下一个钢板切割工件：碳板切割钢铁企业排放的综合污水主要有油、SS、COD等 。

模具钢零割渣、碳板加工渣、碳板零割渣的产生和性质 髙炉渣在髙炉炼铁过程中产生，从模具钢零割排出时期温度约为1500尤，呈熔融状态，根据冷却方法，分 为缓冷渣和水淬渣。钢渣包括碳板加工吹炼铁水炼钢时产生的碳板加工渣和用碳板零割以废钢为原料炼钢 时产生的碳板零割渣。铁水预处砰时产生的渣称为铁水预处理渣，一般统计为碳板加工猹。碳板零割渣分 为氧化期淹和还原期渣。卨炉猹缓慢冷却时生成各种结晶矿物相，急冷时生成大量无定形的玻璃体和微晶 ，酸性模具钢零割濟急冷时全部凝结成玻璃体。钢渣不论缓冷或急冷都生成结晶矿物相，不形成玻璃态物 质 钢铁冶炼过程中各种冶炼渣的产生环节如图4-1所示。 灰剂金 石熔合 图4-1钢铁冶炼过程中各种冶炼渣的产牛.环节 模具钢零割炼铁过程是将作为炼铁原料的烧结矿、块矿及球团和作为燃料及还原剂的焦炭、作为熔剂的石 灰石装入模具钢零割，从风口吹入热风并喷人煤粉进行冶炼，铁水和模具钢零割渣从出铁口间断地排出。 使用自熔性烧结矿和石灰石是为了改善铁矿石的还原性并利于铁水与炉渣分离u烧结矿、块矿中的脉石成 分、焦炭中的灰分、石灰石中的CaO、A1203、MgO全部进人炉渣，部分Si02还原成Si进人铁水，约90%的 Si02进人炉渣。因为模具钢零割内是还原性气氛，焦炭中的硫黄大部分都转移到炉渣中，模具钢零割淹中 还有少14的MnO、Ti02和微量的氧化铁。在特殊情况下，用复合矿冶炼生铁时，炉渣的成分会有较大的不 同。 铁水中含有4%~5%的碳，还有Si、P、S等杂质，需要在碳板加工中将这些杂质除去并把碳降低到合适的含S 。现代碳板加工炼钢为了提高反应效率、改善钢的品质、降低钢渣发生tt,采用铁水预处理工艺先行脱硅 、脱硫、脱磷，然后再用碳板加工脱碳的工艺流程逐渐成为主流。铁水预处理过程It钢产生约40kg渣。碳 板加工渣的形成过程和成分如图4-2所示。在碳板加工炼钢初期兑人铁水（71为1300~1350尤），吹氧。铁 水中的Si、Mn、Fe氧化，形成初期渣。铁水中的Si氧化成Si02,吹氧精炼将部分铁水氧化成FeO,初期炉渣 中FeO、Si02含最很大。富含Si02的酸性渣与熔剂石灰和炉衬接触生成低熔点物相： CaO+MgO+Si02=CaO.MgO.Si02钙镁橄榄石（熔点1390$)(4-1) CaO+FeO+Si02=—CaO■FeO.Si02钙铁橄榄石（熔点1205=�)(4-2) u)(FeO,)/% 图4-2碳板加工渣的形成过程及终渣的成分范围 为脱磷和脱硫窬要添加石灰，成渣速度主要取决于石灰CaO的溶解速度。随着CaO不断溶解，炉渣碱度逐渐 提高，炉渣逐渐被CaO饱和。同时发生脱碳反应和CO还原渣中FeO的反应。初期渣的主要物相有：钙铁橄榄 石和钙镁橄榄石的固溶体，其次还有硅酸二钙C2S和未熔的石灰颗粒。C2S初期以粗大颗粒结晶析出后，又 被熔融炉渣吸收。后期渣主要物相为：次生C2S、硅酸三gC3S、R0相；其次还有少量的铁酸钙、方镁石及 未熔的石灰颗粒，不同的炼钢过程、钢号、铁水、造渔材料都对造成钢渣的物相不同、成分波动。碳板加 工渣的主要成分是CaO、Si02和FeO。钢铁渣的主要物相见表4-1，一般情况下碳板加工淹中各物相及其相 对含量见表4-2。典型的碳板加工渣的光学显微照片如图4-3所示。 碳板加工渣的主要物相：C2s是炉淹的主要物相。它可从渔熔体中直接晶出，也可由Si02与CaO反应生成， 有时会在石灰颗粒周围形成壳状式骨架分布。由于C2S熔点高(2130^),因此，这种分布很容易阻止CaO的进 一步溶解。中后期炉渣中，C2S可从铁酸盐、RO、RF等相中品出，一般呈致密枝晶状分布。这类C2S常含有 粒状或花瓣状RO或RF的孪品现象，并带有解理细纹。