冶金固體廢棄物

1、冶金固體廢棄物處理及利用研究姓 名 康向文所在學(xué)院 職業(yè)技術(shù)學(xué)院專業(yè)班級(jí) 04冶金工程學(xué) 號(hào) 200413110指導(dǎo)教師 張從容日 期 2007-6-02摘要隨著我國冶金工業(yè)的快速發(fā)展，固體廢棄物處理及利用日益得到重視。本文從綠色生態(tài)建設(shè)、提高回收利用率、綜合利用研究等方面入手，較為全面地闡述了高爐渣、鋼渣、尾礦，污泥等四個(gè)具有代表性的冶金固體廢棄物處理及利用方面的進(jìn)展，并結(jié)合各大鋼廠在固體廢棄物處理及利用方面的經(jīng)驗(yàn)，系統(tǒng)地總結(jié)了固體廢棄物的處理利用方法。文章最后還對(duì)冶金固體廢棄物處理利用的發(fā)展前景進(jìn)行了展望。關(guān)鍵詞：固體廢棄物，高爐渣，鋼渣，尾礦，污泥 Reach of disposal a

2、nd using for metallurgical solid wasteAbstractAlong with the development of metallurgical industry, the disposal of solid waste and its using get more attention. This article introduced four typical solid wastes disposal and using, these are blast furnace slag, Steel slag , gangue,Sludge, from green

3、 ecological construction, improving the rate of recyling , comprehensive utilization and so on .At the same time, with the experience of kinds of metallurgical industry in disposing and using solid waste, this article concluded the method of disposing and using solid waste, also give an view of long

4、 term potential.Key word：Solid reject；high slag；steel slag；debris；sludge 目錄1 引言52 高爐渣處理72.1 高爐渣簡介72.2 高爐渣處理工藝簡介82.3 圖拉法處理高爐渣102.3.1圖拉法爐渣處理工藝流程102.3.2 設(shè)備控制和技術(shù)操作122.4 高爐渣的利用172.5 高爐渣處理利用總結(jié)183 鋼渣處理193.1 鋼渣簡介193.2 鋼渣處理工藝203.2.1 淺盤法213.2.2 熱悶法213.2.3 滾筒法223.3我國鋼渣綜合利用情況243.3.1技術(shù)的發(fā)展過程243.3.2從鋼渣中回收廢鋼243.3.3

5、鋼渣在基本建設(shè)中應(yīng)用253.3.4鋼渣在水泥工業(yè)中的應(yīng)用263.3.5鋼渣在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用283.3.6鋼渣在冶金原料方面的應(yīng)用283.3.7我國近年來鋼渣綜合利用狀況293.3.8 存在的問題與未來展望313.4 國外鋼渣處理綜合利用323.5 鋼渣處理利用總結(jié)334 尾礦處理344.1尾礦簡介344.2 當(dāng)前我國礦山企業(yè)尾礦的利用及試驗(yàn)研究狀況354.3 尾礦處理技術(shù)384.3.1 尾礦高效脫水技術(shù)384.3.2 全尾充填采空區(qū)414.3.3 膏體尾礦干式堆存434.4 尾礦處理利用總結(jié)445 污泥處理455.1 污泥簡介455.2 煉鋼污泥的性質(zhì)及脫水方法465.3 煉鋼污泥的再利用經(jīng)濟(jì)

6、分析475.4 煉鋼污泥綜合利用概況495.4.1 煉鋼污泥直接用于燒結(jié)混合料方法一:加水稀釋法495.4.2 煉鋼污泥直接用于燒結(jié)混合料505.4.3 煉鋼污泥用于燒結(jié)混合料的方法三:磁選法515.4.4 煉鋼污泥用于轉(zhuǎn)爐造渣:污泥球法525.4.5煉鋼污泥綜合利用方案:冷固結(jié)球團(tuán)法535.5 污泥處理利用總結(jié)546 冶金固體廢棄物處理發(fā)展前景567 總結(jié)57致謝58參考文獻(xiàn)59 第 60 頁1 引言資源、環(huán)境、能源和人口的協(xié)調(diào)發(fā)展是當(dāng)今世界的重大社會(huì)問題。資源短缺和環(huán)境承載能力脆弱，是制約我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的兩大瓶頸。2004年全國冶煉行業(yè)產(chǎn)生廢渣達(dá)2億噸，其中進(jìn)行資源化利用的僅占4%，大量廢渣

7、不僅占用土地、污染環(huán)境、而且浪費(fèi)資源。但是發(fā)達(dá)國家冶煉廢渣資源利用已高達(dá)97%，因此我國已經(jīng)將冶金資源綜合利用列入國家“十一五”規(guī)劃重點(diǎn)扶持項(xiàng)目。目前我國工業(yè)廢棄物排放總量已達(dá)10多億噸，在2005年僅冶金行業(yè)產(chǎn)生的廢渣就達(dá)2億多噸。冶金工業(yè)的主要固體廢棄物中，高爐渣為鐵產(chǎn)量的25%50，鋼渣為鋼產(chǎn)量的12%20。以我國年產(chǎn)鋼鐵2億噸計(jì)，每年將產(chǎn)生5000萬1億噸高爐渣和10002000萬噸轉(zhuǎn)爐渣，這些廢渣除少部分作路基和生產(chǎn)簡單混合材料外，大部分被堆置或填埋1。其實(shí)，這些廢渣蘊(yùn)含著極大的利用價(jià)值，如通過處理改善或改變其理化性能指標(biāo)（常見理化性能指標(biāo)：粘度，運(yùn)動(dòng)粘度，粘度指數(shù)，密度，閃點(diǎn)，傾點(diǎn)

8、和凝點(diǎn)，水分，康氏殘?zhí)浚蛩猁}灰分，殘?zhí)?，灰分，機(jī)械雜質(zhì)，酸值，總堿值，氧化安定性，泡沫性，抗乳化性，錐入度，滴點(diǎn)，腐蝕試驗(yàn)，防銹，熱安定性，氧化安定性，剪切安定性）2，就能變成性能優(yōu)越的工業(yè)添加劑。充分回收利用固體廢棄物中的資源和能源潛力，把冶金固體廢棄物礦渣變成有利用價(jià)值的材料，實(shí)現(xiàn)冶金企業(yè)廢渣“零排放”，是資源再生、化廢為寶可持續(xù)發(fā)展的靜脈產(chǎn)業(yè)，如果加以充分利用，可增收數(shù)十億元。為此我們?cè)谧龊铆h(huán)保工作的同時(shí),應(yīng)走低成本、高品質(zhì)、產(chǎn)品創(chuàng)新之路。本文針對(duì)高爐渣，鋼渣，污泥，尾礦四個(gè)最具有代表性的冶金固體廢棄物并結(jié)合全國各大鋼廠對(duì)其的處理方法來加以論述如何處理和利用冶金固體廢棄物。目前高爐渣已

9、開發(fā)出礦渣碎石、礦渣砂、路沿石、硅酸鹽砌磚、水溝蓋板、彩色路面磚、普通硅酸鹽水泥、復(fù)合微粉、光亮劑、高鈦型石油壓裂支撐劑等20多種礦渣建材產(chǎn)品，或通過磁選后殘余的鐵可以再次作為原料煉鐵，配以白灰，少量水泥混合后，作路基材料，比傳統(tǒng)的沙石料省錢，且更結(jié)實(shí)。鋼渣開發(fā)利用的途徑有：1.做燒結(jié)礦的原料；2.鋼渣金屬Fe回收；3.鋼渣粉超細(xì)粉磨設(shè)備；4.鋼渣的農(nóng)業(yè)資源化利用；5.鋼渣生產(chǎn)新型建材（地面磚、多孔磚，墻板等）；6.用于填海造地，公路基層材料。尾礦中含有豐富的金、銀、銅、鐵等有用成分，近年來隨著選礦技術(shù)的發(fā)展，例如采用弱磁-強(qiáng)磁選技術(shù)對(duì)尾礦再選，每年可以從尾礦中回收數(shù)萬噸的鐵精礦，價(jià)值數(shù)為萬元

