熱燜法鋼渣處理及綜合利用工程實(shí)踐

唐碧軍TANG Bi-jun

（新興鑄管股份有限公司，武安056300）

1 轉(zhuǎn)爐鋼渣處理技術(shù)的確定

隨著煉鋼工藝、造渣制度以及鋼渣物化性能的多樣性和利用上的多種途徑，國內(nèi)外的鋼渣資源化處理工藝也呈現(xiàn)出多樣化，有冷棄法、燜渣法、滾筒法、熱潑法、風(fēng)淬法、盤潑法、水淬法、粒化輪法等。這些工藝都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。

通過綜合考慮鋼渣綜合利用途徑、節(jié)能、環(huán)保以及投資幾方面，在滿足煉鋼工藝順利進(jìn)行的前提下，結(jié)合液態(tài)鋼渣的黏度和流動性，對于流動性交叉的鋼渣進(jìn)行處理時，最好的工藝就是熱悶法。

2 熱燜鋼渣處理技術(shù)基本原理

熱燜法就是利用鋼渣余熱，在有蓋容器內(nèi)加入冷水后使其成為蒸汽，使鋼渣得到消解，通過膨脹冷縮達(dá)到渣鐵分離。具體過程為：由于消除了游離的CaO，提高了鋼渣粉的穩(wěn)定性，也便于鋼渣粉的綜合利用。熱態(tài)鋼渣裝入熱燜罐裝置，利用鋼渣本身所含余熱，配以適當(dāng)?shù)膰娝に?，熱態(tài)鋼渣在遇到水時產(chǎn)生不均勻冷縮使大塊的鋼渣粉碎，由于鋼渣中含有大量的游離CaO，在壓力0.05Kg/cm2的熱蒸汽處理鋼渣時，其體積將增加23%-87%，這樣在鋼渣主要礦相組成基本不變的情況下實(shí)現(xiàn)了鋼渣的自解粒化。自解后的鋼渣送至磁選生產(chǎn)線，磁選生產(chǎn)線將粉化后的鋼渣分級磁選成不同組粒徑規(guī)格的廢鋼，磁選后的鋼渣粉可以用做建材或冶金回爐料來使用。

其工藝流程見圖1。

3 鋼渣熱燜處理系統(tǒng)組成

圖1 鋼渣熱燜處理工藝流程

鋼渣熱燜處理系統(tǒng)主要由預(yù)處理系統(tǒng)和鋼渣磁選篩分組成。

3.1 鋼渣熱燜預(yù)處理系統(tǒng) 本系統(tǒng)設(shè)置在燜淹車間，由橋式吊車、燜渣罐、噴水系統(tǒng)、水循環(huán)系統(tǒng)、測溫系統(tǒng)及自控控制系統(tǒng)組成。來自煉鋼轉(zhuǎn)爐的鋼渣，通過廠內(nèi)火車或汽車直接運(yùn)輸至燜渣車間，鋼渣的表面溫度不小于300度，內(nèi)部不能夾雜液相的鋼渣，然后通過抓斗起重機(jī)至燜渣罐，經(jīng)熱燜自解后由挖掘機(jī)從燜渣罐內(nèi)挖出，送到磁選生產(chǎn)線進(jìn)行處理。燜渣罐的底部設(shè)有排水口，從排水口排出的水經(jīng)回水總管道流人沉淀池，進(jìn)行循環(huán)利用。燜渣罐的側(cè)面設(shè)有排氣口及調(diào)節(jié)裝置，用于調(diào)節(jié)燜渣罐內(nèi)的壓力，使?fàn)F渣罐內(nèi)的壓力處于適宜狀態(tài)。燜渣罐蓋的上部設(shè)置水力旋轉(zhuǎn)噴水器、測溫系統(tǒng)及變力變送系統(tǒng)，水力旋轉(zhuǎn)噴水器主要是保證向熱燜罐內(nèi)鋼渣的均勻噴水，測溫系統(tǒng)主要對罐內(nèi)的溫度實(shí)施監(jiān)測以確定相適宜的配水量，壓力變送系統(tǒng)主要是根據(jù)罐內(nèi)壓力來調(diào)節(jié)排汽量的大小的。經(jīng)過約12～18個小時的微壓蒸氣及適當(dāng)?shù)臏乜刈越?，大塊鋼渣在熱燜罐內(nèi)粉化為渣粒，粒化效果好時可使小于20mm的渣粉顆粒達(dá)到80%，這大大降低了鋼渣在破生產(chǎn)線上對設(shè)備的磨損。?；蟮匿撛话愫?%～11%的水分，?；Ч胶盟衷骄鶆?，這減少或避免了磁選時的粉塵污染，環(huán)保效果明顯。

