上海巍立圆锥破碎机破碎钢渣效果明显

钢渣是炼钢过程中排出的熔渣,是冶炼行业的主要固体副产物。它主要包括金属炉料中各元素被氧化后生成的氧化物,被侵烛的炉衬料、补炉材料以及金属炉料带入 的杂质和为了调整钢渣性质而特意加入的造渣材料,如石灰石、白云石、铁矿石、娃石等。按照炼钢工艺钢渣可分为转炉渣和电炉渣;按照冶炼过程一般可分为初期 渣、精炼渣、粗钢渣和绕铸渣;按照形成形态又可分为水萍粒状钢渣、块状钢渣和粉状钢渣。
 
       钢渣的生产率约为粗钢产量的10%-15%,产量十分巨大。最初钢渣被当做废弃物直接抛弃,大量的钢渣堆积成山,不仅占用了大片的工业和农业用地,而且对 环境造成了很大的污染。这样严峻的形势使各国对钢渣环保处置及资源化利用空前重视。工业发达国家根据钢渣的用途,炼钢工艺特点以及有利于提高炼钢生产能力 来选择钢渣的处理工艺,从而保障了钢渣综合利用率的不断提高。目前世界主要发达国家的钢渣利用率己经基本达到100%。我国在早些时候对于钢渣的综合利用 重视不够,钢渣的大量堆积已经造成了较严重的环境问题。例如上世纪60年代以前,首钢的钢渣全部堆积于北京卢沟桥西侧,造成对环境的严重污染。这也是首钢 被迫搬迁的主要原因之一。目前我国积存的钢渣已达到3亿多吨。随着我国钢铁工业的强劲增长,2013年我国粗钢产量预计超过7亿吨,因此我国的排渣量预计 将达到7000万吨。我国各大钢铁冶炼厂对巨大的钢渣规积量的处理方法也乏善可陈。仅以武钢为例,2011年其钢渣产量便达到了 570万吨,在武钢厂区的堆积面积已达到2000亩以上。表1-1显示了 20]2年全国各省、直辖市产生的钢渣的分布状况(不完全统计)。
 

        其中河北省的年产钢渣量最多,达到3163万吨;其次是山东省和辽宁省,分别为1464万吨及1134万吨。这些钢渣若得不到综合治理,势必会占用越来越多的土地,对生态环境造成很大的压力,也会阻碍我国钢铁工业的可持续发展。
 
        随着国家可持续发展战略的实行以及我国钢铁企业的产业化生产,如何对钢渣废料进行资源化和高价值综合利用,成为国内外的一个持续的研究热点。近些年来,随 着环保意识的加强和冶炼工艺的不断提高,我国对钢渣的综合利用效率和质量也在逐年提高,利用方式也逐渐从简单填埋向资源化利用转变。在2004至2008 年之间我国主要钢铁厂的钢渣利用率飙升。钢渣主要被用作工程回填材料。虽然回填工程对钢渣的消纳能力很大,但其技术含量偏低,没有有效开发出钢渣的附加 值。而且经过直接填埋的钢渣对环境也有潜在的污染风险,其渗漏的金属离子可能会污染土壤及地下水。目前国内有多家新闻指出,钢渣堆场还建住宅房时土壤须做 必要的修复,否则会对人体健康造成威胁。
 
        从发达国家对钢渣的利用经验来看,道路工程,包括水泥及沥青混凝土,是钢渣资源化利用的主要途径。例如在德国、日本及英国,90%的钢渣应用于沥青及水泥 混凝土。这项技术早在上世纪30年代初便开始研究。学者普遍认为钢渣的力学性能较乳制的碎石好,不仅耐磨、颚粒级配形状好,而且与沥青有良好的粘附性。钢 渣的利用也很好的解决了优质集料的不足。经过几十年破坏性的开采,我国多数地区的石灰石已成为稀缺资源。我国石灰岩的总体储量约为750亿吨,按目前的消 耗速度仅仅能够维持我国基础建设需求至多15年。石灰石将是比煤炭更为宝贵的资源。各省市的建设单位在道路修筑时对石灰石等优质石料的采购范围常常超出本 省区域,优质石料已经达到被疯抢的程度。以武汉地区为例,道路工程建设对石灰石的需求依然旺盛,每年武汉市城建需要消耗大约180万吨石灰石,而其中仅仅 26万吨来自于武汉江夏地区。绝大部分的石灰石需要向外采购,且采购难度越来越大,采购范围己经超出湖北省,采购价格也日益高涨。“十二五规划”中我国高 速公路总里程将达到10万公里,目前尚余约1万公里等待建设。仅高速公路建设需求优质集料约1亿吨。今后优质天然石料的供给缺口将越来越大。而钢渣作为集 料应用于沥青路面是针对天然石料匮乏的最好的解决方式之一。
 
        钢渣比花岗岩还硬，国内对钢渣的处理一直是个难题，我国钢铁企业过去一般采用择地填埋和堆放，因此形成有钢铁生产的地方，常常会有像山一样的钢渣堆放场，不仅污染环境，而且影响城市形象。 
 
