中国金属学会
2013’冶金安全与健康年会
曾丽张和富
(武钢(集闭)公司安环部武钢股份公司条材总厂)
l 前言
随资源短缺和环境承载能力脆弱，是制约我国经济发展的两大瓶颈。据统计，2010年仅冶金行业产生的废渣就达2亿多吨，其中进行资源化利用的约占4％，大部分被堆置或填埋。大量废渣不仅占用土地、污染环境、而且浪费资源。其实，这些废渣蕴含着极大的利用价值，通过处理改善或改变其理化性能指标，就能变成性能优越的工业添加剂或掺合物。目前发达国家废渣资源化利用已高达97％，我吲已经将资源综合利用装备制造业列入国家“十二五”规划重点扶持项目。一些大型钢铁厂都十分重视钢铁渣的科学处理和资源化利用，如鞍钢鲅鱼圈新炼铡、首铡京唐钢铁公司、新余中冶环保资源开发有限公司、九
江中冶环保资源开发有限公司等企业都以先进技术作为支撑，建设钢铁渣“零排放”的示范工程，改善剖分轴承
了企业的环境，创造了相应的经济效益，使钢铁渣的处理和利用工作纳入循环经济的轨道。
铸余渣长期以来一直被认为是炼钢过程中产生的废渣，其数量约为钢产量的】5％～20％。随着我国钢产量不断提高，铸余渣量也在不断增加。然而，据资料统计，我闲铸余渣有效利用率仅10％左右，大部分铸余渣作为废物抛弃，山‘用良田，污染环境，历年来我国累积钢渣堆弃量已达2亿多吨，侵占农田1400 公顷以上。因此，铸余渣的利用是我国钢铁企、№的一项紧迫的环保课题。 2现状分析
铸余渣是钏铁仓j№为保证钢锭或连铸坯的质量生产，预留在铸余渣罐底部的余铡，浇铡结束排渣处理时，基本形成大渣钢砣。由于钢水经过脱氧后，钢水包内含有覆盖于钢水表而的钢渣，所以其成分有别于转炉渣，一般钏厂将其列入冶炼后期渣处理系统。随着钢品种的扩大与纯净铡技术的发展，各铡厂铸余钢渣处理系统都已成为极其重要的冶炼配套渣处理工艺的组成部分，基本要求是处理节奏快、大生产的能力强。但由于铸余渣处理与大渣钢(铁)的利用相互交叉、密不町分，工艺流程极长，牛产组织也极其复杂，经常因处理不及时影响正常生产。再加上国内对铸余钢利用的不合理，导致其利用率不高。 2．1为了提高武钏炼钢环节铡渣利用的技术含量和经济效益，武钢股份条材总厂和武钏实、Ik公司所属武汉市新实冶金设备工程有限公司在中钢集团武汉安全环保研究院有限公司技术指导r，于2010年
元月份提出“关于对条材总厂铸余渣回收再利用的项目建议书”。武钢集训原资源开发部就此召开专题协调会，明确新实公司开展有关技术研究和加工产品的试验，并进行该项目的可行性研究。
2．2铸余渣具有高碱度，低氧化性，低熔点，预熔性等可资利用的特性，I而武钢现行处理方式是仅在分离可见铁后与转炉渣、脱硫渣等混同，尾渣对外销售，显然未达到物尽其用。正是基于此状况，条材总厂借鉴阁内外有关技术信息，结合公司实际，在csP进行铸余渣在线热循环试验。I刊时，提出了分别利用一炼钢重轨钢，帘线钢、CSP铝系钢铸余渣配制钢水净化剂、脱硫剂、夹杂物改性剂等炼钢工序辅助材料的试验要求，以追求铸余渣利用的技术含量和提高炼钢工序的经济性。据初步调查，现阶段武钢青山本部炼钢工序铸余渣总量已达15万吨以上，随着炉后精炼技术的发展，铸余渣量将有增无减，这一部分钢渣的综合利用，充分拓展其非金属资源的应用领域，大有潜力叫挖。 防暴叉中国金属学会 2013’冶金安全与健康年会
2．3 综上所述，铸余渣回收利用具有很好的经济效益和社会效益，而且有利于提高资源利用效率，对
发展循环经济意义重大，也对经济社会可持续发展有着重要意义。
3试验可行性研究 铸余渣具有高碱度，低氧化性，低熔点，预熔性等可资利用的特性，l 叮武钢现行处
理方式是仅在分离
可见铁后与转炉渣、脱硫渣等混同，尾渣对外销售，显然未达到物尽其用。正是基于此状况，条材总厂借 鉴罔内外有关技术信息，结合公司实际，在CSP 进行铸余渣在线热循环试验同时，提出了分别利用一炼钢 重轨钢，帘线钢、csP 铝系钢铸余渣配制钢水净化剂、脱硫剂、夹杂物改性剂等炼钢工序辅助材料的
试验 要求，以追求铸余渣利用的技术含量和提高炼钢工序的经济性。
3．1为了明晰铸余渣利用技术可行性和分类回收铸余渣的现场适应性，条材总厂两分厂和新实公司密 切协调， 2010年熏点探讨了条材总厂铸余渣回收流程和有效进行渣铁分离的实施力1案。遵照股份制造部 试验通知要求，反复研究比选精炼剂生产工艺配方，确定了钢水精炼剂成份要求，小批量生产了铸余渣基 精炼剂，并连续批量地进行了工业应用试验。据此条材总厂及两分厂，新实公司分别提出了试验报告。
