一種工業固體廢物。煉鋼排出的渣,依爐型分為轉爐渣、平爐渣、電爐渣。排出量約為粗鋼產量的15~20%。

  成分 鋼渣主要由鈣、鐵、矽、鎂和少量鋁、錳、磷等的氧化物組成。主要的礦物相為矽酸三鈣、矽酸二鈣、鈣鎂橄欖石、鈣鎂薔薇輝石、鐵鋁酸鈣以及矽、鎂、鐵、錳、磷的氧化物形成的固熔體,還含有少量遊離氧化鈣以及金屬鐵、氟磷灰石等。有的地區因礦石含鈦和釩,鋼渣中也稍含有這些成分。鋼渣中各種成分分的含量因煉鋼爐型、鋼種以及每爐鋼冶煉階段的不同,有較大的差異。

  鋼渣在溫度1500~1700℃下形成,高溫下呈液態,緩慢冷卻後呈塊狀,一般為深灰、深褐色。有時因所含遊離鈣、鎂氧化物與水或濕氣反應轉化為氫氧化物,致使渣塊體積膨脹而碎裂;有時因所含大量矽酸二鈣在冷卻過程中(約為675℃時)由β型轉變為 γ型而碎裂。如以適量水處理液體鋼渣,能淬冷成粒。

  處理方法 20世紀初期即開始研究鋼渣的利用,但由於它的成分波動較大,遲遲未能實際應用。70年代初,美國首先把每年排放的1700萬噸鋼渣全部利用起來。目前,德意志聯邦共和國,鋼渣絕大部分已得到利用。英國、法國的鋼渣利用率為60%左右,日本為50%左右,中國為10%左右。

  世界許多國傢處理鋼渣的通行方法是熱潑法,即將液體鋼渣潑入專門的處理場,渣層厚度在30厘米以下,噴淋適量的水促其冷卻,然後進行破碎、篩分、磁選,以回收其中金屬,渣塊則進行綜合利用。美國伯利恒鋼鐵公司和中國一些鋼廠都采用水力沖渣法使電爐渣、平爐前期渣實現粒化。沖水水壓為2.5~8千克力/厘米2,渣和水之比為1比10以上。此法工藝簡單,得到的鋼渣粒度大多在1厘米以下,便於利用。但用水量大,須解決水的處理和循環利用問題。1974年以來,日本的新日本鋼鐵公司采用淺盤(ISC盤)水淬法(見圖)處理轉爐渣。處理方法是將液體鋼渣潑入淺盤,渣層厚度約10厘米,噴水使渣冷卻到500℃左右,固化後將渣傾倒在運渣車上,再度噴水使渣冷卻到200℃左右,然後倒入泡渣池,冷卻至常溫。經過處理的渣,顆粒大多在10厘米以下。此法節省處理場地,操作較水力沖渣法安全,周轉快,節省投資和設備,對環境的污染程度較輕。

  用途 鋼渣的用途因成分而異。美國每年以排渣量的2/3作為煉鐵熔劑,直接加入高爐或加入燒結礦,在鋼鐵廠內部循環使用。鋼渣的成分中,除矽無用和磷有害外,鈣、鐵、鎂和錳(共占鋼渣總量的80%)都得到利用。但硫、磷含量較高的鋼渣作為熔劑,會使高爐煉鐵的利用系數降低,焦比增加。法國、德意志聯邦共和國、加拿大等國都把這類鋼渣用作鐵路道碴和道路材料。做法是先將加工後的鋼渣存放3~6個月,待體積穩定以後使用。這類鋼渣廣泛用於道路路基的墊層、結構層,尤宜用作瀝青拌合料的骨料鋪築路面層。鋼渣築路,具有強度高,耐磨性和防滑性好,耐久性好,維護費用低等優點。西歐各國用高磷鋼渣作肥料有悠久的歷史。鋼渣中的鈣、矽、錳以及微量元素均有肥效,可作為渣肥施於酸性土壤。各類鋼渣均可作為填坑、填海造地材料。中國目前生產少量鋼渣水泥,多用轉爐鋼渣摻50%左右高爐粒化渣,10%左右石膏,磨制無熟料鋼渣水泥,或以15%左右水泥熟料代替鋼渣磨制少熟料水泥。中國有些地方利用電爐鋼渣生產白鋼渣水泥。日本、德意志聯邦共和國利用鋼渣作為水泥生料,焙燒鐵酸鹽水泥,可節約能源。此外,鋼渣還可制造磚、瓦、碳化建築材料等。