隨著鋼產(chǎn)量的增長,鋼鐵工業(yè)產(chǎn)生固體廢棄物的總量越來越多。
目前,國內(nèi)大多數(shù)轉(zhuǎn)爐仍采用傳統(tǒng)的鋼渣處理工藝主要包括熱潑工藝和盤潑水冷(ISC法),這些傳統(tǒng)工藝大部分鋼渣以干渣的形式運(yùn)往棄渣場,堆成渣山,進(jìn)行集中處理,不僅要占用上千畝的土地,而且需要上千米的鐵路線,還需要鏟車、推土機(jī)、吊車等重型專用設(shè)備和龐大的生產(chǎn)和管理人員,因環(huán)境污染承受巨額的環(huán)保費(fèi),從而增加煉鋼成本。
隨著國家對(duì)環(huán)保和土地政策的加強(qiáng),開始出現(xiàn)一些新工藝,主要包括:
1)鋼渣水淬工藝:熱熔鋼渣在流出、下降過程中,被壓力水分割、擊碎.再加上熔渣遇水急冷收縮產(chǎn)生應(yīng)力集中而破裂,使熔渣?;?。
2)風(fēng)淬法:渣罐接渣后,運(yùn)到風(fēng)淬裝置處,傾翻渣罐,熔渣經(jīng)過中間罐流出,被一種特殊噴嘴噴出的空氣吹散,破碎成微粒,在罩式鍋爐內(nèi)回收高溫空氣和微粒渣中所散發(fā)的熱量并收集渣粒。
上述工藝仍存在以下弊病:該項(xiàng)工藝避免了鋼渣以干渣形式存在,但由于鋼渣堿度高、粘度大,其風(fēng)、水淬難度也大。處理過程中極易爆炸,作業(yè)率低,而且在處理過程中仍未解決污染嚴(yán)重的問題。
依目前生產(chǎn)條件和冶煉品種范圍,出渣溫度在1500~1560℃之間,噴濺渣不計(jì)入粒化渣比例之中。根據(jù)鋼渣在平面上自然展開的厚度可以分為四類:A類(30~80mm厚度/t);B類(80~120mm厚度/t);C類(120~200mm厚度/t);D類(200~450mm厚度/t)。
由于各廠家操作方式不同,有的是先倒出大部分終點(diǎn)渣,留爐內(nèi)一定量加護(hù)爐料,而后護(hù)爐,有的廠家直接用終點(diǎn)渣完全參與濺渣護(hù)爐而后出渣,這種渣流動(dòng)性和渣溫已降低了很多,溫度約降低100℃,粘度也增加了很多,估計(jì)已由A類渣降至C類渣,這種渣較A類渣周轉(zhuǎn)到進(jìn)入粒化器的可?;始s降低10%左右(70%?;?。
提高?;逝c操作方式和熔渣的性質(zhì)有關(guān)。即:A、B類渣加快渣罐的周轉(zhuǎn),預(yù)計(jì)每爐每班每罐重復(fù)使用10~14爐扣一次罐是可以實(shí)現(xiàn)的。由一些廠家試驗(yàn)得知:正常操作周轉(zhuǎn)的重罐渣倒出A、B類渣約可占70%,C類渣約占20%,D類渣不正常操作周轉(zhuǎn)約占10%。
渣處理方式有液態(tài)渣處理和低溫渣處理。
流動(dòng)性好的液態(tài)渣采用水淬鋼渣處理設(shè)備。該技術(shù)利用高溫鋼渣自身余熱和礦相組成發(fā)生變化時(shí)產(chǎn)生熱應(yīng)力、化學(xué)應(yīng)力、相變應(yīng)力及外界機(jī)械破碎力,使鋼渣快速冷卻、破碎,生成以硅酸三鈣和硅酸二鈣為主的顆粒狀成品渣。此項(xiàng)技術(shù)的核心是通過渣罐傾翻機(jī)構(gòu)(或天車傾翻)、?;鳌⒚撍D(zhuǎn)鼓、循環(huán)水系統(tǒng)合理的組合,短時(shí)間內(nèi)可以完成轉(zhuǎn)爐熔渣的全部粒化,取消了傳統(tǒng)近千平米的干渣處理場地和近千米的鐵路線及龐大的附屬設(shè)施。
對(duì)粘稠度較高的低溫冶金溶渣和流動(dòng)性較差的冶金溶渣采用軋片鋼渣處理設(shè)備進(jìn)行機(jī)械軋制,噴水冷卻,機(jī)械破碎,將傳統(tǒng)粒化方法無法?;囊苯鹑墼鼜?qiáng)行破碎?;⑶矣休^好的?;Ч?。該技術(shù)采用熱軋變形、冷態(tài)破碎相結(jié)合的工藝方法,可以對(duì)低溫冶金熔渣和高粘稠度的、流動(dòng)性差的冶金熔渣進(jìn)行低成本的粒化處理,并且可以控制熔渣顆粒的尺寸;該技術(shù)采用機(jī)械軋制、噴水激冷的處理方式,可以使鋼渣中的硅酸二鈣(C2S)和硅酸三鈣(C3S)含量提高,使鋼渣用于硅酸鹽水泥生產(chǎn),有利環(huán)境保護(hù),節(jié)約資源。
由于本技術(shù)采用機(jī)械軋制與機(jī)械破碎相結(jié)合的?;绞?,使粒化效果大大提高,并且容易控制熔渣顆粒的大小,可以降低下游加工作業(yè)的成本。
處理后的鋼渣應(yīng)具有相應(yīng)的穩(wěn)定性。即解決f-CaO、MgO的含量超標(biāo)所造成的體積膨脹問題(f-CaO含量應(yīng)小于3%,MgO含量應(yīng)小于13%);應(yīng)具有相應(yīng)的水硬膠凝性。(必須保證處理過程不使鋼渣中硅酸三鈣C3S和C2S水化,同時(shí)C2S呈β-C2S形態(tài)存在。)要滿足上述條件就要采用相應(yīng)的處理工藝,因此鋼渣的處理工藝是決定性因素。
鋼鐵渣作為鋼鐵生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品,不僅不是廢棄物,而是非常有價(jià)值的可利用資源。通過選用合適的處理工藝和綜合利用技術(shù),經(jīng)過“粒化”處理后的鋼渣成品為富含鐵元素的金屬顆粒(粒子鋼F5mm)和水渣(粒度F5mm),粒子鋼可作為燒結(jié)原料替代鐵礦石精粉。水渣可作為水泥礦渣微粉(水泥添加劑)生產(chǎn)線或水泥生產(chǎn)線的原料。(榕霖)