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1 前言
轉(zhuǎn)爐鋼渣是煉鋼過程中所排出的廢渣，是煉鋼生產(chǎn)所帶來的必然產(chǎn)物。目前我國每年鋼渣排放量約8000萬t，僅鞍鋼2010年排放量就達到280萬t。鋼渣除部分提取含鐵物料外，大部分被堆放閑置，既污染周圍環(huán)境又占用大量土地。因此如何有效的高附加值利用鋼渣是鋼鐵企業(yè)面臨的重要課題。
鞍山鋼鐵集團礦渣開發(fā)公司與國內(nèi)研究院所合作，于2008年在鞍鋼鲅魚圈鋼廠建成了全國第一條熔融鋼渣熱悶生產(chǎn)線，其熔融鋼渣直接熱悶的創(chuàng)新工藝是對原有的傳統(tǒng)悶渣方式的一次根本性變革。該生產(chǎn)線達到國際先進水平，先進的工藝裝備，科技含量高，經(jīng)濟效益好，環(huán)境污染少，能耗低，使鋼渣有害成分充分消解，消除不穩(wěn)定現(xiàn)象，為實現(xiàn)鋼渣的“零排放”奠定基礎。
2 鋼渣前期處理方法
鋼渣中一般含有7%~10%的金屬鐵，磁選加工后，可回收其中98%左右的金屬鐵;除金屬鐵外，鋼渣的主要礦物組成為硅酸二鈣、硅酸三鈣、鐵酸鈣及RO相等，與水泥熟料化學成分相似，可作為建材材料。但目前我國鋼渣的綜合利用率僅達到10%，其利用率很低的原因是鋼渣中含有的游離氧化鈣(f-CaO)、游離氧化鎂(f-MgO)等有害成分和水反應生成氫氧化鈣Ca(OH)2、氫氧化鎂Mg(OH)2等物質(zhì)，其體積大幅度膨脹，用做回填材料、道路材料、水泥和混凝土摻合料、建材制品均會造成不同程度的干裂破壞。因此通過鋼渣的前期處理，消除其膨脹性，是鋼渣高附加值利用的關(guān)鍵。
目前國內(nèi)的鋼渣前期處理方法有很多，其中應用較多的有悶渣法、熱潑法、水淬法、風淬法、盤潑法、滾筒法等。這其中大部分方法都是以冷卻粉化為目的，并不能有效消除鋼渣的膨脹性，使得鋼尾渣沒有得到很好的應用。只有悶渣法從物理、化學兩方面都對鋼渣的性質(zhì)進行了改變，消解了其中的有害成分，為鋼渣真正意義上的高附加值利用創(chuàng)造了條件。
3 鋼渣熱悶方法的優(yōu)點
悶渣法是近些年興起的一種先進的鋼渣前期處理工藝，其原理是利用鋼渣余熱，在容器內(nèi)加入噴淋水后使形成蒸汽，使鋼渣自解粉化。
鋼渣熱悶有著其他方法無法比擬的優(yōu)點：
首先鋼渣熱悶符合現(xiàn)代化鋼廠短流程的需要。棄渣法、熱潑法等傳統(tǒng)方法處理鋼渣少則需要十幾天，多則要一個來月，才能使熔渣完全冷卻。相比傳統(tǒng)鋼渣處理方式，悶渣法只需要一天的時間，如鞍鋼鲅魚圈鋼廠采用的熔融鋼渣熱悶工藝，整個處理周期只需要23小時，使生產(chǎn)流程大幅縮短，提高了生產(chǎn)效率，符合現(xiàn)代化鋼鐵企業(yè)的發(fā)展要求。
其次，鋼渣熱悶處理技術(shù)便于從鋼渣中提取含鐵物料。鋼渣中含有的含鐵物料被鋼渣緊密包裹，含鐵物料提取率的高低，很大程度取決于鋼渣粉碎的程度，因此大多數(shù)的鋼渣磁選工藝都采用多級破碎磁選的方式。悶渣法利用鋼渣自身余熱，用蒸汽對鋼渣進行粉化，鋼渣粉化率高，渣鐵分離徹底，使后續(xù)的鋼渣破碎磁選加工減少了破碎量，降低了設備磨損和材料損耗，便于鋼鐵物料的提取。
