鋼渣熱悶工藝的設計與應用

供稿|安連志 / An Lian-zhi

鋼渣是轉爐煉鋼的必然產物，約占粗鋼產量的10%～15%。鋼渣的主要礦物組成為硅酸二鈣、硅酸二鈣、鈣鎂橄欖石、鈣鎂薔薇輝石、鐵酸二鈣、游離氧化鈣、游離氧化鎂，并夾裹部分殘鋼及氧化鐵等。其中，鐵元素的質量分數約為10%～20%，經回收其中鐵元素后，可作為鋼渣微粉、鋼渣砌塊磚、路基水穩層等原料，具有很高的回收再利用價值。

目前，國內外鋼渣處理工藝主要有熱潑法、淺盤法、風淬法、水淬法、滾筒法、?；ā釔灧ǖ?。熱潑法冷卻時間短，處理量大，但反應不封閉，環境污染嚴重，且處理后的鋼渣穩定性差。淺盤法處理量大，但設備維護量大、易爆炸、環境污染嚴重。風淬法、水淬法、滾筒法、粒化法只適用于流動性好的液態渣。而熱悶法具有適用范圍廣，處理后的鋼渣的穩定性好、粉化率高、渣鐵分離充分等優點，可以實現鋼渣零排放。

鋼渣熱悶工藝原理

鋼渣熱悶工藝的反應機理包括物理變化和化學反應。

物理變化

物理變化是指高溫鋼渣遇水蒸氣急速冷卻，由于鋼與渣的膨脹系數不同，產生不均勻冷縮，致使渣殼爆裂分開。另外，隨著鋼渣溫度的降低，渣中的水硬性礦物C3S開始發生晶形轉變，體積膨脹，鋼渣進一步粉化。以上物理變化是鋼渣熱悶工藝實現渣鋼分離的基礎。水硬性礦物C3S的晶形轉變過程如下：

化學反應

化學反應是指鋼渣中游離的氧化鈣和氧化鎂遇水蒸氣發生水解反應。這種水解反應消除了鋼渣的不穩定性，是鋼渣資源化利用的基礎?！?br>