后期高温C3S冷却也析出C2S。这类C2S—般也呈致密 枝晶状分布。 C3S-^^C2S+CaO (4-3) 高碱度高温炉渣熔体常晶出C3S(3Ca0.Si02)。它的晶体为延长式（可长达宽5(Vm)或六边形的片状，冷却 时容易分解。有时C3S会被析出的C2S和RO相侵蚀取代。 碱度偏高的炉渣中，与次生C2S紧密共生结晶出一种较细的等轴暗色物相——R0相。它的化学成分是（Fe ，Mn,Mg,Ca)0,初生呈滚圆形以及枝晶状，常分布在C2S间隙及空隙内，并伴有部分氧化痕迹。R0相的数量 仅次C2S是碳板加工渣的基体物相。 钢涟中未溶解或过饱和析出的CaO称为游离氧化钙（fCaO)，它是影响钢渣稳定性的重要物相。 与模具钢零割渣相比FeO含量高是碳板加工渣的特点，钢渣中还有10%~15%的金属铁。添加的石灰没有全部 淹化，碳板加工渣中有残留的石灰（游离氧化钙）也是一个特征。碳板加工渣中的自由氧化钙是碳板加工 渣利用过程中的难题。 碳板零割炼钢过程中精炼方法和冶炼钢种的不同产生的渣也不同。主要分为碳板零割熔化期和氧化精炼期 发生的氧化渣以及还原精炼期和钢包楮炼产生的还原渣。碳板零割炼钢时，先用电弧加热废钢使其熔化， 有时也兑人铁水或加人直接还原铁，然后添加石灰和熔剂。从通电熔化开始吹人氧气氧化钢中杂质，调整 含碳量，形成氧化渣。氧化'渣排出后，在碳板零割内或钢包中进行还原精炼、脱硫、脱氧，产生还原渣 。氧化渣在吹氧时产生，所以氧化铁较多，还原渣中CaO和S较多。碳板零割普通钢和特殊钢的渣量一般是 100kg/t，碳板零割冶炼不锈钢的渣量一般在200kg/t。各种冶炼渣的发生量见表4-3。 表4-3各种冶炼渣的发生量 炉渣种类 发生童/kg*r1 备注 模具钢零割渣 缓冷渣 约300 贫矿冶炼済量可达1 水淬渣 钢渣 碳板加工渣 100〜150 铁水预处理渣 40 碳板零割液 氣化期 普通钢/特殊钢100不锈钢200 还原期 据统计，2002年我国卨炉淹产生量约为346kg/t;钢渣产生量约为137kg/t。 1995~2007年间我国钢铁渣利用率见表4_4。其中钒钛模具钢零割渣和放射性模具钢零割渣未能利用。 我国部分企业的普通模具钢零割渣和炼钢渣的化学成分见表4-5。 表4-4我国钢铁渣利用率 （质量分数/%) 年份 1995 2000 2001 2002 2006 2007 髙炉渣 84.32 86.18 89.10 89.52 92.72 91.1 碳板加工濟 79.36 82.14 77.20 86.92 89.75 88.82 表4-S我国部分钢铁企业钢铁渣化学成分 （质量分数/%) 种类 Si02 A1203 CaO MgO Fe203 FeO MnO Ti02 P205 碳板加工済 19.19 1.48 40.14 9.78 9.43 17.44 1.99 0.94 1.51 碳板加工渣 19.14 4.07 45.18 7.23 7:10 20.54 0.80 0.98 1.23 碳板加工渣 13.21 2.42 33.76 9.37 16.03 11.70 3.25 1.10 1.26 碳板加工渣 14.07 5.29 40.97 13.59 6.50 12.61 1.21 0.69 1.21 碳板加工渣 14.50 1.79 35.19 10.13 12.87 16.04 5.67 0.67 1.22 碳板零割渣 22.44 11.03 35.33 6.58 1.22 13.14 1.26 0.73 0.34 碳板零割渣 23.27 7.67 25.20 4.88 6.24 16.52 3.37 6.82 0.49 髙炉淹 33.49 13.27 38.20 9.80 0.91 — 0.09 — 0.01 模具钢零割渣 32.28 14.25 35.35 9.97 1.22 — 0.38 1.64 0.02 髙炉渣 33.18 14.05 39.04 9.07 3.13 — 1.21 0.53 — 模具钢零割渣 35.01 14.44 36.78 9.72 0.88 — 0.30 — — 模具钢零割渣 33.84 11.68 38.13 10.61 2.20 — 0.26 一 — 钒钛磁铁矿和白云鄂博矿模具钢零割渣化学成分见表4-6。 