水渣是指炼铁高炉矿渣。它在高温熔融状态下，经过用水急速冷却而成为粒化泡沫形状，乳白色，其质轻而松脆、多孔、易磨成细粉。它是泡沫硅酸盐建筑制品和矿渣吸音砖及隔热层、吸水层的松软材料。

水渣是把熔融状态的高炉渣置于水中急速冷却而形成的，主要有渣池水淬和炉前水淬两种方式。

中文名

水渣

外文名

grain slag

应用学科

冶金术语

颜色

乳白色

物理性质

粒化泡沫形状，质轻而松脆等

定义

炼铁高炉矿渣

概述

水渣作建材用于生产水泥和混凝土，由于水渣具有潜在的水硬胶凝性能，在水泥熟料、石灰、石膏等激发剂作用下，可以作为优质的水泥原料，可制成：矿渣硅酸盐水泥、石膏矿渣水泥、石灰矿渣水泥、矿渣砖、矿渣混凝土等，也可作为生产环保水泥砖的一种原材料。

水渣处理方法

高炉向大型化发展，渣量大，用水量也大，应尽可能设置循环给水系统。

循环给水系统，水的损耗可按吨1.2～1.5

水考虑。

循环给水系统，一般应考虑设置沉淀过滤、冷却、加压设施。不冷却，会产生很多问题。若水温高，冲渣时要产生大量的泡沫渣、渣棉和大量蒸汽，对水渣输送、渣沉淀和渣滤池的工作不利；且工作环境差；水温高水泵还会出现气蚀现象，降低泵的出力，影响泵的使用寿命；易产生人身事故，设备也易损坏，维修也困难。冲渣水压大，冲渣时易产生渣棉，渣棉不易沉淀去除，进入渣滤池后易堵塞滤层，影响滤池的能力。根据生产经验，一般使用的压力为0.12～0.15MPa较合适。

水渣处理方法一般有沉淀过滤法、过滤法、转鼓过滤法和图拉法水冲渣4种方式。

沉淀过滤法

(1)工艺流程

冲渣水经高炉前多孔喷嘴喷出冲渣，渣水混合物通过渣沟进入平流沉渣池，大部分渣沉淀(约95%)，沉渣池的出水经分配渠进入过滤池(过滤池的水渣为滤料)。过滤后的水经由加压泵送冷却塔冷却后，用泵供高炉冲渣循环使用，有高地可建高位水池的，可用泵将过滤后的水送入高位冲渣水池，水池上设喷水冷却或建冷却塔，由高位冲渣水池直接供高炉冲渣用水。

主要构筑物包括冲渣沟、沉渣池、储渣池、渣滤池、加压泵站、露天栈桥、冲渣高位水池(上部设有喷淋冷却装置)及渣滤池反洗水池。

(2)主要设计参数

1200

高炉渣铁比(t渣/t铁)为0.64～0.8，平均日产渣量为1536t。最大出渣速度为5t/min，渣水比为1：10，冲渣水压为0.25MPa，冲渣水温<60℃，最大冲渣水量2500

，平均冲渣水量为1250

。

(3)主要构筑物及设备

①沉渣池，平流式沉渣池，长55m，宽21.5m，有效深度5.8m。

②渣滤池，共8格，每格面积

。

滤料为水渣，滤层厚度为900mm，滤料粒径为9～10mm，滤层上部400mm高的水层作缓冲保护用。

砾石支承层，起支承滤料作用，总厚度200mm，共分4层：由上至下粒径分别为2～4mm，4～8mm，8～15mm，16~25mm，各层厚度均为50mm。

支承层用工字钢保护，以防止吊车抓水渣时破坏支承层。

配水系统：采用混凝土滤板，分上下两层。

滤速：设计采用5m/h。

反洗强度：>151

③电动桥式抓斗起重机QZ型两台，跨距

，抓斗容积3

，密闭操作室，起重量10t。

④送高位冲渣水池泵3台(2用1备)，型号为300S90B离心泵。

过滤法

国外称为OCP法。

(1)工艺流程

熔融炉渣在炉前通过粒化头冲成水渣后，渣水混合物通过冲渣沟流入过滤池过滤脱水，过滤后清水通过阀门组储存在过滤池下面的热水池内，由热水泵将热水送至冷却塔冷却到60℃以下，储存于冲渣储水池内；北方寒冷地区，在采暖季节，可用热水泵把热水送采暖后再返回冲渣水池内，待下次冲渣时使用。截留于滤池内的脱水水渣用抓斗吊车清除外运。OCP法具有操作简单、可靠、易于维修、电耗低、水渣质量好等优点，与沉淀过滤法比较，OCP法占地较少，但池子较深。

(2)主要设计参数

出渣速度：平均4~5t/min，最大6~8t/min

冲渣渣水比：1：10(最大渣量时为1：7)

