不锈钢渣的无害化处理和综合利用技术研究

不锈钢渣因含有Cr6+而对环境产生危害,并且在渣的堆放过程中Cr3+向Cr6+转化一直在持续着,因此为降低不锈钢生产的成本、减少资源消耗和保护生态环境,钢渣应尽快给予无害化处理及综合利用。不锈钢渣无害化方法有高温还原法(干法)、还原法(湿法)和固化法。不锈钢渣综合利用的方向是解决钢渣有害元素硫、磷富集的问题,实现钢渣再生,进行企业内部循环,同时尽量减少钢渣的外部利用。     

滚筒法不锈钢钢渣处理技术的研究和应用

不锈钢钢渣的环保化处理是钢铁行业面临的难题之一,不锈钢钢渣中高含量游离CaO与MgO导致浸泡处理时粉化严重,环境污染大;不锈钢钢渣中不稳定的六价铬易溶于水造成水体污染。通过对滚筒法处理不锈钢钢渣的工艺抑制不锈钢钢渣粉化和抑制Cr3+的氧化析出进行研究和机理分析,并结合工程实例应用,论证了采用滚筒法处理不锈钢钢渣的可行性,为不锈钢钢渣环保化处理和资源利用奠定了基础。     

转炉渣中游离氧化钙的分布及稳定化研究

利用岩相显微镜分析了转炉钢渣中游离氧化钙(f.CaO)的分布规律,并设计钢渣消解装置对5～10 mm的钢渣进行了转炉钢渣稳定化试验,采用热重法对试验完的物料进行分析.结果表明,钢渣中的f.CaO被硅酸三钙和硅酸二钙所包围,晶粒尺寸在40μm左右.在湿热环境中,向钢渣中通入水蒸气和二氧化碳,有利于f.CaO反应生成氢氧化钙和碳酸钙.     

钢渣处理及资源化综合利用工艺

通过对影响钢渣利用的成分、安定性及活性因素的分析,提出了对应的解决措施;通过对钢渣冷却工艺和利用途径的对比分析,提出采用余热自解工艺冷却钢渣,充分选铁并回收含铁物料及部分可做熔剂的钢渣;尾渣控制合理的粒度,采用不同的深加工工艺,生产钢渣微粉、砌块等建材产品或直接作筑路、回填料,以实现钢渣的资源化综合利用,达到钢渣的"零排放"的目标。     

转炉+AOD两步法冶炼不锈钢物热平衡模型开发

以高炉铁水为主原料，利用合金熔化炉熔化高碳铬铁、镍铁等合金，采用转炉进行脱磷，再将混合后的不锈钢母液兑入AOD炉进行精炼脱碳来生产430、410及其他马氏体等常规400系不锈钢，这是近年来国内流行的两步法不锈钢生产工艺流程。基于宝钢德盛不锈钢有限公司两步法不锈钢工艺流程，建立转炉与AOD炉的物料平衡和热平衡计算模型，对转炉+AOD的两步法物料平衡和热平衡工艺、物料匹配工艺等方面进行系统优化研究，探索不同炉料组合生产常规400系不锈钢的工艺路径。研究结果表明，中频炉(合金熔化炉)的使用对AOD冶炼的热平衡有很大影响，当不使用中频炉时需要使用焦炭补充热量缺口，并以品种不锈钢废钢作为冷却剂来保证出钢温度满足生产要求；铬铁水在AOD入炉不锈钢母液中最优的配比为30.0%～32.5%,这时基本不需要额外加入焦炭和不锈钢废钢。模型计算结果可为转炉+AOD两步法生产不锈钢提供生产指导。     

工业废酸处理不锈钢冶炼钢渣的可行性分析

介绍了不锈钢钢渣的特性及常用处理含铬废渣的几种方法,提出了利用工业废酸处理不锈钢钢渣的措施。     

不锈钢风淬渣非平衡凝固晶相偏离评价

不锈钢渣的风淬法处理是一种快速的非平衡冷却凝固过程。为了探究不锈钢风淬渣的结晶行为,通过Factsage计算钢渣平衡凝固过程,利用X射线衍射法分析AOD炉不锈钢风淬渣的主要矿物组成,采用扫描电子显微镜观察了其各自的微观形貌和分布。结果表明,随着钢渣颗粒粒径由大于4 mm减小到大于0.5 mm,结晶物相面积占比由36.28%降低到24.88%。同时,快速冷却会使平衡态下不稳定的Ca₃SiO₅分解受到抑制而使其保留下来。此外快速冷却会抑制晶体形核、生长,影响结晶度,玻璃体比例增大进而提高炉渣胶凝活性。通过控制风淬时气体流速(冷却速度)可以控制钢渣物相组成,改变钢渣的胶凝活性,改善钢渣的利用率。     