表4-6钒钛磁铁矿和白云鄂博矿模具钢零割渣化学成分 （质最分数/%) 种类 Si02 A1203 CaO MgO K FeO MnO Ti02 v2o5 S C KE,Oy 钒钛磁铁矿髙炉淹 19〜32 13-17 20~31 7~9 0.2-1.9 0.3-1.2 6~31 0.06-1.0 4.1-5.2 白云鄂博矿模具钢零割渣 32.04 7.96 38.2 7.63 5.55 0.45 1.75 0.98 1.23 0.816 3.86 4.2炉渣处理技术4.2.1模具钢零割渣处理技术 用不同的方法处理模具钢零割渣可以得到四种产品： (1) 缓冷模具钢零割渣（Air-Cooled BlastFurnaceSlag)：将液态模具钢零割渣泼到渣床上，在 环境温度下缓冷，形成坚硬块状结晶，然后可进行破碎和筛分得到不同粒度的产品。 (2) 膨化和泡沫模具钢零割揸（Expanded orFoamedBlastFurnaceSlag)：如果熔融的模具钢 零割渣在添加控制的水、空气或蒸汽的条件下冷却，则冷却和凝固过程会加速，产生一种轻质膨胀的或泡 沫产品。膨化模具钢零割渣与缓冷渣的区别在于其相对高的孔隙度和低的体积密度。 (3) 球状模具钢零割揸（Pelletized BlastFurnaceSlag):如果溶融的模具钢零割渔用水和空气在 转鼓中冷却并凝固，可以得到非实体的模具钢零割渣小球。通过控制这一过程，可以使渣充分结晶，这样 的炉渣适合作骨料，或者使渣形成玻璃态，从而适合作水泥原料。冷却速度越快，玻璃相越多，结晶相越 少。 (4)粒化卨炉渣（GranulatedBlastFurnaceSlag):如果溶渔用水快速冷却并凝固，则大部分渣成为非晶态 ，很少或没冇结晶态产生。这个过程产生砂状渣粒。渣粒的物理结构和粒化渣的分级取决于其化学成分、 温度和水淬时间以及生产方法。如果把粒化模具钢零割渣磨细至水泥颗粒的大小，其水硬性很适合作水泥 的添加剂。 我国模具钢零割渣水萍处理采用的方法有Ocp法、Rasa法、Inba法和Tyna(图拉）法，以及首钢-明特克法 。现以Inba法和改进的Tyna法（粒化轮法）较为普遍。 0叩法也称为滤淹法，是20世纪70年代初期一些小型模具钢零割采用的水冲淹处理方法，以粒化后的髙炉 渣为滤料，使冲渣水通过滤层得到净化。其优点是过滤后的水中悬浮物质最浓度很低（小于50mg/L);滤后 水的暂时硬度有所降低，滤料无需再生，省去了反冲洗工艺；滤后水上冷却塔冷却再循环使用。其缺点是 渔滤池应设置三个以上，以便轮换使用和清理，占地较大，在髙炉附近难以解决；沉淀、过滤、冷却等单 元处理使水处理费用提高。 Rasa法亦称搅拌梢法，1980年代初宝钢1号卨炉（4063m3)从R本引进Rasa法冲水渣。该法是原日本钢管公 司（NKK)和英国Rasa贸易公司共同研制的。将炉前水淬后的渣和水经水渣沟流人粗粒分离槽，粗粒分离槽 约二分之一的渣液经溢流口流入中继槽，用水渣泵输送到脱水槽过滤脱水，滤后水经沉淀池及冷却塔后用 给水泵送去冲渣。沉淀池中浓缩后的渣浆用排泥泵输送至脱水槽。该法的特点： (1) 冲渣水闭路循环，渣速为时，补充水量为5.08m3/min，约占冲渣水量的9%。 (2) 水萍后的渣浆用管道输送到离模具钢零割较远的地方脱水。 (3) 渣水比为1: 10，渣泵及渣浆输送管道易磨损，渣泵寿命1~1.5年，中级栗寿命约4年，排泥 泵约1.5年，渣浆管道约2年。 (4) 耗电童较多，宝钢1号髙炉约为13kW/t。 (5) 不能完全避免浮渣的产生，处理较为复杂。 首钢-明特克法（SG-MTC)由首钢和明特克公司2002年设计，安装在首钢的2536m3的卨炉车间。其特点是采 用螺旋提升机过滤水淬髙炉渣浆的水分。 4.2.1.1粒化轮法 Tyna法也可称为粒化轮法,20世纪90年代初由俄罗斯国立冶金工厂设计院研制的一套安全、小巧、高效和 节省投资的炉渣粒化工艺。1994年在图拉钢铁厂3号2000m3模具钢零割投人使用。 (1) Tyna法的工艺过程。髙炉渣由渣沟流下来，落到有一定髙差的粒化轮上。粒化轮由特殊材质制成 ，以一定的转速运行，其转速可调。从两侧向粒化轮供冷却水，还配有两个带喷头的水管冲洗粒化轮的外 壳。当渣粒和粒化轮相碰时，因机械作用使熔渣粒化，被粒化的渣粒在短时间内被喷水冷却，渣与水一起 落人脱水转鼓，转鼓为圆柱形，长度约为直径的三分之一，圆柱外壁为不锈钢滤网，鼓内有沿岡周均匀分 布的隔板，把转鼓分成若干个滤斗，转鼓的转速是可调的。装有水渣混合物的滤斗，在转动过程中逐步脱 水，当达到安装位置的上部时，过滤脱水基本结束，渣粒落人导向漏斗，由外部皮带机运至渣场。 从炉渣中脱出的水进人转鼓下方的上水槽，通过溢流管流人下水槽。溢流口保证上水槽 晶，这样的炉渣适合作骨料，或者使揸形成玻璃态，从而适合作水泥原料。冷却速度越快，玻璃相越多， 结晶相越少。 ⑷粒化模具钢零割渣(GranulatedBlastFurnaceSlag)：如果培渣用水快速冷却并凝固，则大部分渣成为非 晶态，很少或没有结晶态产生。这个过程产生砂状渣粒。渣粒的物理结构和粒化渣的分级取决于其化学成 分、温度和水淬时间以及生产方法。如果把粒化模具钢零割渣磨细至水泥颗粒的大小，其水硬性很适合作 水泥的添加剂。 我国模具钢零割渣水淬处理采用的方法有Ocp法、Rasa法、Inba法和Tyna(图拉）法，以及首钢-明特克法 。现以Inba法和改进的Tyna法（粒化轮法）较为普遍。 Ocp法也称为滤渣法，是20世纪70年代初期一些小型模具钢零割采用的水冲渣处理方法，以粒化后的模具 钢零割渔为滤料，使冲渣水通过滤层得到净化。其优点是过滤后的水中悬浮物质量浓度很低（小于 50mg/L);滤后水的暂时硬度有所降低，滤料无需再生，省去了反冲洗工艺；滤后水上冷却塔冷却再循环使 用。其缺点是渣滤池应设置三个以上，以便轮换使用和清理，占地较大，在模具钢零割附近难以解决；沉 淀、过滤、冷却等单元处理使水处理费用提高。 Rasa法亦称搅拌槽法，1980年代初宝钢1号模具钢零割（4063m3)从日本引进Rasa法冲水渣。该法是原日本 钢管公司（NKK)和英国Rasa贸易公司共同研制的。将炉前水淬后的渣和水经水渣沟流人粗粒分离槽，粗粒 分离槽约二分之一的渣液经溢流口流人中继槽，用水渣泵输送到脱水槽过滤脱水，滤后水经沉淀池及冷却 塔后用给水泵送去冲渣。沉淀池中浓缩后的渣浆用排泥泵输送至脱水槽。该法的特点： (1) 冲渣水闭路循环，渣速为6t/min时，补充水为5.08mVmin，约占冲渣水董的9%。 (2) 水淬后的渣浆用管道输送到离模具钢零割较远的地方脱水。 (3) 渣水比为1: 10，渣泵及渣浆输送管道易磨损，渣泵寿命1~1.5年，中级泵寿命约4年，排泥 泵约1.5年，涟浆管道约2年。 (4) 耗电显较多，宝钢1号髙炉约为13kW/t。 (5) 不能完全避免浮渣的产生，处理较为复杂。 首钢-明特克法（SG-MTC)由首钢和明特克公司2002年设计，安装在首钢的2536m3的模具钢零割车间。