高爐爐渣

1、高爐爐渣高爐爐渣(blastfurnaceslag)高爐煉鐵產(chǎn)生的一種副產(chǎn)品，經(jīng)加工處理，主要用于制作建筑材料。高爐生產(chǎn)過(guò)程中，入爐的各種原、燃料經(jīng)冶煉后，除獲得鐵水(煉鋼生鐵或鑄造生鐵)和副產(chǎn)品高爐煤氣以外，鐵礦石中的脈石，燃料中的灰分與熔劑融合就形成液態(tài)爐渣，其一般溫度為1450～1550℃，定時(shí)從渣口、鐵口排出。通常將從渣口排出的熔渣稱為“上渣”，從鐵口隨同鐵水排出的稱為“下渣”，下渣中往往混有少量鐵水(見(jiàn)上渣與下渣)。高爐爐渣的

2、化學(xué)成分取決于原料成分、冶煉鐵種、操作方法和冶煉過(guò)程中的爐況變化(見(jiàn)表1)。高爐爐渣中CaO、MgO、SiO2和Al2O3為主要組成，占總量的95%以上，這4種成分基本可以決定高爐爐渣的冶金性能。攀枝花釩鈦磁鐵礦含有較多的TiO2，包頭白云鄂博礦含有較多的CaF。，用這些特殊鐵礦石冶煉，爐渣中相應(yīng)的TiO2、CaF2較多。除此之外，渣中還含有少量FeO、MnO和CaS以及一些微量化合物，其堿度(CaO／SiO2)一般為0.9～1.25。

3、高爐冶煉正常進(jìn)行時(shí)，爐渣成分變化不大，但在生產(chǎn)過(guò)程中有時(shí)需要調(diào)整爐料配比，此時(shí)爐渣成分相應(yīng)變化；爐況變化爐渣成分也會(huì)改變，例如爐冷時(shí)渣中FeO、SiO2含量會(huì)稍有增多。冶煉每噸生鐵一般產(chǎn)生爐渣300～600kg，其多少主要由入爐鐵礦石的含鐵量而定。鐵礦石含鐵量越少，脈石含量就越多，相應(yīng)地加入的熔劑和燃料也越多，所以渣量就越大，中國(guó)一些地方小高爐利用當(dāng)?shù)刭Y源煉鐵，渣量會(huì)超過(guò)600kg／t，而歐洲的一些高爐使用含F(xiàn)e量65%左右的爐料，渣量

4、降到185～250kg／t。大量的高爐渣原作為廢物由渣罐車運(yùn)至棄渣展，而今高爐渣多經(jīng)水淬制成水渣，成為制作礦渣水泥場(chǎng)倒掉。這種處理方法日積月累，占地甚大且污染環(huán)或渣磚等建筑材料的原料。也可用來(lái)制造渣棉、鑄石和境，經(jīng)營(yíng)管理費(fèi)用很高，而且往往因渣罐調(diào)撥不及時(shí)而膨球等。影響高爐按時(shí)出渣、出鐵。由于高爐渣綜合利用的發(fā)展，而今高爐渣多經(jīng)水淬制成水渣，成為制成礦渣水泥或渣磚的原材料。也可用來(lái)制造渣棉，鑄石和膨球。處理方法處理方法主要是水淬處理，作為

5、備用方法還有造渣塊。水淬處理將熔渣用水急劇冷卻，使熔渣粒化為細(xì)小的固體顆粒，即為水渣。水渣脫水后外運(yùn)，供水泥廠等使用。作為水泥原料對(duì)水渣的化學(xué)成分及物理性能都有一定質(zhì)量要求。高爐爐渣的化學(xué)成分除用特殊礦石冶煉的(例如中國(guó)攀枝花鋼鐵公司的高鈦渣)以外，一般都能滿足質(zhì)量要求，而且爐渣的化學(xué)成分取決于高爐冶煉工藝，水淬處理不能改變爐渣的化學(xué)成分。對(duì)水渣的物理性能要求玻璃化率要高于95%，這取決于熔渣的急冷速度，急冷速度快則玻璃化率高。熔渣溫度

