高效、清洁的渣处理工艺和规模化渣产品技术的开发应用对促进渣处理技术的进步和发展钢铁工业的循环经济具有重大意义。该项目技术开发了以滚筒粒化工艺为核心的系列成套工艺和装备，实现了不同类型钢渣的清洁高效处理及其资源化利用。获得授权专利40件（其中发明专利 24件），制定国家标准2项，行业和地方标准2项，发表论文55篇，并成功应用于国内外几十家钢厂钢渣的处理及其资源化，促进了钢铁工业的绿色发展，经济、社会和环境效益显著。

连铸生产中，在钢包浇注末期，会在出钢口上方形成漩涡，使漂浮在钢水上面的钢渣被漩涡的吸附作用卷下，形成下渣。由于漩涡吸附卷渣现象，所以在钢包下渣时，包内还留有大量的钢水。根据统计，一般300吨的钢包大约剩余6吨左右的残留钢，其中3吨左右是纯净钢水，这些钢水一般全当钢渣处理，造成资源的很大浪费，这是一直存在连铸生产中的难题。 宝钢从2006年开始研究，经过多年成功研制出“连铸钢包浇钢优化控制技术”，首次提出了钢包浇注末期抑制卷渣控制方法并开发出成套装备，于2011年成功投用，目前在宝钢内外实现大面积工业应用。该技术是宝钢自主开发的国际首创降本技术，与原有连铸生产工艺流程十分契合，在不改变原有连铸操作流程的情况下，能有效降低钢包中的残留钢，使这部分钢水直接通过铸机浇注成铸坯，提高钢水收得率，经济效益显著。该技术适合目前所有连铸机使用。

高效裂解法清洁处理液态钢渣：它是将转炉出到渣罐的高温液态/固态钢渣直接倒入焖渣装置中，加盖喷水产生0.2～0.4kPa蒸汽，蒸汽在压力驱动下进入钢渣与钢渣中的f-CaO、f-MgO反应使其生成稳定相，处理后的钢渣消除游离态f-CaO、f-MgO对钢渣的膨胀性，经热焖处理的钢渣用钢渣稳定性的方法检验膨胀率在1.5％以下，小于日本和中国的标准规定膨胀率小于2％的指标；可安全使用，粉化钢渣中水硬性矿物硅酸二钙、硅酸三钙的活性不降低，保证钢渣质量。粉化后的粒度小于10mm钢渣占70％以上，提高粉磨效率，降低粉磨能耗实现钢渣100％资源化利用。从而使其可作为钢渣微粉、钢渣砌块砖及混凝土等的原料（目前已由协议水泥厂全部用作水泥原料）。根据产量不同一炼钢、三炼钢共建设大小不同的汽焖渣装置14套，满足一炼钢、三炼钢钢渣全量热焖处理的需要。该技术温度、压力、给水、排气等工艺参数均采用自动化控制，保证安全可靠，提高粉化效率，减少处理时间。

转炉滑板法挡渣出钢技术是利用两块滑板砖孔的重合全开、错位半开和分开关闭来实现转炉控流挡渣出钢。 转炉冶炼结束出钢时，当转炉倾动至20～35°时关闭闸阀，把前期渣全部挡在转炉内，转炉倾动至75～85°时钢渣已经过出钢口区域全部上浮后发出打开闸阀指令开始出钢，当转炉倾动至90～110°时出钢结束，红外下渣检测仪检测到钢渣后向闸阀机构发出关闭闸阀指令，闸阀关闭。由于闸阀关闭速度非常快，出钢口的关闭时间小于1秒（约为0.5秒），可将钢渣几乎全部堵在炉内。实现转炉少渣无渣出钢。它与目前采用铁皮挡渣帽挡前渣，挡渣球、挡渣镖挡后渣方法比，挡渣成功率高，可达100%；挡渣效果好，转炉炉下钢包渣层厚度可控制在≤40㎜(3kg/t钢)。而且可以通过红外下渣检测和PLC控制技术相结合，实现自动判渣和挡渣，是目前转炉出钢挡渣效果最佳的一种挡渣技术。

