邯鋼球團(tuán)配加冶金粉塵的試驗(yàn)研究

賈文君 王金龍 張紅闖 魏瓊花

(河北鋼鐵集團(tuán)邯鋼公司)

0 前言

邯鋼是具有年產(chǎn)1 000萬(wàn)t鋼的大型鋼鐵企業(yè)，每年粉塵的產(chǎn)生量在100多萬(wàn)t。這些粉塵含有大量的鐵元素，目前這些粉塵比如煉鋼細(xì)灰及煉鐵瓦斯灰，主要用于燒結(jié)生產(chǎn)，考慮其粒度較細(xì)，用量大會(huì)影響燒結(jié)過(guò)程透氣性，降低燒結(jié)生產(chǎn)的產(chǎn)量和質(zhì)量。

根據(jù)對(duì)煉鋼污泥、煉鋼細(xì)灰和氧化鐵粉的理化性能分析，其鐵品位分別在50%、50%和70%左右，由于煉鋼污泥堿度和品位高、粘結(jié)性好，是用于球團(tuán)生產(chǎn)替代部分鐵精粉和膨潤(rùn)土粘結(jié)劑的優(yōu)質(zhì)原料；煉鋼細(xì)灰粒度較細(xì)，平均比表面積為30 000 cm2/g，適合造球，并能適當(dāng)降低膨潤(rùn)土的用量，降低球團(tuán)礦的成本；氧化鐵粉品位較高，適量加入球團(tuán)原料中在不影響球團(tuán)礦性能指標(biāo)的情況下，可以提高球團(tuán)礦的品位。為了做到循環(huán)利用，鐵前降本增效，開(kāi)展球團(tuán)配加冶金粉塵的試驗(yàn)研究很有必要，該項(xiàng)技術(shù)實(shí)施將為企業(yè)創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

為此，邯鋼技術(shù)中心進(jìn)行了球團(tuán)中配加煉鋼污泥、煉鋼細(xì)灰、氧化鐵粉的試驗(yàn)研究，優(yōu)化出了配加的最佳比例，并給出合理配加的方式，為更好的實(shí)現(xiàn)工業(yè)廢棄物料的綜合回收利用，降低鐵前原料成本，提高公司效益提供技術(shù)參考。

1 試驗(yàn)內(nèi)容

本試驗(yàn)在試驗(yàn)室圓盤(pán)造球機(jī)上進(jìn)行，造球盤(pán)的規(guī)格見(jiàn)表1，精粉和膨潤(rùn)土的總重(干基)為7 kg，造球時(shí)間8 min，用20 mm、15 mm、10 mm、5 mm的圓孔篩篩分出不同粒級(jí)的小球，按不同粒級(jí)含量來(lái)評(píng)價(jià)其造球性能。

表1 造球盤(pán)的規(guī)格

1.1 配加煉鋼污泥的試驗(yàn)研究[1]

為了進(jìn)一步開(kāi)發(fā)更好的利用煉鋼污泥的技術(shù)措施，通過(guò)對(duì)煉鋼污泥進(jìn)行試驗(yàn)和化驗(yàn)分析，煉鋼污泥的特點(diǎn)是， 粒度細(xì)(- 200目占99%以上)、品位高(含鐵50%左右)、堿度高(2.5左右)、含水在35%～45%時(shí)粘度特別大，脫水困難，其理化性能見(jiàn)表2。根據(jù)邯鋼的工藝生產(chǎn)情況，研究認(rèn)為，煉鋼污泥呈現(xiàn)的這些性能，將其作為球團(tuán)生產(chǎn)原料比較好，對(duì)于造球十分有利，為此在試驗(yàn)室進(jìn)行了配加煉鋼污泥的試驗(yàn)研究。結(jié)果表明，煉鋼污泥能很好的替代一部分鐵精粉和皂土，是用于球團(tuán)生產(chǎn)、降低球團(tuán)生產(chǎn)成本的好原料。

表2 煉鋼污泥的理化性能表 / %

對(duì)所取晾干的煉鋼污泥進(jìn)行水分測(cè)定，煉鋼污泥的水分高達(dá)15.4%，水分太高，都是大塊粘結(jié)料，很難混勻。因此對(duì)煉鋼污泥進(jìn)行了烘干至水分7%左右，然后對(duì)其進(jìn)行了碾壓成粉末狀進(jìn)行了造球試驗(yàn)。

