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精煉渣渣處理過(guò)程中的粉塵控制的工藝實(shí)踐

文檔作者：徐　韜，俞海明，梁　軍，姜新平文檔來(lái)源：新疆八一鋼鐵股份有限公司煉鋼廠		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年06月15日
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第３７ 卷第２ 期
２０１５ 年４ 月
甘　肅　冶　金
ＧＡＮＳＵ?。停牛裕粒蹋蹋眨遥牵?
Ｖｏｌ．３７ Ｎｏ．２
Ａｐｒ．，２０１５
文章編號(hào)：１６７２-４４６１（２０１５）０２-００６０-０３
精煉渣渣處理過(guò)程中的粉塵控制的工藝實(shí)踐
徐　韜，俞海明，梁　軍，姜新平
（新疆八一鋼鐵股份有限公司煉鋼廠，新疆　烏魯木齊?。福常埃埃玻玻?
摘　要：精煉渣是渣處理工藝過(guò)程中污染最為嚴(yán)重的冶金渣，本文簡(jiǎn)述了寶鋼集團(tuán)八鋼公司第二煉鋼廠在處理白
渣污染過(guò)程中采取的工藝措施和實(shí)踐結(jié)果。
關(guān)鍵詞：精煉渣；粉塵；干霧抑塵
中圖分類號(hào)：ＴＦ７６９　　　　　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ
Practice of Dust Control Technology in the Process
of Refining Slag Treatment
ＸＵ Ｔａｏ，ＹＵ Ｈａｉ-ｍｉｎｇ，ＬＩＡＮＧ Ｊｕｎ，ＪＩＡＮＧ Ｘｉｎ-ｐｉｎｇ （Ｎｏ．２ Ｓｔｅｅｌ Ｍａｋｉｎｇ Ｐｌａｎｔ ｏｆ Ｂａｙｉ Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅｌ Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｕｒｕｍｕｑｉ ８３００２２，Ｃｈｉｎａ）
Abstract： ｔｈｅ ｒｅｆｉｎｉｎｇ ｓｌａｇ ｉｓ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｓｅｒｉｏｕｓ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｓｌａｇ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ ｓｌａｇ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｈａｓ
ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｍｅａｓｕｒｅｓ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ ｗｈｉｔｅ ｓｌａｇ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄ ｓｔｅｅｌｍａｋｉｎｇ
ｐｌａｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ８ｔｈ Ｓｔｅｅｌ Ｃｏｍｐａｎｙ， ＢａｏＳｔｅｅｌ．
Key Words： ｒｅｆｉｎｉｎｇ ｓｌａｇ；ｄｕｓｔ；ｄｒｙ ｆｏｇ ｄｕｓｔ ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ
1　引言
能在大氣中飛揚(yáng)的粉塵主要是直徑１５０ μｍ 以
下的微小顆粒，其中７５ μｍ 以下的粉塵可長(zhǎng)期懸浮
在密閉空間內(nèi)，造成作業(yè)環(huán)境污染；２０ μｍ 以下的粉
塵懸浮在空中，隨風(fēng)可飄浮幾百米甚至幾百公里，污
染大氣環(huán)境；尤其是直徑１０ μｍ 以下的粉塵顆粒，
屬于可吸人粉塵，是造成矽肺病的根源。同時(shí)渣塵
排放還造成原料的損失。所以粉塵治理的重點(diǎn)是抑
制直徑１５０ μｍ 以下的粉塵，特別是危害最大的直
徑１０ μｍ 以下無(wú)組織排放的可吸入粉塵顆粒。