10、，進(jìn)一步將尾礦再磨再選，使尾礦中的金、銀、銅、鐵等有用礦物得到充分回收利用，從而經(jīng)濟(jì)效益大為提高。由于污泥脫水好、排運(yùn)快、它不僅較好地提高了沉淀池的凈化效果 水質(zhì)已達(dá)到回用條件 ,煉鐵水循環(huán)工程正在立項(xiàng)中 ,改善了外排水的水質(zhì) ,同時(shí)消除了煉鐵廠風(fēng)機(jī)房水浸設(shè)備隱患。另外 ,由于壓出的污泥餅含水率低 ,不易滲漏 ,減少了運(yùn)輸過程中對(duì)廠區(qū)馬路的污染 ,較好地改善了廠區(qū)環(huán)境。 2.1 高爐渣簡介高爐渣是鋼鐵冶金工業(yè)中數(shù)量最多的一種渣，是冶煉生鐵時(shí)從高爐中排出的一種廢渣。它是由鐵礦中的脈石、燃料中的灰分和熔劑中的非揮發(fā)組分形成的固體廢物。高爐煉鐵過程中排出的渣，又稱高爐礦渣，可分為煉鋼生鐵渣、鑄造生鐵

11、渣、錳鐵礦渣等。中國和蘇聯(lián)等國一些地區(qū)使用鈦磁鐵礦煉鐵，排出釩鈦高爐渣。高爐渣含有鈣、硅、鋁、鎂、錳、鐵等的氧化物，高爐渣主要的礦物相為：黃長石、硅酸二鈣、假硅灰石、輝石以及少量硫化物等。錳鐵渣的礦物相還有方錳礦等。釩鈦渣的礦物相為鈦輝石、鈣鈦礦、巴依石、安諾石、尖晶石，以及少量的硫化物等。依礦石品位不同，每煉1噸鐵排出0.31噸渣，礦石品位越低,排渣量越大。中國目前每年約排放2000多萬噸。礦渣棄置不用會(huì)占用土地,浪費(fèi)資源,污染環(huán)境。高爐渣使用在我國已有幾十年的歷史,目前主要應(yīng)用于生產(chǎn)水泥和混凝土等。高爐渣含有15種以上化學(xué)成分,但其主要成分是CaO、MgO、A1203、Si02四種,它們約

12、占高爐渣總量的95 %。高爐礦渣屬于硅酸鹽質(zhì)材料,它的化學(xué)組成與天然巖石和硅酸鹽水泥相似。因此,可代替天然巖石和作為水泥生產(chǎn)原料等使用。 1589年德國即開始利用高爐渣。20世紀(jì)中期以后,高爐渣綜合利用迅速發(fā)展。目前美國、英國、加拿大、法國、德意志聯(lián)邦共和國、瑞典、比利時(shí)等許多國家都已做到當(dāng)年排渣,當(dāng)年用完,全部實(shí)現(xiàn)了資源化。日本1980年利用率為85，蘇聯(lián)1979年利用率在70以上，中國1981年利用率為83。 在高爐煉鐵生產(chǎn)中,爐渣的處理主要采用水力沖渣方式進(jìn)行,僅在事故應(yīng)急處理時(shí)才采用干渣處理方式。水淬時(shí),一種是爐渣直接水淬;一種是爐渣經(jīng)機(jī)械破碎后,再進(jìn)行水淬。水淬的主要處理工藝有:底濾

13、(OCP)法、拉薩(RASA)法、因巴(INBA)法、圖拉(TYNA)法、明特克(MTC)法等。2.2 高爐渣處理工藝簡介1底濾(OCP)法底濾法其工藝過程為:高爐爐渣在沖制箱內(nèi)由多孔噴頭噴射的高壓水進(jìn)行水淬后,水淬渣流經(jīng)?；圻M(jìn)入沉渣池 。沉渣池中水渣由抓斗抓出堆放干渣場(chǎng)繼續(xù)脫水,沉渣池內(nèi)的水及懸浮物由分配渠流入過濾池 。過濾池內(nèi)鋪設(shè)礫石過濾層,并設(shè)型鋼保護(hù)。過濾后的沖渣水,經(jīng)集水管由泵加壓后送入冷卻塔冷卻后重復(fù)使用 。底濾法沖渣水壓力一般為0. 30. 4 MPa ,渣水比為110115 ,水渣含水率為10 %15 % ,出鐵場(chǎng)附近可不設(shè)干渣坑 。2拉薩(RASA)法RASA法,為英國RA

14、SA公司與日本鋼管公司共同開發(fā)的爐渣處理工藝,1967年首次在日本福山鋼鐵廠1號(hào)高爐(2004m3)上使用該法處理高爐爐渣。國內(nèi)1980年代建成的寶鋼1號(hào)高爐(4063m3) ,由日本引進(jìn)此法。高爐熔渣經(jīng)吹制箱吹制成水渣,進(jìn)入粗粒分離槽,沉降到底部的渣、水混合物經(jīng)水渣泵、管道輸送至脫水槽脫水,脫水后的渣由卡車運(yùn)走。水流進(jìn)沉降槽;粗粒分離槽溢流到中繼槽含渣水經(jīng)中繼泵送到沉降槽,底部由排泥泵將渣送到脫水槽脫水。沉降槽的水溢流到溫水槽,經(jīng)冷卻泵送到冷卻塔冷卻后進(jìn)入給水槽;給水槽的水由給水泵送到吹制箱吹渣 。3因巴(INBA)法因巴法,為盧森堡PW公司與比利時(shí)西德瑪(SIDMAR)公司共同開發(fā)的爐渣處

15、理工藝(亦稱回轉(zhuǎn)筒過濾法),是將渣水混合物經(jīng)轉(zhuǎn)鼓脫水后,由皮帶運(yùn)出的處理方法, 1981年在西德瑪投入運(yùn)用,與鐵水分離后的爐渣,經(jīng)渣溝進(jìn)入爐渣?；瘏^(qū),吹制箱內(nèi)的高速水流使其水淬粒化冷卻,經(jīng)水渣槽進(jìn)一步?；途彌_之后,流入轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的水渣分配器,被均勻分配到轉(zhuǎn)鼓過濾器中。在轉(zhuǎn)鼓下半周濾去部分水后,被葉片刮帶,隨筒邊旋轉(zhuǎn)邊自然脫水;轉(zhuǎn)至轉(zhuǎn)鼓上半周處時(shí),渣落至伸入鼓內(nèi)的皮帶之上,經(jīng)此皮帶和分配皮帶送至成品槽貯存,裝車外運(yùn)2。4圖拉(TYNA)法因該法首次應(yīng)用是在俄羅斯圖拉廠2000 m3高爐上，故稱其為圖拉法。l998年9月建成投產(chǎn)的唐鋼2560m3高爐，引進(jìn)三套圖拉法處理裝置，使用至今,運(yùn)行狀況良好。

16、5明特克(MTC)法明特克法爐渣處理工藝,為首鋼與北京明特克冶金爐技術(shù)有限公司聯(lián)合研制 、開發(fā)的爐渣處理工藝,整套系統(tǒng)于2002年7月在首鋼3號(hào)高爐(2536m3)上投入運(yùn)行，明特克法核心設(shè)備是由一臺(tái)特殊設(shè)計(jì)和制造的螺旋輸送機(jī)和一臺(tái)過濾器組成 。螺旋輸送機(jī)呈20°傾角安裝在水渣池內(nèi),隨著螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng),其螺旋葉片將水渣池底部的水渣向上輸送,水則靠重力和渣的翻動(dòng)擠壓兩重作用向下回流,從而達(dá)到渣水分離和脫水的目的 。水渣經(jīng)脫水離開螺旋輸送機(jī)的U型槽后,通過皮帶系統(tǒng)輸送至水渣堆場(chǎng);沖渣水經(jīng)濁水渣池溢流口進(jìn)入過濾器過濾成干凈水后,進(jìn)入水循環(huán)系統(tǒng)循環(huán)使用3。6各種處理工藝特點(diǎn)及比較 底濾法