3.2 鋼渣磁選系統(tǒng) 鋼渣磁選系統(tǒng)由破碎、磁選、粉磨、磁選、排泥組成，擁有門式電磁吊1臺，皮帶機(jī)14條，顎式破碎機(jī)2臺，圓錐破碎機(jī)1臺，球磨機(jī)1臺。鋼渣經(jīng)過8道磁選后，含鐵料幾乎全被選出來，最后排出尾泥。具體流程為鋼渣熱燜后，通過汽車?yán)皆幚碓蠌S。鋼渣通過鏟車上到原料倉。原料倉上方有一道篩子，篩上物為大塊渣鐵，送到煉鋼，篩下物進(jìn)入原料倉。

由原料倉直接上皮帶，通過兩道磁選后進(jìn)入顎式破碎機(jī)，鋼渣大塊破碎，再經(jīng)過4道磁選后，細(xì)料進(jìn)入球磨機(jī)，粗料進(jìn)入圓錐破碎機(jī)粉磨，再經(jīng)過兩道磁選，最后都進(jìn)入球磨機(jī)。

球磨機(jī)后經(jīng)過兩臺磁選機(jī)選出的精粉經(jīng)一條水槽流到精粉池。尾泥經(jīng)另一條水池流到尾泥池，尾泥中的尾砂在池中沉淀，其它隨流水到沉淀池，經(jīng)抓斗抓出來堆一起。

4 現(xiàn)場運(yùn)用效果

煉鋼渣處理自投入運(yùn)行一年以來，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。①鋼渣穩(wěn)定性好：熱燜處理后鋼渣中的游離氧化鈣和游離氧化鎂與水反應(yīng)生成氫氧化鈣Ca(OH)2和氫氧化鎂Mg(OH)2，游離氧化鈣和游離氧化鎂的消解使鋼渣化學(xué)性質(zhì)得到穩(wěn)定，為尾渣的再資源化利用提供條件。②鋼渣粉化率高。鋼渣熱燜處理后粒度＜20mm的占65%-70%，減少鋼渣破碎量，有利于尾渣的深加工。③渣鋼回收率高。鋼渣熱燜處理后渣和鐵自然分離，1#出料口的磁選鐵粒度在50mm-150mm之間，含鐵量在50%左右，送往煉鋼。2#出料口鐵粒粒度50mm以下，含鐵量50%左右，送往煉鋼。3#出料口的磁選鐵粉粒度在8mm以下，品位33%左右，送往燒結(jié)。精粉品位50%左右，送往煉鐵。

產(chǎn)品成分見表1。

表1

5 經(jīng)濟(jì)效益分析

每天可處理煉鋼的鋼渣900噸，經(jīng)過加工后，每天可回收大塊鐵50噸，磁選鐵150噸，送往煉鋼；每天可回收磁選鐵粉200噸，送往燒結(jié)；每天可回收品位40%-60%的精粉50噸，送往燒結(jié)。

產(chǎn)品年收益：

大塊鐵、磁選鐵：200噸/天×330天×1200元/噸=7900萬元

磁選鐵粉：200噸/天×330 天×200 元/噸=1320 萬元

鐵精粉：50 噸/天×330天×500 元/噸=825 萬元

合計(jì)：10045萬元。

年材料備件消耗：

每年消耗鋼球60萬，球磨機(jī)襯板100萬，皮帶5萬，其它材料備件35萬（包括顎破襯板5萬，除鐵器皮帶5萬，電機(jī)、減速機(jī)備件及維修5萬，潤滑油、液壓油3萬，鋼板、角鋼、槽鋼、等材料12萬）。

合計(jì)：200萬元。

年耗電：

16萬度/月×12月×0.57元/度=109.44萬元

年耗水：

50噸/天×330天×6元/噸=9.9萬元

年支付加工費(fèi)：

450 噸/天×330天×52 元/噸=772.2 萬元

年效益計(jì)算：

10045萬-200萬-109.44萬-9.9萬-772.2萬=8953.46萬元

6 結(jié)論

通過實(shí)踐證明，熱燜法鋼渣處理及磁選工藝，既解決了冶金渣污染問題，提高鋼渣處理及綜合利用水平，又能取得可觀的經(jīng)濟(jì)，為鋼鐵行業(yè)經(jīng)營困境提供降本增效的途徑。

[1]任奇,王穎杰,李雙林.鋼渣處理與綜合利用技術(shù)[J].鋼鐵研究，2012(01).

[2]高偉.淺析鋼渣資源綜合利用技術(shù)的應(yīng)用前景[J].中國科技信息，2011(10).

[3]胡東風(fēng),仵增瑞.轉(zhuǎn)爐鋼渣風(fēng)碎技術(shù)在石鋼30t轉(zhuǎn)爐的應(yīng)用[J].河北冶金，1997(01).

[4]管建紅.寶鋼鋼渣處理技術(shù)的發(fā)展及其產(chǎn)品特點(diǎn)[J].冶金叢刊，2005(01).