摘 要：鋼渣處理過程中鋼渣顯熱是重要的二次能源，把這部分熱量加以回收利用，是我國冶金工業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵之一。針對現(xiàn)有鋼鐵企業(yè)處理爐渣時(shí)只考慮爐渣的后續(xù)利用，基本沒有回收其熱量的現(xiàn)狀，本文介紹一種新的鋼渣處理余熱回收工藝技術(shù)，在風(fēng)淬法處理鋼渣工藝的基礎(chǔ)上，增加余熱回收工藝，實(shí)現(xiàn)對鋼渣余熱的回收，達(dá)到投入實(shí)際生產(chǎn)的條件。

關(guān)鍵詞：鋼渣處理；余熱回收；新能源

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.07.055

0 引言

近些年，我國的鋼鐵工業(yè)在能源消耗上已經(jīng)有了顯著改善，但與世界較先進(jìn)國家的水平相比還有一定的不足。目前，鋼鐵企業(yè)處理爐渣時(shí)通常只考慮爐渣的后續(xù)利用，基本沒有回收其熱量。節(jié)約型社會對冶金企業(yè)節(jié)能降耗的要求越來越高，開發(fā)冶金熔渣余熱的高效回收利用技術(shù)是有效而實(shí)用的節(jié)能措施，高效、高品質(zhì)地回收冶金熔渣顯熱將成為鋼鐵企業(yè)降低綜合能耗的一個重要手段和潛力所在。煉鋼生產(chǎn)工藝產(chǎn)生的鋼渣顯熱是公認(rèn)的重要的二次能源。煉鋼過程中會產(chǎn)生大量的高溫熔渣，主要包括轉(zhuǎn)爐渣、電爐渣、精煉渣，通常溫度達(dá)1450℃-1650℃，屬于高品質(zhì)的余熱資源。即使熔渣平均溫度以1400℃計(jì)，經(jīng)熱量回收后溫度以400℃計(jì)，則每噸渣也可回收約1.2GJ的顯熱。煉鋼工序如果在渣處理余熱回收工藝上進(jìn)行開發(fā)研究把這些熱量加以回收利用，這將是未來鋼鐵工業(yè)節(jié)能減排的一項(xiàng)重要發(fā)展。

1 鋼渣余熱回收技術(shù)現(xiàn)狀

目前國內(nèi)外的鋼鐵企業(yè)傳統(tǒng)渣處理工藝都是先將高溫熔渣進(jìn)行適當(dāng)?shù)睦鋮s處理后再加工，提取其中的金屬作為物資來利用；而在處理鋼渣的過程中，鋼渣顯熱的回收問題一直沒有得到有效地解決。我國鋼鐵企業(yè)大多采用堆棄法、水淬法處理鋼渣。堆棄在鋼廠附近的龐大的渣山一直占據(jù)著大量土地，并且造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。

國內(nèi)大部分鋼鐵企業(yè)采用的渣處理方法都是先將熱態(tài)鋼渣進(jìn)行不同的冷卻處理后，再進(jìn)行破碎-篩分-磁選-加工，之后進(jìn)一步提取鋼渣中的金屬加以利用，或者將鋼渣直接用于生產(chǎn)水泥，鋪路以及生產(chǎn)建筑材料等用途；在這樣的處理過程中鋼渣中所含的大量顯熱沒有得到充分的回收利用。我們希望在研發(fā)鋼渣處理工藝的同時(shí)兼顧鋼渣的資源化利用以及鋼渣所含熱量的回收利用。隨著能源緊缺問題日益嚴(yán)重，國內(nèi)鋼鐵企業(yè)需要在各個方面探索可持續(xù)發(fā)展的途徑，鋼渣處理是一個重要的組成部分。有關(guān)鋼渣余熱回收利用技術(shù)的研究在國外已獲得了重視，并成效顯著，國內(nèi)對于鋼渣余熱回收技術(shù)的相關(guān)研究還需得到個鋼鐵企業(yè)的重視。

風(fēng)淬法鋼渣余熱回收技術(shù)兼顧鋼渣余熱回收與鋼渣處理，產(chǎn)品是?；w?？蛇_(dá)到5mm以下的鋼渣，鋼渣處理后利用率100%，熱量回收率大于50%，減少了后續(xù)破碎工序，便于鋼渣的高附加值利用。近年來鋼渣利用研究出現(xiàn)了新的熱點(diǎn)，該類研究針對轉(zhuǎn)爐渣含有多種有價(jià)組分和其特殊的結(jié)構(gòu)形態(tài)等特點(diǎn)，將其應(yīng)用在海洋環(huán)境、水質(zhì)凈化、土壤改良、材料制備、機(jī)械制造、脫硫脫硝等方面，為提高轉(zhuǎn)爐渣的附加值提供了新的途徑。

