钢铁冶金渣风碎法处理技术的发展与节能减排

摘?要 近年来，钢渣量随着我国钢铁工业的迅速发展而有增无减。由于钢铁企业对钢渣处理与利用技术发展的失衡，某些钢铁企业在钢铁创益之后对废弃的钢渣处理不当，为社会生活带来了一系列不便，还阻碍了土地的合理利用，造成严重的环境污染。钢铁企业要想健康发展并实现清洁生产，就必须对钢渣进行合理、有效地处理，这样不仅可降低企业生产成本，提高了经济效益，还能切实保护生态环境。而不同的钢渣处理方法也会对钢渣的合理利用产生不一样的影响。本文就钢铁冶金渣风碎法处理技术的发展与节能减排提出一些看法。

关键词 风碎法技术；发展；节能减排

中图分类号 TN914 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)062-0181-01

相对于我国钢渣产生量占粗钢量的百分之十五到百分之二十这一现状，我国钢渣的整体利用水平仍然低下，比起发达国家超过百分之九十钢渣利用率，我国百分之五十的利用比例差距实在太大。近些年来，钢渣量数随着我国钢铁工业的迅猛发展而居高不下这一现象也加大了环保压力。对于尚处于发展中国家的中国来说，尽可能地提高钢铁工业废渣的利用率，不仅降低了能源损耗并加强了环保力度，还能促进经济的可持续发展，提高经济效益。因此，要提高对钢渣合理有效的利用，就必须首先解决钢渣处理的问题。

1 风碎法处理技术的发展

二十世纪八十年代初，日本福山钢管公司和三菱重工合作第一次建成风碎粒化钢渣的生产线，只是当时技术滞后，不仅成本高、压缩空气消耗量大，而且设备及其复杂，但却不易控制操作，而且处理能力较小，因此不适合推广使用。接着八十年代中期的时候，马钢根据我国国情的考量，开始投入大量的钢渣风碎处理技术研究的试验，从中提炼出了新的钢渣风碎技术，并在1988年申请到钢碴风碎技术的中国专利权。

二十世纪九十年代初，四川成都钢铁厂顺利购买了马钢风碎钢渣专利的使用权，还在此基础上对马钢的研究提出改进并不断完善，终于在1992年，将国内第一条风碎钢渣生产线投入实践，并在后来的使用中不断发现问题、持续改进，还用改进的研究内容申请了国家专利，让国内风碎钢渣生产技术在钢渣处理领域初现茅庐。于此同时，马钢三钢厂因为生产设施不够完备和生产技术不过关等原因，在投入实际生产的一段时间后中止了。直到九十年代末期，才将风碎钢渣工艺与兴建第四钢轧总厂一并

实施。

风碎钢渣法是将渣罐内装有的液态钢渣运到风碎装置处倾翻，使熔渣从罐中流出来，通过高压压缩空气吹散，碎散成微小颗粒，并通过罩式锅炉内对高温空气和小颗粒所散发热量的回收来捕集渣粒，使其落人冷却水池，而细小的钢渣颗粒遇水后残留的石灰会消解，这就是风碎法处理钢渣并回收利用的原理。由此可见，在风碎过程中，消除了钢渣之中的不稳定相。

风碎钢渣技术根本性的克服了高温液态钢渣遇水就会爆炸的难题，解决了很多现有钢渣处理技术上的问题，并且风碎钢渣设备操作简单，容易控制，耗气量少，生产成本也相当低，节约了大量能源，获得的产品粒级分布很均匀，稳定性很好，可直接被工业化投入利用，现在已成为宝钢、成都钢厂和石家庄钢厂等相继推广使用的核心技术之一。

2 风碎钢渣处理工艺如何做到节能减排

风碎钢渣法比起热泼法和滚筒水淬法，在处理时熔渣冷却得极快，经EDS分析表明：全铁含量在以铁酸钙为主的矿物中占到百分之三十二点五，并汇集了钢渣中大多数的铁氧化物，这项分析表明，风碎渣中氧化程度较高的是铁元素。钢渣在风碎法处理后的结构稳定性比较好，矿物颗粒细小而匀称，有利于直接资源化利用，所以将风碎渣用于建材或相关领域是相当合适的。

