摘  要  鋼鐵企業(yè)在不銹鋼生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生鋼渣，本文對不銹鋼渣的處理技術(shù)、處理方法和處理設(shè)備進(jìn)行了研究，為合理處理利用好不銹鋼鋼渣提供了方案。

關(guān)鍵詞  不銹鋼  鋼渣  回收利用  設(shè)備

1  國內(nèi)不銹鋼行業(yè)現(xiàn)狀

2017年1月23日，中國特鋼企業(yè)協(xié)會不銹鋼分會對2016年中國不銹鋼粗鋼生產(chǎn)、進(jìn)出口、表觀消費(fèi)量進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，其中不銹鋼粗鋼產(chǎn)量2493.78萬噸，同比增加337.56萬噸，增長了15.65%，創(chuàng)歷史新高。其中，Cr-Ni鋼（300系）1269.10萬噸，同比增加148.22萬噸，增長13.22%，所占份額為50.89%，同比下降1.09個百分點(diǎn)；Cr鋼（400系）484.56萬噸，同比增加87.65萬噸，增長22.08%，所占份額為19.43%， 同比上升了1.02個百分點(diǎn)；Cr-Mn鋼（200系，包括部分不符合國家標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品）731.79萬噸，同比增加了99.02萬噸，增長15.65%，所占份額為29.34%，同比下降了0.01個百分點(diǎn)，國產(chǎn)不銹鋼材自給率達(dá)到95.91%。

中國已成為不銹鋼生產(chǎn)和消費(fèi)大國，鎳、鉻、不銹鋼廢鋼等資源供需矛盾也日趨突出。正確回收和利用好不銹鋼廢鋼資源，對于中國不銹鋼行業(yè)發(fā)展具有重要意義。中國用于冶煉不銹鋼的鎳、鉻資源十分貧乏。冶煉不銹鋼的另一個原料就是不銹鋼廢鋼，但是過去中國不銹鋼應(yīng)用領(lǐng)域不廣泛，不銹鋼產(chǎn)量少，自給率不足30％，每年產(chǎn)生的不銹鋼廢鋼資源很少，不銹鋼廢鋼主要依靠進(jìn)口。近年來，中國鎳、鉻、不銹鋼廢鋼等資源供需矛盾日趨突出。正確回收和利用好不銹鋼廢鋼資源，對于中國不銹鋼企業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

2  處理不銹鋼鋼渣的必要性

AOD爐在生產(chǎn)不銹鋼過程中會產(chǎn)生不銹鋼鋼渣，鋼渣中除了倒?fàn)t出渣流出去的鋼水冷卻形成的大塊的不銹鋼廢鋼，還有一些零散不成塊的有價金屬鎳、鉻、鐵等。目前國內(nèi)將不銹鋼生產(chǎn)線上產(chǎn)生的電爐渣、AOD爐渣、大包注余渣、中間包注余渣送往不銹鋼爐渣一次處理場，在渣罐冷卻區(qū)和翻渣區(qū)分別進(jìn)行浸泡冷卻，翻渣處理過程中直接分揀出部分金屬渣鋼，其余的爐渣運(yùn)往棄渣場臨時堆存。對鋼渣進(jìn)行有效處理及合理回收利用，可以降低生產(chǎn)成本，減少粉塵對環(huán)境的污染。目前，世界上僅有幾家公司擁有有效處理及合理回收利用不銹鋼渣的專利技術(shù)，但這些公司大都以合資或獨(dú)資的方式在保有其專利的同時，獲取經(jīng)濟(jì)收益。

不銹鋼渣處理是冶金行業(yè)和不銹鋼生產(chǎn)廠的較為復(fù)雜的工作，主要原因是：

（1）處理過程粉塵大，處理難度較大；

（2）渣中含Cr6+有毒化合物；

（3）Ni系金屬渣鋼不易回收；

（4）尾渣綜合利用有一定難度。

同時，不銹鋼鋼渣處理很有必要性，不銹鋼渣中含有Cr6＋化合物，如不進(jìn)行妥善處理，會嚴(yán)重污染周圍的土壤、河流及地下水源。鋼渣中含有用的鉻、鎳及鐵等金屬，對其進(jìn)行回收利用可以降低生產(chǎn)成本。不銹鋼尾渣是一種有用的資源，綜合利用價值比較高，使用不合理會造成資源浪費(fèi)。

3  不銹鋼鋼渣的處理

不銹鋼主要產(chǎn)生三種類型的鋼渣，第一種是脫磷產(chǎn)生的氧化渣，其渣的特點(diǎn)是含氧化鐵和P含量比較高，爐渣堿度大。第二種類型渣是電爐產(chǎn)生的爐渣，由于電爐還原不完全，渣中Cr2O3含量比較高。第三種類型是AOD轉(zhuǎn)爐冶煉過程產(chǎn)生的還原渣，這種渣的特點(diǎn)是氧化性低，渣中Cr2O3含量低，爐渣易粉化。不銹鋼渣的主要元素為Ca、Si、Mg，占鋼渣總質(zhì)量50%左右，其礦物組成有鉻鎳鐵合金、CaO、SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、MgO、MnO、P2O5、f-CaO等。鋼渣的礦物組成與鋼渣的化學(xué)成分有關(guān)，特別取決于鋼渣的堿度（CaO與SiO2的比）。

