉磨。（3）在基準水泥中外摻6%的鑄余渣后，其各項指標與常規水泥相近，滿足GB175—2007規定的各項性能指標要求。（4）用20%的鑄余渣替代磷渣微粉作為混凝土摻和料所配制的混凝土，其各齡期抗壓強度均有所下降，但后期強度可滿足GB/T14902—2012規定的使用要求。

參考文獻：

[1]宋素格,王三忠,張振申.連鑄鑄余渣的返回利用[J].鋼鐵研究,2013,46(6):54-58.

[2]丁廣友,徐志榮,史翠薇,等.LF熱態鋼渣循環再利用技術的開發與應用[J].煉鋼,2006,22(4):12-15.

[3]李國宏,莫文海.LF精煉爐熱態鋼渣循環利用[J].冶金叢刊,2009,82(4):16-18.

[4]蘇興文,宋武,李曉陽.LF爐精煉爐渣用作轉爐助熔劑[J].中國廢鋼鐵,2009,63(3):61-63.

[5]呂延春,孫碩猛,張祥,等.一種精煉渣回收并在轉爐回吃的使用方法[P].CN102337373,2012.

[6]徐建明.用液態狀鐵渣或鋼渣利用轉爐直接煉電石的方法[P].CN100368289C,2006.

[7]王菲,楊軍,徐畔來.LF精煉爐渣性能探討[J].甘肅冶金,2010,32(4):12-14.

作者：錢強 單位：攀枝花鋼城集團有限公司