1.1.1 試驗(yàn)方案

本次試驗(yàn)的試驗(yàn)方案及見(jiàn)表3。

1.1.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析

表3 煉鋼污泥代膨潤(rùn)土試驗(yàn)方案 / %

按表3進(jìn)行配料，首先人工把料充分混勻，然后倒入造球盤(pán)進(jìn)行造球，造球完成后取出篩分、稱(chēng)重，計(jì)算各粒級(jí)所占百分比，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 配加煉鋼污泥各方案粒度組成

從表4可以得到以下結(jié)論：

(1)從成球性來(lái)看，本試驗(yàn)4個(gè)方案中基準(zhǔn)期>10 mm粒級(jí)所占比例最高，達(dá)32.42%，方案1和方案3相當(dāng)，僅次于基準(zhǔn)期，造球效果較好，方案2的造球效果較差；

(2)煉鋼污泥可以替代一定比例的膨潤(rùn)土，方案1配加1%的煉鋼污泥替代0.3%的膨潤(rùn)土及方案3配加4%的煉鋼污泥替代0.8%膨潤(rùn)土效果較好；方案2配加2%的煉鋼污泥替代0.8%膨潤(rùn)土效果較差；

(3)建議在實(shí)際生產(chǎn)中采用方案1和方案3。

1.1.3 存在問(wèn)題

由于煉鋼污泥含水35%～40%，污泥粘性較大，配加時(shí)難以使用一般的配料設(shè)備。一是容易粘堵出料口和配加設(shè)備;二是物料粘在一起分散性差，參與配料時(shí)不均勻，易對(duì)生產(chǎn)穩(wěn)定造成一定影響，所以邯鋼目前沒(méi)有在球團(tuán)生產(chǎn)中配加煉鋼污泥。為了克服上述弊端，建議將煉鋼污泥經(jīng)過(guò)二次沉淀后堆放在污泥存放場(chǎng)自然晾干，晾至含水3%～5%的污泥干粉。

1.1.4 建議配加方法

由于晾干的污泥塊體積較大，具有一定的強(qiáng)度和硬度，可以采取用裝卸車(chē)翻鋪后往復(fù)揉搓和碾壓的方法進(jìn)行“粗破”，然后運(yùn)至球團(tuán)廠(chǎng)進(jìn)入潤(rùn)磨工序，在球式潤(rùn)磨機(jī)內(nèi)得到充分研磨，全部變?yōu)槲勰喾鄄⑴c其它物料充分混勻，這種工藝的配加方法能夠滿(mǎn)足造球和焙燒等工藝要求，不影響穩(wěn)定生產(chǎn)。

1.2 配加煉鋼細(xì)灰的試驗(yàn)研究[2]

為掌握煉鋼細(xì)灰粒度情況和造球性能，摸索目前條件下球團(tuán)配加煉鋼細(xì)灰的適宜配比和成球水分，在試驗(yàn)室進(jìn)行了配加煉鋼細(xì)灰的造球，為下一步工業(yè)生產(chǎn)中配比制訂和工藝參數(shù)調(diào)整提供技術(shù)參考。

1.2.1 原料條件

本試驗(yàn)采用西區(qū)煉鋼細(xì)灰，其化學(xué)分析結(jié)果和粒度組成分別見(jiàn)表5、表6。

表5 煉鋼細(xì)灰的理化性能

表6 煉鋼細(xì)灰的粒度組成

1.2.2 試驗(yàn)方案

為了檢測(cè)煉鋼細(xì)灰造球性能，制定試驗(yàn)方案見(jiàn)表7。

1.2.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析

按表7進(jìn)行配料，試驗(yàn)方法和步驟與前面一樣，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表8，針對(duì)方案3成球效果不好、球干，故對(duì)方案3補(bǔ)加水進(jìn)行造球，補(bǔ)加水后的造球效果較好。