17、該法取消過濾池下設(shè)置較深的熱水池和閥門室,使濾池的總深度降低;機(jī)械設(shè)備少,施工、操作、維修都較方便,系統(tǒng)故障率低,維修和運(yùn)行費(fèi)用低;循環(huán)水質(zhì)好,水渣含水率低,質(zhì)量好;沖渣系統(tǒng)用水可實(shí)現(xiàn)100%循環(huán)使用,沒有外排污水有利于環(huán)保。其最大缺點(diǎn)是占地面積大,系統(tǒng)投資也較大。 拉薩法 該法與渣池法相比,爐渣處理量大、水渣質(zhì)量較好、污染公害較少,技術(shù)上有一定程度的進(jìn)步。因工藝復(fù)雜、設(shè)備較多、管道易磨損和電耗高維修費(fèi)用大等缺點(diǎn),故在新建大型高爐上已不再采用 。 因巴法 該法布置緊湊,占地而積小,可實(shí)現(xiàn)整個(gè)流程機(jī)械化、自動(dòng)化連續(xù)生產(chǎn),系統(tǒng)水渣質(zhì)量好;沖渣水閉路循環(huán),水懸浮物少,泵和管路的磨損小;無爆炸危險(xiǎn),安

18、全度高 。在渣中含鐵量高達(dá)20%時(shí),新INBA系統(tǒng)也能安全進(jìn)行爐渣?；?該爐渣處理工藝能徹底解決對(duì)煙塵、蒸汽對(duì)環(huán)境的污染,達(dá)到該系統(tǒng)零排放的目標(biāo)。因其為引進(jìn)技術(shù),故投資費(fèi)用大。 圖拉法 該法最顯著的特點(diǎn)是徹底解決了傳統(tǒng)水淬渣易爆炸的安全隱患問題,安全性高4。生產(chǎn)實(shí)踐表明,在高爐渣中帶鐵高達(dá)40 %時(shí),仍能安全生產(chǎn)。熔渣處理過程在封閉的狀態(tài)下進(jìn)行，環(huán)境保護(hù)好。循環(huán)水量小，動(dòng)力能耗低。成品渣含水率低、質(zhì)量好。從國內(nèi)相繼投產(chǎn)的幾套裝置看，因系統(tǒng)配套不完整，且循環(huán)水量有逐步加大的趨勢(shì)，務(wù)必導(dǎo)致脫水器設(shè)備尺寸加大，使其設(shè)備重量輕的優(yōu)勢(shì)喪失，但對(duì)其改進(jìn)和完善之后，圖拉法一舉改變了曾經(jīng)令人頭痛的應(yīng)用局面，使

19、其發(fā)揮了應(yīng)有的最佳效能，從而贏得了各行業(yè)單位的青睞。 明特克法 該法為國內(nèi)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的工藝方法，其設(shè)備投資省，備件消耗少，運(yùn)行成本低；占地面積小，現(xiàn)場(chǎng)布置靈活;脫水率高，水渣含水率不大于15% ;輸送能力大；系統(tǒng)采用變頻系統(tǒng)控制；沖渣水完全為凈水閉路循環(huán)使用，安全環(huán)境保護(hù)好 。2.3 圖拉法處理高爐渣由上文五種高爐渣處理方法得知，俄羅斯“圖拉法” 爐渣粒化技術(shù)是一種高效的高爐渣處理技術(shù)，我國國內(nèi)各大鋼廠技術(shù)人員對(duì)其進(jìn)行了國產(chǎn)化的開發(fā)和研究，并且最后投入到廣鋼3#高爐。廣鋼3#高爐的爐渣處理原采用平流沉淀池的水渣處理方式,耗水量大,水質(zhì)污染嚴(yán)重。在其易地大修、建設(shè)新3#高爐時(shí),經(jīng)過對(duì)國內(nèi)高

20、爐使用的爐渣處理技術(shù)進(jìn)行對(duì)比和考察,并結(jié)合廣鋼的實(shí)際情況,決定在高爐大修中爐渣處理采用由包頭鋼鐵設(shè)計(jì)總院研制開發(fā)的 “圖拉法”爐渣?；绞?。自1997年唐鋼在其3#高爐( 2560m3)的建設(shè)中引進(jìn)俄羅斯“圖拉法”爐渣粒化技術(shù)后,包頭鋼鐵設(shè)計(jì)總院、唐山嘉恒實(shí)業(yè)等國內(nèi)技術(shù)人員對(duì)其進(jìn)行了國產(chǎn)化的開發(fā)和研究。2000年太鋼率先在其4#高爐(1650m3)上使用了國產(chǎn)化的熔渣粒化技術(shù)。國產(chǎn)化的 “圖拉法 ”爐渣?；夹g(shù)是采用機(jī)械破碎熔渣、同時(shí)噴水冷卻渣粒，再脫水的工藝?？朔嗽胤ā⒌诪V法、InBa法等以水熔渣為主要特點(diǎn)的工藝中存在的爆炸、循環(huán)水量大、污染重、占地大的缺點(diǎn)5。2.3.1圖拉法爐渣處理工

21、藝流程該工藝采用兩條?；幚砭€進(jìn)行爐渣處理,下渣經(jīng)兩條渣溝分別流入兩套粒化裝置中,然后經(jīng)?；b置粒化、冷卻、脫水后由同一皮帶運(yùn)往渣場(chǎng)。上渣經(jīng)渣溝流入粒化裝置中,經(jīng)過?；屠鋮s后經(jīng)氣力提升機(jī)將渣水送往下渣粒化裝置中進(jìn)行脫水處理。上下渣的冷卻水共設(shè)一套污水循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)利用。爐渣經(jīng)渣溝流入?；b置,被快速旋轉(zhuǎn)的粒化輪機(jī)械破碎,并沿切線方向拋射出去的同時(shí)由粒化器外殼集水管噴出的高壓水進(jìn)一步冷卻、水淬,粒化后的渣粒和冷卻水同時(shí)滑落到脫水器的下部脫水。脫水器的轉(zhuǎn)鼓罩在脫水器外殼之中,外殼的下部浸在水中。轉(zhuǎn)鼓內(nèi)沿圓周方向均勻布置有若干葉片式篩板,葉片式篩板帶動(dòng)水渣隨轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)把落入脫水器中的?；嵘矫?/p>

22、水器的上部再次脫水后,由卸料漏斗送到皮帶輸送機(jī)上,由三通分料器分別卸入高位渣倉,渣倉里的渣通過閘門卸入汽車外運(yùn)。?；喓娃D(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速及噴水量均可調(diào),生產(chǎn)中根據(jù)爐渣渣量進(jìn)行調(diào)節(jié)。粒化輪及外殼用循環(huán)水冷卻。冷卻水通過脫水器下部的溢流裝置送到水池中進(jìn)行循環(huán)使用。水罐由兩部分組成。第一部分對(duì)回水進(jìn)行澄清,沉淀下來的?；脷饬μ嵘龣C(jī)裝置再次送到脫水器中,而澄清后的水流到水池的第二部分,再由泥漿泵送到?；鳌Ｔ牧；屠鋮s過程密閉操作,蒸汽集中從煙囪排入大氣。工藝流程見圖2-1。圖2-1 圖拉法爐渣處理工藝流程圖?；b置的主要技術(shù)指標(biāo)見表2-1。表2-1 ?；b置的主要技術(shù)指標(biāo)表成品?；捎糜谒嗉庸ぁ⒏?/p>

