鋼渣不“渣”，卻是爆脾氣

鋼鐵是怎么煉成的？這個問題我們可是從小聽到大，相比也有所了解。在現(xiàn)實工業(yè)領(lǐng)域，鋼鐵的煉成同樣是一場高溫與技藝交織的嚴(yán)苛歷練。鐵礦石、焦炭等原料投身熾熱的高爐，在超高溫環(huán)境下，歷經(jīng)熔化、精煉，雜質(zhì)被逐一剔除，純凈且滾燙的鋼水奔涌而出，奔赴各類成型工序，搖身一變成為支撐起摩天大樓、橫跨江河大橋的鋼筋鐵骨。在鋼鐵背后，必不可免的產(chǎn)生一種副產(chǎn)物——鋼渣。

一、自鋼鐵洪流誕生

其實鋼鐵冶煉時，高爐中出來的鐵水并非純凈無暇，它內(nèi)部還有硫、磷等這些搗亂分子，因此煉鋼工人不得不向轉(zhuǎn)爐、精煉爐里地加入石灰、白云石等外加劑以除去雜質(zhì)、調(diào)整鐵水配比。這些外加劑在高溫下，就會與鋼鐵中雜質(zhì)反應(yīng)、熔融、結(jié)合到一起，這些熔融物被排出后經(jīng)水淬 “極速降溫” ，形成固態(tài)熔渣。

二、堆存超過數(shù)十億噸

我國穩(wěn)坐全球鋼鐵生產(chǎn)的頭把交椅，鋼渣的產(chǎn)量自然水漲船高，隨之而來的，便是驚人的堆存量。過去，受限于技術(shù)與觀念，大量鋼渣只能原地 “扎營”，堆積存放。據(jù)統(tǒng)計，平均每生產(chǎn)一噸粗鋼，就會有0.12噸鋼渣產(chǎn)生；按2023年我國粗鋼產(chǎn)量101908.1萬噸計算，全年鋼渣產(chǎn)生量超過1.2億噸。當(dāng)下，我國歷年積攢的鋼渣總量已然突破十億噸大關(guān)，每年還在源源不斷地新增數(shù)千萬噸。放眼望去，渣場里的鋼渣堆成連綿 “小山”，動輒霸占幾十萬平方米土地，實打?qū)嵤峭恋刭Y源的 “吞金獸”。

三、潛力不容小覷

面對如此巨量的鋼渣堆存，業(yè)界不得考慮如何消納。鋼渣中還含有鋼渣中含有約5%~10%的金屬鐵以及20%左右的含鐵相，這部分可以通過粉碎磁選重新返回鋼鐵冶煉；鋼渣擁有較高耐磨性和硬度，所以在上世紀(jì)三十年代起歐美日等發(fā)達國家先后將鋼渣做為集料用于鋪路，如今我國也有蘇臺高速、廣西沿海高速等使用瀝青鋼渣混合料；另外由于體內(nèi)含有和水泥中類似的硅酸二鈣、硅酸三鈣及鐵鋁酸鹽等礦相，使得鋼渣具有一定的膠凝活性，可以用于水泥等膠凝材料制備……總之，鋼渣并非一無是處，反而具有不俗的潛力。在歐美日等發(fā)達國家，綜合利用率甚至高達95%以上。

表 1 國外鋼渣利用現(xiàn)狀，來源學(xué)術(shù)文獻

四、注意它的爆脾氣

但，鋼渣的利用可并非一件易事，因為鋼渣大規(guī)模應(yīng)用中還有一個不穩(wěn)定因素——膨脹破壞，即安定性問題。其內(nèi)部游離CaO和游離MgO就是鋼渣體內(nèi)的不安分存在，一遇到水體積就噌的變大，引起體積膨脹，導(dǎo)致鋼渣開裂破壞，所以這不妥妥的暴脾氣嗎？2020年被曝光的長沙梅深青秀三期小區(qū)“千眼墻”事件經(jīng)過檢測，該樓16層及以上混凝士骨料內(nèi)含有作坊加工破碎的鋼渣廢棄顆粒，嚴(yán)重影響房屋的結(jié)構(gòu)強度；江蘇宜興英倫尊邸項目也曾因鋼渣問題陷入風(fēng)波。清華大學(xué)王強表示“將鋼渣用作混凝土骨料要非常慎重”，而新修訂的GB175-2023《通用硅酸鹽水泥》也禁止了鋼渣做為通用硅酸鹽水泥的混合材料的使用。

鋼渣，這個鋼鐵工業(yè)的副產(chǎn)品，著實讓人又愛又怕。愛它潛藏的巨大價值，像是一位懷揣寶藏的隱者，關(guān)鍵時刻能為資源循環(huán)、成本控制出份力；怕它那難以捉摸的 “爆脾氣”，一個不留神，就可能在建筑、工程中 “惹出大禍”。如今科研人員馬不停蹄，悶熱自解、機械破碎等預(yù)處理手段已初顯成效，以實現(xiàn)游離氧化鈣氧化鎂的膨脹釋放，消除或緩解鋼渣在后期的膨脹。也許未來，這些讓鋼鐵企業(yè)頭疼的鋼渣會逐步被馴服，融入我們的生活中。

備注：轉(zhuǎn)載請備注來源-河北省建材化利用科學(xué)與技術(shù)重點實驗室，18033877840

參考：

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肖琪仲.鋼渣的膨脹破壞與抑制[J].硅酸鹽學(xué)報,1996(06):29-34.

吳躍東等,國內(nèi)外鋼渣處理與資源化利用技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀綜述[J].環(huán)境工程,2021,39(01):161-165.

王強.將鋼渣用作混凝土骨料要非常慎重[J].混凝土世界,2016(02):90-91.

顏峰，預(yù)處理改善鋼渣體積安定性的研究現(xiàn)狀

中國鋼渣處理行業(yè)發(fā)展趨勢研究與未來投資分析報告（2023-2030年）

2023年中國鋼渣處理行業(yè)全景簡析

2023年中國鋼渣綜合利用市場現(xiàn)狀及行業(yè)研究趨勢