摘要：钢渣的热能回收利用，是目前国内外冶金企业关注的焦点。八钢公司自主开发了利用钢渣热能改质、利用钢渣烘烤潮湿原辅料等工艺方法，实践结果表明，通过梯级利用钢渣热能的工艺方法获得了好的效果。
关键词：钢渣；热能回收；热能利用
1前言
转炉钢渣的温度高于钢水温度的，并且钢渣的热熔值较大。熔融钢渣温度在1400～1750℃,渣的比热容约为1.25kJ/（kg˙℃）。通过计算可知，钢渣从1400℃降低到400℃，每吨熔渣可回收1.2×109J的显热，相当于40kg标准煤完全燃烧后所产生的热量[1]。所以回收转炉钢渣的热能，能够降低钢铁企业的能耗。八钢公司通过多种途径回收利用转炉钢渣热能，并取得了很好的节能降耗效果。
2转炉钢渣热能利用的难点
由于钢渣的导热系数较小，钢渣的主要岩相结构属于硅酸盐相，硅酸盐类炉渣有如下特点[2]：（1）导热系数低，1400～1500℃的液相阶段约为0.1～0.3W/（m˙K），玻璃相阶段为1～2W/(m˙K)，晶体相阶段约为7W/(m˙K)，平均的导热系数只有0.4W/（m˙K）。
（2）钢渣的粘度随温度降低急剧升高，钢渣的预处理工艺和钢渣的结晶过程有着较为紧密的联系，钢渣的处理工艺过程中，各项渣处理的工艺参数波动较大。
（3）熔渣热焓大，钢渣中的热含量随着渣的温度变化波动很大，加上其导热率低，换热慢，换热介质难以选择。
（4）转炉液态钢渣采用水淬工艺处理，高温蒸汽内含有的f-CaO对于回收热能的设备损坏严重。
钢渣的特性决定了回收回收其含有的热能工艺难度大。通过冶金工作者的不懈努力，钢渣显热回收利用技术开发已有成功的方法，这些工艺方法主要是利用渣处理过程中的空气或者蒸汽带走的钢渣热能,用于发电、取暖等。
3转炉钢渣热能利用的实践
八钢3×120t转炉生产线，产能350万t/年，年产42万t转炉钢渣。
转炉钢渣的吨钢渣量，95～150kg/t；
转炉的渣罐重量，28～33t；
转炉渣罐的容积，11m3；
转炉钢渣的渣温，1400～1750℃。
对转炉钢渣采用热闷渣工艺处理，针对钢渣的热能回收利用研究与工艺方法的应用探索已经有4年，钢渣的余热被用于炼钢生产中。
3.1利用液态钢渣的热能处理部分冶炼渣
该厂钢渣余热的利用最初的思路是利用钢渣的热能，用于钢渣的改质。即将钢厂产生的其它不能够用于热闷渣处理的冶炼渣，加入到高温液态转炉钢渣中间，利用钢渣的热能促进钢渣的改质反应。进行改质反应的主要是转炉的脱硫渣和高炉的瓦斯灰，轧钢的含酸尘泥与含油氧化铁泥。将这部分冶炼渣加入到转炉的液态氧化钢渣中间，利用反应吸热，将转炉的液态钢渣迅速降温到约1400℃，利用热能将不能够进行热闷渣处理的冶炼渣加热到热闷渣工艺能够实施的温度，利用这些冶炼渣中间的还原性物质还原转炉液态钢渣中间的氧化物，将热能向反应的化学能转移，然后将处于接近固态的钢渣用于热闷处理，在随后的工艺环节进一步回收利用。运行的三年的工艺实践表明，这种改质的工艺方法，是稳定回收钢渣液态高温阶段热能的有效方法之一。
这种工艺方法主要在渣罐内进行，所以反应过程中的化学热基本上是液态钢渣提供的，其中脱硫渣改质反应的主要方程[3]：
3(Fe、Mn)O+2Al=3Fe/Mn+Al2O3+Q（1）
Si+2FeO=2Fe+SiO2-Q（2）
Mn+FeO=Fe+MnO-Q（3）
C+2FeO=2Fe+CO2-Q（4）
2P+5FeO=5Fe+P2O5-Q（5）
式（1）中的Al来源于KR脱硫渣中间没有反应完全的高铝渣粉，式（2）～（5）的反应中间的Si、Mn、C、P等来源于脱硫渣扒渣过程中进入渣罐的铁液或者铁珠。