我國(guó)在50年代就開始研究鋼渣的利用。目前已成功地把鋼渣用作鋼鐵冶煉的熔劑、水泥摻合料或生產(chǎn)鋼渣礦渣水泥、作筑路與回填工程材料、作農(nóng)業(yè)肥料和回收廢鋼等。據(jù)1986年調(diào)查,我國(guó)鋼渣綜合利用情況為:造地占60%,筑路占23%,生產(chǎn)水泥占6.4%,作燒結(jié)熔劑占5.8%,其它占4.8%。
(1)作鋼鐵冶煉熔劑。鋼渣可用作燒結(jié)劑。轉(zhuǎn)爐鋼渣一般含40%~50%的CaO,lt鋼渣相當(dāng)0.7~0.75t石灰石,把鋼渣用立磨加工成微粉,便可代替部分石灰石作燒結(jié)配料用。鋼渣作燒結(jié)熔劑,不僅回收了鋼渣中的Ca、Mg、Mn、Fe等元素,而且提高了燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)和燒結(jié)礦的質(zhì)量,降低了燃料消耗。鋼渣還可用作高爐煉鐵熔劑。
(2)鋼渣作水泥。高堿度鋼渣有很好的水硬性,把它與一定量的高爐水渣、煅燒石膏、水泥熟料及少量激發(fā)劑配合立磨,即可生產(chǎn)鋼渣礦渣水泥。鋼渣水泥具水化熱低、后期強(qiáng)度高、抗腐蝕、耐磨等特點(diǎn),是理想的大壩水泥和道路水泥。電爐還原渣具有很高的白度,與煅燒石膏和少量外加劑混合、研磨,即可生產(chǎn)325號(hào)白水泥。利用電爐還原渣作白水泥,具有投資少,能耗低、效益高、等特點(diǎn),是鋼渣利用的有效途徑之一。
(3)作筑路與回填工程材料。鋼渣碎石具有密度大、強(qiáng)度高、表面粗糙、穩(wěn)定性好、耐磨與耐久性好、與瀝青結(jié)合牢固等特點(diǎn),因而廣泛用于鐵路、公路、工程回填。由于鋼渣具有活性,能板結(jié)成大塊,特別適于沼澤、海灘筑路造地。
(4)作農(nóng)肥和酸性土壤改良劑。鋼渣含Ca、Mg、Si、P等元素,當(dāng)鋼渣中的P2O5超過4%時(shí),可以磨細(xì)作為低磷肥使用。鋼渣磷肥可以用于酸性土壤與缺磷堿性土壤,也適于水田與旱地耕作,具有很好的增產(chǎn)效果。
(5)回收廢鋼。鋼渣一般含7%~10%廢鋼,加工磁選后,可回收其中90%的廢鋼。
目前市場(chǎng)上用于鋼渣粉磨的系統(tǒng)有球磨機(jī)系統(tǒng)、立磨系統(tǒng)和輥壓機(jī)系統(tǒng)。
球磨機(jī)系統(tǒng)能耗高、噪聲大、單機(jī)能力小,但球磨機(jī)投資低,在中小型水泥廠應(yīng)用較多。我國(guó)的鋼渣粉磨處理以前多采用球磨機(jī)粉磨工藝。該工藝具有流程簡(jiǎn)單,生產(chǎn)可靠,對(duì)操作人員技術(shù)要求低,投資少的特點(diǎn),但在生產(chǎn)超細(xì)物料粉時(shí),處理效率低,能耗很大,生產(chǎn)單位產(chǎn)品成本高,單機(jī)處理能力消。與先進(jìn)的粉磨工藝相比,球磨機(jī)粉磨系統(tǒng)粉磨420㎡/kg以上高細(xì)度產(chǎn)品時(shí),單位電耗85kWh/t以上,電耗顯著增加,經(jīng)營(yíng)成本,鋼渣粉的細(xì)度很難達(dá)到。目前,采用單獨(dú)球磨機(jī)粉磨工藝生產(chǎn)鋼渣粉的企業(yè)多因運(yùn)行成本高而停產(chǎn)。