3．2武钢股份制造部组织有关专家管理人员对条材总厂和新实公司试制的CSP 铸余渣钢包精炼渣进 行了技术评审。该评审意见认为通过细分回收钢包铸余渣再加工处理后：区回钏厂使用是提高二次资源利
用 科技含量，践行发展循环经济，节能减排产业政策的体现。同时指出铸余渣基精炼渣在LF 炉投入使用
后， 化渣速度快，脱硫效果好，脱硫率达73．8％，满足了：[艺和现场使用要求，同时肯定该精炼渣町以在cSP 分』一正常使用。
3．3与此同时，针对炼钢现场连续批量分类获取一定粒度且经渣铁分离后的尾渣这一关键环节，新实 公司与两分厂反复协商，现场比选优化，分别确定了在一炼钢和CSP 分厂获取铸余渣，集中于厂内进
行破 碎和渣铁分离的实施方案，较好的达到了不妨碍丰体厂生产流程顺行，不影响现场安仝生产，不造
成含铁 资源流失的基本要求。通过多方实验及现场认证，确定了铸余渣回收利用项同的技术路线和生产工艺
流程。
3．3．1牛产工岂流程
铸余渣
。————一～—=——一
破碎
——一————一———二～
<。夕
殳——一
一——
磁选
一三之——～———=_———一～一细破
r ———————’—————’—‘。———’1。‘‘————’。1。一弋7
～～三之～——一～—=—一——一混料
一～—————=——～一——一墨之～
pc104总线
压球 一———了r ～——一，————～——1‘。——————1。
烘烤
一
检验
弋17
成品 产品牛产工艺
流程图
中国金属学会2013’冶金
安全与健康年会
3．3．2工艺流程：整个生产过程主要分为破碎、混料、压球及烘烤四大工序。
4试验
武钢条材总厂csP分厂与武钢实业公司新实冶金设备公司对铸余渣生产的钢水精炼剂进行了试验。试验情况如下：4．1
钢水精炼剂成份
项目C a0Si02A1203MgO AI C a F2MnO+T Fe S H20粒度
理化指
45～60≤325～35≤83～53～5 S2≤0．25S15“20m m 标
4．2加入量：执行现行工艺，每炉加入300kg，等量替代原LF炉加入的精炼渣
4．3试验过程
试验在武铡条材总厂CS P分厂LF炉进行，共使用4．4t。 LF炉钢水到站后，
根据造渣过程渣况加入钢水精炼剂。加入后成渣速度较快，约4mi n左右渣熔
化良好，与常规精炼渣化渣效果相当。 L F炉离站终渣成分见表1。
表l渣样数据
熔炼号Si02M n0P205T i02Fe0C a O MgO A1203R P加入量E023167O．5 O．12O．1370．57O．5552．268．2624．7212．4250．03300 E0231691．450．22O．1830．62 O．64 54．129．5621．3512．3430．04300 E023170O．150．32O．2290．631．3452．9110．8321．615．912O．05300 E023171O．5 0．170．183O．460．8759．187．8520．6316．1020．04300 E0231733．910．220．1830．26 0．5559．417．7817．789．9170．04300 E0132997．250．070．2292．640．1 47．2512．9416．066．3030．05300 E023339O．01 0．21O．1830．47 O．43 59．926．86 22．0616．83O．04300钢水成份，详细数据见表2。
表2钢水样数据
到站成份离站成份成品成份
熔炼号
S AIt A Is C a S Alt AIs Ca S AIt AIs C a
E0231670．012O．02150．0210．00010．00490．02340．02280．00280．0054O．02170．02120．0017 E023169O．0210．04970．0425O．000l O．0106O．03810．0372O．00410．0078O．03260．0320．0012 E0231700．0230．0426O．03890．00010．00230．0191O．01850
．0024O．00730．03490．03420．0019 E0231710．0340．01970．01840．0001O．00890．03920．03830．0037O．0036O．01720．01680．0018 E0231730。023O．002O．00190．0008O．0062O．03790．03690．0030．00420．0333O．03250．0025 E013299O．0220．0210．02020．00020．00690．03920．03830．00150．0068O．03490．03410．0011 E0233390．01O．03480．0324O．00010．00480．03530．03460．00080．00430．0327O．03180．0009
