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鋼渣

鋼渣——煉鋼過程中的一種副產(chǎn)品。它由生鐵中的硅、錳、磷、硫等雜質(zhì)在熔煉過程中氧化而成的各種氧化物以及這些氧化物與溶劑反應(yīng)生成的鹽類所組成。鋼渣含有多種有用成分：金屬鐵2%～8%，氧化鈣40%～60%，氧化鎂3%～10%，氧化錳1%～8%，故可作為鋼鐵冶金原料使用。

鋼渣的礦物組成以硅酸三鈣為主，其次是硅酸二鈣、RO相、鐵酸二鈣和游離氧化鈣。鋼渣為熟料，是重熔相，熔化溫度低。重新熔化時，液相形成早，流動性好。鋼渣分為電爐鋼渣、平爐鋼渣和轉(zhuǎn)爐鋼渣3種。

國外鋼渣利用

日本目前的鋼渣有效利用率已達(dá)到95%以上，轉(zhuǎn)爐渣和電爐渣的利用方向分為外銷、自使用、填埋 。

德國目前的鋼渣有效利用率達(dá)98%以上，其主要利用方向?yàn)橥两ā⑥r(nóng)肥以及配入燒結(jié)和高爐進(jìn)行再利用。德國已將轉(zhuǎn)爐渣用于加固萊茵河港口和謬司河岸。

美國目前的鋼渣有效利用率達(dá)98%，其主要利用方向（燒結(jié)和高爐再利用、筑路）的鋼渣用量占總鋼渣利用量的65%以上。美國的8條主要鐵路均用鋼渣作鐵道渣。美國研究機(jī)構(gòu)對氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐渣性能進(jìn)行研究，開發(fā)出利用鋼渣去除土壤含水層中有機(jī)物與無機(jī)物的使用途徑。

瑞典通過向熔融鋼渣中加入碳、硅和鋁質(zhì)材料對鋼渣進(jìn)行成分重構(gòu)，在回收渣中渣鋼后將鋼渣用于水泥生產(chǎn)。加拿大將處理后的鋼渣用于道路建設(shè)。阿拉伯地區(qū)利用電弧爐鋼渣（分級）作為混凝土摻合料配制出屬性更好的混凝土。

目前國內(nèi)鋼渣主要處理工藝有：熱潑法、風(fēng)淬法、滾筒法、粒化輪法、熱悶法。其中熱潑法、滾筒法、熱悶法最為常用，在此對其工作原理和優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行簡單介紹。

熱潑法

（1）渣線熱潑法

將鋼渣傾翻，噴水冷卻3～4天后使鋼渣大部分自解破碎，運(yùn)至磁選線處理。此工藝的優(yōu)點(diǎn)在于對渣的物理狀態(tài)無特殊要求、操作簡單、處理量大。

其缺點(diǎn)為占地面積大、澆水時間長、耗水量大，處理后渣鐵分離不好、回收的渣鋼含鐵品位低、污染環(huán)境、鋼渣穩(wěn)定性不好、不利于尾渣的綜合利用。

（2）渣跨內(nèi)箱式熱潑法

該工藝的翻渣場地為三面砌筑并鑲有鋼坯的儲渣槽，鋼渣罐直接從煉鋼車間吊運(yùn)至渣跨內(nèi)，翻入槽式箱中，然后澆水冷卻。　此工藝的優(yōu)點(diǎn)在于占地面積比渣線熱潑小、對渣的物理狀態(tài)無特殊要求、處理量大、操作簡單、建設(shè)費(fèi)用比熱悶裝置少。

其缺點(diǎn)為澆水時間24h以上、耗水量大、污染渣跨和煉鋼作業(yè)區(qū)、廠房內(nèi)蒸汽大、影響作業(yè)安全。鋼渣穩(wěn)定性不好、不利于尾渣綜合利用。

滾筒法

高溫液態(tài)鋼渣從溜槽流淌下降時，被高壓空氣擊碎，噴至周圍的鋼擋板后落入下面水池中。此工藝的優(yōu)點(diǎn)在于流程短、設(shè)備體積小、占地少、鋼渣穩(wěn)定性好、渣呈顆粒狀、渣鐵分離好、渣中f－CaO含量小于4%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）、便于尾渣在建材行業(yè)的應(yīng)用。

