肖雙林，陳榮全，谷孝保

（1.韶鋼集團公司第三煉鋼廠；2.韶鋼集團公司安環(huán)部，廣東 韶關 512122）

應用水淬法處理韶鋼120t轉爐鋼渣

肖雙林1，陳榮全1，谷孝保2

（1.韶鋼集團公司第三煉鋼廠；2.韶鋼集團公司安環(huán)部，廣東 韶關 512122）

介紹了采用水淬法處理韶鋼120 t轉爐鋼渣的流程、主要設備、優(yōu)缺點和應用情況，并提出了現有鋼渣處理工藝的不足及改進方法.

轉爐；鋼渣處理；水淬；循環(huán)利用

鋼渣的主要成分是鈣、鐵、硅、鎂、錳、磷等氧化物，其中以鈣、鐵、硅、鎂氧化物為主.鋼渣可用于燒結配礦和生產水泥等.轉爐鋼渣是轉爐冶煉過程中產生的一種固體廢棄物.韶鋼第三煉鋼廠（以下簡稱三鋼廠）現有產能為360萬t，若以每噸鋼產生10%～12%的渣量計，該廠每年約產渣36～43.2萬t.鋼渣，不僅占用生產場地，而且容易對環(huán)境造成二次污染，循環(huán)利用轉爐鋼渣是鋼鐵冶金技術研究的重要課題.

1 鋼渣的處理工藝

目前，國內在處理鋼渣較成熟的工藝有風淬法、熱潑法、水淬法、熱悶法和輪法粒化等.綜合考慮鋼渣的綜合利用途徑、節(jié)能環(huán)保效果和投資效益等因素，在滿足煉鋼工藝順利進行的前提下，三鋼廠選擇了水淬法處理鋼渣.

與傳統(tǒng)的鋼渣處理方法相比，水淬法的處理成本和生產費用較低，工人的勞動強度輕，生產操作更安全.鋼渣處理周期短，排渣迅速，對煉鋼生產沒有任何影響，并有利于轉爐設備產能潛力的充分發(fā)揮.鋼渣在水淬過程中不會對環(huán)境產生新的污染，處理后的鋼渣粒度適中，避免了在儲存和運輸過程中對環(huán)境的污染.水淬法處理后的鋼渣粒度小于5 mm，保存了鋼渣的潛在活性便于回收和綜合利用.

目前，韶鋼將水淬處理的鋼渣主要用于返回燒結作為添加溶劑.這些處理過的鋼渣還可用于生產水泥或筑路等.

1.1 水淬的工藝原理

鋼渣水淬的原理是高溫液態(tài)鋼渣在流出和下降的過程中被高速水流分割、擊碎，當高溫鋼渣遇水急冷收縮產生應力集中而破碎、粉化，并在此時進行熱交換，使鋼渣在水幕中被粒化.由于流動著的液態(tài)鋼渣熔點高、堿度高、過熱度小、粘度大、密度大，接近固相線.因此，要把液態(tài)鋼渣分離出來，既需要水流具有強大的剪力，還需急冷熱應力，并補加拋射碰撞力，必須在多種力的綜合作用下才能奏效.因此，在鋼渣水淬過程中，應以水為主，控制溶渣，強調組合尺寸，確保徹底粒化是該工藝的關鍵.

1.2 鋼渣水淬工藝

轉爐鋼渣水淬是利用多排、多孔、多功能的水噴嘴組成紊流自由噴射，借助高速連續(xù)噴射的水力將高溫流動的鋼渣在瞬間擊散、?；?，并冷凝成小固體顆粒，液態(tài)鋼渣水淬?；悄壳俺Ｓ玫姆椒?該工藝與冶煉周期短的轉爐煉鋼配合效果較為理想，其工藝流程如圖1所示.

圖1 水淬法處理鋼渣的工藝流程

轉爐產生的高溫液態(tài)鋼渣倒入專用的渣罐中，渣罐車將其運至水渣跨水淬點，渣罐在水淬點由支撐架支撐，用傾動卷揚傾翻，同時開啟水泵在水淬噴嘴形成高速噴射的水幕，渣罐以前方支柱為中心傾翻實現水淬；鋼渣緩慢流下落在高速噴射的水幕上被擊碎?；筮M入水淬池和沉淀池，再由天車抓斗撈起運到水淬渣地坪進行濾水，濾水后的水淬渣由汽車運到用戶點使用.

水淬后的水進入沉淀池，沉淀后流入熱水井，由冷卻塔將水冷卻后進入冷水池，水淬用水是循環(huán)使用的.

1.3 鋼渣水淬與煉鋼工藝的匹配

三鋼廠工藝裝備為3×120 t轉爐，轉爐吹煉制度為三吹二，年產360萬t鋼，年產渣量約39.6萬t，鋼渣的水淬率為60%～80%.每爐鋼平均出鋼量為120 t，冶煉周期38 min；平均每爐出渣量為13.2 t，水淬輔助時間為7 min，水淬一爐鋼渣的時間為14 min，完全可以滿足轉爐生產周期的要求.