tIlI田金属学会
228I
2013’冶金安伞。』缝康年会精炼结果分析
精炼结束的渣况
图2试验方案渣况(使用钢水精炼剂) 刘’比图l与图2熔渣，发
现使用铸余渣精炼剂时的终渣渣况与使用精炼渣的渣况相当．终渣氧化性
FeO+MnO=O．77％，采用试验方案成渣速度与精炼渣相比缩短lmin，有效精炼时问得到保证。
5效果及经济效益分析
5．1从上述情况分析，使用条材总厂CSP分厂铸余渣回收制备的钢水精炼剂使用情况正常，可以替代精炼渣，基本试验达到试验目标。CSP分厂：使用钢水精炼剂．每炉钢加入300kg，预估费用360兀，棒代原使用精炼渣，每炉钢降低240元，全年1．5万炉，年可降炼钢成本360万元。
5．2使用试验方案钢水精炼剂．缩短成渣时间，I列时有利于显著降低炼钢综合能耗。
5．3回收利用铸余渣，全年减少万余吨固定废弃物厂内运输髓，变用渣罐，火车倒运到渣场为炼钢现场实施渣铁分离(见下图)．就地在武钢厂l苎：内加工钢水精炼剂返LF炉使用，大幅度降低公司牛产费用。
巾围会属学会
2013’冶金安会与踺康年会
5．4铸余渣属于重熔渣，配加适母钿．灰后，LF炉可缩短成渣、化渣时问。
多任务手势5．5铸余渣基精炼剂具有较高碱度，化渣、成渣效果较好，能较快的脱除钢中S．脱S率达到73．8％，
增加有效精炼时问，提高钢水质嚣。 5．6武钢条材总厂铸余渣回收项目产品用于瞥代现条材总厂现在使用化渣剂、精炼剂等原料，其中．
。炼钢分厂钢水精炼剂按出厂价1000元，年产I．6万吨：CSP分厂转炉化渣剂按出厂价900元，年产9000 吨：CSP分厂LF炉铡水精炼剂按出厂价2400／已，年产5000吨计算。武钢条材总厂铸余渣回收项目年总产最3万吨，可实现销售收入3610万元。
5．7从产品市场前景来看．武钢条材总厂铸余渣回收项目不但满足了武钢对钢水精炼剂的需求，也减
少了武钢铸余渣对环境的污染，属于资源二次利用项同，具有很高的经济效蕊和社会效a；；【。武钢条材总厂
铸余渣回收项目市场前景广阔，nJ‘以为冶金行qk钢水精炼剂的牛产提供新的思路。
5．8武钢条材总厂铸余渣回收项同通过细分刚收钢包铸余渣，进行加工处理后返回钢厂使用。该项同
tz15
的投产提高了铡渣的资源■次利用效率，属于科技含量较高的项目。是践行H家节能减排产、lp政策的具
体体现。因此，本项F1是符合国家节能减排政策和发展循环经济的需要。
6结论
6．1武钢条材总厂与武汉Ilj新实冶金设备工程有限公司经过多年的科研攻关，分别利用-炼钢重轨
钢，帘线钢、CSP铝系铡铸余渣配制铡水净化剂、脱硫剂、央杂物改性剂等炼钢工序辅助材料，以追求
铸余渣利用的技术含最和生产过程节能、环保，符合国家资源综合利用政策和可持续发展与循环经济的
需要。做到铡渣在钢厂内循环回收利用，该工艺取代以往的铸余渣经用渣罐rfl火车运至冶金渣公司渣
场。
6．2条材总厂铸余渣的刚收利用，加工生产转炉、
LF炉所需钢水净化剂、脱硫剂、夹杂物改性荆、造
渣剂等，既有利于提高炼钢经济性、降低工序成
本，又町降低公司厂内物料运输量和工、lk废弃物排
放量．减少环境污染，符合循环经济的发展方向。
为进‘步深入利用固体废弃物中的非金属资源，丌
发系列产品积
累经验。
6．3采用新技术对铸余渣进行■次加工乍产钢
水精炼剂等炼钢辅料。从Jj；i料来看本项F1的原料
gsm模块主要为武钢一炼钢重轨铡，帘线钢、CSP铝系钢铸
余渣。故项同原料来源及原料品位稳定。从销售来
看，该项F1 产能约有10万吨／年，}要提供给武铡
内部作为炼钢
辅料，产品销路稳定。加之国内对钢水精炼剂等炼钢
辅料需求量日益增加，凶此铸余渣的回收利用项目具有良好的市场前景。
6．4铸余渣的叫收利用技术1i但可以减少污染物对环境的破坏。而只．能生产出满足冶金行业需要的冶
炼辅料。如果能对该技术进一步推广，将为冶金氽、Ik节省资源，降低成本，创造出更大的经济效益。I司时，
该技术填补了我国铸余渣综合利用的空白，缩小了与世界先进冶金技术之问的差距。本项同对于冶金行业
言，意义深远。
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