课题目标及任务： 课题通过对直接利用石灰石造渣炼钢工艺技术的研究，目标建成节能减排和资源化利用 CO2、增收转炉煤气的 200 万吨级转炉炼钢示范工程并稳定运行。能够减排、利用 CO2 约 15kg/t 钢；增收转炉煤气按 CO 计算约 1 万吨/年；减少冶金石灰生产约 8 万吨/年；减少炼钢铁水铸铁块约 25 万吨/年；减少炼钢渣和除尘灰产出合计约 3 万吨/年。 课题进展： 1.实验室基础研究 （1）通过计算CO2与铁水中的[C]、[Si]、[Mn]、Fe(l)等元素反应的ΔG以判断石灰石分解产生的CO2能否与铁水中组元反应。（2）用综合热分析仪，探寻渣中组分对CaCO3分解行为的影响，并研究其他廉价CaCO3资源应用的可能性。（3）用马弗炉在不同温度下煅烧石灰石，研究温度对石灰石速度的影响以及高温急速煅烧条件下石灰石的分解行为。（4）对铁水中硅挥发的研究采用热力学进行理论分析，并结合实际情况探讨SiO生成的条件是否满足，并找出影响其生成的条件。 2. 直接利用石灰石造渣炼钢工艺技术开发 （1）技术方案 首先计算工艺改变对转炉热平衡的影响，以设计工业试验入炉金属料的比例。试验过程尽可能多的收集试验数据，以对试验效果进行较为全面的总结分析。 （2）工业试验结果分析 通过相关技术研究与应用，达到了以下指标：（1）转炉炼钢石灰石代替石灰的比例已达70%以上，在设备/铁水条件都合适的时候已达100%；（2）根据试验炉次数据回归计算，石灰石分解放出的CO2有37%能够参与铁水反应，相对原来用石灰造渣炼钢时，利用CO2已接近15kg/t钢；（3）已经在石灰石全部替代石灰炼钢的条件下，实现了转炉金属料中铁块比例为零；（4）转炉煤气增收按CO计算约有3000吨/年；（5）在石灰石全部替代石灰炼钢的炉次能够减少炼钢渣约15 kg/t钢。 直接用石灰石炼钢的方法已经应用于石钢的正常生产，200万吨级的转炉直接利用石灰石炼钢生产的示范基地正在完善中。2011年8月到2012年12月，在运营成本上，渣料结构变化降低成本746万，减少渣料降低成本38万，减少铸铁费用164万，提高转炉煤气热效效热效132万，总体经济效益为1080万元；CO2减排共计量为21962吨，节能减碳效果显著。

主要目标： 建立典型工序、典型流程钢渣理化性质、用途及经济性评价数据库；确定钢渣梯级利用优化模式，形成钢渣梯级利用技术指南；形成精炼渣制备炼钢熔剂的工艺技术及试验装备；开发出钢渣有压热闷及显热回收技术及装备，建成一条5万吨/年的钢渣冷却破碎及余热有压热闷-显热回收利用中试试验线。 主要内容： 钢渣理化性质及应用性能研究 精炼渣制备炼钢熔剂研究 钢渣冷却破碎及余热有压热闷专有装备研发

主要目标： 揭示Cr在钢渣中的迁移轨迹、变价条件和固化机理，明确析晶过程中晶核形成和长大的热力学和动力学条件，实现含Cr微晶玻璃的高效固化，开发出具有自主知识产权的含Cr钢渣制备微晶玻璃的绿色再利用技术和装备，建立含Cr钢渣高值化、功能化的绿色回收再利用于微晶玻璃示范线，为冶金行业危险固废绿色高值化再利用提供示范。 主要内容： 研究含Cr钢渣重金属Cr价态变化条件及机理 ①研发含Cr钢渣中重金属Cr的存在价态及其变化条件； ②研究含Cr钢渣中铬的浸出条件； ③研究铬的溶出量与渣的碱度及渣组分的关系； ④研究含Cr钢渣经磁选后，铬的存在状态； ⑤研究含Cr6+固化的基本条件。 含Cr钢渣成分调配技术 ①研究废料配比对晶核形成及其长大、微晶玻璃性能等影响规律； ②优化并确定各种废料的配比，实现含Cr 钢渣的用量最大化。 研发含Cr钢渣微晶玻璃双棍压延成形工艺和设备，优化工艺参数，确保微晶玻璃光洁度和平整度。 研发含Cr钢渣微晶玻璃的析晶控制工艺 ①研究析晶和晶粒生长动力学和热力学； ②研究工艺参数对晶粒尺寸、微晶含量和微晶玻璃性能的影响； ③优化工艺参数，形成最佳的析晶工艺条件和装备。 Cr在微晶玻璃中的稳定性研究 ①Cr在微晶玻璃中的存在状态及机理； ②微晶玻璃中Cr的温度稳定性及机理； ③微晶玻璃中Cr的酸碱稳定性及机理。 含Cr钢渣微晶玻璃产业化装备及示范线建设。

本项目开发的氧气转炉炼钢新工艺，充分利用了转炉冶炼前期温度低这一有利于脱磷的热力学条件，将上炉次终渣（由于温度高已基本不具备脱磷能力），用于下炉吹炼初期（由于温度低，炉渣重新具备脱磷能力）进行脱磷，并在温度升至对脱磷不利前将50—60%炉渣倒出炉外，然后加入少量渣料完成吹炼。采用本工艺，由于上炉炉渣被再次利用，因而能够大幅降低石灰、轻烧白云石等消耗和炼钢渣量。