其缺點(diǎn)為對渣的流動性要求較高、必須是液態(tài)稀渣、渣處理率較低、仍有大量的干渣排放、處理時操作不當(dāng)易產(chǎn)生爆炸現(xiàn)象。

熱悶法

待熔渣溫度自然冷卻至300～800℃時，將熱態(tài)鋼渣傾翻至熱悶罐中，蓋上罐蓋密封，待其均熱半小時后對鋼渣進(jìn)行間歇式噴水。急冷產(chǎn)生的熱應(yīng)力使鋼渣龜裂破碎，同時大量的飽和蒸汽滲入渣中與f－CaO、f－MgO發(fā)生水化反應(yīng)使鋼渣局部體積增大從而令其自解粉化。

此工藝的優(yōu)點(diǎn)在于渣平均溫度大于300℃均適用，處理時間 短（10～12h），粉化率高（粒 徑20mm以下者達(dá)85%），渣鐵分離好，渣性能穩(wěn)定，f－CaO、f－MgO含量小于2%，可用于建材和道路基層材料。

其缺點(diǎn)為需要建固定的封閉式內(nèi)嵌鋼坯的熱悶箱及天車廠房、建設(shè)投入大、操作程序要求較嚴(yán)格、冬季廠房內(nèi)會產(chǎn)生少量蒸汽。

根據(jù)中國鋼渣的利用情況，應(yīng)對以下幾個方面進(jìn)行更為深化的研究：
1）對鋼渣成分和性能進(jìn)行深入了解，為鋼渣的開發(fā)利用提供理論依據(jù)。

2）加強(qiáng)鋼渣處理技術(shù)的研究，以解決鋼渣內(nèi)所含的游離氧化鈣（f－CaO）和氧化鎂（MgO）遇水后易膨脹的問題，還有由于鋼渣中的Ca、Si、Al三大元素相對偏低，所形成的硅酸鹽總量與水泥熟料相差過大（近45%）的問題。

3）通過推廣鋼渣作冶煉（燒結(jié)、高爐、煉鋼）熔劑的應(yīng)用技術(shù)，充分利用其中所含的鐵、鈣、鎂、錳等成分的同時，還可以節(jié)省大量能源。加強(qiáng)鋼渣作回填和筑路材料的研究。

4）由于鋼渣中的硅酸二鈣和硅酸三鈣礦物結(jié)晶完整，晶粒粗大致密，粉磨的細(xì)度難以達(dá)到要求。所以，制造高性能鋼渣微粉的難點(diǎn)在于開發(fā)針對鋼渣的特殊磨粉工藝和設(shè)備。

鋼渣是一種“放錯了地方的資源”。鋼渣的綜合利用不但可以消除環(huán)境污染，還能夠回收利用創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益，是可持續(xù)發(fā)展的有效途徑，對國家、對社會都具有十分重要的意義。

爐渣

爐渣又稱溶渣。火法冶金過程中生成的浮在金屬等液態(tài)物質(zhì)表面的熔體，其組成以氧化物（二氧化硅，氧化鋁，氧化鈣，氧化鎂）為主，還常含有硫化物并夾帶少量金屬。

爐渣

冶煉過程產(chǎn)生的棄渣數(shù)量很大，如生產(chǎn)1噸生鐵產(chǎn)生約0.3～1噸高爐渣；由銅精礦產(chǎn)生1噸陽極銅產(chǎn)生冶煉渣約5～6噸。不返回基本冶煉流程的棄渣應(yīng)加以綜合利用。爐渣可以做鑄石制品；水淬渣用于生產(chǎn)水泥，渣磚或可吹制成礦渣棉，作保溫、隔熱材料。爐渣還可以代替砂石做道碴。高爐渣亦可用作銅冶煉過程的熔劑或作澆鑄鋼錠時的保護(hù)渣原料。含P2O5高的煉鋼渣用作農(nóng)業(yè)磷肥。銅冶煉水淬渣可作表面處理用的噴砂材料。工廠鍋爐排出的爐渣，常被視為垃圾，不僅占用田地，而且污染環(huán)境。世界上爐渣已被廣泛用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域。