温度对钢渣蒸压粉化性能的影响

钢渣在蒸压条件下的膨胀粉化是改善其稳定性的一个重要方法。通过扫描电镜(SEM)和X射线能谱分析(EDXA),并结合X射线衍射(XRD)、光学显微镜(OM)等检测手段对不同温度下钢渣的微观结构特征进行了分析,分析了微观结构和钢渣蒸压粉化性能之间的关系。结果表明,温度对钢渣的蒸压粉化性能影响明显,钢渣的蒸压粉化率随着烘烤温度的升高,先升高后降低,当预热到1 000℃并保温30 min时蒸压粉化率达到最大值,从而为钢渣的进一步深入研究提供了依据。     

基于GRNN-SA的重构钢渣最佳配方优化模型

考虑到钢渣化学成分的波动性,为解决钢渣重构在配料时所涉及的复杂运算问题,以钢渣、生石灰、粉煤灰、氟化钙(CaF_2)的化学成分作为输入变量,活性指数作为输出变量,构建广义回归神经网络(GRNN)模型,并采用模拟退火算法(SA)进行优化计算,建立基于GRNN-SA的重构钢渣最佳配方优化模型。通过实证分析得出,该模型能够实现重构配料过程的智能化计算,而且具有普适性,对不同来源的钢渣均有指导意义,对钢渣重构的试验结果也有一定的预测效果,实际活性指数值与预测值相对误差在5%以下,模拟准确性较高。     

抑制AOD不锈钢渣粉化的试验研究

针对AOD不锈钢渣冷却过程中产生严重粉化扬尘问题,通过研究不锈钢渣冷却过程中的粉化机理,采用配加硼质改性剂抑制粉化扬尘技术,即在出渣过程中加入0.6%～1.0%质量分数的硼质改性剂,降低不锈钢钢渣的黏度和熔化温度,促使渣中游离氧化钙(f-CaO)熔解,与SiO2形成不易粉化的β-硅酸二钙(β-C2S),防止了渣中α′-C2S向γ-C2S的转变,有效抑制了AOD不锈钢渣冷却过程中的粉化扬尘,改善了周边环境。     

钢渣-矿渣-沸石胶结剂的开发及应用

基于活性激发和不同废渣的协同作用制备一种低成本胶凝材料——钢渣-矿渣-沸石(SBZ)胶结剂。通过响应面优化试验确定基础物料配比为:钢渣38.14%,矿渣38.14%,沸石10%,改性脱硫石膏10%,复合激发剂3.72%。在此基础上,外掺8%的多晶硅渣,物料比表面积为420 m2/kg,产品28天抗折强度达到6.3 MPa,抗压强度达到42.2 MPa。SBZ胶结剂能够有效固化重金属铅(Pb2+)和铬(Cr6+),与普通硅酸盐水泥相比,固化效果好,成本较低,具有良好的应用前景。体系中的水化硅酸钙、水化铝酸钙、钙矾石以及沸石类物质对重金属的固化具有重要贡献。     

乙二醇-TG法测定钢渣中的游离氧化钙

以新余钢铁厂热泼钢渣为原料,对乙二醇-TG法测定钢渣中游离氧化钙含量的方法进行了探讨.分别用乙二醇对氧化钙、氧化镁和氢氧化钙进行滴定,用TG-DTA法对比表面积为500m2/kg不同水化龄期的钢渣和不同掺量氢氧化钙的钢渣进行分析.结果表明,乙二醇可以准确测定钢渣中的总钙(游离氧化钙和氢氧化钙)含量,TG-DTA法可以准确测定钢渣中的氢氧化钙含量,两者之差为游离氧化钙的含量,因此,乙二醇结合TG法可以测定钢渣中真实的游离氧化钙的含量,准确率在95%以上;将该方法用于测定新余钢铁厂热泼钢渣,得到游离氧化钙含量为3.17%.     

钢渣肥料线的控制探讨

主要介绍了不锈钢钢渣肥料线控制系统的硬件配置和功能、肥料线的工艺流程及系统说明。对钢渣肥料线控制系统的探讨可使读者进一步了解钢渣肥料线的控制过程及思路,而且对稳定系统、提高自动化程度具有一定的指导意义。     

酸碱改性钢渣对有机废水苯酚去除的影响

含酚废水因可生化性低、难处理、毒性大等特点成为水处理行业的重点和难点。以转炉钢渣为原料,通过不同方法得到酸、碱改性钢渣,利用扫描电镜(SEM)、比表面积测试(BET)等表征手段对改性前后钢渣的结构、性质以及化学成分特征进行分析。采用恒温振荡法将其应用于有机废水苯酚处理。详细讨论了反应时间、钢渣粒径、溶液pH值、钢渣投加量等对有机废水中苯酚去除的影响,寻找最佳处理条件,并对其动力学原理进行分析。结果表明:对于未改性钢渣,最佳处理条件为粒径74～150μm、钢渣投加量8 g/L、反应时间55 min,溶液pH等于4,此时废水中苯酚去除率为41.2%;对于酸、碱改性钢渣,最优条件下废水中苯酚去除率分别为36.08%和38.67%,碱改性钢渣苯酚的去除率整体大于酸改性钢渣。     

