《用于转炉炼钢的渣钢》

编制说明

一任务来源及标准编制的必要性

1 任务来源

2011年国家标准化管理委员会标准制定计划中列入《用于转炉炼钢的渣钢》国家标准。根据国标委综合【2011】82号，由鞍钢矿渣开发公司负责起草，项目编号为20111992-T-605。

2 编制过程
本标准编制的主要工作内容包括国内标准的收集与整理、技术的调研、试验方案制订、标准草案和标准编制说明的起草、标准草稿的意见征寻与修改、标准的审查与修改等工作内容。

2.1 国内技术资料的收集与整理

广泛收集国内钢铁企业渣钢的技术规范、行业标准、企业标准、技术要求等技术资料；进行技术资料的归类与总结，为制定本标准作参考。

2.2 实验室试验、现场取样和实验数据的归纳与整理、标准的编制

1）标准编制组先后从包钢、本钢、济钢等钢厂取得渣钢样品。

2）参照调研资料进行了方案设计、进行实验室实验，收集了实验室的相关检验数据，对试验数据进行统计、对比和分析，找出了满足炼钢需要的渣钢技术条件。

标准编制过程的进度和主要工作内容如下：

（1）2012年6月，标准编制组成立；

（2）2012年7月～2012年7月，开展国内外调研和收集资料，制定试验方案；

（3）2012年7月～2012年9月，提出标准初稿，和标准编制说明，开展试验研究；

（4）2012年9月～2012年12月，对标准进行修订并征求意见；

3 标准编制的必要性

随着国内钢铁企业的迅猛发展，随之而来的就是生产过程中产生的大量冶金废渣,产生量占钢产量的13％～15％；同时冶金资源越来越匮乏，如何高效科学综合利用这些宝贵的二次资源，变废为宝，实现固体废弃物的高效利用，既实现了废弃物循环利用，又降低了生产成本，是钢铁企业亟待考虑和解决的问题。

4 标准编制的意义和目的

编制本标准的意义：

（1）发展循环经济的重要内容。循环经济的主要特征是废物的减量化、资源化和无害化。通过资源节约和有效利用，以减少资源投入，实现废物减量化，对废物进行综合利用达到资源化和循环利用。本标准的制订，对轧钢高效利用、加快钢铁企业循环经济发展具有重要意义。

（2）“资源节约与综合利用、安全生产等系列国家标准”的组成部分。通过《用于转炉炼钢的渣钢》标准的制定，可完善综合利用、安全生产等国家标准、行业标准体系，进一步促进钢铁企业清洁生产、资源节约，提升钢铁企业资源节约与综合利用水平，实现钢铁企业冶金渣资源高效综合利用。

（3）促进钢铁行业冶金渣利用技术的推广应用和发展。

编制本标准主要目的就是统一钢铁企业磁选钢渣粉的技术质量标准，以促进轧钢制造单位生产的产品满足炼钢需要，提高冶金渣资源的综合利用水平、为钢铁行业节能、降本、增效提供技术支撑，为清洁生产管理体系的进一步完善提供技术保障。随着本标准制订实施和国家环境保护、资源节约与综合利用等有关法律、法规和政策的完善，冶金固体废物污染防治与综合利用的市场在不长的时间内，将会有一个大的发展，市场空间广阔。标准实施后，可实现经济效益、环保效益的统一，具有很好的推广使用价值。

二、编制原则

1立足我国实际。借鉴各钢铁企业对渣钢的技术质量要求及渣钢在炼钢中生产应用情况。

2科学性与实用性相结合。通过对国内各钢铁企业及科研院所对冶金行业渣钢在炼钢中应用的研究基础上，进行了方案设计、实验室实验等，收集了实验室相关检验数据，对试验数据进行统计、对比和分析，找出了满足炼钢中使用需要的渣钢技术条件。使标准具有较强的科学性、指导性和可操作性。

三、国内外生产使用情况

随着钢铁工业的发展，对钢渣的利用问题，国内外都进行了大量的研究试验和广泛的探索。鞍钢在上世纪初投产以来的相当长时间里，钢渣一直采用弃渣法处理，日积月累，堆成了一座名副其实的渣山。到上世纪80年代，由于多年炼钢产生的钢渣都未被利用，鞍钢矿渣山已堆积钢铁渣约7000万吨，占用了大量土地，并且严重污染周围的环境。1984年鞍钢矿渣开发公司成立，建立专业管理体系，发挥整体优势，加速开发矿渣山，促进鞍钢循环经济发展。在上个世纪，国外从钢渣中回收废钢的情况较国内要好得多，因为国外的废钢回收设备较先进，如带有保护装置的颚式破碎机、圆锥破碎机、废钢磁选设备、筛分机等，使用效果较好，都能保证钢渣破碎、磁选、筛分生产线运转正常。