其特 点是采用螺旋提升机过滤水淬髙炉渣浆的水分。 4.2.1.1粒化轮法 Tyna法也可称为粒化轮法,20世纪90年代初由俄罗斯国立冶金工厂设计院研制的一套安全、小巧、高效和 节省投资的炉渣粒化工艺。1994年在图拉钢铁厂3号2000m3模具钢零割投入使用。 (1) Tyna法的工艺过程。模具钢零割渣由渣沟流下来，落到有一定髙差的粒化轮上。粒化轮由特殊材 质制成，以一定的转速运行，其转速可调。从两侧向粒化轮供冷却水，还配有两个带喷头的水管冲洗粒化 轮的外壳。当渣粒和粒化轮相碰时，因机械作用使熔渣粒化，被粒化的淹粒在短时间内被喷水冷却，渣与 水一起落人脱水转鼓，转鼓为圆柱形，长度约为直径的三分之一，岡柱外壁为不锈钢滤网，鼓内有沿圆周 均匀分布的隔板，把转鼓分成若干个滤斗，转鼓的转速是可调的。装有水渣混合物的滤斗，在转动过程中 逐步脱水，当达到安装位置的上部时,过滤脱水基本结束，淹粒落人导向漏斗，由外部皮带机运至渣场。 从炉渣中脱出的水进人转鼓下方的上水槽，通过溢流管流人下水槽。溢流口保证上水梢的水位使转鼓下部 浸入水屮一定深度,以便继续冷却转鼓。下水槽设计有水位计和冲渣水泵,冲渣水泵将下水槽的水送往粒化 轮上下的喷水口供冷却、粒化熔渣用。补充水维持下水槽的水位。下水槽沉积的残渣通过一套气动提升装 置返回转鼓脱水器，以减少对冲渣泵的磨损。 (2) Tyna法的技术指标。Tyna法的技术指标见表4-7。 表4-7Tyna法的技术指标 序号 名称 单位 指标 1 排至粒化装置的熔渣流速 l/min 7-10 2 熔淹内含铁童 % <40 3 500〜2700m 模具钢零割的粒化装置生产能力 万t/a 10~100 4 1000~5000m3髙炉的粒化装置生产能力 万t/a 30~150 水淹的化学成分 % CaO 38 5 Si02 31-33 S 1.2 \ Fe 3 碱度 1.15-1.23 6 熔渣温度 °c 1470 7 最人*流量下循环水耗录 m3/t 1.0 8 年作业天数（与髙炉作业一致） d/a 约350 每吨済的单位能耗电 kW•h 2.2-2.4 压缩空气（标态） m3 10〜20 9 MPa 0.5-0.6 补充新水 m3 0.1-1.0 MPa 岑0.2 生产水泥用的濟产品质童 粒度 mm 0.2-3.0 含水萤 % <10 玻璃体化程度 % 霉90〜95 10 平均比重 t/m3 1.0 粒化器 l/min 7-10 脱水器 r/niin 1-5 气动提升机 t/h 30 工艺设备重量（不包括皮带运输机） t 225 装置平面外形尺寸 m 16.4x90.7x(3.5-5.5)   2) 作业率高。水淬工艺在开炉头儿次或渣温低时均冲不开，须出干渣；如果渣温高，冲渣时会产生 泡沫渣，使冲渣不能正常运行，不得不出干渣DInha法因此作业率仅为85%~90%。宝钢配有循环水冷却设施 ，其作业率达95%，为此Inba法必须设置千渣坑。但是Tyna法熔渣被机械粒化，可适成模具钢零割的各种 炉况下所出的渣，不需要出干涟。 3) 脱水转鼓小巧灵活。Tyna法的脱水转鼓为^>6m x2rn，Inba法的脱水转鼓为伽x6m。因此 Inba法的皮带机要穿过整个转鼓中心，呈水平布置，检修清理十分不便。Tyna法漏+直接将脱水淹导人外 部皮带机上，维修十分方便。系统電M仅为Inba法的60%~70%,并且该系统不设置干渣坑和淹罐u 4) 循环水量小、动力消耗少。’&(13法不用水淬和输送渣水，喷水只是为冷却粒化轮和炉淹，因此 密闭循环水量很少，不需要脱水槽、沉淀池和冷却塔，没有外排废水„Ocp法和Rasa法淹水比为1:10,Inha 法为1:(6~8)，Tyna法仅为1:2。电耗和压缩空气消耗仅为其他方法的20%~30%。 5) 粒化渣含水量少。