鋼液合成渣處理

1、出鋼時(shí)隨鋼流加入合成渣6kg /噸鋼，精煉石灰5kg/噸鋼和螢石0.2kg/噸鋼在鋼包中沖混。出鋼時(shí)嚴(yán)格擋渣工藝，盡量減少下渣量。同時(shí)，鋼包配以大氣量進(jìn)行攪拌。

2、爐后步料器處加入鋁粉0.3kg/噸鋼。

3、取鋼包鋼樣兩個(gè)，送一鋼樣分析成份。

4、鋼包到精煉站再加入石灰5kg/噸鋼；螢石0.2kg/噸鋼，測溫，定氧。

5、下電極通電化渣，升溫5分鐘后視情加入鋁粉0.3kg/噸鋼；螢石0.3kg/噸鋼。促使形成白渣。

6、取鋼樣分析成份，并取渣樣。 7、按0.2kg/噸鋼加入矽鐵，并喂Si--Ca合金線4.5—7米/噸鋼，加入量由終點(diǎn)鋼水含碳量而定，一般按1.0—1.5kg/噸鋼配加。

利用合成渣與鋼水在鋼包內(nèi)混合，去除雜質(zhì)提高鋼質(zhì)量的一種爐外精煉方法，亦簡稱為“渣洗”特殊設(shè)備。1925年蘇聯(lián)工程師托欽斯基(A．C．ToиHCKи

合成渣的組成及類別 一般合成渣由3部分組成：(1)基本氧化物，如CaO、SiO2、Al2O3；(2)熔劑，如CaF2、MgO、CaCl2、AlF3 ,Na3AlF6 、Na2CO3等；(3)混雜成分：如MnO，F(xiàn)eO，TiO2等。

在各種合成渣成分中，Al2O3是兩性氧化物，它與CaO結(jié)合成一系列化合物，當(dāng)Al2O3為40%～45%時(shí)，CaO-Al2O3的熔點(diǎn)最低(1396～1525℃)且aCaO最大。Al2O3與鋼液間具有高的界面能力，容易從鋼水中析出。含Al2O3高的渣甚至以固體形式使用也能清除鋼中夾雜物。

渣洗原理利用氧和硫在渣鋼間的分配比，將鋼中的氧和硫脫出到渣中，高爐渣為基料配制的合成渣對(duì)鋼液脫氮的效果較好 ：

合成渣中a (FeO) 、a(s)很小，處理過程中進(jìn)行重新分配使之達(dá)到較高值，從而達(dá)到去除鋼中氧和硫的目的。合成還原渣中CaO、。Al2O3、SiO2等還能夠與Si、Al的脫氧產(chǎn)物結(jié)合成低熔點(diǎn)的化合物，從而降低了脫氧產(chǎn)物的活度，強(qiáng)化脫氧反應(yīng)。根據(jù)脫氧反應(yīng)一般式：

式中E為脫氧元素；EmOn為脫氧產(chǎn)物；aEmOn 為脫氧產(chǎn)物的活度；f (E) 、F(O) ，為活度系數(shù)。在其他條件不變時(shí)，降低脫氧產(chǎn)物活度就能夠減少平衡的[O]。當(dāng)合成渣液滴與非金屬夾雜物界面張力σ 渣-夾 比鋼水和非金屬夾雜物界面張力 σ 鋼-夾 小時(shí)，即σ 渣-夾 <σ 鋼-夾時(shí)，合成渣與夾雜物融合并去除到鋼水表面，使鋼水純凈。合成渣含有氟離子，有利于降低σ 渣-夾，也即有利于去除夾雜物。鋼中非金屬夾雜物總濃度約可降低50%。

假設(shè)乳化渣滴呈小球狀顆粒，則

式中R為渣滴半徑，若將半徑減小n倍(即為R/n)，則F單位將增加n倍。渣滴乳化程度愈高，渣滴數(shù)量愈多，F(xiàn)單位值愈大，則反應(yīng)速度愈快，反應(yīng)程度愈高。

渣滴半徑r最小與鋼流落下高度H和界面張力σ 金-渣 的關(guān)系可用下式計(jì)算：

式中γ金為金屬密度，kg/m3；c為金屬液中渣滴流線系數(shù)。起重要作用的是沖擊攪拌功(A1 )，它取決于鋼流落下高度、出鋼量和鋼流流量?？捎孟率接?jì)算攪拌功和攪拌功率：

式中m為鋼流重量，kg；m’為鋼流流量，kg/s；Hc鋼流落下高度，m；9.81為重力加速度，m/s2；τ為出鋼時(shí)間，s。Hc值與鋼包深度和流鋼槽口到包底的高度有關(guān)。出鋼中期，300t爐子攪拌功為25t爐的20倍。顯然，鋼流量大時(shí)，鋼流攪拌功足以保證包內(nèi)合成渣對(duì)金屬的快速渣洗精煉。但鋼水量少時(shí)則無此保證。