从钢渣中提取铁磁性物质是全世界钢铁行业处理钢渣重要手段。而如何尽可能提高钢渣中磁性物的提取率一直是全世界钢渣处理的重要课题。鞍钢矿渣开发公司本部240万吨磁选生产线多年来的成功经验以及新近建成的鲅鱼圈100万吨磁选生产线的顺利运行，使鞍山钢铁集团公司的钢渣磁选工艺水平走在了世界前列。这两条磁选线在国内同类工艺中，创造了金属铁提取率最高，尾渣中金属铁含量最低等多项纪录，在全国率先完成了冶金渣开发利用产业“十二五”发展规划要点之一的“钢渣高效宽带磁选设备的研发”项目，进一步巩固了鞍钢矿渣开发公司在全国冶金渣处理行业中的领先地位。鞍钢矿渣开发公司的磁选工艺多年来经过不断的技术引进、消化吸收、改造创新，在为鞍山钢铁集团公司钢铁生产降低了大量原料成本的同时，也引领了国内钢渣磁选行业的发展方向，为在全国范围内推进钢渣的零排放和冶金渣的高附加值综合利用，建设资源节约型社会做出了重大贡献。

渣钢在炼钢中的应用情况：
(a) 济钢渣钢应用情况：
济南钢铁集团总公司济南地区的炼钢炉渣全部运到鲍德炉料公司, 经过破碎、磁选,得到3种产品: 碎铁(小铁)、渣钢和尾矿。渣钢的块度不均, 边长20～ 300mm不等, 含全铁量在80%左右。因其粘渣多少不同,化学成分很不均匀。渣钢上粘的钢渣是炼钢的成品渣, 很容易被铁水熔化、FeO被铁水中的[ Si] 还原为Fe。经过取样分析,化学指标如表1。

 

表1    渣钢的主要化学成分(质量分数)       %

正常冶炼每炉冷却炉料加入方式: 渣钢一吊( 0.8t) 、矿石0.1～ 0.2t、废钢3t,不足数量用废钢补齐。试验全部采用渣钢为冷却原料:每炉3.8t。冶炼第1炉即取终点渣样1个,立即送化验室化验碱度。根据终点炉渣碱度、磷、硫和温度情况, 随时调节石灰、矿石加入量。

通过对比试验冶炼176炉钢, 采用3.8t 渣钢与0.8t渣钢加权平均相比：

(1)单炉总金属装入量增加4.11kg( 其中,铁水增加76kg, 废钢减少3.0t, 渣钢增加3.0t,矿石减少110.6kg) 。

(2) 造渣料: 萤石减少4.64kg, 白云石减少0.87kg。氧气消耗增加14.67m3, 石灰消耗降低4.93kg。

(3) 终点控制: 供氧时间每炉增加32s, 终点温度降低0.67，钢水量降低0.43t。

(4) 每吨钢金属料消耗升高23.32kg。

（5）渣钢的金属收得率：渣钢的钢铁料消耗为1212～1327kg/t。

(b) 武钢渣钢利用情况：
武钢的渣钢回收目前主要是炼钢各厂委托由武钢回收公司在生产现场的生产性回收的渣钢和金资公司冶金渣分公司在武钢渣场回收的非生产性回收"武钢回收公司回收包括在各炼钢厂生产车间回收；冶金渣分公司则是在武钢钢厂渣场和集中处理废弃渣的车间(热泼间、落锤间等)和运输部在武钢废物线的回收、北湖公司的回收等情况。

 表2近几年，武钢冶金渣分公司的渣钢回收情况       单位：吨

外销渣钢中不含脱硫渣, 包括股份外单位给的外销渣钢"