转炉钢渣显热高效利用创效构想与实施建议

本文介绍了钢渣特点、钢渣显热利用与金属回收现状和不足,提出钢渣显热高效利用的两个方面,液态钢渣还原金属协同自热改质和高温钢渣用于入炉物料加热,同时提出了一些具体的、易于实现的方案,有助于业界不断开发出更多更好的钢渣显热利用方法,推进中国钢铁企业的节能减排工作。     

基于PLS的一类物料库存模型的优化与应用

在钢铁制造业中,许多获得的输入输出数据在时间、空间上是高度相关的.本文针对不锈钢修磨物料的消耗与成品的产量、品种等数据,提出采用偏最小二乘(PLS)方法,提取主成分信息,最大化输入与输出矩阵之间的协方差,建立基于PLS的不允许缺货且采购需要一定周期的一类物料库存模型,给出了最佳经济订货批量(EOQ).对不锈钢修磨轮实例进行仿真,运用PLS回归和经济订货的方法,得出的结果与实际比较,验证了该算法的有效性,对降低这类物料的库存有一定的效果.     

利用钢渣、矿渣生产全尾砂充填胶凝材料

 以机械研磨和化学激发相结合的方法提高钢渣和矿渣的胶凝活性,利用脱硫石膏、氯化钙、电石渣等助剂合理调控水化产物,强化水化过程,开发了一种以钢渣、矿渣为主要成分的全尾砂充填专用胶凝材料。胶凝材料适宜的物料配比为,钢渣35.5%、矿渣35.5%、硅酸盐水泥10%、矿物调控剂19%,胶凝材料28 d抗压强度达到29.47 MPa。适当调整物料配比,可以得到满足不同采空区充填要求的胶凝材料：胶凝材料与尾砂比为1[∶]5～1[∶]10,料浆浓度为70%,充填体28 d,抗压强度达1.0～2.8 MPa。借助XRD、SEM对胶凝材料水化产物和强度调控机理进行了分析,结果表明,对胶凝体系强度起到关键作用的物质为水化C-S-H凝胶和不同类型的高水产物（如AFt）。调控剂的合理搭配,强化了钢渣、矿渣水化过程,优化了水化产物构成。     

不锈钢渣湿式处理工艺及在宝钢的应用

宝钢采用了目前世界上成熟、可靠、先进的不锈钢渣湿式处理工艺,能满足对不锈钢生产过程中产生的钢渣的处理要求,同时采用先进的渣、钢分离工艺设备,最大限度地回收不锈钢渣中的渣钢(金属)资源;能充分考虑环保要求,采取必要的防尘、除尘、降噪音、水处理设施,严格控制有害物质的排放,最大程度减少渣处理生产对环境的污染。该工艺在充分利用炉渣资源的基础上,达到变害为利、变废为宝的资源再生利用的目的。     

钢渣改性与固碳研究现状及展望

我国钢渣储量大、利用率低、堆放造成环境影响严重,为了实现“固废资源化”和“碳达峰、碳中和”的双重目的,钢渣改性和固碳已成为迫切需要解决的问题。研究表明,钢渣中的f-CaO遇水膨胀,使钢渣安定性变差,成为影响钢渣综合利用的主要因素;此外,钢渣的出炉温度能够达到1 500℃以上,这部分热量的自然损耗对资源是一种浪费,在“以废治废、循环利用”的基础上,以高压废气(CO₂)气淬高温废渣(钢渣),可实现固碳和资源循环利用。本文通过分析目前国内外钢渣改性现状与固碳研究进展,为以耦合气淬技术与热态钢渣固碳技术来实现“固废资源化”的可行性提供参考;结合现有钢渣相关研究数据,将钢渣主要化学成分进行数据拟合,并建立数学模型,以提升不同化学成分钢渣改性的效率。     

影响钢渣微粉力学性能微观机理探讨

钢渣微粉的利用代表目前钢渣资源化利用的最高水平.文章着重对影响钢渣微粉作为商品混凝土掺合料的力学性能的因素进行了分析,采用对比研究的方式对原料(矿物相和化学成分)、细度、微观孔结构等因素对钢渣微粉力学性能的影响进行了全面的剖析,最后对钢渣微粉与矿渣微粉复合后的力学性能影响机理进行了探讨.