由于粒化循环水M少，粒化淹离开脱水转鼓时渣温较高，在运输过程中靠自身 热量还能继续蒸发水分，一般到达渣场的粒化渣含水8%〜10%。Ocp法为25%~40%,Rasa法为15%-20%,Inha法 为15%左右。吨渣耗水量Tyna法为0.8m3/t,其他方法为1.0~1.2mVt。 6) 装肾占地面积小。Tyna法最大模具钢零割5500m3时其两套装置占地为16. 4mx30.7m，结构紧凑， 可以布置在出铁厂端部或内部。 1998年唐钢2560m1模具钢零割从俄罗斯引进了3套Tyna法模具钢零割渣粒化装置。太钢炼铁厂1650m3模具 钢零割采用了国产的改进型模具钢零割渣轮法粒化装置，与Tyna法模具钢零割渣粒化装置相比，该装置甫 点改进了粒化轮材质和冷却方式，增加丫粒化器挡板水冷，并对脱水器进行了改进，该装置的结构如图4 -4所示，工艺参数见表4-8。该装置得到的成品粒化模具钢零割渣的粒 图4-4轮法模具钢零割渣粒化装?T.结构图1—受料斗；2—挡渣翠；3,7—水梢；4—横梁；5—粒化器；6- 翮板8—支撑辊；9一流槽；10—脱水器 表4>8轮法模具钢零割渣粒化装置的工艺参数 度小于4mtn，含水量13%,玻璃体含量为92%~96%。 项目 参数 项目 参数 总淹慑/t•h-1 1500 沧水比（按最大出渣速度） 1••1 一天出渣次数/次 16 冲渣水 水量/t•h-1 这720 每次出淹量/I 平均 90 水压/MPa 务0.3 煅大 150 水温/t ^60 出淹持续时间/min 38~90 补充新水 水量/t•h'1 155 出渣速度—1 /t•min 平均 3 水压/MPa >0.3 最大 12 .水温/t <35 处理熔渣温度/$ 1470-1530 压缩空气 用量/m3•min1 彡10 处理熔濟密度/I•m_3 1.8 压力/MPa 彡0.45-0.5 4.2.2.2Inba法 Inba水渣处理系统，是模具钢零割熔渣经水淬粒化一脱水一运输全系统的总称。该系统是1980年代初由 SIDMAR和PaulWurth开发的。因为其连续性好，污水密闭循环，机械化、自动化程度高，占地面积不大， 是较理想的模具钢零割辅助设备。1991年宝钢2号模具钢零割(4063m3)首次引进Inha装置。1991年10月投 产的武钢新3号模具钢零割设有3套Inba装置。其后，马钢、本钢、太钢都相继采用了Inba装置处理模具钢 零割揸^1999年改建的武钢1号髙炉采用了环保型Inba装置。 熔渔通过渣道流至喷水箱上方，在水流作用下粒化，然后水淹经水渣通道到脱水转鼓脱水。熔渣与水的作 用和其在水渣通道的粒化过程如图4-5所示。当粒化水与熔渣接触时，渣流被破碎成片状和线状，进一步 沿水渣通道前进，变成渣滴。在水渣通道上只有少部分液被粒化，多数在撞击到接收仓的挡板时或者落人 接收仓后才完垒粒化。接收仓是一个小水槽。只有部分水流是用来粒化模具钢零割渣的，因为喷水的宽度 植盖了整个水渔通道，而渣流较窄，从喷水箱喷出的水流有一部分用来冷却水渣通道的耐磨保护板。 渣流     与水渣通道及粒化槽组合。 粒化槽的作用:粒化槽在熔渣通道的末端喷水n下方,其大小可以随场地大小选择。槽中有一定量的水，为 粒化过程提供补充水。炉渣在粒化槽中湍流水的作用下比在水渣通道上粒化快。被喷水推进粒化槽内的炉 渣与粒化槽中水的热交换过程也被强化。模具钢零割渣在粒化槽中的粒化过程如图4-6所示。 图4-6熔渣在粒化槽的粒化过稈 粒化ffl 脱水转鼓如图4-7所示。转鼓1内圆周有均勻分布的挡板3，渣浆由布料器和缓冲盒2均勾地分配到转鼓的长 度上，使用缓冲盒子可减轻渣浆对筛子的冲击和磨损。将粒化的模具钢零割渣从转鼓底部移动到传送带4 上。转鼓的圆周是支撑和过滤筛7，可以使水分滤出。 