2001年第27卷第9期 工业安全与环保
Septe mber 2001Industrial Safe ty and Environmental Protecti on
#11#
固体废弃物处理
钢渣热态资源化利用新技术
吴启兵 杨家宽 肖波 郭晓丹
(华中科技大学资源与环境学院) (湖北工学院)
摘 要 简述了钢渣处理的现状, 即大部分钢渣资源化工艺是先水淬处理, 后综合利用, 指出了这种传统钢渣处理工艺的缺点, 提出了一种钢渣热态资源化利用的新技术。 关键词 钢渣 资源化 工业固废
A new technique for recycling molten steel slag
Wu Qibing Yang Jiakuan Xiao Bo Guo Xiaodan (H ua zhong University of Science an d Technology ) (Hubei Institute of Technology )
Abstract The paper has briefly described the current status of steel slag treatment, that is, the mol ten steel slag is q uenched by water first and then the steel slag particles are comprehensively utilized. The shortcomings of this tradi tional steel slag process have been pointed out and a new technique for recycling molten steel slag has been put forward in the paper. Keywords steel slag recycli ng industrial solid wastes
1 钢渣排放现状
钢渣是炼钢过程中产生的废渣, 数量约为钢产
量的15%~20%[1]。1996年我国粗钢产量达1亿多t, 按吨钢产渣160kg 计算, 全年产渣1600万t 。据资料统计[2], 我国钢渣有效利用率仅10%(见表1) , 大部分钢渣作为废物抛弃, 占用良田, 污染环境。历年来我国累积钢渣堆弃量达2亿多t, 侵占农田1333公顷以上。因此, 钢渣的利用是一项紧迫的环保课题。
表1 主要产钢国家钢渣利用一览
国名美国原联邦德国
利用情况
配入烧结和高炉等再利用1000多万t (>56%) , 筑路用694万t (38%) , 其他77万t
配入烧结和高炉等再利用160万t (24%) , 筑路用157万t (23%) , 农肥125万t(18%) , 其他建材用80万t(12%)
配入烧结和高炉再利用280万t (19%) , 筑路用139万t (9%) , 做水泥原料92万t(6%) , 农肥用32万t(2%)
配入烧结和高炉再利用110万t (5%) , 筑路用850万t(35%) 配入烧结和高炉等再利用约8%左右, 筑路、建材和农肥等再利用约占2%左右
利用率/%>98
2 钢渣的几种湿法水淬处理技术
近10年来, 钢渣已不再被认为是废渣, 而是作为炼钢的副产品。钢渣处理技术在这变废为宝的过程中, 起着至关重要的作用。目前, 国内基本上采用湿法处理钢渣。湿法处理就是利用熔态钢渣的热量, 喷水直接将钢渣淬碎。一般大中型钢厂都采用露天倒渣水淬、浅盘热泼水淬、渣箱热泼法等。另外, 中小型钢厂(包括电炉钢厂) , 还有用焖渣水淬法等[3]。
(1) 露天倒渣水淬法。一般在偏辟地点设露天渣坑, 以保证安全。钢渣由抱罐车从炼钢现场运至坑旁, 倒渣于坑内, 打水淬渣, 钢渣淬裂成块后, 由推土机堆集, 装车送渣场磁选和筛分。这种方法较原始, 设施少, 操作简便, 但需用宝贵的土地资源挖坑。此外, 污水、蒸汽、粉尘直接排放, 对周围环境污染严重, 而且地坑极易积水, 安全没有保障。
(2) 焖渣水淬法。1989年, 首钢建设了2条焖渣