6、高、水淬用水的溫度低、水量大、渣與水接觸良好，有利于提高玻璃化率。對(duì)水渣成品還要求含水量低、堆密度大和粒度細(xì)，以減少水泥廠的能耗和降低運(yùn)輸費(fèi)用。水淬方法多種多樣，大體可分為泡渣與沖渣兩種：(1)泡渣。熔渣用渣罐車運(yùn)至遠(yuǎn)離高爐的水渣池，直接傾入池水中，熔渣經(jīng)水淬即成水渣。水渣池為混凝土構(gòu)筑物，池中水深5～8m。吊車將水渣撈出，置于池邊的堆渣場(chǎng)，脫水后裝車運(yùn)出。水渣池中的水，由于水分蒸發(fā)和被水渣帶走，需經(jīng)常補(bǔ)充(每噸渣補(bǔ)充1t水)。泡渣法省

7、水省電，但需要許多渣罐車，而且安全和環(huán)保都存在較多問(wèn)題。帶運(yùn)輸，其流程是：熔渣水淬后，渣漿進(jìn)入水渣槽，而后從底部流出，經(jīng)分配器被均勻地分配到濾網(wǎng)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，水經(jīng)濾網(wǎng)過(guò)濾掉，轉(zhuǎn)鼓內(nèi)設(shè)有帶濾網(wǎng)的葉板，隨同轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)動(dòng)將水渣從底部提升到頂部，并將水渣卸到伸入轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的皮帶運(yùn)輸機(jī)上，而后裝入成品槽供外運(yùn)。由轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾出的水集中在轉(zhuǎn)鼓下面的集水槽中，由水泵抽到冷卻塔中冷卻。為防止轉(zhuǎn)鼓濾網(wǎng)堵塞，在轉(zhuǎn)鼓外用壓縮空氣和噴水清掃。近來(lái)此法應(yīng)用較多。造渣塊在水渣系統(tǒng)檢

8、修和特殊爐況(包括開(kāi)爐)高爐渣不能沖制水渣時(shí)，為處理此時(shí)的熔渣，出鐵場(chǎng)須設(shè)立干渣坑。寶鋼的干渣坑為鋼筋混凝土構(gòu)件，三面圍墻，一面敞開(kāi)供電鏟車進(jìn)出。熔渣流入干渣坑，噴水冷卻凝固后，用電鏟裝車運(yùn)走。顯然，這種方法操作環(huán)境惡劣，只能作為處理爐渣的輔助手段。用途用途一座年產(chǎn)500萬(wàn)t生鐵的煉鐵廠，年產(chǎn)爐渣約150～300萬(wàn)t，其綜合利用價(jià)值可想而知，所以很早即為人們所關(guān)注，近百年來(lái)尤其是第二次世界大戰(zhàn)以后，高爐渣得到大規(guī)模的應(yīng)用，日本、美國(guó)等進(jìn)

9、行了許多開(kāi)發(fā)研究工作，中國(guó)1970年以后也取得了許多成果。至今，高爐渣已有多種用途，在中國(guó)主要是制造礦渣水泥。此外水渣還可制成渣磚和用作隔熱填料等。塊渣可代替天然碎石作混凝土骨料、公路路基、鐵路道砟、基礎(chǔ)墊層等。還有少量制成渣棉、膨球、鑄石、微晶玻璃。在農(nóng)業(yè)方面有的高爐渣還可改良土壤或用作肥料。高礦渣水泥水渣與水泥的化學(xué)成分近似，具有潛在的水硬膠凝性能，經(jīng)石灰、石膏等激發(fā)就可由潛在轉(zhuǎn)為顯示的水硬膠凝性能，因此可以作為水泥原料。水渣經(jīng)烘干

10、后，配入少量石灰和無(wú)水石膏，用球磨機(jī)粉碎制成礦渣水泥。礦渣水泥可制成各種混凝土制品，用于建筑業(yè)。渣磚水渣經(jīng)過(guò)干燥后配入細(xì)磨的石灰和石膏，按水渣88%～91%、石灰8%～10%、石膏1%～2%比例配料，經(jīng)過(guò)攪拌、消解、輪碾活化、壓磚成型、養(yǎng)護(hù)等工序制成渣磚。渣磚可作建筑用材。渣棉為巖石質(zhì)的人造纖維，細(xì)度4～6μm，導(dǎo)熱率0.033～0.040W／(m?K)，密度0.13～0.15g／cm3。具有良好的保溫、吸音、防火性能，用于冶金化工、建