23、種建筑用磚以及添加料。按照工藝嚴(yán)格操作得到的?；呛芎玫乃嗉庸び昧?。2.3.2 設(shè)備控制和技術(shù)操作1給排水及供氣設(shè)施爐渣?；盟捎醚h(huán)水。設(shè)置循環(huán)水泵站、循環(huán)水池及沉淀池等循環(huán)系統(tǒng)。循環(huán)水泵站內(nèi)設(shè)置兩臺(tái)600m3/ h的循環(huán)水泵,一用一備,供水壓力0.4MPa。循環(huán)水系統(tǒng)占地面積170m2。循環(huán)水池在高出工作水位500mm處設(shè)有事故溢流管,可以將溢流水引入排水溝中。在循環(huán)水池處還有一臺(tái)排污泵,可將水池內(nèi)沉積的細(xì)渣排出,確保循環(huán)水質(zhì) 。2電氣及儀表控制主要對(duì)渣粒化設(shè)備,脫水器,凈、濁水設(shè)備,壓縮空氣閥等系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行控制。并可根據(jù)渣量的多少對(duì)沖渣水量和脫水器轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)?？刂品绞接腥N:

24、 PLC系統(tǒng)集中控制、手動(dòng)操作、機(jī)旁操作。集中控制為在計(jì)算機(jī)操作站上對(duì)設(shè)備進(jìn)行集中控制,手動(dòng)操作是指通過手動(dòng)操作臺(tái)來實(shí)現(xiàn)對(duì)單體設(shè)備的控制,機(jī)旁操作是指機(jī)旁操作箱上對(duì)單體設(shè)備進(jìn)行操作,主要用于現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試和檢修。設(shè)備之間的連鎖、邏輯控制及工藝參數(shù)的處理均由PLC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 。 電氣傳動(dòng)方式?；b置電機(jī)及脫水器電機(jī)采用交流變頻調(diào)速控制,其它電機(jī)采用常規(guī)的接觸器控制方式。 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)該系統(tǒng)采用基礎(chǔ)級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)?；A(chǔ)自動(dòng)化級(jí)包括電氣儀表兩部分自動(dòng)控制項(xiàng)目,直接面向生產(chǎn)工序完成整個(gè)生產(chǎn)過程電控部分的順序控制、相互聯(lián)鎖和儀控部分的數(shù)據(jù)采集及調(diào)節(jié)控制,操作人員通過MM I可以進(jìn)人機(jī)對(duì)話,設(shè)定及修改過程

25、參數(shù),監(jiān)視和改變?cè)O(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。并通過通訊總線相連,使電氣,儀表和計(jì)算機(jī)構(gòu)成一體化系統(tǒng)。電氣接受從計(jì)算機(jī)或綜合儀表裝置送來的各種信息對(duì)工藝生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行順序控制,同時(shí)在自動(dòng)控制過程中,將有關(guān)工藝生產(chǎn)設(shè)備的狀態(tài)信息或控制實(shí)際值送給計(jì)算機(jī)和儀表控制裝置,做到信息共享。 儀表控制系統(tǒng)系統(tǒng)的檢測(cè)、控制均通過PLC實(shí)現(xiàn)。檢測(cè)與控制項(xiàng)目為:循環(huán)水壓力、溫度 、流量,補(bǔ)充新水流量,脫水器內(nèi)水位,壓縮空氣壓力、流量,循環(huán)水池水位,脫水器旋轉(zhuǎn)速度,?；喰D(zhuǎn)速度。 主要設(shè)備性能水渣粒化下渣裝置水渣?；略b置共2套,一用一備。主要由脫水器、?；?、液面調(diào)節(jié)裝置組成,設(shè)備處理能力正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)每分鐘輸出渣2 t,瞬時(shí)處

26、理能力為每分鐘輸出4 t。水渣粒化上渣裝置水渣?；显b置有1套。主要由脫水器、氣力提升裝置組成,上渣經(jīng)?；b置?；笥蓺饬μ嵘b置將渣提升到下渣?；b置進(jìn)行處理。設(shè)備處理能力正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)每分鐘輸出渣2 t,瞬時(shí)處理能力為每分鐘輸出4 t。 設(shè)備傳動(dòng)裝置脫水器傳動(dòng)采用電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、減速機(jī)、齒輪傳動(dòng)的方式;?；鞑捎秒妱?dòng)機(jī)、減速機(jī)、聯(lián)軸器傳動(dòng)的方式。脫水器上、下渣設(shè)置相同,共2臺(tái)。脫水轉(zhuǎn)鼓為<4500×1800mm ,外臂為不銹鋼材質(zhì)的濾網(wǎng),轉(zhuǎn)速15r /min;配電機(jī)功率55kW ,轉(zhuǎn)速1500r /min。?；魃稀⑾略O(shè)置相同,共3臺(tái)。粒化輪為<1 000×

27、800mm ,轉(zhuǎn)速150330 r/m in;配電機(jī)功率45kW ,轉(zhuǎn)速1 500 r /m。皮帶帶寬B = 650mm。渣倉渣倉共設(shè)3個(gè),每個(gè)容積120m3,貯藏時(shí)間8h /倉。3技術(shù)特點(diǎn) 能耗低、渣水比為12 (傳統(tǒng)工藝為110)、循環(huán)水量少,而補(bǔ)充水量又約占循環(huán)水量的40%70% ,故循環(huán)水溫度低,不需設(shè)置冷卻塔等設(shè)備,電能消耗僅為其它方法的20%30%7。各種水渣處理方法能耗比較見表2-2。 表2-2 水渣處理方法能耗比較 ?；蟮乃啃∮?0% ,不需存放濾水,可直接外運(yùn)。 系統(tǒng)設(shè)備安全可靠。爐渣靠?；啓C(jī)械破碎不同于傳統(tǒng)工藝,故可安全處理帶鐵高達(dá)40%的爐渣。 環(huán)境保護(hù)好。爐

28、渣在密閉狀態(tài)下處理,產(chǎn)生的氣體經(jīng)煙囪高空排放,為防止蒸汽大量外排,在煙囪中設(shè)有冷卻噴淋設(shè)施,工人勞動(dòng)條件好 。 占地面積小。因不需沉淀池等龐大的渣水處理設(shè)施,故占地面積小,流程短,系統(tǒng)簡單。占地只有INBA法的20% ,其它方法的5%左右 。4 運(yùn)行效果圖拉法渣處理系統(tǒng)在2003年2月2日5#高爐大修點(diǎn)火投產(chǎn)一天后投入運(yùn)行,平均每日處理渣量451 t,出 渣 次 數(shù) 為15次,每次平均出渣時(shí)間為20min,最長出渣時(shí)間為45 min,平均渣流量1. 5 t /min,最大渣流量3 t /min。水壓控制在0. 4MPa左右,渣水比平均為12,平均循環(huán)水量為360m3/ h,最大循環(huán)水量 為60

29、0m3/ h,最大補(bǔ)充水量144m3/ h。循環(huán)水等均為間斷使用,出渣時(shí)使用,平均耗水量為0. 9m3/ t渣、每t渣耗氣量為13m3、耗電量為3kW/h。原3#高爐采用平流沉淀池的水渣處理工藝,水壓控制在0. 30. 4M Pa之間,平均用水量為900m3/h。渣水比平均為110 ,最大用水量1 800m3/h。因水泵為全天常開(原3#、4#爐共用) ,而出渣為間斷性,原3#、4#爐每日平均日產(chǎn)渣量531 t,故每t爐渣平均水量為40m3、耗電量為10 kW h。圖拉法爐渣處理工藝從新3#高爐點(diǎn)火投產(chǎn)至2004年2月2日止產(chǎn)渣量為16. 5萬t。運(yùn)行指標(biāo)及運(yùn)行后同原3#高爐渣池法的比較,分別