鋼渣處理過(guò)程中的每個(gè)環(huán)節(jié)都能夠產(chǎn)生不同程
度的粉塵污染，尤其以精煉爐白渣和脫硫渣為甚，這
些產(chǎn)生的粉塵是影響渣處理環(huán)境的一個(gè)重要的危害
因素。其中精煉爐白渣在相變過(guò)程中產(chǎn)生的白渣具
有粒度細(xì)小，比重較輕，容易隨風(fēng)飄散，鋼渣的粉塵
的產(chǎn)生，其隨機(jī)性很強(qiáng)，即屬于無(wú)組織排放的范圍，
現(xiàn)有除塵抑塵技術(shù)，對(duì)無(wú)組織排放污染１０ μｍ 以下
可吸入性粉塵（ＰＭ１０）的治理無(wú)根本治理辦法，對(duì)
于環(huán)境的危害極為嚴(yán)重。
寶鋼集團(tuán)寶鋼公司第二煉鋼廠（以下簡(jiǎn)稱該
廠），擁有一條日產(chǎn)鋼達(dá)到１０ ０００ ｔ 的板坯生產(chǎn)線，
每日的白渣產(chǎn)生量為９０～１５０ ｔ，白渣的處理現(xiàn)場(chǎng)硬
件設(shè)施較差，造成精煉爐白渣在處理過(guò)程中的污染
現(xiàn)象嚴(yán)重。為了解決這一難題，該廠先后采用了分
段式處理和干霧抑塵技術(shù)進(jìn)行處理，抑塵效果明顯，
在此淺述，供業(yè)界的同行參考。
2　精煉渣的處理工藝現(xiàn)狀
該廠擁有２ 座公稱容量為１２０ ｔ 的ＬＦ 精煉爐，
冶煉的鋼種以鋁鎮(zhèn)靜鋼和硅鋁鎮(zhèn)靜鋼為主，產(chǎn)生的
典型的白渣成分如表１ 所示。
表１　精煉爐白渣的成分范圍
ＳｉＯ２ Ａｌ２Ｏ３ ＣａＯ ＭｇＯ
５．５３～１０．３４ １９～３１ ５５～６１ ４～８ 　　精煉渣的處理過(guò)程為：ＬＦ 精煉爐冶煉以造白渣
為主，鋼水精煉結(jié)束以后鋼水上連鑄機(jī)澆鑄，鋼水澆
鑄結(jié)束以后，剩余的鋼渣與鑄余鋼水倒入渣罐，待渣
罐內(nèi)裝滿鑄余鋼水和鑄余白渣凝固以后，渣罐拉運(yùn)
到渣跨翻罐，翻出渣罐的渣體，由炮頭車擊打解體，
解體后的殘鋼拉運(yùn)到渣鋼氧割加工點(diǎn)，剩余的鋼渣
裝入空渣罐，拉運(yùn)到白渣的深加工利用點(diǎn)加以利用。
以上的這種工藝模式，存在著以下的缺陷：
⑴由于精煉渣中ＣａＯ 含量高，堿度高，其礦物
組成主要是Ｃ３ Ｓ（硅酸三鈣）、Ｃ２ Ｓ（硅酸二鈣）、ＲＯ
相（二價(jià)金屬氧化物固熔體）。其中Ｃ３ Ｓ、Ｃ２ Ｓ 為活
性礦物，具有水硬膠凝性，這些組分在一定條件具有
不穩(wěn)定性，鋼渣在緩冷時(shí)，Ｃ３ Ｓ 會(huì)在１ ２５０～１ １００ ℃
時(shí)緩慢分解為Ｃ２ Ｓ 和游離氧化鈣，Ｃ３ Ｓ 在６７５ ℃時(shí)
β-Ｃ２Ｓ 要相變?yōu)棣?Ｃ２ Ｓ，并且發(fā)生體積膨脹，膨脹率
達(dá)１０％，所以精煉白渣在溫度下降以后，白渣體檢
膨脹造成現(xiàn)場(chǎng)有大量的小于５ μｍ 的細(xì)小的白渣粉
末，不僅污染現(xiàn)場(chǎng)，嚴(yán)重的是裝車和拉運(yùn)過(guò)程，卸車
過(guò)程中間，粉末漫天飛舞，對(duì)于作業(yè)環(huán)境和周邊的區(qū)
域形成的粉塵污染嚴(yán)重，是渣場(chǎng)的主要污染源之一。
⑵殘鋼上面粘附有白渣塊，在殘鋼的進(jìn)一步的
加工冷卻后，這些白渣粉化，在加工區(qū)域沉積，如前
面所述，相變引起的粉化現(xiàn)象嚴(yán)重，粉化后的顆粒細(xì)
小，并且白渣的成分之間游離的氧化鈣含量較高，白
渣的成分與水泥熟料的成分高度一致，對(duì)于白渣的
噴水加濕，一是引起白渣的水化反應(yīng)造成的結(jié)塊，二
是加濕以后，只能夠加濕表面，表面一層形成的水化
反應(yīng)物阻止了水的進(jìn)一步滲透，并且打水以后的白
渣的倒運(yùn)和加工性能惡化，影響了其的后續(xù)利用
工藝。
3　白渣粉化量的控制
該廠白渣的污染在兩個(gè)點(diǎn)的污染現(xiàn)象嚴(yán)重的情
況，在２０１２ 年引起了各單位高度重視，但是在經(jīng)過(guò)
與內(nèi)地兄弟廠家的交流學(xué)習(xí)后發(fā)現(xiàn)，白渣的污染治
理目前還沒(méi)有一種有效的工藝方法。為此該廠決定
自主公關(guān)，尋求解決的方法。