改进的Inba装置有一套水压和水流S： 调整系统以适应渣最的变化，节约用水。 髙炉渣中含有1%~2%的硫，硫在渣中的存在形式主要是CaS。粒化过程中高温的模具钢零割渣与水fO空气发 生反应，释放出H2S和so2气体：'、 CaS^H20=t=H2S+CaO(4-4) CaS+|-02^=S02+CaO(4-5) 上述反应在llOOt以上发生，llOOT以下只产生很少的硫化物气体。这些硫化物有气味，而且和水蒸气一起 对设备有腐蚀作用。硫化物的产生取决于粒化系统的类型、渣流量、密/水比合理化用水温度。采用冷水 冲渣加上蒸汽冷凝系统可以减少H2S的排放。图4-8是冷水冲渣加蒸汽冷凝设施的Inba装置木意图。Inba法 处理的粒化模具钢零割渣的粒度在3mm以下，平均粒度是1mm。冷水冲渣加蒸汽冷凝设施的环保型Inba法处 理It模具钢零割渣排放的硫仅lg/t，而热Inba法和Tyna法是250g/t,渣滤法是1000g/t。环保型Inha法的投 资是其他方法的1.9倍。 上述髙炉渣处理工艺的主要区别在于：水淬后脱水过程，水的流动和循环方式，水蒸  图4-8冷水冲渣附带蒸汽冷凝设施的Inha装置1一饭液通道；2—喷水箱；3—粒化梢；4_冷凝塔；5—缓冲 罐；6_冷凝水回流管道； 7—布料器和缓冲盒；8—脱水转鼓；9_热水栖；10—循环呆；丨丨一溢流道；12—冷却塔泵； 13—冷却塔；14—冷水槽：15—粒化水泵；16—冷凝水泵；17—补充水管道； 18—转鼓清洗用水；19一转鼓澝洗用压缩空气衧道‘；20—传送带；21—粒化济堆 气是否冷凝（涉及H2s，S02的排放），运行操作成本，粒化比例等。有些工艺不能将所有的熔渣完全水淬 ，可能对部分熔渣进行空冷。 4.2.2钢渣的处理工艺 鉴于钢渣中自由氧化钙的存在不利于钢潦的利用，钢渣处理首先要把钢渣破碎，然后与水作用使氧化钙转 变为氢氧化钙，使钢渣体积变得稳定。熔融钢渣的破晬或粒化有热泼、盘泼水冷、水淬、风淬等工艺。初 步处理后的钢渣，再运至钢渣处理间进行粉碎、筛分、磁选等工艺处理，以回收铁粒。我国从20世纪60年 代开始探讨有关炼钢排渣的处理工艺及综合利用问题。近40年来，在钢渣水淬T.艺、钢渣“焖渣”处理、 钢渣用于烧结及其生产水泥等方面都有所发展，取得了很好的效果。 4.2.2. 丨钢渣“焖渣”处理工艺及设备A首钢钢渣处理工艺及设备 首钢从1981年开始对钢渣中铁金属回收利用，1998年7月建成一条年处理钢渣120万t粒铁回收牛产线。首 钢碳板加工钢渣的焖渣方式原为热熔融钢渣全部倒人渣躏，至渣场倾倒，钢渣经雨季后自然粉化，自然粉 化的时间约为1年。为提高钢渣粉化速度，1987和1989年，建设了两条烟渣线，用人工浇水焖渣，焖渣约 两周后钢渣粉化。每吨渣耗水量为焖渣后钢淹运至粒铁回收生产线。粒铁回收生产线的生产工艺如图4-9 所示。 粒铁回收虫产线的主要设备包括两台破碎机、4台圆振动筛分机、1台棒条筛、4台磁选机、3台给料机、气 炮等。棒条筛DZ5019、筛孔300mm，是生产线的初分级设备，用单侧卡紧的棒条振动来控制大块物料的分 级。安装在仓壁上的气炮，在料仓堆料时提供较强的压缩空气（0.8MPa),冲击气流进人钢渣与仓壁之间， 使物料从仓壁剥落而排出仓外。配套空气压缩机提供气炮3〜4次/h的工作能力，一段破碎机是配有液压超 负荷保护装置的颚式破碎机，二段破碎机是配有液压超负荷保护装置的圆锥破碎机。4台圆振动筛 |堪液0〜10mm_筛丨0mm 筛10mm 磁选机粒铁10〜50mm 图4-9首钢粒铁冋收生产线的生产丄艺 规格均为USKl.4mx3.75m,筛孔为80mmx50mm，筛网为橡胶筛网，两个BNNlOmm的筛网为不锈钢金属丝。4台 磁选机屮，1台为RMA600/100S—125/65,两台为KMA200/805,还有一台永磁磁辊PR63/180。