采用高壓輥壓機(jī)+球磨機(jī)生產(chǎn)技術(shù)的生產(chǎn)工藝為:高壓輥磨機(jī)、氣流分級(jí)機(jī)、選粉機(jī)、系統(tǒng)收塵器等組成閉路擠壓工藝系統(tǒng),物料經(jīng)多次擠壓、分選、除鐵、烘干、逐步細(xì)化粉化,由系統(tǒng)收塵器收集細(xì)粉入磨:管磨機(jī)、磨尾收塵系統(tǒng)等組成開路粉磨工藝系統(tǒng),終粉磨至鋼渣微粉成品。工藝特點(diǎn):系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜、設(shè)備多、產(chǎn)品綜合電耗相對(duì)較高。
在滿足入磨粒度要求以及降低鋼渣中鐵含量后,立磨的優(yōu)勢(shì)立刻彰顯:其產(chǎn)量高、電耗低,而且允許入磨水分可高達(dá)20%,成品的比表面積可達(dá)到450-500㎡/kg以上,有利于鋼渣粉的大規(guī)模化生產(chǎn)。目前各大水泥裝備公司不斷研制新型耐磨材料、改良輥?zhàn)雍湍ケP的設(shè)計(jì)及適當(dāng)降低磨盤轉(zhuǎn)速、優(yōu)化液壓系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)等措施,有效延長(zhǎng)了耐磨件的使用壽命,降低振動(dòng),提高設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率。鋼渣立磨已成為國(guó)內(nèi)外優(yōu)選的鋼渣粉加工的主體設(shè)備。
過去,鋼渣經(jīng)簡(jiǎn)單破碎磁選回收廢鋼后,由于尾渣體積安定性不良、鋼渣粉早期活性低、易磨性不佳等原因影響了其在水泥、混凝土中使用,主要用于工程回填或直接堆存、拋棄。“十二五”以來,隨著鋼渣處理、破碎磁選技術(shù)的推廣應(yīng)用,以及鋼渣應(yīng)用技術(shù)的突破,為鋼渣的深度綜合利用奠定了基礎(chǔ)。通過推廣應(yīng)用鋼渣熱燜、滾筒渣等處理工藝,實(shí)現(xiàn)渣鐵分離、游離氧化鈣的消解,解決鋼渣不安定性(易膨脹性)問題,有利于鋼渣下一步的破碎磁選、尾渣的深度利用。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),鋼鐵企業(yè)自建的鋼渣處理及破碎磁選處理能力達(dá)5100萬(wàn)噸以上;處理后的鋼渣采用“破碎—篩分—磁選—磁選后廢鋼回收”處理,廢鋼的回收率可達(dá)到85%以上。
一些先進(jìn)企業(yè)通過磨細(xì)激發(fā)鋼渣尾渣的活性,代替水泥用于混凝土建筑工程,可降低混凝土水化熱而產(chǎn)生的裂縫,提高混凝土的后期強(qiáng)度以及耐磨性、抗凍性、耐腐蝕性能。為進(jìn)一步延伸循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈,聯(lián)合建材行業(yè)相繼開發(fā)了低熱鋼渣水泥、鋼渣道路水泥、鋼渣砌筑水泥等水泥品種。鞍鋼、武鋼、唐山新寶泰等企業(yè)相繼建成60余條鋼渣粉生產(chǎn)線,年處理利用鋼渣尾渣約2400萬(wàn)噸;寶鋼、宣鋼、武鋼、西寧特鋼、陜西龍鋼等企業(yè)建立路基材料、透水磚、花磚、彩色地磚等生產(chǎn)線30余條,年處理利用鋼渣尾渣約600萬(wàn)噸。綜合來看,具備40%以上鋼渣深度利用能力。