30、見表2-3、表2-4、表2-5。表2-3 圖拉法運(yùn)行指標(biāo)表2-4 原3#高爐渣池法運(yùn)行指標(biāo)表2-5 運(yùn)行費(fèi)用對(duì)比圖拉法運(yùn)行后,相對(duì)于渣池法其節(jié)能效果明顯,達(dá)到了預(yù)期目的。5設(shè)計(jì)缺陷及改進(jìn)圖拉法渣處理系統(tǒng)自投入運(yùn)行以來,水渣粒化裝置設(shè)備運(yùn)行正常,但水渣轉(zhuǎn)運(yùn)工藝設(shè)計(jì)不合理。其設(shè)計(jì)上的缺陷主要是運(yùn)輸皮帶選擇較小,渣倉設(shè)置角度、高度不夠。運(yùn)輸皮帶為B = 650mm,在投入運(yùn)行初期,因渣量大,皮帶較窄, 在皮帶尾輪處積渣嚴(yán)重。渣倉角度不足,渣倉板結(jié),堵塞。渣倉高度不足,裝車高度不夠。在整改中通過將皮帶帶寬改為B = 800mm ,拆除渣倉,設(shè)置爐渣堆場(chǎng),渣由皮帶直接落地,在渣場(chǎng)堆放,使存在的問題得到了

31、解決。2.4 高爐渣的利用1 生產(chǎn)水泥 利用?；郀t渣生產(chǎn)水泥是國內(nèi)外普遍采用的技術(shù)。在前蘇聯(lián)和日本,50 %的高爐渣用于水泥生產(chǎn)。我國約有3/ 4的水泥中摻有粒狀高爐渣。在水泥生產(chǎn)中,高爐渣己成為改進(jìn)性能、擴(kuò)大品種、調(diào)節(jié)標(biāo)號(hào)、增加產(chǎn)量和保證水泥安定性合格的重要原材料。目前,我國利用高爐渣生產(chǎn)的水泥主要有礦渣硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、石膏礦渣水泥、石灰礦渣水泥和鋼渣水泥等五種。2 制成礦渣磚 主要原料是水渣和激發(fā)劑，水渣既是礦渣磚的膠結(jié)材料又是骨料，用量占85 %以上。所生產(chǎn)的磚其強(qiáng)度可達(dá)到l0MPa左右，能用于普通房屋建筑和地下建筑。3 濕碾礦渣混凝土 以水渣為主要原料配入激發(fā)劑(水泥、石

32、灰、石膏)，放在輪碾機(jī)中加水碾磨，制成砂漿后與粗骨料拌和而成的一種混凝土。原料配合比不同,得到的濕碾礦渣混凝土的強(qiáng)度不同。此種混凝土適宜在小型混凝土預(yù)制廠生產(chǎn)混凝土構(gòu)件。4 生產(chǎn)礦渣棉 礦渣棉是以礦渣為主要原料，經(jīng)熔化、高速離心或噴吹制成的一種白色棉絲狀礦物纖維材料。它具有質(zhì)輕、保溫、隔音、隔熱、防震等性能。許多單位己將礦渣棉制成各種規(guī)格的板、氈、管殼等。5 生產(chǎn)微晶玻璃 微晶玻璃是近幾十年發(fā)展起來的一種用途很廣的新型無機(jī)材料。高爐渣微晶玻璃與同類產(chǎn)品對(duì)比,具有配方簡單、熔化溫度低、產(chǎn)品物化性能優(yōu)良及成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，除用于耐酸、耐堿、耐磨等部位外，經(jīng)研磨拋光是優(yōu)良的建筑裝飾材料。采用機(jī)械化壓延

33、成型工藝，還可生產(chǎn)大而薄的板材 。6 生產(chǎn)硅肥 硅肥是一種以含氧化硅(SiO2)和氧化鈣(CaO)為主的礦物質(zhì)肥料，它是水稻等作物生長不可缺少的營養(yǎng)元素之一，被國際土壤學(xué)界確認(rèn)為繼氮(N)，磷( P)，鉀( K)后的第四大元素肥料 。7 生產(chǎn)高爐渣微粉 所謂高爐渣微粉是指高爐水渣經(jīng)烘干、破碎、粉磨、篩分而得到的比表面積在3000cm2以上的超細(xì)高爐渣粉末。高爐渣微粉主要用做水泥或混凝土的混合材料，可顯著提高混凝土強(qiáng)度、改善耐久性。2.5 高爐渣處理利用總結(jié)目前日益缺乏的水資源和嚴(yán)重的水源污染等問題已成為我國各行業(yè)共同關(guān)心的重大問題。如何節(jié)約用水,減少污水排放,合理利用水資源已成為鋼鐵行業(yè)的首要

34、任務(wù)。爐渣處理是高爐系統(tǒng)中耗水大、污染重的項(xiàng)目, “圖拉法”渣處理系統(tǒng)同原3#高爐采用平流沉淀池的水渣處理工藝進(jìn)行比較,其節(jié)水效果非常顯著,平均每t渣節(jié)水39. 1m3,節(jié)電7kW/h。按高爐一代爐齡10年計(jì)算,可節(jié)約費(fèi)用6998. 7萬元 ，不僅具有較好的經(jīng)濟(jì)效益，還有利于環(huán)保。而在注重節(jié)約資源的同時(shí)，安全生產(chǎn)也是我們應(yīng)當(dāng)注意的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，使用“圖拉法”徹底解決了傳統(tǒng)水淬渣易爆炸的安全隱患問題,安全性高。生產(chǎn)實(shí)踐表明,在高爐渣中帶鐵高達(dá)40%時(shí),仍能安全生產(chǎn)。熔渣處理過程在封閉的狀態(tài)下進(jìn)行，環(huán)境保護(hù)好。循環(huán)水量小，動(dòng)力能耗低。成品渣含水率低、質(zhì)量好?？蓱?yīng)用于生產(chǎn)水泥、礦渣磚、濕碾礦渣混凝土

35、、礦渣棉、微晶玻璃、硅肥、高爐渣微粉等方面，應(yīng)用比較廣泛，所以應(yīng)大力推廣并普及該項(xiàng)技術(shù) 。3 鋼渣處理3.1 鋼渣簡介鋼渣是煉鋼中產(chǎn)生的廢渣，基本呈黑灰色,外觀像結(jié)塊的水泥熟料,其夾帶一些Fe粒,硬度大。鋼渣的主要化學(xué)成分有:CaO、SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、MgO、MnO、P2O5,有的還含有V2O5、TiO2等,成分有較大范圍的波動(dòng)。鋼渣的特點(diǎn)是Fe的氧化物以FeO和Fe2O3形式存在,而以FeO為主,總量在25%以下。鋼渣中一般均含有P2O5,其在鋼渣礦物形成中起重要作用,首先,它和CaO、SiO2生成活性較差的納蓋斯密特石(7CaOP2O52SiO2)阻礙了硅酸三鈣的生

36、成,另外,P的存在也會(huì)使硅酸三鈣分解,降低鋼渣的活性。鋼渣的礦物組成與鋼渣的化學(xué)成分有關(guān),特別是取決于鋼渣的堿度(CaO SiO2，P2O5的含量比)。低堿度鋼渣中主要成分為氧化鐵,并固溶有氧化錳、氧化鈣；在高堿度鋼渣中主要為氧化鎂、氧化亞鐵、氧化錳組成的固溶體。在鋼渣礦物組成中,硅酸二鈣和硅酸三鈣的含量都比較高,可以保存較高的活性,適于水泥生產(chǎn).氧化鎂在低堿度鋼渣中,以鎂薔薇輝石礦物存在,在高堿度鋼渣中,存在于二價(jià)金屬離子氧化物中,不會(huì)引起安定性不良,不會(huì)對(duì)鋼渣生產(chǎn)水泥造成影響。但在不同堿度的鋼渣中,均有游離氧化鈣的存在,它會(huì)分解,導(dǎo)致體積膨脹,產(chǎn)生危害。鋼渣的應(yīng)用大體有：鐵的回收；作冶煉溶