2 鋼渣水淬設備

三鋼廠轉爐鋼渣水淬工藝技術采用的主要設備有：前方支柱、渣罐、渣罐車、曲臂卷揚機、?；鳌茔^裝置等，渣罐的容量為11 m3.

各設備的統(tǒng)一配合，協(xié)同工作是水淬成功的關鍵.在倒渣過程中，曲臂卷揚機帶動渣罐旋轉，使溶渣均勻、平緩地從渣罐內倒出進行水淬.水淬時采用卷揚機帶動渣罐點動.渣罐車的寬度5000 mm，長度6500 mm，軌距4400 mm，行走速度30 m／min.前方支柱用于支撐渣罐傾翻和防止渣罐傾翻過度.渣罐傾翻采用曲臂卷揚機完成，為適應頻繁起動的需要，拖動電機采用繞線轉子異步電動機.采用電動撥鉤，使吊鉤能準確地掛至渣罐吊鼻處，并可自動掛、脫鉤.

鋼渣水淬工藝主要的用水點是?；鳎溆盟繛?080 m3／h，由冷水泵站供水，水泵運行采用變頻控制方式.水淬后的濁水先流入水淬池，再進入沉淀池沉淀，當水中的懸浮物含量低于80 mg／L后流入熱水井.由熱水泵將熱水抽到冷卻塔冷卻，水冷卻后落入冷水井循環(huán)利用.

3 水淬工藝的應用

三鋼廠的水淬法處理鋼渣項目于2003年4月22日正式投入使用，投產后的應用情況列于表1.

表1 2003年5～9月份鋼渣水淬情況統(tǒng)計表

由表1可見，在投產的五個月期間，在鋼產量提高的同時，鋼渣的水淬量也隨之增加，水淬率達國內領先水平.

4 應用水淬工藝的注意事項

由于水淬工藝的特殊性，為避免鋼渣爆炸，確保水淬生產的安全可靠，對渣罐的罐體及熔渣的流動性均有一定的要求，在進行水淬操作之前必須對噴嘴、卷揚機等設備進行仔細檢查.

（1）渣罐在放進渣罐車上時必須涂上特殊的涂料，確保灌底光滑、無結底，罐口、罐臂無鋼渣粘結，經專人檢查確認符合水淬安全要求.

（2）進行鋼渣水淬時必須保證熔渣具有較好的流動性，對于流動性較差的熔渣不能進行水淬.流動性較差的熔渣主要是轉爐進行濺渣護爐操作之后的殘留渣和連鑄澆鑄剩余的包底渣，這些熔渣的粘性大、流動性差，不宜進行水淬，只能對其進行熱潑渣箱處理.

（3）煉鋼冶煉工序的出渣操作必須符合規(guī)定，煉鋼工不得將鋼水倒入渣罐中，因為過量的鋼水在鋼渣水淬時有可能發(fā)生爆炸，同時也容易導致渣罐結底，降低鋼渣的水淬率.

（4）水淬時，可在水淬點的對面增設大功率軸流風扇，將聚集的水蒸氣吹散，確保鋼渣水淬的正常操作.

（5）水淬鋼渣的主要污染物是來源于鋼渣水淬池的污水，為實現污水的零排放，節(jié)約生產用水，水淬鋼渣的污水經沉淀、冷卻后進入冷水井進行循環(huán)利用.

5 結 語

采用水淬法處理鋼渣，工藝先進、操作簡便、作業(yè)率高、生產安全可靠.基本上可實現轉爐鋼渣的零排放，實現廢棄物的資源化回收利用.在取得直接經濟效益的同時，還減少了渣場占地和因鋼渣堆放而產生的環(huán)境污染問題，真正實現了經濟效益和環(huán)境效益的雙贏，推廣應用意義重大.

［1］冷光榮 朱美善.鋼渣處理方法探討與展望［J］.江西冶金，2005，25（4）：125－128.

［2］王紹文.固體廢棄物資源化技術與應用［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2003：342－359.

The application and study of water quenching process used for treating slag at the 120 t converter of CSG

XIAO Shuang－lin1，CHEN Rong－quan1，GU Xiao－bao2
（1.The Third Steel－making Plant of CSG；2.The Department of Safety and Environment of CSG，Shaoguan 512122，China）

It provide information on procedures，main equipments，advantages，defects and application of water quenching process which was used for treating slag at the 120 t converter of CSG，and besides，bring forward shortages and improving suggestions on existing treatment process of slag.

converter；the treatment of slag；water quenching；cyclic utilization

X757

A

1673－9981（2010）04－0561－03

2010－10－09

肖雙林（1975—），男，湖南郴州人，助理工程師，大學.