表3炼钢各厂委托回收                        单位：吨

注:2002 、2003、2004 、2005年渣钢回收中含有中间包废钢

表4其它回收渣钢情况                          单位：吨

表5近年炼钢渣钢消耗情况                    单位：吨

表6  近年渣钢回收!炼钢渣钢消耗与钢产量关系   单位：吨

(c)鞍钢渣钢应用情况：

   经过调研了解，各钢厂的的产品品种及产量主要情况如下：

表1   钢厂的的产品品种及产量

四、主要技术内容说明

1 技术指标说明：
1.1 渣钢的全铁品位及粒度要求：
通过各钢厂的产品种类、全铁品位和粒度进行汇总，确定渣钢的全铁品位和粒度要求，调研结果如下：

1.1.1 鞍钢的渣钢品位、粒度种类及要求：
钢渣经过渣处理、磁选加工后得到的渣钢，主要有以下几种：

1）、料口渣钢：在上料口大于料口筛的渣钢，用磁盘吊磁选出；粒度一般在300mm以上，全铁品位>80%。

2）、渣钢：经多道磁选机选出，粒度一般在10mm以上,200mm以下, 全铁品位>80% ；

3）、大渣钢：在渣处理现场，多以片状或砣状的形式存在，粒度在200mm以上，1500mm以下, 全铁品位>85%。

1.1.2 唐钢的渣钢品位、粒度种类及要求：
唐钢作为我国特大型钢铁企业，对转炉钢渣的综合利用给予了高度重视，2003年与美国海穆公司合作建设了200万t／a钢渣处理生产线。钢渣处理采用热泼法工艺处理后，产生A料废钢、B料废钢、高品位钢渣粉、中品位钢渣粉、低品位钢渣粉和尾渣等产品。其中A料废钢、B料废钢、高品位钢渣粉、中品位钢渣粉、低品位钢渣粉由唐钢回收利用，尾渣由海穆公司负责处置或销售。

钢碴处理工艺：采用热泼法工艺是将熔渣倒到热泼床上(坡度≥5％)，待熔渣自流成渣饼稍冷后，用喷嘴喷水急冷，喷水过程中要控制喷水时间及喷水强度，渣水比控制在0.7一O.8m3／t，这时渣饼因温度应力历龟裂成大块，待温度降到300～400℃时，再在其上泼第二层、第三层等，渣饼因为温度反复变化而进一步龟裂。当渣层总厚度达到500～600mm时，用电铲装入汽车。汽车将热泼床龟裂化钢渣运至生产线翻转筛人口平台，将钢渣倒入翻转筛，分出>220mm的块渣送落锤间回收废钢，<220mm的物料进入钢渣处理生产线，通过破碎、磁选、自磨、筛分加工工艺对2钢渣进一步处理。

渣钢的品位及粒度要求：

1）、A料废钢：全铁品位>85%，粒度在220mm～1000㎜；

2）、B料废钢：全铁品位>85%，粒度10mm～1000㎜；

1.1.3 昆钢的渣钢品位、粒度种类及要求：
1)、大渣钢：在上料口大于料口筛的渣钢，用磁盘吊磁选出；粒度大于300mm，全贴品位大于等于80%；

2）、小渣钢：磁选机选出得到，粒度70mm～300mm，全铁品位>52%；

3)、1号颗粒渣钢：二期钢渣磁选工程得到，粒度在10mm以上，全铁品位>83%；

4)、3号水洗粒铁：二期钢渣磁选工程得到，粒度在0～10mm，全贴品位>89%；

1.1.4攀钢的渣钢品位、粒度种类及要求：
通过打水热焖和钢渣处理生产线的加工，使全部钢渣得以处理，从中生产出三种主要渣钢产品，有磁选1#渣钢、磁选2#渣钢、磁选3#渣钢.

1)、磁选1#渣钢：磁选1#渣钢块度近2m，造成回炉及运输困难，为了减小其块度，采用工业燃气切割技术，切割后块度均小于1m的渣钢可直接回炉。

2)、磁选2#渣钢：块度200mm左右，在热焖效果差的时候块度会更大，含渣量偏高，为此引进自磨技术，自磨后的大块渣钢可直接回炉；小于10mm的小块及粉状混合自磨料则通过湿法球磨加工。

3）、磁选3#渣钢：磁选3#渣钢由于含铁量低，且块度只有30mm，不宜用于自磨加工或是直接入炉，只能用于球磨加工，选出颗粒铁和粉铁，颗粒铁可直接回炉，粉铁则用于造球冶炼。

1.1.5 湘钢的渣钢品位、粒度种类及要求：
近几年，华菱湘钢在固废资源综合利用方面逐步形成了两大回收加工主体：炉料加工厂负责炼钢干渣的回收加工处理，占固废总量30％；瑞兴公司负责冶金尘泥和铁系统干渣的回收、加工、处理，占固废总量10％。两大综合利用主体：烧结厂负责回收的冶金尘泥和铁精粉料的利用；炼钢厂负责回收渣钢、渣铁等块料的利用。2007年，湘钢冶金渣产生量约250万t，公司内部回收利用和外销共计190万。

渣钢品位、粒度：

1）、<150mm的渣钢块；

2）、>60mm渣钢块，全铁品位在60%以上；

3)、8—60mm渣钢块，全铁品位在45%以上；

1.1.6 酒钢的渣钢品位、粒度种类及要求
酒钢采用滚筒法+热闷法钢渣处理工艺，进入金属料回收系统，经过“二段破碎，二级筛分和三段磁选”进行金属回收，主要产品如下：