該廠的研究人員在研究了白渣的凝固特點(diǎn)后發(fā)
現(xiàn)，精煉廢渣渣系屬ＣａＯ-Ａ１２ Ｏ３-ＳｉＯ２三元渣系，凝固
過(guò)程中精煉渣的物相析出過(guò)程的相變及對(duì)應(yīng)液固相
反應(yīng)如圖１ 和表２、表３ 所示［１-４］ 。
表２　精煉爐廢渣的成分
成分ＣａＯ ＳｉＯ２ Ａｌ２Ｏ３ ＭｇＯ ＦｅＯ ＣａＦ２ Ｓ
ＷＢ ／％ ５８．１ １３．７ １８．７８ ５．４ ０．７６ １．４ ０．５１ 表３　精煉廢渣物相析出過(guò)程變化及對(duì)應(yīng)析出反應(yīng)
液相組
成點(diǎn)
物相組
成點(diǎn)
析出反應(yīng)物相
Ｏ→Ｏ１ Ｐ Ｌ＝ＣａＯ ＣａＯ
Ｏ１→ｈ Ｐ→Ｐ１ Ｌ＝ＣａＯ＋Ｃ３ Ｓ ＣａＯ，Ｃ３Ｓ
ｈ Ｐ１ →Ｐ２ Ｌ＋ＣａＯ＝Ｃ３Ａ＋Ｃ３Ｓ ＣａＯ，Ｃ３ Ａ，Ｃ３Ｓ
ｈ→Ｋ Ｐ２ →Ｐ３ Ｌ＝Ｃ３ Ａ＋Ｃ３ Ｓ Ｃ３Ａ，Ｃ３Ｓ
Ｋ Ｐ３ →Ｏ Ｌ＋Ｃ３ Ｓ＝Ｃ３ Ａ＋Ｃ２Ｓ Ｃ３ Ｓ，Ｃ３Ａ，Ｃ２Ｓ
　　按照相圖分析，廢渣析出的物相有３ 種，分別是
Ｃ３ Ｓ、Ｃ３Ａ 和Ｃ２ Ｓ，３ 種物相的含量按重心規(guī)則如表４
所示。
圖１　精煉廢渣物相析出過(guò)程相變化
表４　精煉爐廢渣的主要物相成分
物相Ｃ２Ｓ Ｃ３ Ｓ Ｃ３ Ａ
ＷＢ／％ ８．５６ ４２．５５ ４８．８９ 　　從表４ 可知，精煉廢渣的析出物相中，Ｃ３Ｓ 與Ｃ３
Ａ 質(zhì)量分?jǐn)?shù)之和超過(guò)９０％，Ｃ２ Ｓ 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)很小，加
上Ｃ２ Ｓ 的相平衡溫度很高，故Ｃ２ Ｓ 難以大量存在。
實(shí)際過(guò)程中，如果熔渣冷卻速率很快，析出產(chǎn)物難免
存在Ｃ１２Ａ７和ＣａＯ（Ｃ１２ Ａ７ 和ＣａＯ 是Ｃ３ Ｓ-Ｃ２ Ｓ-Ｃ３ Ａ 分
三角形的鄰近物相），故結(jié)晶產(chǎn)物主要有Ｃ３ Ｓ，Ｃ３ Ａ，
Ｃ１２Ａ７和ＣａＯ，精煉廢渣的ＳＥＭ／ＥＤＳ 分析的結(jié)果也
證明了這一點(diǎn)。
所以白渣的抑塵處理，一是根據(jù)其相變的特點(diǎn)，
在其從液態(tài)向固態(tài)結(jié)晶的過(guò)程中，促使其向不容易
粉化的物相轉(zhuǎn)變，是能夠減少粉化量的。所以我們
采用了以下的工藝方法，來(lái)解決精煉爐白渣的粉化
量的難題。
其工藝的步驟為：
⑴在存放精煉渣鑄余罐的罐架旁安裝噴水裝
置，噴頭沒(méi)有特殊的要求。
⑵精煉鑄余白渣吊放在鑄余罐架上通過(guò)噴水裝
置進(jìn)行噴水降溫。
⑶打水時(shí)間３～４．５ ｈ，打水的量先小后大，然后
再次減少，要保持噴水作業(yè)的連續(xù)性，噴水量為：０．
０９ 噸水／每噸鑄余，保持４５ ～６０ ｍｉｎ；０．３５ ～０．４ 噸
水／每噸鑄余，保持１２０ ｍｉｎ；０．０５ 噸水／保持６０ ｍｉｎ。
⑷罐體表面蒸汽濃度以能夠看清渣罐表面為
準(zhǔn)，然后翻罐。
⑸翻罐以后，使用紅外線測(cè)溫槍對(duì)于傾翻出的
鑄余渣體進(jìn)行測(cè)溫，溫度低于２５０ ℃的，使用炮頭車
進(jìn)行擊打渣體進(jìn)行破渣，高于此溫度的，繼續(xù)自然冷
卻到２５０ ℃以下，再進(jìn)行破渣作業(yè)。
⑹破渣以后，挑選出鑄余中間的鋼鐵料，剩余的
鋼渣在熱態(tài)下直接使用罐車?yán)\(yùn)到熱悶渣渣場(chǎng)進(jìn)行
處理。
第２ 期　　　 　　　　　　　徐　韜，等：精煉渣渣處理過(guò)程中的粉塵控制的工藝實(shí)踐　　　 ６１
以上的這種作業(yè)方式，促使了精煉爐白渣凝固
過(guò)程中的選分結(jié)晶，渣中高熔點(diǎn)的方鎂石晶相增加，
生成鋁酸鈣的量在最后生成，能夠有效的減少Ｃ２ Ｓ
的產(chǎn)生量。采用以上的工藝以后，白渣中間的塊渣
的量增加了。同時(shí)由于鋼渣的導(dǎo)熱性較差，表面溫
度為２５０ ℃的渣塊，內(nèi)部的渣溫在７５０ ℃左右，鋼渣
的相變引起的粉化量減少［５］ 。
在采用以上的措施以后，翻罐區(qū)的污染得到了
控制，但是在氧割區(qū)的白渣粉末的污染，沒(méi)有好的方
法處理。
我們?cè)谘芯苛似≡诳諝庵械姆勰┨卣饕院螅?
