含鐵廢棄物在電弧爐煉鋼中的循環(huán)利用

　　摘 要：針對煉鋼及軋鋼過程中產(chǎn)生的所有含鐵廢棄物，進行強力擠壓制塊處理，實現(xiàn)含鐵工業(yè)固體廢棄物的100%綜合循環(huán)利用，從而產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟效益和環(huán)保效益。
　　關鍵詞：含鐵廢棄物 冷壓球 循環(huán)利用
　　中圖分類號：TF7文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2012）09（a）-0075-01
　　1 問題的提出
　　萊鋼股份有限公司特殊鋼廠現(xiàn)年產(chǎn)電爐鋼55萬噸，鋼材110萬噸，同時伴隨產(chǎn)生大量的副產(chǎn)品和廢舊物資。
　　連鑄和軋鋼每年產(chǎn)生氧化鐵皮約兩萬四千噸，其含鐵量在70%以上；電爐煉鋼過程中，每年收集除塵灰六千多噸，其含鐵量在60%以上；長期以來這些含鐵物資，沒有找到有效的綜合利用途徑，處置效益低下，對環(huán)境保護和生產(chǎn)成本構成重大影響。
　　因此我們提出利用現(xiàn)有的廢舊物資資源，結合50t電弧爐清渣跨的現(xiàn)狀，對全廠的含鐵廢舊物資進行強力擠壓制塊處理，直接裝入電弧爐熔煉，使含鐵資源得到100%的內(nèi)循環(huán)綜合利用，通過技術手段實現(xiàn)環(huán)境友好型企業(yè)的目標。
　　含鐵廢棄物中純鐵資源的回收綜合利用手段簡單，而且有成熟的技術工藝流程；但含鐵廢棄物中，鐵資源絕大多數(shù)是以氧化鐵的狀態(tài)存在的，對于鐵氧化物直接作為煉鋼原料，特別作為電弧爐煉鋼原料實現(xiàn)鐵資源回收的專門研究和實踐不多，但非高爐煉鐵技術的大量研究成果和電弧爐鐵水熱裝、燃槍、攪拌、泡沫渣等新技術的廣泛應用，為鐵氧化物在電弧爐內(nèi)實現(xiàn)鐵資源回收提供了可能，屬于成熟的非高爐煉鐵技術應用于電弧爐生產(chǎn)的創(chuàng)新性實踐。
　　2 實施方案和主要技術措施
　　2.1 工藝流程
　　利用含鐵固體廢棄物制備具有自還原性能的壓塊從而實現(xiàn)鐵資源回收的過程包括：配料、攪拌、強力壓塊、養(yǎng)護和入爐還原五部分。
　　自還原壓塊制備流程圖為（如圖1）。
　　2.2 攪拌
　　按照恰當比例將各類含鐵固體廢棄物和焦粉進行配料混合，將混合料加入攪拌機，攪拌均勻，之后加入適當比例的粘結劑，充分攪拌，制成原料為壓球做準備。
　　2.3 壓球
　　混合料和粘結劑攪拌混合后，轉到機上料斗中，通過料斗，將攪拌混合料緩慢地送到壓球機上，經(jīng)過壓球機超過190t的強力擠壓，形成具有高強度的冷壓球。
　　2.4 養(yǎng)護
　　在50℃的較為干燥的環(huán)境中，冷壓球放置超過36h后，粘結劑發(fā)生了一系列的物理化學變化，形成復合大分子網(wǎng)狀鰲合結構，壓塊在復合大分子網(wǎng)狀鰲合結構的協(xié)同作用下，形成高強度的機械冷壓球。
　　2.5 入爐還原
　　當壓塊處于高溫的環(huán)境中，其內(nèi)部緊密結合的氧化鐵和焦粉會自動進行還原反應，生成鐵釋放出一氧化碳，結合電弧爐生產(chǎn)實際，可以選擇以下兩個時機實現(xiàn)壓塊還原。
　　方案一：壓塊隨其它鋼鐵料加入電弧爐中。壓塊受留鋼留渣、熱裝鐵水、高溫電弧和大強度供氧等協(xié)同作用產(chǎn)生的高強熱量作用，而發(fā)生還原反應，進而鐵資源隨其它鋼鐵料熔化進入鋼水。
　　方案二：將壓塊加入石灰窯煅燒。電爐煉鋼用石灰的生產(chǎn)過程中，石灰石的煅燒溫度大約控制在1025℃，這一溫度正好適于壓塊自還原反應的進行，所以可以把壓塊和石灰石按照一定比例混合一起加入石灰窯中，經(jīng)煅燒生成石灰和還原壓塊的混合物，在向電爐料中配加石灰時，還原壓塊隨之進入電爐料。
　　3 自還原壓塊生產(chǎn)及試驗情況
　　策劃壓塊的生產(chǎn)工藝時，重點綜合考慮了以下因素：能夠全部消化各種含鐵廢棄物和其它工業(yè)固體廢棄物；具備較強的機械強度和具有良好的還原性能。經(jīng)過反復試驗，找到了具有良好成型性和還原性的配方比例，按照配方一直進行著人工小批量生產(chǎn)。從試生產(chǎn)情況看，壓塊的配方指標對壓塊的物理化學性能的影響至關重要；造塊的機械擠壓力大小和粘結劑選擇對壓塊的機械強度也具有重要影響。根據(jù)對壓塊的跟蹤試驗結果，壓塊剛制成后，強度較低，但在50℃的干燥環(huán)境中，養(yǎng)護時間36h后，就會達到很高的機械強度。
　　4 實施效果
　　該項目實施后，每年超過3萬噸的含鐵廢棄物全部得到綜合循環(huán)利用，降低了鐵資源的過程損耗；鐵氧化物在電爐中進行還原反應時，伴隨釋放出大量的一氧化碳氣體，有利于鋼水攪拌，雜質上浮，并對泡沫渣的形成有利，能保護電爐爐體，節(jié)約了能耗。
　　本生產(chǎn)工藝，無廢水、廢氣、廢渣產(chǎn)生；噪聲遠遠低于國家標準，也沒有熱輻射和其它毒害因素產(chǎn)生；實現(xiàn)了氧化鐵皮、切割渣、除塵灰、焦粉等含鐵工業(yè)固體廢棄物的100%綜合利用，降低了生產(chǎn)成本，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟效益，并具有顯著的環(huán)境和社會效