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轉爐熔融鋼渣熱悶技術
發布時間:2018-02-03 17:14:01      點擊次數:607

1 前言

轉爐鋼渣是煉鋼過程中所排出的廢渣,是煉鋼生產所帶來的必然產物。目前我國每年鋼渣排放量約8000萬t,僅鞍鋼2010年排放量就達到280萬t。鋼渣除部分提取含鐵物料外,大部分被堆放閑置,既污染周圍環境又占用大量土地。因此如何有效的高附加值利用鋼渣是鋼鐵企業面臨的重要課題。

鞍山鋼鐵集團礦渣開發公司與國內研究院所合作,于2008年在鞍鋼鲅魚圈鋼廠建成了全國第一條熔融鋼渣熱悶生產線,其熔融鋼渣直接熱悶的創新工藝是對原有的傳統悶渣方式的一次根本性變革。該生產線達到國際先進水平,先進的工藝裝備,科技含量高,經濟效益好,環境污染少,能耗低,使鋼渣有害成分充分消解,消除不穩定現象,為實現鋼渣的“零排放”奠定基礎。

2 鋼渣前期處理方法

鋼渣中一般含有7%~10%的金屬鐵,磁選加工后,可回收其中98%左右的金屬鐵;除金屬鐵外,鋼渣的主要礦物組成為硅酸二鈣、硅酸三鈣、鐵酸鈣及RO相等,與水泥熟料化學成分相似,可作為建材材料。但目前我國鋼渣的綜合利用率僅達到10%,其利用率很低的原因是鋼渣中含有的游離氧化鈣(f-CaO)、游離氧化鎂(f-MgO)等有害成分和水反應生成氫氧化鈣Ca(OH)2、氫氧化鎂Mg(OH)2等物質,其體積大幅度膨脹,用做回填材料、道路材料、水泥和混凝土摻合料、建材制品均會造成不同程度的干裂破壞。因此通過鋼渣的前期處理,消除其膨脹性,是鋼渣高附加值利用的關鍵。

目前國內的鋼渣前期處理方法有很多,其中應用較多的有悶渣法、熱潑法、水淬法、風淬法、盤潑法、滾筒法等。這其中大部分方法都是以冷卻粉化為目的,并不能有效消除鋼渣的膨脹性,使得鋼尾渣沒有得到很好的應用。只有悶渣法從物理、化學兩方面都對鋼渣的性質進行了改變,消解了其中的有害成分,為鋼渣真正意義上的高附加值利用創造了條件。

3 鋼渣熱悶方法的優點

悶渣法是近些年興起的一種先進的鋼渣前期處理工藝,其原理是利用鋼渣余熱,在容器內加入噴淋水后使形成蒸汽,使鋼渣自解粉化。

鋼渣熱悶有著其他方法無法比擬的優點:

首先鋼渣熱悶符合現代化鋼廠短流程的需要。棄渣法、熱潑法等傳統方法處理鋼渣少則需要十幾天,多則要一個來月,才能使熔渣完全冷卻。相比傳統鋼渣處理方式,悶渣法只需要一天的時間,如鞍鋼鲅魚圈鋼廠采用的熔融鋼渣熱悶工藝,整個處理周期只需要23小時,使生產流程大幅縮短,提高了生產效率,符合現代化鋼鐵企業的發展要求。

其次,鋼渣熱悶處理技術便于從鋼渣中提取含鐵物料。鋼渣中含有的含鐵物料被鋼渣緊密包裹,含鐵物料提取率的高低,很大程度取決于鋼渣粉碎的程度,因此大多數的鋼渣磁選工藝都采用多級破碎磁選的方式。悶渣法利用鋼渣自身余熱,用蒸汽對鋼渣進行粉化,鋼渣粉化率高,渣鐵分離徹底,使后續的鋼渣破碎磁選加工減少了破碎量,降低了設備磨損和材料損耗,便于鋼鐵物料的提取。

最后,鋼渣熱悶也是鋼尾渣實現高附加值應用的前提。由于悶渣消解了鋼渣的有害成分,消除了鋼渣的膨脹性,因此磁選后的鋼尾渣可在工程回填、道路施工等建筑行業得到廣泛應用;隨著近年來鋼渣粉磨技術的發展,鋼尾渣研磨加工成超細微粉,可以作為礦物摻合料用于水泥和混凝土的生產。鋼尾渣的高附加值應用,使得鋼鐵企業真正意義上做到了鋼渣零排放,且符合現代化鋼鐵企業可持續發展和多角化業務的需要。

4 鋼渣熱悶生產線的特點與工藝流程

鞍鋼礦渣開發公司鲅魚圈分公司鋼渣熱悶生產線是采用熔融鋼渣熱悶工藝,是對傳統的鋼渣熱悶方式的一次革命性轉變。熔融鋼渣熱悶使悶渣周期大幅縮短,而且粉化率高、渣鐵分離徹底、有害成分消解完全;實現了用最少的時間、最低的成本對鋼渣進行了效果最好的前期處理,為鋼渣的100%高附加值應用創造了有利條件。

鞍山鋼鐵集團公司礦渣開發公司鲅魚圈熔融鋼渣熱悶在離鲅魚圈煉鋼作業區相距不到50米的區域進行,使鋼渣熱悶成為與煉鋼生產密不可分的環節,轉爐車間出渣后由過跨車將渣罐運進鋼渣處理間,熔融鋼渣由行車運至渣處理工位,倒入熱悶裝置中;移動式排蒸汽罩移動到熱悶裝置上,開始打水冷卻直到表面凝固為止;打水產生的蒸汽通過排蒸汽罩有組織排放后,排汽罩移走;用挖掘機松動鋼渣,保證裝置內鋼渣表面無積水,之后進行第二次倒渣(重復上一次過程);在將渣池倒滿后,蓋上熱悶裝置蓋,開始噴水霧;噴水一定時間,停止噴水熱悶,再噴水如此反復進行到14小時,開蓋后用挖掘機將渣挖出用汽車運送到鋼渣磁選加工生產線。

鞍鋼鲅魚圈鋼廠熔融鋼渣熱悶生產線自2008年9月正式投產以來,經過兩年半時間的驗證,效果十分理想,理化指標均滿足國家標準。其中熱悶處理后的鋼渣浸水膨脹率可達到2%以下,鋼渣熱悶后穩定性良好,符合將鋼渣用于道路基層材料、工程回填等的穩定性性能指標要求。

在鲅魚圈熔融鋼渣熱悶生產過程中,經過鞍鋼礦渣開發公司技術人員的不斷技術改造和創新,成功解決了悶渣爆炸、熔渣攪拌不均勻、渣池襯板易損壞、循環水利用、鋼渣余熱回收等一系列技術難題,使該工藝逐漸走向成熟。鞍鋼鲅魚圈鋼廠熔融鋼渣熱悶生產線貫徹了循環經濟、可持續發展的理念,實現了產品、技術、效益、環境的協調發展。而熔融悶渣工藝所帶來的短流程、短周期的高效率,以及鋼渣的高粉化率,廢鋼的高提取率和對鋼渣膨脹性的消解等效果,將使熔融鋼渣熱悶工藝成為今后國內鋼渣前期處理的發展趨勢。


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