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烧结配用钢渣尾渣的研究

周仙霖1，张露1，陈铁军1，康凌晨2，刘瑛2，万军营1，胡钺1，罗艳红1（1.武汉科技大学 a.资源与环境工程学院；b.冶金矿产资源高效利用与造块湖北省重点实验室，湖北 武汉430081；2.武钢有限技术中心，湖北 武汉 430080）

摘要：钢渣未列入最新水泥生产混合材备选原料，亟需寻找新的大宗利用方式。钢渣中CaO等碱性氧化物含量较高，可利用钢渣代替部分烧结熔剂，通过对烧结原材料和炉渣性质的研究，在实验室对配加不同比例的钢渣尾渣进行了烧结杯试验，并对其机理进行了分析。结果表明：当钢渣尾渣配入量由0提高到2 %时，对烧结矿的软熔性能影响不大，还原度和低温粉化性能得到增强；并且铁酸钙的含量得到了进一步的改善，且具有较好的强度和较好的还原性能，在烧结过程中，铁酸钙和磁铁矿之间存在着相互交错的网状结构，可提高烧结矿的强度；钢渣尾渣中的CaO参与了液相反应，并且液相量优于Ca（OH）2组，由于钢渣尾渣含有SiO2，当SiO2含量增加，橄榄石类的低熔点化合物相应增加，进而导致流动性增强。根据烧结杯试验，确定最佳工艺参数：钢渣尾渣配比为2%，粒度控制在<3 mm。关键词：钢渣尾渣；烧结；冶金性能；液相流动性；矿相结构

钢渣是钢铁生产过程中的副产物，通常包含大量的金属氧化物和其他成分。在传统的钢铁生产过程中，钢渣被直接排放或堆放，这样既浪费了大量的土地，又有可能引起环境的污染"-2]。随着2023年11月27日<<通用硅酸盐水泥>>(GB175-2023)(以下简称:2023版)正式发布，将替代<<通用硅酸盐水泥>>(GB175一2007)版，于2024年6月1日起实施，2023版中钢渣未列人水泥生产混合材备选原料，大量水泥生产企业不再将钢渣用于水泥粉磨加工，导致水泥行业对钢渣大宗消纳利用能力锐减，钢渣尾渣利用在全行业内问题突出。与此同时，钢铁企业在能源节约、减少排放以及环境保护等方面的需求日益增加的情况下，降低成本、提高效益的压力也越来越大，因此钢铁行业的发展形势也越来越严峻。其中，钢产量中的炼铁炉渣约占25%~30%，炼钢炉渣约占12%~15%[3-5，钢铁企业对各种炉渣的利用情况各不相同。目前，高炉渣基本上都得到了充分的利用，利用率达到了90%。但是，钢渣的利用率还很低，只有30%~40%，大部分都是随意试验中所用滚筒钢渣尾渣取自某钢厂烧结车堆放和排放[6-8。如何合理地使用钢渣，对促进间滚筒法磁选后的尾渣，A~H铁精矿均取自于某我国钢铁产业的健康发展具有重要意义。钢厂烧结车间。原料主要化学成分与烧损如表1钢渣中含有大量的Ca0等碱性氧化物，用其所示。由表1可知:钢渣尾渣铁品位为18.07%;替代部分冶金用烧结助熔剂，既能减少生石灰、SiO2、Ca0质量分数较高，分别为13.05%与石灰石、白云石和萤石等烧结熔剂的用量，又能44.87%;P质量分数偏高，为1.05%。对钢渣尾从炉渣中提取出一些有用组分，如FeO、MgO等19-10这样不仅可以实现资源的充分利用，而且可以减少对环境的污染，同时也可以减少烧结的生产成本，并且由于钢渣本身就是一种熟料，所以大部分的钢铁企业都可以采用钢渣作为熔剂来使用。目前，国内首钢、武钢、安钢、太钢等钢厂已将钢渣回收利用，并获得了较好的经济与社会效益。但是，由于国内各烧结厂对原料条件及生产过程的要求不尽相同，钢渣在烧结厂的使用情况及添加钢渣对烧结矿的治金性能及烧结经济技术指标的影响也不尽相同["-15]，而钢渣含S、P较高，加人烧结会使P在铁水中富集，难以去除，既限制了其应用，也影响后续冶炼[16因此，本课题结合尾渣尺寸，通过对钢渣尾渣的烧结试验，探讨掺人钢渣尾渣后的烧结技术经济指标，为优化其烧结配矿以及工业化高效利用提供了一定的理论依据。