（1）不銹鋼渣一次處理方法

鐵水預(yù)處理產(chǎn)生的氧化渣，由于爐渣通過扒渣扒到渣包車中，渣中含金屬量很少，且爐渣較硬，其中的金屬回收利用價值不高可直接用往其它領(lǐng)域。對于電爐、AOD轉(zhuǎn)爐、LF精煉爐產(chǎn)生的鋼渣，由于倒渣操作和大包注余等，含有較多的不銹鋼金屬，因此對于這部分渣必須進(jìn)行金屬的回收利用。不銹鋼爐渣中含有兩種不同狀態(tài)的金屬，一是大包注余和倒渣操作過程中產(chǎn)生的大塊金屬，二是鋼渣混合產(chǎn)生的金屬液滴凝固在渣中的小金屬顆粒，因此對這兩種金屬必須都要進(jìn)行回收。AOD轉(zhuǎn)爐渣包車中的熱渣可噴少量水加速冷卻，噴淋水量視渣包車不積水為限，保證冷卻水大部分被蒸發(fā)，為保證干式處理系統(tǒng)的順行，其中含水量需控制在3%以下。在整個爐渣冷卻過程、運(yùn)輸及翻渣過程中處于濕潤狀態(tài)，最大程度地降低了粉塵飛揚(yáng)造成的環(huán)境污染。

（2）不銹鋼渣二次處理方法

電爐鋼渣與AOD轉(zhuǎn)爐鋼渣具有不同的形態(tài)，電爐渣成塊狀，破碎后成粒狀，AOD鋼渣則有冷卻后自然粉化的特性，300 系不銹鋼沒有磁性，200 系和 400 系不銹鋼有磁性，需要針對鋼渣的不同特性來選擇處理工藝：

①200 系、400 系不銹鋼依據(jù)有磁性的特點(diǎn)，采用成本比較低的破碎、磁選處理方法；

②電爐渣呈塊狀，破碎后成粒狀，宜采用濕式處理工藝進(jìn)行處理；

③300 系A(chǔ)OD鋼渣則有冷卻后自然粉化的特性，宜采用干式處理工藝進(jìn)行處理。處理后的尾渣粒度達(dá)到要求，可直接按比例添加到水泥中使用。

AOD鋼渣Cr2O3含量低，冷卻后自然粉化成粉末狀態(tài)；如果AOD渣采用濕式流程處理工藝時，80%的AOD渣都呈漿泥狀進(jìn)入澄清池，水處理、壓濾、烘干處理成本高。如果對AOD渣先進(jìn)行篩分，篩上部分再進(jìn)入濕式流程，篩下部分作為尾渣直接廢棄又降低金屬收得率。所以AOD鋼渣宜采用干式風(fēng)選處理。爐渣干式處理流程由裝載機(jī)把經(jīng)過完全冷卻的精煉爐渣加入受料斗中，30mm以上渣塊不能進(jìn)入加料斗，通過濕法處理。30mm以下的粉渣通過受料斗下面的皮帶輸送機(jī)引出，通過斗式提升機(jī)輸送到中間料倉。通過中間料倉振動給料機(jī)均勻地給風(fēng)磨機(jī)供料。風(fēng)選磨適應(yīng)鋼渣晶體結(jié)構(gòu)等特性，盡可能的將鋼渣粉碎，而風(fēng)選磨內(nèi)的不繡鋼金屬則不會被粉碎，風(fēng)選磨出來的物料經(jīng)過高效渦旋式選粉機(jī)進(jìn)行粗細(xì)分離，通過風(fēng)選將鋼渣粉和不銹鋼金屬分離處理。選粉機(jī)及收塵機(jī)收集的粉塵通過磁選機(jī)把磁性粉塵進(jìn)行了收集，以提高金屬回收率。干式處理可達(dá)到的效果：1）塊狀金屬可以供煉鋼使用。2）有磁性的粉塵通過磁選機(jī)分離后，可送燒結(jié)廠原料使用。 3）風(fēng)選磨，選粉機(jī)后收得的細(xì)粉塵比表面積大于 420mm2/kg，可以用作添加水泥的原料。

4  不銹鋼鋼渣的處理效果

不銹鋼渣處理技術(shù)可使渣中Fe-Ni 回收率大于90%，金屬回收純度大于85%，AOD尾渣中金屬含量小于2%，渣鋼的回收率達(dá)到85%以上，生產(chǎn)的渣鋼可加入到AOD爐中使用。干式流程的尾渣細(xì)粉比表面積大于420mm2/kg，在水泥廠利用，不需要任何加工處理，可以直接添加用作水泥的原料。

5  結(jié)論

對不銹鋼鋼渣進(jìn)行合理處理與回收利用非常有必要性，不僅可以節(jié)省原料成本，還做到了保護(hù)環(huán)境的要求。如何更好的處理鋼渣，是鋼鐵企業(yè)今后深入研究的一大課題。