發(fā)現(xiàn)粉末的粒度在１ ｍｍ 左右，參考煤礦企業(yè)的干
霧抑塵技術(shù)，我們?cè)冢保保?ｔ 配料間采用了一臺(tái)射霧器
進(jìn)行射霧抑塵，射霧器能夠在１８０°的范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)，
其采用的濕法降塵的原理圖如圖２ 所示，即ａ→ｂ→
ｃ→ｄ→ｅ。
圖２　濕法除塵基本原理和過(guò)程
　　射霧器是最近幾年來(lái)發(fā)展的抑塵設(shè)備，其原理
是采用專用的霧化水噴嘴，將水霧化以后，采用風(fēng)機(jī)
將霧化水吹出一定的距離，在風(fēng)機(jī)的鼓風(fēng)作用下，霧
化水噴到粉塵產(chǎn)生的原發(fā)點(diǎn)區(qū)域，進(jìn)行噴霧抑塵，其
實(shí)體示意圖如圖３ 所示。
圖３　射霧器示意圖
　　在采用射霧器以后，氧割間裝車過(guò)程中白渣的
粉塵污染得到了消除。
4　結(jié)語(yǔ)
白渣屬于一種粉化污染嚴(yán)重的冶金渣，精煉爐
白渣的粉塵控制措施有效的一種工藝為：
⑴控制白渣結(jié)晶過(guò)程中的相變，即鑄余鋼渣在
渣罐內(nèi)裝滿以后，立刻進(jìn)行強(qiáng)制性的噴水強(qiáng)冷，能夠
減少硅酸二鈣的產(chǎn)生量，在熱態(tài)下的熱剝解體，然后
再在熱態(tài)下裝罐拉運(yùn)，能夠控制白渣的粉化量，減少
對(duì)于環(huán)境污染的程度。
⑵采用射霧器進(jìn)行鏟運(yùn)和裝車過(guò)程中的抑塵，
效果明顯，如果能夠采用干霧持續(xù)抑塵，白渣的污染
就會(huì)能夠得到有效的控制。
參考文獻(xiàn)：
［１］　唐明述，袁美棲， 韓蘇芬，等．鋼渣中ＭｇＯ， ＦｅＯ， ＭｎＯ
的結(jié)晶狀態(tài)與鋼渣的體積穩(wěn)定性［Ｊ］．硅酸鹽學(xué)報(bào)， １９７９，７ （
１）．
［２］　何環(huán)宇，倪紅衛(wèi)，曾　靜．ＬＦ 爐精煉廢渣渣相組成及
形成機(jī)理研究［Ｊ］．武漢科技大學(xué)學(xué)報(bào)， ２００８，３１．
［３］　俞海明．轉(zhuǎn)爐鋼水的爐外精煉技術(shù)（第一版）［Ｍ］．北
京：冶金工業(yè)出版社，２０１１：２４８-２５１．
［４］　侯貴華， 王占紅， 朱　祥．鋼渣的難磨相組成及其膠凝
性的研究［Ｊ］．鹽城工學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， ２０１０，２３
（１）：１-５．
［５］　趙　沛，成國(guó)光．爐外精煉及鐵水預(yù)處理實(shí)用技術(shù)手冊(cè)
［Ｍ］．北京：冶金工業(yè)出版社，２００４．
收稿日期：２０１４-１０-１３
作者簡(jiǎn)介：徐　韜（１９７５-），男，大專學(xué)歷。研究方向：煉鋼工藝和安
全管理。

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