2 風(fēng)淬法余熱回收技術(shù)

（1）風(fēng)淬法余熱回收的優(yōu)點(diǎn)。1）避免了熔渣遇水爆炸的問題，增加了生產(chǎn)上的安全性，鋼渣?；?mm以下，減少了后續(xù)破碎工序。2）?；窟M(jìn)入罩式鍋爐內(nèi)，改善了處理爐渣時(shí)的高溫、粉塵多的操作環(huán)境。3）顯著降低渣中的不穩(wěn)定成分，有利于鋼渣的后續(xù)利用；能夠以蒸汽形式回收熔渣熱量，實(shí)現(xiàn)鋼渣余熱利用。

（2）風(fēng)淬法余熱回收的原理。高溫液態(tài)下鋼渣分子間的引力較小，用高速氣流將在空中降落下的高溫液態(tài)鋼渣流迅速擊碎為細(xì)小液滴，并隨氣體定向飛行，在飛行過程中迅速冷卻為半固態(tài)渣粒。

風(fēng)淬后，渣中不穩(wěn)定成分都轉(zhuǎn)化為鐵酸鈣、鐵酸鎂等穩(wěn)定成分，可以有效降低渣中fCaO和fMgO含量，有利于鋼渣的后續(xù)利用。另外由于液態(tài)鋼水和渣液表面張力不同，風(fēng)淬過程可使渣鐵得到良好分離，減少后續(xù)破碎工序。

粒化和冷卻過程中鋼渣中的不穩(wěn)定相基本消失，由于冷卻速度快，鋼渣顆粒表面非晶態(tài)礦物相顯著增加，鋼渣的潛在活性提高。

風(fēng)淬法余熱回收工藝流程：渣罐接渣后，由行車運(yùn)到傾翻裝置（或吊車吊運(yùn)傾翻渣灌），傾翻渣罐，熔渣進(jìn)入中間渣罐后從中間渣罐流出，被?；鲊娮靽姵龅母邏簹饬鳎ǖ?dú)饣驂嚎s空氣）吹散，鋼渣破碎成微粒，在罩式鍋爐內(nèi)回收高溫空氣和微粒中所散發(fā)的熱量并捕集渣粒，鍋爐排除的廢氣可用于干燥設(shè)備或物料。

（3）技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

（4）技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)。1）鋼渣?；蛇_(dá)到5mm以下，鋼渣處理后利用率100%，熱量回收率大于50%，減少了后續(xù)破碎工序。2）粒化渣全部進(jìn)入罩式鍋爐內(nèi)，改善了處理爐渣時(shí)的高溫、粉塵的操作環(huán)境，有效減少熱量的損失。3）顯著降低渣中不穩(wěn)定成分，有利于鋼渣的后續(xù)利用；能夠以蒸汽形式回收熔渣熱量，實(shí)現(xiàn)鋼渣余熱利用。4）性質(zhì)穩(wěn)定的?；阌陂_展后續(xù)綜合利用。

3 結(jié)論

作為高溫余熱資源的鋼渣（1400～1600℃），每噸渣會帶走大量的熱量。由于該部分熱量回收的效率不高，鋼鐵企業(yè)基本沒有回收其熱量。新形勢下，鋼鐵企業(yè)提高能效，除了提高一次能源的利用效率外，提高二次能源的利用率變得越來越重要。節(jié)約型社會對冶金企業(yè)節(jié)能降耗的要求也越來越高，開發(fā)高效的鋼渣回收利用技術(shù)是一項(xiàng)有效而實(shí)用的節(jié)能措施，高效、高品質(zhì)地回收冶金熔渣顯熱將成為鋼鐵企業(yè)降低綜合能耗的一個重要手段和潛力所在。

在風(fēng)淬法處理鋼渣工藝的基礎(chǔ)上，增加余熱回收工藝，實(shí)現(xiàn)對鋼渣余熱的回收，該技術(shù)技術(shù)指標(biāo)較好，熱量回收率高，是一種有效的鋼渣余熱回收技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]趙福才，習(xí)曉峰，巨建濤，張朝暉，孔維明.國內(nèi)外鋼渣處理工藝及資源化技術(shù)研究[C].全國冶金能源環(huán)保生產(chǎn)技術(shù)會，2014.

作者簡介：李平（1985-），女，遼寧遼陽人，工程師，從事冶金工程方向的研究。