渣處理冶金塵泥在渣罐噴涂作業(yè)中的應(yīng)用研究

劉華祥 金 焰 吳守倉(cāng)

（中冶寶鋼技術(shù)服務(wù)有限公司，上海 200941）

1 概述

1.1 滾筒冶金塵泥產(chǎn)生

冶金企業(yè)在鋼渣處理過程中伴隨著大量的鋼渣粒化，而隨著鋼渣粒化的進(jìn)行，產(chǎn)生的大量細(xì)粉隨冷卻水進(jìn)入沉淀池，形成了渣處理冶金塵泥。目前，寶鋼廠內(nèi)產(chǎn)生的渣處理冶金塵泥主要有電爐滾筒渣塵泥、轉(zhuǎn)爐滾筒渣塵泥、鐵水渣塵泥三種，年形成量達(dá)2萬噸。渣處理冶金塵泥因含水量大，細(xì)粉狀，無良好的利用方向，目前采用瀝干堆放，作為廢棄物進(jìn)行處理。

1.2 渣罐噴涂現(xiàn)狀

渣罐噴涂料主要以生石灰、粘土為原料，噴涂目的是避免熔融鋼渣與罐壁直接接觸，防止渣罐粘渣，提高罐齡。但是，這也造成一種情況：首先，生石灰的使用使得經(jīng)過渣罐運(yùn)輸?shù)匿撛鼉?nèi)游離氧化鈣含量增加，對(duì)后續(xù)鋼渣綜合利用造成困難；其次，粘土、生石灰本身均為自然資源，作為噴補(bǔ)原料是一種浪費(fèi)；再次，在生石灰加工過程中需要消耗大量能源，排放二氧化碳，嚴(yán)重污染空氣；最后，噴涂材料的好壞和噴涂厚度也會(huì)直接影響渣罐壽命，通常狀況下無明顯區(qū)別，但當(dāng)渣內(nèi)含鋼量較多時(shí)會(huì)出現(xiàn)渣罐穿孔、裂紋等問題，不但損害渣罐，還可能出現(xiàn)人、財(cái)、物損失。

2 試驗(yàn)研究

2.1 原材料研究

2.1.1 理化分析

選取電爐滾筒渣塵泥、鐵水渣塵泥、轉(zhuǎn)爐滾筒渣塵泥進(jìn)行研究，從粒徑、化學(xué)成分、粒度進(jìn)行檢測(cè)分析。

通過檢測(cè)分析發(fā)現(xiàn)，三種塵泥均在0.5mm以下，為細(xì)粉狀，以0.125mm為界，電爐滾筒渣塵泥（小于0.125mm）含量為68.28%，鐵水渣塵泥（小于0.125mm）含量為14.53%，轉(zhuǎn)爐滾筒渣塵泥（小于0.125mm）含量為63.62%。因此，在后續(xù)利用過程中，因材料顆粒偏細(xì)，在用作渣罐噴涂時(shí)應(yīng)采用濕法噴涂，避免揚(yáng)塵產(chǎn)生。

通過化學(xué)成分分析可知，三種塵泥中氧化鈣的含量均大于30%，并與對(duì)應(yīng)鋼渣的成份相近，為鈣質(zhì)材料，且游離氧化鈣含量為零。因此，將三種塵泥用于渣罐保護(hù)劑研究不會(huì)對(duì)鋼渣成分產(chǎn)生影響，相容性好。

表2 噴涂料初定配方（公斤）

外加劑選取速凝劑和早強(qiáng)劑兩種，根據(jù)涂料用結(jié)合劑的性能，選用半水石膏為速凝劑，可再分散膠粉為早強(qiáng)劑。

2.2 配合比研究

2.2.1 配方試驗(yàn)

根據(jù)原材料研究，選擇電爐滾筒渣塵泥為例進(jìn)行配合比研究，共設(shè)計(jì)5組配合比進(jìn)行試驗(yàn)，采用與粘土、生石灰類保護(hù)劑進(jìn)行對(duì)比。

按配方將料配制好以后，將噴涂料涂抹在取樣瓢（樣瓢首先加熱到140℃左右），再倒?jié)M紅渣，然后翻瓢。通過對(duì)比試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)B、C、D配方的噴涂料的噴涂效果及翻包效果比較好，翻包后不粘渣。A、E配方在涂抹時(shí)發(fā)現(xiàn)不易成型，受熱成粉狀。F配方的噴涂料翻罐時(shí)有少許渣粒粘附在樣瓢內(nèi)。若樣瓢內(nèi)粘附少許渣，在后續(xù)噴涂時(shí)會(huì)造成噴涂料包裹渣點(diǎn)形成凸形，增加后續(xù)翻瓢過程的阻力，形成粘罐或半翻罐現(xiàn)象。

3 應(yīng)用試驗(yàn)

以配方D開展批量應(yīng)用試驗(yàn)，應(yīng)用時(shí)間：2013.11-2013-12，共噴涂渣罐10個(gè)，使用渣罐保護(hù)劑810噸，應(yīng)用過程中主要對(duì)渣罐溫度、噴涂時(shí)間、翻罐情況進(jìn)行監(jiān)控，應(yīng)用情況良好。

鑄余渣渣罐因長(zhǎng)時(shí)間使用存在裂紋、凹凸情況，易渣罐，裂紋，粘罐情況比較頻繁。因此，我們選擇鑄余渣罐作為試驗(yàn)對(duì)象，開展應(yīng)用試驗(yàn)。

3.1 噴涂過程

采用德國(guó)PFT噴涂設(shè)備進(jìn)行渣罐保護(hù)劑噴涂試驗(yàn)，具體操作如下：

（1）按配方要求配置噴補(bǔ)料，在容器內(nèi)進(jìn)行攪拌混合，無結(jié)團(tuán)現(xiàn)象即可；

（2）對(duì)熱態(tài)渣罐進(jìn)行溫度測(cè)量并記錄，對(duì)噴涂前渣罐內(nèi)部情況進(jìn)行拍照記錄；

（3）調(diào)整壓力0.3MPa，開啟噴涂機(jī)進(jìn)行渣罐噴涂，要求噴補(bǔ)均勻，記錄噴涂時(shí)間，并拍攝噴涂后渣罐內(nèi)部圖片；

（4）跟蹤噴補(bǔ)后熱態(tài)渣罐再次熱態(tài)渣運(yùn)輸，并對(duì)其倒渣后渣罐內(nèi)壁進(jìn)行拍照，觀察效果；

結(jié)語

利用滾筒冶金塵泥用于渣罐保護(hù)劑研究項(xiàng)目歷經(jīng)一年，在原材料研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了配合比試驗(yàn)和應(yīng)用試驗(yàn)，通過近1個(gè)月的試驗(yàn)，翻罐率高達(dá)100%，未發(fā)生嚴(yán)重粘罐情況，使用情況良好。通過試驗(yàn)證明，滾筒冶金塵泥用于渣罐保護(hù)劑具有可行性，也體現(xiàn)了“以渣治渣、綠色利用”的宗旨，無需特殊處理便可進(jìn)行利用，節(jié)約了能耗的同時(shí)也降低了成本，可以在冶金噴涂中推廣應(yīng)用。

[1]王瓊,貴永亮,宋春燕.冶金含鐵塵泥再資源化的技術(shù)現(xiàn)狀與展望[J].河北聯(lián)合大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）,2013,35（3）.DOI:10.3969/j.issn.2095-2716.2013.03.005.

[2]孟凡欽,張士芳,宋萬超等.渣罐噴涂新工藝試驗(yàn)與試生產(chǎn)[J].鋼鐵研究,1996,（1）.