给料机型^为 VmJ250mmx2500mm，VBI^OOmmx3150mm,VBIj630mmx3150mm。 B鞍钢钢渣加工工艺及设备 鞍钢焖渣方式与首钢近似，钢渣翻淹后激冷，打水焖渣两周左右，由焖渔线运至渣钢闽收生产线。鞍钢于 1986年从德国KHD和EF公引进一套处理能力为240万t/a的钢渣生产线，如图4-10所示。生产线于1989年正 式投产。设备运行状况良好。从产品粒级看，8~20mm粒铁在髙炉炼铁中透气性不好，生产过程中将8~20mm 和20〜50mm粒铁混合，铁品位虽由85%下降到62%,但炼铁使用后反映良好„ 第一阶段破碎采用BEHlOOOmmx630mm型带液压过负荷保护装置的颚式破碎机，第二阶段破碎机采用1600H/C 型带液压过负荷保护装置的圆锥破碎机。二段均设有检査筛分构成闭路。经筛分分级为356mm、100mm、 50mni、20mm、8mm五个粒级。356mm粒级采用耐磨、耐冲击特殊硬猛铸钢的固定格筛，lOOmin、50mm、 20mm粒级采用USK1.6x4.5m和USK3mx6m两种规格的圆形振动轨迹振动筛、带舍耐磨、防噪卢的橡胶筛面， 8rmn粒度采用LS2-32ED张力筛、筛面采用塑胶材质，具有耐磨和不堵筛孔的特点。磁选采用各种不同的规 格的RMA型带式磁选机RMA600/120S,RMA300/80S,RMA250/100,RMA250/120和MK80/220型磁辊进行干选，磁 选机磁场可调，其中RMA600/120和RMA300/S0S有主、副两个磁板。为了保护平破碎机，选用了能识别坚硬 铁块和有色金属，能使渣铁通过的MS08/85SQTA型金属探测器3台，安装在手选台上与液态翻板构成保护装 置。 图4-10鞍钢钢渣处理生产流程c武钢钢渣加工工艺及设备 武钢原渣也采用打水焖淹处理，共有4条焖渣线，钢渣以热泼的方式翻罐，然后打水冷却。两周后运至粒 铁回收生产线，工艺流程如图4-11所示。 图4-11武钢碳板加工渣加工工艺流程 武钢的1乙由美国IMS公司设计，两条生产线，每条设计能力为60万t，1991年建成投产。武钢生产线没有 破碎磨矿设备，筛分设备有筛孔300mm水平式振动筛，1.5mx6m筛孔8mm振动筛。磁选设备有电磁盘， l200mmxWOmm电磁辊筒，（f>400inmx950mm 永磁辊筒。 D唐钢钢渣加工工艺及设备 唐钢于1987年建设了一条能力为100万t/a的钢渣加工生产线，全部设备由日本太阳株式会社总配套。生产 线于1989年投产。生产工艺如图4-12所示。 图4-12唐钢碳板加工渣加工工艺流程 生产线主要设备有筛孔250mm的液压翻转筛，带式磁选机4台，引进H本大冢铁工株式会社周边排出型自磨 机一台，该机不使用媒介，利用被磨碎物料之间的碰撞，依据金属铁和钢渣的破碎阻抗差，只磨碎渣子留 下金属铁。通过调换破碎机周边格栅的大小，可改变磨碎物的粒度。筛分设备有筛孔为60mm的振动筛一台 ，6.5mmx2.5rrmi的双层振动筛，上层筛孔40mm，聚氨酯筛网，下层筛孔lOmrn，不锈钢筛网。 焖渣法工艺简单，适用于处理髙碱度钢渣。钢渣活性较髙、安定性较好，并能处埋固态渣。但处理后的渣 粒度不均匀、后续破碎加工量大、处理周期长。经过改进，目前中国京冶公司设计的热焖钢渣处理设备的 处理周期约为12h,可处理温度在300~9001的碳板加工淹，处理后的碳板加工渣60%以上粒度小于10mm，磁 选分离后渣中残余金属铁的质谨分数小于1%，自由氧化钙和氧化镁可以全部热解。该工艺在华菱涟钢、宝 钢特殊钢分公司已经运行丫15年以上。近年来新建的碳板加工钢厂如鞍本的鲅鱼圈钢厂的3座2601碳板加 工、天铁的2座180t碳板加工、韶钢等都采用了焖渣法处理碳板加工钢渣。