合成渣的制備和用法(見表2)一般都是將渣在出鋼前或出鋼過程中加入鋼包內(nèi)。將一種煉制好的液體渣出到鋼包中或?qū)⒐腆w合成渣裝入鋼包中，然后去接鋼水，利用鋼流落下高度與渣混合(即進(jìn)行渣洗)達(dá)到去除雜質(zhì)的目的。采用這種方法防止冶煉爐氧化性爐渣落入鋼包是十分有效的。圖1為用中間罐防止氧化渣進(jìn)入鋼包的處理方法。另一種方法是混合處理法，由化渣爐熔化好的合成渣出在渣包中，在熔煉爐出鋼時(shí)將渣包中的合成渣同時(shí)兌入鋼包中進(jìn)行混合。

《鋼渣處理與綜合利用》是冶金工業(yè)出版社出版的一本圖書。

圖書簡介：鋼渣是煉鋼工藝過程中產(chǎn)生的功能性副產(chǎn)品，是煉鋼工藝過程中的必然產(chǎn)物。本書結(jié)合寶鋼、鞍鋼等鋼渣處理與綜合利用的研究成果和生產(chǎn)實(shí)踐，系統(tǒng)闡述了轉(zhuǎn)爐鋼渣、電爐鋼渣、鐵水脫硫渣、精煉爐鋼渣、廢舊耐火材料等的處理工藝和應(yīng)用實(shí)例，涵蓋了鋼渣處理和綜合利用的基本原理、工藝操作和安全技術(shù)等內(nèi)容，對(duì)鋼渣處理關(guān)鍵崗位提出了詳細(xì)的安全操作規(guī)程，鋼渣重構(gòu)改質(zhì)和煉鋼除塵灰的處理與綜合利用等新理念、新技術(shù)代表了鋼渣處理與綜合利用的前沿水平。本書可供鋼渣處理與綜合利用領(lǐng)域相關(guān)工程技術(shù)人員、設(shè)計(jì)人員、管理人員和教學(xué)人員閱讀參考。 2100433B

目前國內(nèi)鋼渣主要處理工藝有：熱潑法、風(fēng)淬法、滾筒法、?；喎ā釔灧?。其中熱潑法、滾筒法、熱悶法最為常用，在此對(duì)其工作原理和優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行簡單介紹。

熱潑法

（1）渣線熱潑法

將鋼渣傾翻，噴水冷卻3～4天后使鋼渣大部分自解破碎，運(yùn)至磁選線處理。此工藝的優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)渣的物理狀態(tài)無特殊要求、操作簡單、處理量大。

其缺點(diǎn)為占地面積大、澆水時(shí)間長、耗水量大，處理后渣鐵分離不好、回收的渣鋼含鐵品位低、污染環(huán)境、鋼渣穩(wěn)定性不好、不利于尾渣的綜合利用。

（2）渣跨內(nèi)箱式熱潑法

該工藝的翻渣場地為三面砌筑并鑲有鋼坯的儲(chǔ)渣槽，鋼渣罐直接從煉鋼車間吊運(yùn)至渣跨內(nèi)，翻入槽式箱中，然后澆水冷卻。　此工藝的優(yōu)點(diǎn)在于占地面積比渣線熱潑小、對(duì)渣的物理狀態(tài)無特殊要求、處理量大、操作簡單、建設(shè)費(fèi)用比熱悶裝置少。

其缺點(diǎn)為澆水時(shí)間24h以上、耗水量大、污染渣跨和煉鋼作業(yè)區(qū)、廠房內(nèi)蒸汽大、影響作業(yè)安全。鋼渣穩(wěn)定性不好、不利于尾渣綜合利用。

滾筒法

高溫液態(tài)鋼渣從溜槽流淌下降時(shí)，被高壓空氣擊碎，噴至周圍的鋼擋板后落入下面水池中。此工藝的優(yōu)點(diǎn)在于流程短、設(shè)備體積小、占地少、鋼渣穩(wěn)定性好、渣呈顆粒狀、渣鐵分離好、渣中f－CaO含量小于4%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）、便于尾渣在建材行業(yè)的應(yīng)用。

其缺點(diǎn)為對(duì)渣的流動(dòng)性要求較高、必須是液態(tài)稀渣、渣處理率較低、仍有大量的干渣排放、處理時(shí)操作不當(dāng)易產(chǎn)生爆炸現(xiàn)象。

熱悶法

待熔渣溫度自然冷卻至300～800℃時(shí)，將熱態(tài)鋼渣傾翻至熱悶罐中，蓋上罐蓋密封，待其均熱半小時(shí)后對(duì)鋼渣進(jìn)行間歇式噴水。急冷產(chǎn)生的熱應(yīng)力使鋼渣龜裂破碎，同時(shí)大量的飽和蒸汽滲入渣中與f－CaO、f－MgO發(fā)生水化反應(yīng)使鋼渣局部體積增大從而令其自解粉化。

此工藝的優(yōu)點(diǎn)在于渣平均溫度大于300℃均適用，處理時(shí)間 短（10～12h），粉化率高（粒 徑20mm以下者達(dá)85%），渣鐵分離好，渣性能穩(wěn)定，f－CaO、f－MgO含量小于2%，可用于建材和道路基層材料。

其缺點(diǎn)為需要建固定的封閉式內(nèi)嵌鋼坯的熱悶箱及天車廠房、建設(shè)投入大、操作程序要求較嚴(yán)格、冬季廠房內(nèi)會(huì)產(chǎn)生少量蒸汽。