        钢渣集料的生产
        未经过深加工处理工艺(例如渣山冷却法)的粗钢渣,经自然裂解后粒径仍会达到约30cm以上。需要经过破碎、筛选等工艺进而加工成钢渣集料。以武汉地区最 大的钢渣集料生产地-武钢金属资源有限公司为例,其一般的生产流程如图1所示。早期钢渣集料的生产流程与生产天然碎石的工艺基本一致。钢渣块放入颚式破碎 机中破碎,得到的粗细各异的钢渣小块随不同尺寸的振动筛振动,筛下部分分别被皮带运送至不同的料仓储存。振动筛的放置是控制钢渣集料规格的关键。振动筛按 照筛孔的大小由上至下依次放置,钢渣从初级筛孔通过后落入下级筛孔,其工作原理与沥青混凝土拌合楼的振动筛类似。
 

 
        为了得到合适规格的钢渣集料,钢渣集料生产时的振动筛网尺寸为:42mm,36mm,28mm. 22mm,16mm, 11mm以及6mm。但初期得到的钢渣集料的规格变异性偏大,不符合配合比的设计集料规格。集料规格变异主要由两种原因引起,一种是振动筛系统的“筛分效 率”,另一种则是振动筛筛孔尺寸的变异。钢渣集料的破碎与筛分类似于流水线作业,是一个实时动态的过程。钢渣在被破碎机破碎后迅速在振动筛被筛分,然后不 同规格的钢渣集料迅速地由皮带运至堆场。假设单颚的钢渣在第n级的筛孔上振颤,如果其振动的时间够充分,其会通过第n级筛孔而落入更细一级的第n+1级筛 孔上进一步筛分,而暂时成为第n与第11+1级筛孔间的集料规格。但在筛分中在某一瞬间这颚钢渣未通过第n级筛孔,则其自然被生产系统归类为第n-1与第 n级筛孔间的集料规格。在此过程中本应归入更细一级的钢渣被错误地归入其上一级,造成某设定集料规格内的集料尺寸的变异。具体来说,它使得真实的集料规格 相较设定的集料规格更细。这种集料规格的变异涉及到振动筛系统的“筛分效率”问题。剩下的钢渣使用反击式破碎机二次破碎。振动筛筛孔尺寸变异主要是指筛孔 在长期与钢渣磨损过程中,其尺寸会变大。另外一种情况就是筛分过程中钢渣表面的粉尘积聚在筛网上,在空气中的潮湿水气的作用下这些粉尘聚团于筛孔中,造成 筛孔尺寸的变小,甚至堵塞。如此,真实尺寸在第n至第n+1级筛孔中的钢渣集料,由于筛孔尺寸的变小而最终被归入更粗的第n-1至第n级规格,造成真实集 料规格相较设定的集料规格更粗。这种情况主要是由于钢渣中夹带的粉尘所引起的。这些粉尘还会带来更严重的问题,即它们首先聚合于钢渣表面,使得此时的钢渣 集料相较真实的钢渣集料尺寸更大。而在振动筛分过程中,钢渣表面的粉尘未在振动过程中瓦解,造成钢渣集料成品表面裹覆有大量的粉尘。这些集料被应用于沥青 路面时,在压路机碾压过程中表面的粉尘会破碎,使得最终用于沥青路面的钢渣沥青混凝土的实际级配比设计级配要细,容易引起“推移”等施工问题。
 
          集料的棱角性
 
          武钢金属资源有限公司目前采取的集料破碎装置为颚式破碎机。这种破碎机的好处在于结构简单,制造容易,工作可靠,使用维修方便。但使用这种破碎机得到的钢 渣集料棱角性不明显,表面孔隙较大,孔隙分布不均勾,软弱孔隙较多。棱角性不明显带来的直接问题是集料嵌挤力不强,内摩擦阻力较小,因而整个集料骨架的强 度不高。这也导致钢渣沥青混凝土在碾压过程中,接近于球形的钢渣集料容易随碾压机的运动发生推移。针对集料棱角性不丰富的问题使用圆锥破碎机替代颚式破碎 机。圆锥破碎机是一种新型高 效率的破碎设备,其特点是:破碎比大、耗能少、生产能力大、产品粒度均匀、并有选择性的碎矿作用。釆用圆锥破碎机后最显著的改变是钢渣集料针片状含量减 小,而且集料也转变为接近立方体。由于钢渣硬且脆,使用圆锥破碎机后,某些批次的钢渣集料的针片状含量仍然达到20%以上,超出我国相关规范的要求。此时 可以将破碎后的钢渣集料重新加入圆锥破碎机中进行细碎。经此操作后,集料不仅棱角性丰富,而且针片状含量极少。
 
        西宁特钢钢渣处理二阶段工程设备由上海巍立路桥设备有限公司提供，该公司是国内最专业的钢渣处理和破碎的制造企业，在钢渣破碎工艺上积累了丰富的经验和实 际操作办法。据介绍，西宁特钢采用两段破碎工艺将钢渣破碎到10mm以下,作为烧结原料回收,该工艺采取全封闭厂房，全程渣不落地的生产模式，辅以大型除 尘器和密闭式输送及仓储系统，达到了清洁生产，环保生产要求，具有较好的经济效益和环保效益。
 

 
        在国家倡导固体废弃物环保处置与资源化再利用的今天,作为世界上最大固态废弃物的钢渣的再利用理应成为研究的重点之一。特别是在筑路用优质集料日趋稀缺的背景下,钢渣作为替代集料之一应用于沥青混凝土具有极大的社会效益。

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