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钢渣处理工艺主要有下列几种:
(1)热泼工艺。热熔钢渣倒入渣罐后,用车辆运到钢渣热泼车间,利用吊车将渣罐的液态渣分层泼倒在渣床上(或渣坑内)喷淋适量的水,使高温炉渣急冷碎裂并加速冷却,然后用装载机、电铲等设备进行挖掘装车,再运至弃渣场。需要加工利用的,则运至钢渣处理间进行粉碎、筛分、磁选等工艺处理。
(2)盘泼水冷(ISC法)。在钢渣车间设置高架泼渣盘,利用吊车将渣罐内液态钢泼在渣盘内,渣层一般为30~120mm厚,然后喷以适量的水促使急冷破裂。再将碎渣翻倒在渣车上,驱车至池边喷水降温,再将渣卸至水池内进一步降温冷却。渣子粒度一般为5~100mm,最后用抓斗抓出装车,送至钢渣处理车间进行磁选、破碎、筛分、精加工。
(3)钢渣水淬工艺。热熔钢渣在流出、下降过程中,被压力水分割、击碎,再加上熔渣遇水急冷收缩产生应力集中而破裂,使熔渣粒化。由于钢渣比高炉矿渣碱度高、粘度大,其水淬难度也大。为防止爆炸,有的采用渣罐打孔,在水渣沟水淬的方法并通过渣罐孔径限制最大渣流量。
(4)风淬法。渣罐接渣后,运到风淬装置处,倾翻渣罐,熔渣经过中间罐流出,被一种特殊喷嘴喷出的空气吹散,破碎成微粒,在罩式锅炉内回收高温空气和微粒渣中所散发的热量并捕集渣粒。经过风淬而成微粒的转炉渣,可做建筑材料,由锅炉产生的中温蒸汽可用于干燥氧化铁皮。
(5)钢渣粉化处理。由于钢渣中含有未化合的游离CaO,用压力0.2~0.3MPa,100℃的蒸汽处理转炉钢渣时,其体积增加23%~87%,小于0.3mm的钢渣粉化率达50%~80%。在渣中主要矿相组成基本不变的情况下,消除了未化合CaO,提高了钢渣的稳定性。此种处理工艺可显著减少钢渣破碎加工量并减少设备磨损。
钢渣的利用途径有以下几方面:
(1)用于冶金原料。烧结矿中配入5%~15%粒度小于8mm的钢渣代替熔剂,不仅可回收利用渣中钢粒、氧化铁(TFeO),氧化钙(CaO)、氧化镁(MgO)、氧化锰(MnO)、稀有元素(V、Nb……)等有益成分,而且可作为烧结矿的“增强剂”,显著地提高烧结矿的质量和产量;钢渣代替石灰石作为高炉或化铁炉的熔剂,即可利用渣中有益成分,节省熔剂(石灰石、白云石、萤石)消耗,又可改善高炉渣或化铁炉渣的流动性,增加铁的产量;转炉炼钢时,每吨钢使用高碱度的返回钢渣25kg左右,并配合使用白云石,可以使炼钢成渣早,减少初期渣对炉衬的侵蚀,有利于提高炉龄,降低耐火材料消耗,此外还可以富集和提取渣中稀有元素。
(2)用于建筑材料。钢渣在铁路、公路、路基、工程回填、修筑堤坝、填海造地等工程中使用,国内外均有相当广阔的实践,钢渣的性能好、强度高、自然级配好,是良好的建筑石材,钢渣的化学成分与水泥类似,具有水硬胶凝性,因此可以作为无熟料或少熟料水泥的原料,也可作为水泥熟料的配料。
(3)钢渣用于农业。钢渣是一种以钙、硅为主含多种养分的、具有速效又有后劲的复合矿物质肥料。除硅、钙外钢渣中尚含有微量的锌、锰、铁、铜等元素,对作物生长起一定促进作用。有些钢渣含磷较高,可生产钙镁磷肥和钢渣磷肥。
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