冲渣水量：2400~3000

冲渣水压：0.25~0.3MPa

吨渣补充水量：<1

滤池个数：4格

设计平均过滤速度：6

反冲洗介质：压缩空气

反冲洗强度(标态)：60～90

反冲洗空气压力：0.06MPa

(3)主要构筑物及设备

水冲渣循环水系统主要由渣过滤池，热水泵组，冷却塔，高位冲渣水池和鼓风机房组成。

①渣滤池，设4个过滤池，每个滤池尺寸高

。4个滤池分为两组，可轮流进行过滤和清洗交换作业，出渣时使用过滤池两格。

过滤层是由滤床上部水渣和底部石英沙组成的双层滤料过滤层。

过滤池上部设有两块移动蒸汽盖板，轨道跨距19.3m，盖板轴距8.4m，盖宽10.8m，可以在滤池工作时将其盖住，水渣蒸汽通过排气烟道排入高空。

过滤池上设龙门抓斗吊车及振动卸料斗2台，起吊重量11t，跨度21m，抓斗容积

，起升高度15m。

过滤池下部热水池中安装3台立式水泵，每台泵流量Q=1660~2400

，扬程H=63.5-58.6m。

②冷却塔选用双曲线型浊环水冷却塔一座，单台冷却水量2400

，降温15℃。设于高位冲渣池上部。

③高位冲渣水池，圆形直径40m，深度3m，有效容积3000

。

④鼓风机房，设在过滤池旁边，选用RF-290型罗茨鼓风机两台，每台风量标态7000

，风压0.07MPa。转鼓过滤法

国外称为INBA法

(1)工艺流程

高炉渣通过冲制箱将熔渣水淬粒化成水渣，经渣沟流入水渣槽内，然后进入转鼓过滤器，滤出的渣通过皮带机输送到成品槽内待运，滤后的水进入集水槽中，集水槽底部设两台底流泵，将沉于集水槽底部的渣再送到渣沟中去。集水槽中的水通过顶部的溢流沟进入热水池内，然后经冷却泵加压送到冷却塔中进行降温处理。冷却后的水集中在冷水池内，用粒化泵加压送至冲制箱再循环使用。

高炉在南、北出铁场各设置一套炉渣处理工艺设备和各设一套独立的粒化水循环系统，分别由热水池、冷却泵、冷却塔及冷水油、粒化泵、底流泵、清水加压泵、排水泵及管网组成。

(2)主要设计参数

炉容：4350

年产生铁量：325×

t/a

平均日产生铁量：8900t/d

吨铁渣量：<345kg

最大渣流速度：6t/min(一个铁口)；8t/min：同一出铁场两个铁口搭接)

渣水比：>7t(水)/t(渣)；>5t(水)/t(渣)(同一出铁场两个铁口搭接)；

冲制水压：>0.2MPa(冲制箱出口处)

冲制水温：<600℃

水渣含水率：<25%(转鼓过滤后)

(3)主要设备及构筑物

下面所列的设备及构筑物为南出铁场侧的渣粒化水循环系统之设备和构筑物。

①热水泵场

⒈热水池，耐热混凝土池，其有效容积为530

。

⒉冷却塔给水泵，10/8ST-AH渣浆泵，Q=833

，H=25m，配Y450-10电机N=160kW，n=500r/min，4台。

⒊转鼓及成品槽清洗加压泵，125D25×6多级泵，Q=101

，H=129m，配Y250M-2电机，N=55kW，n=2950r/min，2台。

⒋集水槽底流泵，100D-L渣浆泵，Q=220

，H=21.5m，配Y200L-4电机N=30kW，n=1500r/min，4台。

⒌热水泵场地坑排水泵，65QV-SP液下泵，Q=50.4

，H=15m．配Y132M-4电机，N=7.5kW，n=1440r/min，2台。

⒍管道过滤器，压差自动反冲洗，1台。

②粒化泵场及冷却塔

⒈冲渣粒化泵，I0/8ST-AH渣浆泵，Q=833

，H=42m，配Y450-8电机，N=185kW，n=730r/min，4台。

⒉冷却塔，钢筋混凝土空心塔，LF47型冷却塔风机，风量60×104

，配电机Y225M-6-

，N=30kW，n=980r/min；44.7m耐高温加强型玻璃钢风筒，2台。

③成品槽清洗水返送泵场

⒈成品槽清洗水返送泵，1

/1C-HH渣浆泵，Q=40.4～37.5

，H=42m，配Y160L-4电机，N=1.5kW，n=1460r/min，2台。

⒉集水池，钢筋混凝土结构，有效容积17

，可容纳成品槽一次清洗水量。图拉法水冲渣

(1)工艺流程

图拉法水冲渣是近年来由国外引进的一种新型炉渣粒化装置。该装置布置紧凑、占地省、用水量小。高炉渣经粒化器冲制后经转鼓脱水器进行渣水分离，滤出的水渣用皮带机运至成品槽，过滤后的水流入转鼓脱水器下部上水槽中上水槽水由溢流槽流入下水槽，再用渣浆泵将冲渣水送至粒化器循环使用。消耗的水量由工业新水补充到下水槽中。