37、劑、脫硫劑；配燒水泥熟料；做混凝土的耐磨集料；制微晶玻璃；做建材、鋪路、處理廢水等。20世紀(jì)初期國外開始研究鋼渣的利用價(jià)值。由于鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)的提高和發(fā)展,導(dǎo)致大量鋼渣棄置堆積。堆積鋼渣形成渣山,不僅成為污染環(huán)境的一大公害,而且占用大量土地。為了適應(yīng)鋼鐵工業(yè)發(fā)展的需要，工業(yè)發(fā)達(dá)國家注重于研究鋼渣的利用技術(shù)，尋求利用量大，簡易可行的鋼渣利用途徑，并已取得顯著成果，達(dá)到了消除渣害的目的。通過鋼渣的綜合利用,越來越多的國家意識(shí)到，鋼渣不再是單純的副產(chǎn)品，而是寶貴的資源。70年代以來，工業(yè)發(fā)達(dá)國家面臨嚴(yán)重的資源不足和缺乏能源的處境，可是鋼渣的處理和利用技術(shù)卻得到進(jìn)一步發(fā)展。工業(yè)發(fā)達(dá)國家鋼渣的綜合利用率得

38、到迅速提高，一直處于世界領(lǐng)先行列。由于煉鋼設(shè)備、工藝布置、造渣制度、鋼渣物化性能的多樣性及其利用上的多種途徑，決定了鋼渣處理工藝上的多樣化。工業(yè)發(fā)達(dá)國家根據(jù)鋼渣的用途、煉鋼工藝特點(diǎn)以及有利于提高煉鋼生產(chǎn)能力來選擇鋼渣的處理工藝，從而保障了鋼渣綜合利用率的提高。3.2鋼渣處理工藝鋼渣的綜合利用一直是我國研究的命題之一。鋼渣按來源分有轉(zhuǎn)爐渣、電爐渣和鑄余渣,通過有效的管理手段和合理的渣處理工藝,為鋼渣的綜合利用創(chuàng)造了良好的前提條件,使鋼渣的綜合利用率達(dá)到了較高的水平。但是中國的鋼渣回收利用與其他主要產(chǎn)鋼國家相比還處于相對(duì)落后的水平。對(duì)比數(shù)據(jù)見表3-1。表3-1主要產(chǎn)鋼國家鋼渣利用情況寶鋼是我國鋼鐵

39、企業(yè)的龍頭企業(yè),在生產(chǎn)過程中涉及大量的二次資源的回收利用，目前已經(jīng)引進(jìn)了國外的先進(jìn)技術(shù)，部分經(jīng)過自己的消化吸收，并對(duì)原有技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，使鋼渣綜合利用邁向了一個(gè)新的臺(tái)階，其鋼渣綜合利用水平在我國處于領(lǐng)先地位。這里以寶鋼的鋼渣處理方法為例做介紹8。3.2.1 淺盤法淺盤法，為日本新日鐵公司開發(fā)。寶鋼的淺盤工藝引自新日鐵。流動(dòng)性較好的A、B、C渣通過渣罐運(yùn)送至渣處理間,再用120 t吊車把渣倒入渣盤中,靜置35 min,第一次噴水冷卻,噴水2min,停3min,如此重復(fù)4次,耗水量約為0.33m3/t,鋼渣表面溫度下降至500左右。然后將淺盤中凝固并破碎的鋼渣傾倒在排渣車上,運(yùn)送到二次冷卻站進(jìn)行第二

40、次噴水冷卻,噴水4 min,耗水量為0.08m3/t,鋼渣溫度下降至200左右。再將鋼渣倒入水池內(nèi)進(jìn)行第三次冷卻,冷卻時(shí)間約30 min,耗水量0.04m3/t,鋼渣至此溫度降至5070,隨后輸送至粒鐵回收線。淺盤法工藝的優(yōu)點(diǎn)為: 用水強(qiáng)制快速冷卻，處理時(shí)間短,每爐渣1.52.5 h即可處理結(jié)束，處理能力大； 整個(gè)過程采用噴水和水池浸泡，減少了粉塵污染； 經(jīng)3次冷卻后，大大減少了渣中礦物組成、游離氧化鈣和氧化鎂等所造成的體積膨脹，改善了渣的穩(wěn)定性； 處理后鋼渣粒度小而均勻，可減少后段破碎篩分加工工序； 采用分段水冷處理，蒸汽可自由擴(kuò)散，操作安全； 整個(gè)處理工序緊湊，采用遙控操作和監(jiān)視系統(tǒng)，勞動(dòng)

41、條件好。淺盤法的缺點(diǎn)是鋼渣要經(jīng)過3次水冷，蒸汽產(chǎn)生量較大，對(duì)廠房和設(shè)備有腐蝕作用，對(duì)起重機(jī)壽命有影響；另外，淺盤消耗量大，運(yùn)行成本高。3.2.2 熱悶法鋼渣熱悶罐法處理工藝為：當(dāng)大塊鋼渣冷卻到300600時(shí)，裝入翻斗汽車運(yùn)至悶罐車間，倒入悶罐內(nèi)，蓋上罐蓋 。在罐蓋的下方安裝有能自動(dòng)旋轉(zhuǎn)的噴水裝置，間斷地向熱渣噴水，使罐內(nèi)產(chǎn)生大量蒸汽，與鋼渣產(chǎn)生復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)，使鋼渣產(chǎn)生淬裂。鋼渣由于含有游離氧化鈣，遇水后會(huì)消解成氫氧化鈣，發(fā)生體積膨脹，使鋼渣崩解粉碎。鋼渣在罐內(nèi)經(jīng)悶解后，一般粉化效果都能達(dá)到60%80%，然后用反鏟挖掘機(jī)挖出，進(jìn)行后步處理。寶鋼現(xiàn)有一、二煉鋼兩條悶罐生產(chǎn)線。一煉鋼主要處理轉(zhuǎn)

42、爐D渣(流動(dòng)性最差的)和落錘車間鑄余渣殘?jiān)?，稱之為鋼渣悶罐生產(chǎn)線。由于寶鋼渣處理工藝路線使之進(jìn)入悶罐中的鋼渣溫度在600，甚至更低，所以游離氧化鈣消解并不徹底。二煉鋼集中處理所有鐵渣補(bǔ)充悶罐生產(chǎn)，使鋼鐵渣處理設(shè)施得到了充分利用。工藝流程見圖3-1。圖3-1鋼渣處理罐式熱悶工藝流程該工藝的特點(diǎn)是：機(jī)械化程度較高，勞動(dòng)強(qiáng)度低；由于采用濕法處理鋼渣，環(huán)境污染少，還可以部分回收熱能；處理后，鋼、渣分離好，可提高廢鋼回收率；鋼渣穩(wěn)定性好。3.2.3 滾筒法滾筒法處理工藝是寶鋼在購買俄羅斯專利技術(shù)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過消化吸收和創(chuàng)新后，于1998年首次進(jìn)行了工業(yè)化應(yīng)用。生產(chǎn)實(shí)踐表明，該裝置具有流程短、投資少、環(huán)保

43、、處理成本低以及鋼渣穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。該工藝主要是將液態(tài)鋼渣自轉(zhuǎn)爐倒入渣罐后，經(jīng)渣罐車運(yùn)輸至渣處理場(chǎng)，用吊車將渣罐運(yùn)到滾筒裝置的進(jìn)渣流槽頂上，并以一定速度倒入滾筒裝置內(nèi)，液態(tài)鋼渣在滾筒內(nèi)同時(shí)完成冷卻、固化、破碎及鋼渣分離后，經(jīng)板式輸送機(jī)排出到渣場(chǎng)，此鋼渣經(jīng)卡車運(yùn)輸?shù)搅ｈF分離車間進(jìn)行粒鐵分離后便可直接利用。滾筒法鋼渣處理裝置結(jié)構(gòu)示意見圖3-2。圖3-2 滾筒法鋼渣處理裝置結(jié)構(gòu)示意圖經(jīng)滾筒法處理后的鋼渣游離氧化鈣基本在4%以內(nèi)，其中小于2%的占45%；處理后鋼渣的粒度分布見表1，可見小于15 mm的鋼渣約占總量的97%以上，由于滾筒法渣處理可以省卻與熱潑法相匹配的粒鐵回收車間以及如排渣車、水池等輔助