最后，鋼渣熱悶也是鋼尾渣實現(xiàn)高附加值應用的前提。由于悶渣消解了鋼渣的有害成分，消除了鋼渣的膨脹性，因此磁選后的鋼尾渣可在工程回填、道路施工等建筑行業(yè)得到廣泛應用;隨著近年來鋼渣粉磨技術(shù)的發(fā)展，鋼尾渣研磨加工成超細微粉，可以作為礦物摻合料用于水泥和混凝土的生產(chǎn)。鋼尾渣的高附加值應用，使得鋼鐵企業(yè)真正意義上做到了鋼渣零排放，且符合現(xiàn)代化鋼鐵企業(yè)可持續(xù)發(fā)展和多角化業(yè)務的需要。
4 鋼渣熱悶生產(chǎn)線的特點與工藝流程
鞍鋼礦渣開發(fā)公司鲅魚圈分公司鋼渣熱悶生產(chǎn)線是采用熔融鋼渣熱悶工藝，是對傳統(tǒng)的鋼渣熱悶方式的一次革命性轉(zhuǎn)變。熔融鋼渣熱悶使悶渣周期大幅縮短，而且粉化率高、渣鐵分離徹底、有害成分消解完全;實現(xiàn)了用最少的時間、最低的成本對鋼渣進行了效果最好的前期處理，為鋼渣的100%高附加值應用創(chuàng)造了有利條件。
鞍山鋼鐵集團公司礦渣開發(fā)公司鲅魚圈熔融鋼渣熱悶在離鲅魚圈煉鋼作業(yè)區(qū)相距不到50米的區(qū)域進行，使鋼渣熱悶成為與煉鋼生產(chǎn)密不可分的環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)爐車間出渣后由過跨車將渣罐運進鋼渣處理間，熔融鋼渣由行車運至渣處理工位，倒入熱悶裝置中;移動式排蒸汽罩移動到熱悶裝置上，開始打水冷卻直到表面凝固為止;打水產(chǎn)生的蒸汽通過排蒸汽罩有組織排放后，排汽罩移走;用挖掘機松動鋼渣，保證裝置內(nèi)鋼渣表面無積水，之后進行第二次倒渣(重復上一次過程);在將渣池倒?jié)M后，蓋上熱悶裝置蓋，開始噴水霧;噴水一定時間，停止噴水熱悶，再噴水如此反復進行到14小時，開蓋后用挖掘機將渣挖出用汽車運送到鋼渣磁選加工生產(chǎn)線。
鞍鋼鲅魚圈鋼廠熔融鋼渣熱悶生產(chǎn)線自2008年9月正式投產(chǎn)以來，經(jīng)過兩年半時間的驗證，效果十分理想，理化指標均滿足國家標準。其中熱悶處理后的鋼渣浸水膨脹率可達到2%以下，鋼渣熱悶后穩(wěn)定性良好，符合將鋼渣用于道路基層材料、工程回填等的穩(wěn)定性性能指標要求。
在鲅魚圈熔融鋼渣熱悶生產(chǎn)過程中，經(jīng)過鞍鋼礦渣開發(fā)公司技術(shù)人員的不斷技術(shù)改造和創(chuàng)新，成功解決了悶渣爆炸、熔渣攪拌不均勻、渣池襯板易損壞、循環(huán)水利用、鋼渣余熱回收等一系列技術(shù)難題，使該工藝逐漸走向成熟。鞍鋼鲅魚圈鋼廠熔融鋼渣熱悶生產(chǎn)線貫徹了循環(huán)經(jīng)濟、可持續(xù)發(fā)展的理念，實現(xiàn)了產(chǎn)品、技術(shù)、效益、環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。而熔融悶渣工藝所帶來的短流程、短周期的高效率，以及鋼渣的高粉化率，廢鋼的高提取率和對鋼渣膨脹性的消解等效果，將使熔融鋼渣熱悶工藝成為今后國內(nèi)鋼渣前期處理的發(fā)展趨勢。