2.1 风碎渣用于生产水泥

从上个世纪70年代起，钢渣已被用来参与水泥的生产。风碎钢渣碱度较高，且具有相当良好的水硬性。由风碎钢渣取代铁粉进行煅烧，不仅上火速度极快，而且底火稳定，让每一步生产工序都基本趋于正常水平。若是运输成本较低时，硫酸渣等含铁原料完全可以被风碎钢渣取代来调节水泥的铁质。把风碎渣磨制成微粉，掺入到水泥中，只要掺入适量，很大程度上不会影响水泥质量，制成的钢渣水泥有耐磨、抗渗等优点，还可以节约水泥熟料，改善水泥终端产品的色泽。

只是风碎渣中含有大量铁酸钙，若风碎渣作为水泥掺和料使用时，其反应和胶凝活性并没有水淬渣应用的稳妥，因此，一定要控制好风碎渣的掺入量。

2.2 风碎钢渣在筑路材料中的应用

钢渣越来越多的被用来修筑公路，比起普通砂的物理性能，由于风碎渣密度较大，会比普通砂更为坚固，但并不影响混凝土路面的强度，况且风碎渣比较干净清洁。风碎钢渣砂有一定的活性，一定程度上增加了混凝土的强度。比起同期的黄砂混凝土，风碎钢渣路面混凝土的后期强度高出很多，完全能够满足施工要求。据马钢技术中心进行的一系列试验表明，风碎渣取代黄砂做混凝土细集料，性能更为优异。马钢新区二厂路就是用风碎渣做铺设路面混凝土的细集料，路面浇注砼光整度相当好，抗折强度表现得尤其充分。

2.3 风碎钢渣应用于其它建筑材料

首钢资源综合利用科技开发公司对马钢提供的部分风碎钢渣进行了试验，试验结果表明，风碎钢渣是唯一能够直接用于工业化生产钢渣产品，对泡沫混凝土砌块、耐磨沥青混合料、普通预拌砂浆和外墙保温抹面砂浆等建材材料有很大的帮助。马钢近年来的研究结果也表明这种论证结果是合理可行的。

2.4 风碎钢渣应用于制备微晶玻璃

国外关于钢渣制备微晶玻璃比我国研究较早。美国利用钢渣制造的微晶玻璃，比器普通玻璃要有较好的耐化学腐蚀性和高出两倍的耐磨性。西欧用钢渣制造彩色玻璃陶瓷和透明玻璃作地面瓷砖及墙面装饰块。我国虽有所滞后，但也已经取得了相当大的进步，先后研制出了微晶玻璃和不同原料、主相的钢渣微晶

玻璃。

2.5 风碎钢渣用作农肥和酸性土壤改良剂

钢渣富含硅、钾、铜、磷等元素，对不同元素的含量应作不同的应用。二十世纪六十年代末，中国科学院东北林业土壤研究所通过分析研究全国各地主要炼钢厂的平炉钢渣，把加工的粉化钢渣应用到各种不同的土壤中，来进行田间肥度试验。六十年末到七十年初，中科院南京土壤研究所加工粉化了含磷较多的平炉钢渣，将其用于水稻、黄豆作物试验。八十年代中期，中科院对钢渣的农用试验进行了研究，在农用的方方面面均取得了很大进展。现在，我国钢渣磷肥和钙镁磷肥就是用钢渣生产的磷肥品种。

3 结束语

对钢渣的科学处理和综合利用会取得良好的社会效益和经济效益，与国外钢渣基本排用平衡相比，虽然我国对钢渣进行了治理和合理利用，但技术或其他各层面都并不完善。应科学合理地规划对钢渣的利用，加强钢渣处理技术的研究工作，根据具体生产条件，采用合理的行之有效的加工处理方法，尽可能地对钢渣进行充分利用，并不断提高利用水平，推动钢铁企业深入开展资源综合利用工作，提高企业经济效益，并最大力度地解决环境污染问题，用行动来坚持可持续发展战略。

参考文献

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作者简介

李亚寿（1953—），男，汉族，大学学历，炼焦化学工程师，从1989年起长期从事钢铁冶金系统环境污染防治技术和管理工作。