(2)主要设计参数

供给粒化装置的渣量：1229t/d

出渣次数：12~16次/d

出渣速度：平均4t/min，最大8t/min

冲渣渣水比：1：2

吨渣单位能耗电：2.2kW

压缩空气(标态)：10

补给新水：0.7

每套粒化装置设计能耗参数：

压力不小于0.2MPa补给水：每天消耗量：315m3

最大供水强度：3.5

压力为0.5～0.6MPa压缩空气：平均消耗量：30

水渣粒度：0.2~3.0mm

(3)主要设备

①转鼓式粒化器，能力可达5t/min，配电机N=75kW，n=1500r/min，2台。粒化器为机械破碎熔渣，并能保证液态渣中落人大量生铁时不致发生爆炸。为使粒化器工作可靠，其内腔不致被烧损，从两侧供给冷却水。为冲洗粒化器的外壳，配有两个带喷头的集水管。

②脱水器，能力可达5t/min，旋转频率1.5r/min，配电机N=110kW，n=1500r/min，2台。脱水器可过滤冷却粒化器破碎过的熔渣滴，将水渣脱水，并可根据出渣强度调整脱水器的旋转频率。

③气力提升机，能力为30t/h，2台。

④电动单梁桥式起重机，起重量5t，跨距4m，提升高度18m，2台。

⑤立式自吸式离心泵，型号50ZDL，Q=59.5

，h=19.7m，配电机N=11kW，4台。

⑥单体离心电动潜水泵，Q=40

，H=40m，配电机N=2.2kW，2台。

⑦卧式离心泵，Q=700

，H=25m，配电机YYR450-6，N=250kW，n=990r/min，2台。

水渣制作设备

制造水渣的工艺流程各式各样，但一般都是把渣沟流向冲渣沟的熔渣，用水冲入水渣池，经过过滤后水从底部或侧墙溢流排出，沉清后循环使用，而水渣则用抓斗抓入汽车或火车车皮运走。

鄂钢的水力冲渣工艺流程

鄂城钢铁厂高炉用的水力冲渣工艺流程如右图所示，高

炉熔渣用水冲入冲渣沟再流入水渣池，水从挡渣隔墙底部通过滤渣网入污水井，污水自溢经暗沟至沉淀池进行处理，处理后的水经水管流到集水井，再由水泵送至高炉炉台冲水渣，水渣则用抓斗抓入火车车皮运走。信钢侧滤式水力冲渣工艺流程

信阳钢铁厂用的侧滤式水力冲渣工艺流程如右图所示，渣

水混合物通过渣沟流入重力脱水池，侧部滤水，滤水强度8

，渣水分离后的清水流入泵前集水池，水泵又将水送入喷头。下渣沟流嘴采用管式喷头，上渣沟流嘴采用箱式喷头，喷射压力0.2MPa，射流速度3m/s，射流长度达10m以上，熔渣粒化好。拉萨法水力冲渣工艺流程

超大型高炉的水渣工艺流程较复杂，如右图所示为宝钢1号高炉采

用的冲水渣工艺。熔渣从渣沟流入冲渣箱时，用高压水冲渣，熔渣因急冷而细粒化，然后进入分离槽进行搅拌冷却。冷却后的水渣和水的混合物，用水渣泵送到脱水槽，部分细粒水渣溢流到中继槽，用中继泵送往沉降槽。装入脱水槽的‘水渣和水，用3mm网眼的铁丝网过滤，将水幢和水分离。脱水后的水渣放入，自动翻斗车里运走，残留水经排水沟、集水沟流入沉降槽里。沉降槽里微粒水渣沉降后，用排渣泵再送往脱水槽，溢流水则流入温水槽。温水槽中的水通过冷却泵送往冷却塔，经冷却后的水再流到给水槽里用给水泵再将水送到冲渣箱进行冲水渣。拉萨法的主要缺点是能源消耗高，设备和管道磨损严重。回转过滤筒式冲渣法工艺流程

回转过滤筒式冲渣法(INBA)是新发展的冲水渣方法。

从渣沟流出的熔渣经冲渣箱进行粒化，粒渣和水经水渣沟流入渣槽，汽由烟囱排出，水渣自然流入设在过滤滚筒下面的分配器内，分配器沿整个滚筒长度方向布置，能均匀地把水渣分配到过滤滚筒内，水渣随滚筒旋转由搅动叶片带到上方时，脱水后的粒渣滑落在伸进滚筒上部的排料胶带机上，然后由输送胶带机运至粒渣槽或堆场。脱水后的粒渣约含水12%。

设置在过滤筒外面的滤网孔径较小，匝较细的粒渣附着在滤网上也起过滤作用。为了清扫搅动叶片上积存的粒渣，防止滤网堵塞，在过滤滚筒外侧的不同位置，设置了压缩空气吹扫点和清洗水喷洗点。脱水部分结构见如右图所示。