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日本原苏联中国
线, 用人工浇水焖渣, 焖渣时间约为2周后钢渣粉化, 耗水量为1m 3/t 渣。上钢五厂采用该项技术, 钢渣在地坑冷却至300~600e 后, 将大块钢渣铲入翻斗车, 运至闷罐车间, 倾入闷罐, 盖上罐盖后, 由上往下喷水, 水和蒸汽将钢渣淬裂。经过一段时间闷
果好, 可获得60%~80%的20mm 块状渣。但该法仍有污水处理等难题。由于多次装铲, 渣污染、粉尘问题更严重。
(3) 浅盘热泼水淬法。宝钢转炉厂从新日铁引进该项技术。300t 氧气转炉采用1炉1个中间渣罐。抱罐车将钢渣运入炉渣间, 起重机吊起渣罐, 将熔渣快速泼于浅平渣盘, 泼渣后, 喷水冷却。浅渣盘可倾斜, 将渣倾倒于40t 排渣车上, 排渣车靠近冷却水池, 先向排渣车淋水, 进行第2次冷却, 使渣降温至200~300e 后自动倒渣于冷却水池, 第3次冷却。用抓斗取出水池中渣块, 放入皮带机送往粒铁回收场。该法可使钢渣淬裂成[300mm 的块状。浅盘水淬法处理能力大, 快速冷却, 与露天渣坑法相比占地面积小, 机械化程度高; 但多次装卸、冷却钢渣, 操作作业量、污水处理量都很大。
(4) 渣箱热泼法。武钢目前采用该项技术。方法是起重机吊起渣罐向敞开式渣箱泼渣, 每泼完1罐渣后, 适量均匀喷水冷却, 然后同样作业泼第2罐、第3罐渣。每个渣箱可容纳50~70炉的转炉渣。渣箱泼满后, 集中再喷大量冷却水。渣箱底部有滤水层, 可将未蒸发的残留水排出渣箱。待钢渣冷却至100e 以下, 用装载机将钢渣铲起, 装车运走。一般设同样渣箱若干, 1个泼渣, 1个冷却, 1个清渣, 1个备用。该项技术, 工艺原理与浅盘水淬法一样, 粒化效果[300mm, 但处理设备较少, 操作简便; 缺点是污水、蒸汽、粉尘直接排放, 尤其是清渣作业, 渣箱中层温度大大超过100e , 蒸汽、粉尘四溢, 作业环境恶劣。
3 传统钢渣资源化工艺的缺点
传统钢渣资源化工艺, 原理都是利用冷却介质与熔融高温钢渣作用使钢渣淬碎, 然后再用于铁质回收、冶金熔剂、农肥或建筑材料等。其中前期的湿法水淬粒化处理往往是钢渣资源化的核心技术。钢渣水淬处理的粒化效果做得好, 则为炉渣进一步综合利用, 特别是回收铁、降低炼钢成本创造了条件。但是钢渣湿法水淬处理工艺中产生大量污水、腐蚀性蒸汽和粉尘, 对环境造成很大影响。
另一方面, 目前国内只有几家大型的钢铁企业有经济实力建造完整的钢渣湿法水淬处理线和后续的钢渣综合利用加工线, 大部分中小钢铁厂由于缺乏资金, 只好仍将钢渣作为废物进行堆放。我国钢
渣的有效利用率仅10%也说明了上述问题。因此开发流程简单适合于中小规模钢铁企业的钢渣资源化新技术非常必要。
4 钢渣热态成型为陶瓷产品新技术
国外已经在研究用水淬渣制造高附加值陶瓷产品。例如:美国的Agarwal G 等人[4]利用钢铁炉渣制造富Ca O 的微晶玻璃, 具有比普通玻璃高2倍的耐磨性及较好的耐化学腐蚀性。西欧的Goktas AA 用废钢铁炉渣制造出透明玻璃和彩色玻璃陶瓷, 拟用作墙面装饰块及地面瓷砖[5]。从以上文献可以看出, 利用钢铁炉渣来制造结构性能稳定的陶瓷建筑制件是完全可行的。但是现有研究大部分是将水淬后的钢渣加入添加料后重熔, 需消耗大量的能量。早在1979年美国Harada G 等人[6]利用熔融钢渣与铝业红泥作用来改善钢渣的结构稳定性, 使钢渣能满足作为路基或碎石的替代品。他们认为熔融钢渣与红泥在高温下能发生热化学反应, 产生不膨胀、不破碎的成分, 从而使冷却后的钢渣结构稳定。如果在出炉的高温熔融钢渣中加入一定的调节料, 混合均匀后浇注到铸型中, 直接得到任意形状的建筑制件。这样既消除了钢渣水淬工艺带来的污水等环境污染问题, 又节省了大量的热能, 而且简化了钢渣资源化的流程, 由熔融钢渣直接获得高附加值的陶瓷产品。该钢渣热态资源化利用新技术投资小, 非常适合我国的中小规模钢铁企业。5 结束语