44、設(shè)施，大大節(jié)約基建投資。滾筒法實(shí)現(xiàn)了渣處理工藝的革命,代表了渣處理生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展方向，寶鋼已開始實(shí)施全面的技術(shù)輸出和工業(yè)化生產(chǎn)戰(zhàn)略。表3-2滾筒法鋼渣的粒度分布3.3 我國鋼渣綜合利用情況3.3.1技術(shù)的發(fā)展過程盡管我國對(duì)鋼渣的綜合利用研究的積極性大有提高,但綜合利用技術(shù)發(fā)展不平衡。 鋼渣在燒結(jié)、煉鐵、化鐵爐、水泥生產(chǎn)的利用量僅為60多萬t。 鋼渣在工程回填料、農(nóng)肥、筑路、油田建設(shè)等方面利用,資源流失比例仍然不小。我國1986年開始對(duì)老渣山進(jìn)行技術(shù)開發(fā)和對(duì)新老鋼渣多層次綜合利用。 鋼渣利用量達(dá)746萬t,利用率(包括老渣)為當(dāng)年排渣量的83. 4%。鋼渣返回?zé)Y(jié)約43萬t,占5%8% ;用于生

45、產(chǎn)水泥約45萬t,占5% ;用于筑路約170萬t,占20% ;用于填海造地約490萬t,占55%。由此可見,鋼渣作為一種資源已被冶金、建材、農(nóng)業(yè)等部門所應(yīng)用,鋼渣正在逐步商品化,發(fā)展鋼渣綜合利用勢(shì)在必行9。80年代以來,我國首鋼、太鋼、唐鋼、濟(jì)鋼、南鋼等眾多鋼廠,把鋼渣返回?zé)Y(jié)作冶煉熔劑,效果甚好。3.3.2從鋼渣中回收廢鋼從回收廢鋼為目的翻挖已堆積的渣山和處理利用鋼渣的工作,已經(jīng)開展了許多年。太鋼“以渣治渣、變廢為寶”的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)得到重視并加以推廣。首鋼、鞍鋼為開發(fā)渣山,先后建起了鋼渣破碎磁選生產(chǎn)線,不僅使回收廢鋼量增加,而且提高了鋼渣綜合利用的經(jīng)濟(jì)效益,為我國開發(fā)渣山提供了成功的經(jīng)驗(yàn)。上

46、鋼三廠70年代末建成鋼渣破碎處理車間,用落錘粗破渣索回收廢鋼。1979年至1985年,共處理鋼渣340萬t,回收渣鋼40萬t。 天津、武漢、成都、上海的煉鋼企業(yè),也在開發(fā)渣山中回收了大量廢鋼。江西南昌鋼鐵廠從1989年至1992年,經(jīng)過三年的努力,將多年積存的16萬t鋼渣全部處理完畢,并在原渣山占地基礎(chǔ)上新建了渣磚廠。 鋼渣和土地都得到了合理利用,可謂一舉兩得。南鋼還在學(xué)習(xí)廣鋼的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上,對(duì)原鋼渣處理系統(tǒng)進(jìn)行了技術(shù)改造。改造后鋼渣加工處理系統(tǒng),經(jīng)過多道破碎和磁選,使渣中廢鋼的回收率提高到80%。 廢鋼回收已達(dá)5 000余t,廢渣亦全部分級(jí)合理利用。 南鋼渣山已永遠(yuǎn)消失。 雖然在開發(fā)渣山方面取

47、得一些有目共睹的成效,但是存在的問題也不得不引起有關(guān)部門的重視,例如：1 缺乏必要的破碎磁選及機(jī)械設(shè)備,一些地方靠人工撿揀增加了勞動(dòng)強(qiáng)度。2 由于依賴手工勞動(dòng),金屬回收不干凈,存在資源浪費(fèi)問題。3 在開發(fā)渣山過程中也存在回收廢鋼未能和鋼渣的綜合利用結(jié)合起來,甚至出現(xiàn)勞動(dòng)重復(fù)現(xiàn)象。3.3.3鋼渣在基本建設(shè)中應(yīng)用在城市建設(shè)中,鋼渣在基本建設(shè)中的應(yīng)用范圍迅速增加和擴(kuò)大。 尤其在交通道路方面、海港碼頭、工廠住宅區(qū)等建設(shè)中,大量使用了鋼渣。冶金部建筑研究總院和武漢、成都等大中城市的有關(guān)單位,在鋼渣鋪筑道路的應(yīng)用研究,取得了一定的成果和經(jīng)驗(yàn)。鋼渣用于筑路是鋼渣綜合利用的一個(gè)主要途徑。歐美各國鋼渣約有60%

48、用于道路工程。鋼渣碎石的硬度和顆粒形狀都很適合道路材料的要求。鋼渣可以用于道路的基層、墊層及面層。一般是鋼渣與粉煤灰或高爐水渣中加入適量水泥或石灰作為激發(fā)劑,成為道路的穩(wěn)定基層。如寶鋼在三期工程主干道緯十一路采用鋼渣三渣在道路基層施工中進(jìn)行試驗(yàn)10。試驗(yàn)道路第一段采用水淬鋼渣、粉煤灰和石灰三渣混合料,第二段采用粒鐵回收后的規(guī)格渣、粉煤灰和石灰三渣混合料。對(duì)比路段采用天然碎石、粉煤灰和石灰三渣和高爐水渣、粉煤灰和石灰三渣。相比天然碎石三渣和高爐水渣三渣,鋼渣三渣基層具有較高的承載力,鋪筑瀝青面層后,經(jīng)一年行車考驗(yàn),路面平整無裂紋,與其它路段無區(qū)別。此外,鋼渣還可以用于瀝青混凝土路面。鋼渣在瀝青混

49、凝土中有很高的耐磨性、防滑性和穩(wěn)定性,是公路建設(shè)中有價(jià)值的材料。國外曾在用瀝青混凝土鋪筑的試驗(yàn)路面上進(jìn)行了路面抗防滑輪胎磨損試驗(yàn),一種是用硬質(zhì)天然碎石為骨料,另一種是用鋼渣為骨料。結(jié)果表明鋼渣路面較天然硬質(zhì)巖抗磨性好,防滑性也較好。鋼渣還適用于冬季修補(bǔ)路面的熱拌瀝青拌合料,因?yàn)殇撛鼰岷牡?容重大,固定性好,用于修補(bǔ)路面時(shí)修補(bǔ)處能很好地固定在原位。除鋪路之外，鋼渣還用于在混鐵爐和平爐基礎(chǔ)建設(shè)中摻石灰代替低標(biāo)號(hào)混凝土作墊層,也都取得令人滿意的結(jié)果。還可采用鋼渣摻石灰代替漿砌片石基礎(chǔ),使用多年也從未發(fā)現(xiàn)問題。使用中存在的問題：1 渣中存有廢鋼,廢鋼仍然在流失。為提高利用價(jià)值,鋼渣應(yīng)該破碎、磁選、加工

