电炉渣是采用电炉冶炼金属的过程中排出的固体废物，主要成分是钙、铁、铜、硅、镁、铝、锰、磷等氧化物。常见的有炼钢电炉渣和炼铜电炉渣。

电炉炼钢过程中精炼方法和冶炼钢种的不同产生的渣也不同。主要分为电炉熔化期和氧化精炼期发生的氧化渣以及还原精炼期和钢包精炼产生的还原渣。电炉炼钢时，先用电弧加热废钢使其熔化，有时也兑入铁水或加入直接还原铁，然后添加石灰和熔剂。从通电熔化开始吹人氧气氧化钢中杂质，调整含碳量，形成氧化渣。氧化渣排出后，在电炉内或钢包中进行还原精炼、脱硫、脱氧，产生还原渣。氧化渣在吹氧时产生，所以氧化铁较多，还原渣中CaO和S较多。电炉普通钢和特殊钢的渣量一般是100kg/t，电炉冶炼不锈钢的渣量一般在200kg/t。各种冶炼渣的发生量如图1所示。

电炉炼钢目前多采用碱性渣，按其成分和平炉渣非常接近。从其冶炼过程看可分为氧化渣和还原渣两种。

氧化渣

氧化渣可分为四个类型。

(1)高碱度渣，其矿物成分以硅酸三钙和RO相为主。还有 的固溶体和少量的氧化钙、氟磷灰石与氟化钙。还可能有枪晶石。此类炉渣比较少见，其流动性差，操作中要加入 ，去硫、磷能力强。对白云石质炉衬侵蚀较小。

(2)硅酸二钙渣，以硅酸二钙、 RO相为主。 这类炉渣较为普遍。其中的硅酸二钙可能固溶有 ，也可能固熔有 。具有相当的流动性，可以不加 ，脱磷能力强，与白云石质炉衬作用不强烈。

(3)镁硅钙石渣，以镁硅钙石为主，还含有少量RO相和硅酸二钙。脱磷能力差，并强烈侵蚀白云石质炉衬。

(4)镁硅钙石一钙镁橄榄石渣，脱磷能力差，对白云石炉衬有强烈侵蚀作用。

除以上组成外，因原料特点不同，还可以出现其他特征的矿物。

还原渣

还原渣可分为四个类型。

(1)高碱度渣(白色渣)，以硅酸三钙和游离石灰为主， 其次含少量方镁石、 萤石和铝酸三钙。

(2)硅酸二钙渣(粉末渣)，富含硅酸二钙。 尚有少量方镁石、 萤石和铝酸三钙，在炉渣冷却时， 因粉化而呈粉末。 这是由于其中的 —硅酸二钙相变为 —硅酸二钙的缘故。

(3)镁硅钙石渣，以镁硅钙石为主，并含少量的萤石。方镁石很少出现。在镁硅钙石中常含有 。在加钛铁冶炼不锈钢时，镁硅钙石中常固溶有 。

(4)特高碱度渣，含二碳化钙( )和游离石灰。

电炉渣的熔点

以氧化镁、氧化亚铁和氧化硅为基础，加上其他少量成分的炉渣的熔点，比纯 三元系要低。炉渣中存在或从工艺角度出发添加的其他氧化物，主要是氧化钙。氧化钙对炉渣熔点的影响如图2所示。在 系中，随着渣中 比值增大．渣的熔点有较大幅度的降低。

电炉渣的密度

高镁质电炉渣的密度与炉渣分型系数有明显的关系。如图3所示，图3指出， 与密度的关系曲线可以分成三段：AB、BC和CD。在AB段，即1.13以前是直线；BC段是曲线、CD段则又是直线。其变化斜率以AB段最大，CD段最小。B点之 值与橄榄石和辉石渣型的分界点1.15很靠近。辉石型炉渣的密度比橄榄石渣的小。

这是因为辉石型渣中Si02的饱和度高，形成复杂的多角四面体或链状结构，阴离子半径或复合阴离子的链长增加，体积增大而使密度减小。 ‘

电炉渣的粘度

电炉渣粘度与渣型的关系如图4所示。对于 值>1.1的炉渣，即过渡型和橄榄石型的渣，在1300～1400℃的范围内，粘度均小于0.25Pa.s。辉石型炉渣粘度较高，这是由于硅氧复合离子所造成的。当渣中Si02饱和度大于1，或分型系数小于1时，渣粘度急剧增大。若采用这种炉渣，必须将炉温提高到1400℃以上，才能保证炉渣有一定的流动性，粘度小于0.5Pa·s。

