CN1014602B - 转炉炉渣余热自解法处理工艺 - Google Patents

转炉炉渣余热自解法处理工艺

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CN1014602B
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张荣富
谢神恩
王玉吉
孙清
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Abstract

本发明涉及炉渣余热自解法处理工艺，包括在压力容器中放置待处理的热炉渣，然后把水喷洒在热炉渣的表面，在热渣快速冷却的同时，在容器中产生一定压力的饱和蒸汽，进而以这种压力蒸汽处理。本发明的处理工艺全部在密封容器中进行，改善了处理时高温、高粉尘的操作环境，充分利用余热，不耗能，并工艺安全可靠，处理时间短，粉化率、消解率较高，渣钢可完全分离，分别被利用，具有较高经济效益，处理设备简单易于推广使用。

Description

本发明涉及炉渣处理，具体地说涉及转炉炉渣余热自解法处理工艺，特别适合于固体热炉渣的处理。
一般来说，每生产一吨钢要产生大约150-200公斤炉渣。因此，如何综合利用为数众多的炉渣已成为人们关心的问题。这在资源再利用，能源开发以及环境保护等方面都具有重大的意义。然而，由于炉渣的成分波动和稳定性等方面的原因，目前大量炉渣仍因得不到利用而被废弃。为了有效地利用炉渣，国内、外对此都进行了广泛而深入的研究。日本专利昭57-42599号揭示了一种在60-100℃的温水中浸渍1-3星期的温水处理的稳定化方法。这种方法处理时间较长。国内采用一种蒸汽处理法：采用由外部供给的95-100℃常压饱和蒸汽对转炉固体冷炉渣处理8小时，基本上解决了炉渣中游离氧化钙（以下以fcao表示）所引起的风化膨胀问题。但该方法处理一吨炉渣需消耗28-32.5公斤煤，而且处理时间较长，还需要一套供汽装置。
本发明的目的是对于这种蒸汽处理法进行改进，提供一种利用炉渣余热使喷洒在其表面上的水流生产大量蒸汽处理炉渣的方法。
本发明的处理工艺包括在压力容器中放置待处理的转炉热炉渣，然后把水喷洒在热炉渣的表面上，热炉渣在水的冷却下急剧降温，这种温度梯度的急速变化产生的应力使炉渣产生许多裂缝。在热渣快速冷却的同时，在容器中产生一定压力的饱和蒸汽，并且很快地吸附于炉渣的表面和渗入大小不同的裂缝之中，与炉渣中的fcao迅速反应，反应生成的Ca（OH）2由于固相体积增大产生膨胀，在这种化学膨胀应力的作用下，使炉渣迅速粉碎，经如此反复，便能在很短时间内达到粉化和稳定处理的目的。
本发明的处理工艺全部在密封容器中进行，改善了处理时高温，高粉尘的操作环境，充分利用了热炉渣的余热，不耗能，并且避免了熔融渣遇水***的问题，工艺安全可靠，处理时间短，粉化处理后粒度在20毫米以下的占总量的80%以上，渣钢可完全分离，废钢可被回收，渣可用于建材或返回使用，具有较高的经济效益，另外处理设备简单便于推广使用。
附图说明
图1为处理前后转炉炉渣试样的X射线衍射图;图中A表示处理之前，B表示处理之后。
实施例
来自转炉的热固体状炉渣，先经预处理，即将大块渣块破碎成块度≤500毫米的渣块，其化学成分示于表1，要求炉渣中游离氧化钙（fcao）≥3.0（重量）%，热炉渣表面温度在600-950℃，将破碎而又符合要求的渣块装入渣罐中进行称重，然后把已称重的渣块放入处理的压力容器中，关闭容器，把水喷洒在热炉渣表面上，喷水量为被处理炉渣量的40-60（重量）%，在热渣块快速冷却的同时，在容器中产生一定压力的饱和蒸汽，蒸汽压力控制在≤3公斤/厘米2，视蒸汽压力的高低，处理时间保持在180-200分钟，之后使压力降至零，从压力容器中取出经自解处理的渣。然后，按常规工艺进行筛分、磁选，即可用于建材，烧结矿的掺和料，＞20毫米的渣粒经机械破碎到10毫米左右，可返回化铁炉替代部分石灰、萤石。
经余热自解处理的炉渣的化学成份示于表1。
经处理的转炉炉渣和未经处理的炉渣分别经岩相和X射线衍射分析，结果表明：
（1）变化最大的是fcao。未处理渣的岩相分析时显示的大量不规则颗粒结构和衍射图（图1中A）中d＝2.37-2.40的很强的峰值均说明了渣中含有大量的fcao，但在处理后的渣样中，岩相观 察中专见或偶见有fcao颗粒，衍射图（图1中B）中d＝2.37-2.40的峰值大大减弱甚至消失，同时出现了很强的d＝4.90的Ca（OH）2的特征峰，说明了渣中fcao经大量消解形成了Ca（OH）2。
（2）C3S等活性矿物在处理前后基本形态一致，仍为板状，条状等结构，其相对含量有一定的变化，有些下降。
（3）RO相基本不变。由此可见，经余热自解处理的转炉炉渣是一种仍具有一定活性的材料，由于渣中fcao迅速有效的消解而极大地改善了渣的稳定性。
消解率示于表2。这里的消解率是指渣中fcao经消解形成Ca（OH）2的CaO占原有fcao的重量百分比。由此可知，本发明的自解处理效果是良好的，消解率在80%以上。
采用余热自解处理钢渣配制的混合水泥的性能示于表3。由表3可知，余热自解处理的转炉钢渣已是基本稳定的材料，作为一定掺量配制各类水泥的水泥原料使用已符合质量要求。
转炉炉渣处理前后的粒度变化示于表4。
Figure 86103047_IMG1
表3    配制混合水泥的性能
一天
配合比%    细    稠    初凝    终凝    煮沸    抗折强度    抗压强度
熟料  钢渣  水渣  石膏  度  度  时-分  时-分  安定性  7天  28天  7天  28天
0    45    45    10    4.0    27    3-42    8-27    合格    45    84    206    423
15    40.5    40.5    4    5.2    28    2-55    6-25    合格    47    78    232    504
35  30.5    30.5    4    4.6    28    2-51    5-41    合格    56    76    297  511
50    23    23    4    4.6    28    2-49    5-14    合格    60    80    336    578
0    45    45    10    4.8    27.5    3-25    7-30    合格    47    92    244    497
15    40.5    40.5    4    5.0    28    3-23    6-28    合格    60    78    288    499
35  30.5    30.5    4    4.0    28    2-13    4-48    合格    69    86    382  494
50    23    23    4    7.0    28    2-41    4-01    合格  71    94    423    603
表4处理前后炉渣粒度变化
处理前    处理后
200毫米    20毫米以下    5毫米以下    0.088毫米以下
80%    50%    20%

Claims (5)

1、一种涉及转炉炉渣余热自解法处理工艺，本发明的特征在于所说的工艺包括在压力容器中放置表面温度为600-950℃的待处理的转炉热炉渣，然后把水喷洒在热炉渣的表面。
2、根据权利要求1所述的工艺，其特征在于所说的炉渣中游离氧化钙（fcao）＞3.0（重量）%。
3、根据权利要求1所述的工艺，其特征在于所说的热炉渣块度＜500毫米。
4、根据权利要求1所述的工艺，其特征在于所说的喷水量为被处理炉渣量的40-60（重量）%。
5、根据权利要求1所述的工艺，其特征在于压力容器中的蒸汽压力控制在＜3公斤/厘米2。
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