50、。2 鋼渣公路存在不同程度的收縮裂紋,主要是鋼渣質(zhì)量未作到嚴(yán)格要求,鋼渣內(nèi)尚有不穩(wěn)定顆粒,有待進(jìn)一步研究。3.3.4鋼渣在水泥工業(yè)中的應(yīng)用由于鋼渣中含有和水泥相類似的硅酸三鈣、硅酸二鈣及鐵酸鈣等活性礦物,具有水硬膠凝性,因此可以成為生產(chǎn)無熟料水泥或少熟料水泥的原料,也可以作為水泥摻合料。水泥熟料是由石灰石、黏土和鐵粉等高溫焙燒而成。每分解1 t石灰石需耗能2. 1 MJ ,排放440 kg二氧化碳,因此鋼渣用于水泥生產(chǎn)可以有效降低能耗,減少溫室氣體效應(yīng)。目前的鋼渣水泥品種有:無熟料鋼渣礦渣水泥、少熟料鋼渣礦渣水泥、鋼渣沸石水泥,鋼渣礦渣硅酸鹽水泥、鋼渣礦渣高溫型石膏白水泥和鋼渣硅酸鹽水泥等,鋼

51、渣水泥的配比見表3-3。水泥標(biāo)號(hào)從275、325提高到425以上,并制訂了相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。表3-3 各種鋼渣水泥的配比鋼渣水泥不僅具有與礦渣水泥相同的物理力學(xué)性能,還具有水化熱低、耐磨、抗凍、耐腐蝕、高抗折強(qiáng)度等優(yōu)良特性。影響水泥強(qiáng)度的關(guān)鍵因素是鋼渣礦渣水泥的細(xì)度。在水泥原料中,熟料和石膏的硬度比較小,容易破碎,而鋼渣的硬度比較大,渣內(nèi)還包裹渣鋼粒,因此破碎比較困難。表3-4為鋼渣細(xì)度與強(qiáng)度的關(guān)系。細(xì)度越細(xì),水化作用越快,強(qiáng)度增大速度越快。但比表面積過大,水量提高,強(qiáng)度反而會(huì)降低。另外,鋼渣水泥的早期強(qiáng)度相對(duì)較低。表3-4 鋼渣細(xì)度對(duì)強(qiáng)度的影響80年代發(fā)展速度明顯,我國已擁有50多個(gè)

52、鋼渣水泥生產(chǎn)廠。 鋼渣水泥生產(chǎn)已超過50萬t。本溪、安陽、邯鄲等地建成10萬噸級(jí)的鋼渣水泥廠。目前,我國鋼渣水泥的生產(chǎn)能力已達(dá)100萬t以上。各鋼渣水泥廠的工藝設(shè)備逐漸完善,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,管理和技術(shù)水平有相當(dāng)大的提高。 鋼渣水泥的品種增多。 鋼渣礦渣水泥經(jīng)實(shí)踐應(yīng)用證明,在很大程度上推動(dòng)了鋼渣水泥生產(chǎn)。山東萊蕪、遼寧本溪、四川重慶、湖北大冶等地,用電爐還原渣生產(chǎn)白水泥,銷路一直穩(wěn)定。 冶金企業(yè)外的“民辦”鋼渣水泥廠比冶金企業(yè)內(nèi)部的鋼渣水泥廠效益好,規(guī)模發(fā)展快,產(chǎn)品質(zhì)量好。但是,鋼渣物化性能波動(dòng)范圍大及鋼渣雜質(zhì)多,直接影響到水泥的質(zhì)量和鋼渣水泥的發(fā)展。 從煉鋼及其排渣工藝上解決鋼渣的質(zhì)量問題,就能

53、夠達(dá)到為水泥工業(yè)提供優(yōu)質(zhì)鋼渣的目的。3.3.5鋼渣在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用我國鋼渣在農(nóng)業(yè)改良土壤的應(yīng)用始于50年代末60年代初。 中國科學(xué)院林業(yè)土壤研究所、湖南漣源等地進(jìn)行過田間試驗(yàn)。19581960年,中國科學(xué)院東北林業(yè)土壤研究所對(duì)全國各地主要煉鋼廠的平爐鋼渣進(jìn)行了分析研究,將加工或粉化的粉肥用于各種不同的土壤中進(jìn)行田間肥效試驗(yàn)。19651973年,中國科學(xué)院南京土壤研究所對(duì)含磷較多的平爐水淬鋼渣加工粉化,用于水稻、黃豆等作物試驗(yàn)。19841985年,中國科學(xué)院南京土壤研究所、湖南化工研究所等單位共同協(xié)作,開展了鋼渣的農(nóng)用試驗(yàn)研究,使鋼渣農(nóng)用試驗(yàn)在用量、用法、粒度、土種、肥效以及作物的品種、性狀、抗

54、性和肥種對(duì)比及添加培養(yǎng)元素等10個(gè)方面,取得了可喜的進(jìn)展。80年代后期,由于科研經(jīng)費(fèi)不足使這方面的工作進(jìn)展不大。1 試驗(yàn)缺乏連續(xù)性,無法得出科學(xué)的結(jié)論。 2 鋼渣在農(nóng)業(yè)上應(yīng)用成本太高,農(nóng)民用不起,結(jié)果造成其利用率低,如馬鋼鋼渣磷肥車間停業(yè)改產(chǎn)。3.3.6鋼渣在冶金原料方面的應(yīng)用鋼渣用于冶金原料方面,主要是在燒結(jié)、煉鐵、化鐵爐中應(yīng)用。首鋼、寶鋼、馬鋼、湘鋼、濟(jì)鋼、包鋼、唐鋼、重鋼等廠,幾年來一直堅(jiān)持使用。1984年以后,邯鋼、安鋼、南京鋼廠也將鋼渣應(yīng)用于燒結(jié)中,太鋼進(jìn)行了粉化鋼渣返回?zé)Y(jié)的生產(chǎn)試驗(yàn)。 多年來的生產(chǎn)實(shí)踐表明,水淬鋼渣用于燒結(jié)效果較好。鋼渣返回?zé)Y(jié)使用,不僅有較好的效果,而且利用價(jià)值

55、高。燒結(jié)礦中配加鋼渣代替熔劑,不僅回收利用了鋼渣中殘鋼、氧化鐵、氧化鈣、氧化鎂、氧化錳等有益成分,而且成了燒結(jié)礦的增強(qiáng)劑,提高了燒結(jié)礦的質(zhì)量和產(chǎn)量11。燒結(jié)礦中適量配入鋼渣后,能顯著地改善燒結(jié)礦的質(zhì)量,使轉(zhuǎn)鼓指數(shù)和結(jié)塊率提高,風(fēng)化率降低,成品率增加。再加上用于水淬鋼渣松、粒度均勻、料層透氣性好,有利于燒結(jié)造球及提高燒結(jié)速度。此外,由于鋼渣中Fe和FeO的氧化放熱,節(jié)省了燒結(jié)礦中鈣、鎂碳酸鹽分解所需要的熱量,使燒結(jié)礦燃料消耗降低。高爐使用配入鋼渣的燒結(jié)礦,由于強(qiáng)度高,粒度組成改善,盡管鐵品位略有降低,煉鐵渣量略有增加,但高爐操作順行,對(duì)其產(chǎn)量提高、焦比降低有利。燒結(jié)中配加鋼渣值得注意的是磷富集問題。按照寶鋼的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),燒結(jié)礦中鋼渣配入量增加10 kg / t,燒結(jié)礦的磷含量將增加約0. 0038% ,而相應(yīng)鐵水中磷含量將增加0. 0076%。比較可行的措施是控制燒結(jié)礦中鋼渣的配入比例,另外可以在生產(chǎn)中有針對(duì)性地停配鋼渣一個(gè)時(shí)期,待磷降下來后再恢復(fù)配料。另外,鋼渣的粒度過大對(duì)燒結(jié)礦質(zhì)量會(huì)帶來不利影響 。如鋼渣平均粒度過大,較粗的鋼渣在燒結(jié)混合料中產(chǎn)生偏析,造成燒結(jié)礦的堿度波動(dòng),給高爐生產(chǎn)帶來不利影響。為此應(yīng)該增強(qiáng)鋼渣的破碎和篩分能力,保證粒度的均勻性。如果我國能有50%的鋼渣在