鋼渣是一種工業固體廢物。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%。
鋼渣主要由鈣、 鐵、 硅、鎂和少量鋁、錳、磷等的氧化物組成。主要的礦物相為硅酸三鈣、硅酸二鈣、鈣鎂橄欖石、鈣鎂薔薇輝石、鐵鋁酸鈣以及硅、鎂、鐵、錳、磷的氧化物形成的固熔體,還含有少量游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,緩慢冷卻后呈塊狀,一般為深灰、深褐色。有時因所含游離鈣、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;有時因所含大量硅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。
(1)鋼鐵料中的Si、Mn、P、Fe等元素的氧化產物;
(2) 冶煉過程中加入的造渣材料;
(3) 冶煉過程中被侵蝕的爐襯耐火材料;
(4)固體料帶入的泥沙。
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,除硅無用和磷有害外,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。做法是先將加工后的鋼渣存放3~6個月,待體積穩定以后使用。這類鋼渣廣泛用于道路路基的墊層、結構層,尤宜用作瀝青拌合料的骨料鋪筑路面層。鋼渣筑路,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、硅、錳以及微量元素均有肥效,可作為渣肥施于酸性土壤。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、碳化建筑材料等。