表7 配加煉鋼細(xì)灰造球試驗(yàn)方案

表8 配加煉鋼細(xì)灰各方案粒度組成

從表8可以得出以下結(jié)論：

(1)從成球性來(lái)看，隨著煉鋼細(xì)灰比例的增加，大于5 mm球呈減少趨勢(shì)，說(shuō)明隨著球團(tuán)中煉鋼細(xì)灰的增加，成球性變差；

(2)對(duì)方案3進(jìn)行補(bǔ)加水，成球性變好，由此可見(jiàn)多配煉鋼細(xì)灰應(yīng)考慮適當(dāng)提高水分可以改善其成球性；

(3)建議配加煉鋼細(xì)灰的配加量不超過(guò)3%，造球適宜水分為8.5%左右。

1.3 配加氧化鐵粉的試驗(yàn)研究

氧化鐵粉含鐵品位較高，粒度較細(xì)，適合造球，平均比表面積為1.984 1m2/g，其在球團(tuán)原料中添加可以取代部分價(jià)格昂貴的酸精，利于提高球團(tuán)礦的品位，降低噸鐵成本，為進(jìn)一步掌握氧化鐵粉的粒度情況及球團(tuán)原料中配加氧化鐵粉造球性能，為工業(yè)生產(chǎn)中配比制訂和工藝參數(shù)調(diào)整提供技術(shù)參考，為此在試驗(yàn)室進(jìn)行了四個(gè)方案的配加氧化鐵粉的造球試驗(yàn)。氧化鐵粉的理化性能見(jiàn)表9。

表9 氧化鐵粉的理化性能

1.3.1 原料條件

本試驗(yàn)所用氧化鐵粉在冷軋廠(chǎng)取樣，其理化性能表見(jiàn)表9。

1.3.2 試驗(yàn)方案

為了檢測(cè)氧化鐵粉造球性能，試驗(yàn)方案見(jiàn)表10。

1.3.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析

按表10進(jìn)行配料，先人工把料進(jìn)行充分混勻，倒入造球盤(pán)進(jìn)行造球試驗(yàn)，造球完成后取出篩分、稱(chēng)重，計(jì)算各粒級(jí)所占百分比，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表11。

表10 配加氧化鐵粉造球試驗(yàn)方案 / %

表11 配加氧化鐵粉各方案粒度組成

從表11可以得到以下結(jié)論：

(1) 從成球性來(lái)看，隨著氧化鐵粉含量的增多，>5 mm粒級(jí)的百分比先是增加，然后急劇減少；

(2) 方案2配加3%的氧化鐵粉的造球效果最好，方案3配加5%的氧化鐵粉的造球效果最差；

(3)從造球過(guò)程看，隨著氧化鐵粉的增加，需多加水來(lái)改善其成球性；

(4)建議氧化鐵粉的配加量不超過(guò)3%，配比為3%時(shí)的適宜造球水分9%左右。

2 結(jié)論

(1)球團(tuán)中配加1%的煉鋼污泥可以減少0.3%的膨潤(rùn)土用量，配加4%的煉鋼污泥可以減少0.8%膨潤(rùn)土用量，可以獲得較好的造球效果；

(2)隨著煉鋼細(xì)灰比例的增加，成球性變差，建議配加煉鋼細(xì)灰不超過(guò)3%，造球水分不低于8.5%；

(3)隨著氧化鐵粉的增加，需多加水來(lái)改善其成球性；建議氧化鐵粉的配加量不超過(guò)3%，配比為3%時(shí)的適宜造球水分9%左右；

(4)球團(tuán)中配加冶金粉塵，可以通過(guò)造球試驗(yàn)確定合適的比例及相應(yīng)的工藝參數(shù)，以更好的實(shí)現(xiàn)工業(yè)廢棄物料的綜合回收利用，降低鐵前原料成本，提高公司效益。

[1] 趙玉潮,曾香梅,崔斌. 濟(jì)鋼球團(tuán)配加煉鋼污泥的技術(shù)進(jìn)步與發(fā)展.鋼鐵研究[J]. 2009,37(1)：45-48.

[2] 鄭賢才,楊軍,李強(qiáng),等.萊鋼豎爐配加煉鋼干法除塵細(xì)灰的實(shí)踐. 燒結(jié)球團(tuán)[J]. 2008,33(3)：47-49.