1）、废钢：全铁品位在90%以上；

2）、渣钢：全铁品位在80%以上；

1.1.7武钢的渣钢品位、粒度种类及要求：
武钢的渣钢回收目前主要是炼钢各厂委托由武钢回收公司在生产现场的生产性回收的渣钢和金资公司冶金渣分公司在武钢渣场回收的非生产性回收"武钢回收公司回收包括在各炼钢厂生产车间回收；冶金渣分公司则是在武钢钢厂渣场和集中处理废弃渣的车间(热泼间、落锤间等)和运输部在武钢废物线的回收、北湖公司的回收等情况。

武钢目前把含铁在80%以上, 规格在50mm以上的渣钢供应给炼钢当废钢消耗使用；把含铁在60%以上,规格在8一50mm以上的渣钢供应给炼铁当烧结矿使用；把含铁在60%以下, 规格在8mm以下的渣钢供应给烧结当矿粉使用。

1）、大于50mm以上的渣钢，全铁品位60%以上，用于炼钢；

2）、8mm～50mm以上的渣钢，全铁品位80%以上，用于炼铁当烧结矿使用；

1.1.8 首钢迁安钢铁渣钢品位、粒度种类及要求：
首钢迁安钢厂本着生产高效优质、高附加值产品, 尽可能地降低整个生产工艺能耗和成本的目的, 结合干法和湿法两种技术的优势,采用的技术方案是: 以经过钢渣处理生产线粗选的渣钢为原料, 经筛分分为30～300mm和0～30mm两粒级, 采用闭路循环流程,分别经干法自磨、湿法球磨、物料筛分、湿式磁选等工序, 生产出三种高效优质的产品,即可回用于炼钢的含铁量大于90%的优质豆钢和含铁量大于85%的优质块钢, 以及用于炼铁的高品位铁精粉, 产生的尾渣泥料可进行综合利用。

1）、块钢：粒度在30～200mm，全铁品位大于85%；

2）、豆钢：粒度在5～30mm，全铁品位大于90%；

1.2 硫、磷的含量
渣钢主要作为炼钢用的废钢，其质量要求满足炼钢的要求，因此硫磷的含量应满足废钢的要求。

《废钢铁》GB 4223-2004标准中4.2.1规定，废钢中的硫含量、磷含量均不大于0.050%。

脱硫渣钢是从脱硫渣中提取出的渣钢，其硫磷的含量较高，超出炼钢要求几十倍，因此不能用于转炉炼钢。

2 主要试验方法的论证：
2.1 试验方法的选择：
渣钢的全铁品位试验检测方法选择《GB/T 223.7 铁粉 铁含量的测定 重铬酸钾滴定法》，并与《GB 6370.5铁矿石化学分析方法 三氯化钛一重铬酸钾容量法测定全铁量》进行比较

2.2 实验结果：
 

注：样品4为将渣钢样品进行破碎，从渣钢上掉落的钢渣进行检测。

2.3 技术论证分析：
从山表可以看出，两种方法检测得到的结果相差不大，但是在实际的操作过程中，选用《GB/T223.7》检测方法比较省时，每次检测一个样品的时间在1小时，而《GB6370.5》的检测样品时间较长，达到4小时；不能满足快速检测的要求，因此选择《GB/T223.7》检测方法为渣钢的全铁品位检测方法。

五、对征求意见及重大分歧意见的处理

无

六、标准属性

本标准为推荐性行业标准。

七、标准水平建议及预期的社会经济效果

（1）经济合理性

本标准颁布后对推动钢铁企业提高渣钢回收利用水平将有积极的促进作用。本标准的制订促进渣钢资源合理、高效的利用。炼钢使用渣钢可代替普通废钢，提高经济效益。

（2）标准的可操作性

本标准的提出是从渣钢的高效利用的角度出发，在科学试验研究的基础上制定的。因此，本标准在技术上是可行的。

（3）对钢铁企业固废资源综合利用、节能、降耗、减污、增效的推动性

随着钢铁企业对节能减排、降本增效的日益重视，渣钢的使用，既能节约冶金废弃物企业外循环利用所需的设备、场地投资，又能减少废弃物排放量，经济效益明显，具有很好的推广前景，本标准来自钢铁企业的生产实践，并被实践证明是行之有效的成功经验。本标准的出台将规范渣钢的生产和使用，引导钢铁企业高效合理利用渣钢，促进冶金二次资源高效综合利用与循环利用，降本增效。

八、贯彻标准的要求和措施建议

1）建议渣钢厂建一简单化检验室，对渣钢的全铁品位进行检验；炼钢厂可按接收批次复验，同时检验硫磷含量。

2）要求生产渣钢的厂家严格将脱硫渣中回收的渣钢与转炉渣中回收的渣钢区分开来。

九、参考文献

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