本文提出的钢渣热态资源化利用新技术避免了钢渣传统湿法水淬工艺造成的污水、蒸汽等环境污染问题, 由熔融钢渣直接铸造成型为不同形状的建筑砖块等产品, 还可以结合一定热处理工艺, 获得性能稳定的高附加值的陶瓷产品, 如微晶玻璃、铸石等。本项目将为钢渣的综合利用开辟一条新途径。
参考文献
1 杨华明, 张广业. 钢渣资源化的现状与前景. 矿产综合利用, 1999, 3:35~37
2 乌传和. 钢渣的回收利用. 金属矿山, 1998, 1:40~453 宋坚民. 几种钢渣处理技术. 上海金属, 1999, 5:14~174 Agarwal G, Speyer RF. Devi trifying Cupola slag for Use in Abra -sive Products. JOM , 1992, 44(3) :32~37
5 Goktas AA. Manufacture and Properties of Slag -based Trans -parent glass and Ligh t Coloured Glass-ceramic. Second Interna -tional Ceramics Congress, 1994:405~413
安全工程
新型动火安全防护盲板的研究与应用
王志安
(胜利石油管理局胜利采油厂 257051)
摘 要 介绍了新型石油石化生产动火作业配套工具动火安全防护盲板的结构、原理和使用方法, 分析了它的特点和推广应用前景。
关键词 动火 安全防护 盲板 配套工具
Research and application of new type fire protective blind board
Wang Zhian
(Shengli Oil Extraction Plant Shengli Petroleum Admistration 257051)
Abstract T he paper has introduced the structure, principle and usage of the fire p rotective blind board and analysed i ts characteristics and prospects of dissemination and application. Keywords open fire safe protection blind board necessary tool
1 概述
石油石化企业在生产作业过程中, 经常进行动火作业, 而目前对易燃易爆容器、管道进行动火焊补作业时, 常采取的一种安全措施是用盲板隔离有可能引起着火、爆炸危险的一方, 在另一方进行动火作业。若采用薄铁板做盲板, 盲板与两法兰之间接触, 在进行电焊作业时杂散电流能通过盲板流向被隔离一方, 有引起着火、爆炸的危险; 若采用石棉板做盲板, 由于石棉板强度不够, 当动火的一方万一着火爆炸时, 盲板易打穿, 造成被隔方着火爆炸, 起不到盲板的保护作用; 如果同时用薄铁板和石棉板两层加入做盲板, 厚度不易掌握, 太松盲板下沉, 太紧加不上去, 操作很不方便。我们经过多年的实践研制出一种既有较高的强度, 又绝缘并方便使用的动火安全防护盲板, 为石油动火作业施工人员提供一种满意的动火安全防护配套工具。为此我们将这一动火安全防护盲板推荐给石油石化动火施工作业系统, 以便减轻动火施工作业人员的劳动强度, 提高石油石化动火施工作业的安全性。
6 Harada G, Yen T , Tomari M. Process for treating Molten Steel
Slag With Red Mud From Alu minum Industry. U. S. A.
2 动火安全防护盲板的结构与安装位置2. 1 动火安全防护盲板的结构
这种动火安全防护盲板由盲板体、盲板橡胶层、固定手柄组成, 盲板安装在两法兰之间, 用固定手柄固定在法兰上(见图1和图2)
。
图1 动火安全防护盲板整体结构
1
; 2
盲板橡胶层; 3
2. 2 动火安全防护盲板的安装位置
将动火安全防护盲板安装在动火作业管道的两
PATENT. No:US4179279
(收稿日期:20010607)