电炉渣粘度与温度的关系如图5所示。在渣型系数大于1.15的橄榄石渣中，络合阴离子 的结构较简单，当温度降低到渣的熔点时，体积小、扩散快的离子容易生成晶核，并迅速组成新的晶体析出。亦即从均相渣很快转变为多相渣，而引起粘度的迅速增加。对辉石型炉渣， 含量较高，复杂庞大的阴离子 通过传质并组成新相晶体析出时，需要较高的扩散活化能和较长的时间。当冷却速度不是很慢时，从均相熔渣中析出新相晶粒的过程是比较困难的。甚至在远低于熔点的温度下，也仍然能保持均匀的液相，发生“过冷”现象，即实际结晶温度与熔点之间有一“过冷度”存在。反之，在加热熔化时，则存在一个“过热度”。由此，当处理高硅矿或采用辉石型炉渣时，必须给予足够的过热度。炉渣中 对粘度的影响，类似于。三价铁离子也形成复合阴离子。但是，高镁质电炉熔炼渣中的 甚少，故这种影响可以忽略。

电炉渣的电导率

熔融炉渣的导电机理包括两个方面：渣中电子流动而引起的电子导电和离子迁移引起的离子导电。在炉渣组成中，以电子导电为主的化合物有FeO、CaO和MgO，它们在相应的熔化温度下的导电率分别为7.85、40和30Ω。离子导电为主的化合物，如、，在相应的熔化温度下的导电率为和0.05Ω。硅酸盐的导电率一般在和10的数量级之间。在升高温度时，电子导电减弱。同时，由于硅氧络合阴离子的解体，参与导电的离子数增加，离子迁移增大，离子导电加强。此外，升高温度使炉渣粘度减小，也利于离子导电。总体上讲，电炉渣的导电是离子导电。图6指出了炉渣中FeO含量对导电率的影响。

电炉渣余热利用的提出

在正常生产条件下，矿热电炉日排渣1200t，经实际测定，电炉熔渣的温度高达1300～1400℃，热焓为1672．64kJ/kg．每小时带走的热量为 kJ，相当于2.86t标准煤．每年浪费的热量为 kJ．其数量是非常惊人的。熔渣送往渣场，对周围生态及环境造成一定的影响和污染。因此，利用电炉渣的废热资源是节约能源、改善环境、提高经济效益的重要途径之一。

“六五”期间，由于能源供需矛盾突出，燃煤严重短缺．加上锅炉设备陈旧，热效率低，污染严重。小区分散供热效果较差，浪费了能源，还满足不了民用区供热的需要，影响职工生活，也影响生产，成为亟待解决的一个紧迫问题。

为此，提出利用电炉渣余热利用的方案。

内容及工艺流程简介

矿热电炉的炉渣定时排放到渣罐车内，用机车运到倒渣池的一侧，缓慢地将溶渣均匀地倒入渣池内，使池中水温升高，到65～90℃，大部分渣毛和水淬渣沉降到池底，用抓斗吊将水淬渣捞出、装入气动翻渣车运至渣场倒掉。被加热的水自流进入沉淀池，进一步将水中的渣毛沉降下来，经沉淀后的热水进入快滤池，进一步过滤，使水中的悬浮物低于5～10mg/l，合格的热水自流入热水池，由12sh一9离心泵，经Ф426管道输送到2km以远的家属区供用户采暖，采暖后的低温回水利用余压自流回到倒渣池，再次进行电炉渣水淬，加热水循环使用，电炉渣余热利用工艺流程示意图如图7所示。

工程概述

整个工程主要部分有：

(1)倒渣池：2座。为钢筋混凝土结构，有效容积1020 ，在正常情况下，可允许50%的容积为渣容积，电炉渣在该池中进行水淬并将水加热至65—90℃。

(2)沉淀池：采用两格平流式沉淀池，每格容积900 。为减少热损失，沉淀池加装了水泥盖板。沉淀池水流速为8mm/s，能较好的：降水中杂质沉淀下来，还能起到蓄热作用。

(3)快滤池：选用400ma/h的四格快滤池两组，每格过滤面积为11.56 。经过滤后，热水中的悬浮物低于5一10mg/l。

(4)反冲洗水塔：容积为94 ，专门用于反冲洗快滤池。

(5)热水池：容积为500 ，封闭式地下布置，用来贮存过滤后的热水，供采暖用。·

(6)热水泵：选用12sh一9水泵2台，向热网供水。

(7)热网管道：热水干管为Ф426X7的螺旋钢管，架空高支架布置，长约2km。

在试生产过程中．由于经验不足，倒渣速度控制不好或渣中含有冰铜时，倒渣过程中发生放炮。危及人身及设备安全，为此查找原因，制定防范措施，确保倒渣安全。为了避免渣壳，太厚，灾然滑入水中引起放炮，在倒渣前，安装了打渣壳机，由专人负责检查渣型，制定了打油．倒渣及渣罐检查等一系列规章制度及安全操作规程，严格操作程序。采用以上措施后，倒渣放炮事故逐年减少，只要精心操作，设备正常，放炮事故是可以避免的。