鋅渣回收再利用系統(tǒng)的應(yīng)用

馬 斌

（天津鞍鋼天鐵冷軋薄板有限公司，天津300400）

0 引言

天津鞍鋼天鐵冷軋薄板有限公司鍍鋅機(jī)組是由意大利達(dá)涅利引進(jìn)的，具有國(guó)際先進(jìn)水平的熱處理線(xiàn)，其設(shè)備和工藝及自動(dòng)化水平都非常高。整個(gè)機(jī)組主要由上卷運(yùn)輸系統(tǒng)、入口開(kāi)卷、入口活套、清洗段、退火爐、鋅鍋、光整拉矯、化學(xué)段、出口活套、出口卷取和卸卷運(yùn)卷系統(tǒng)組成。其中，鋅鍋?zhàn)鳛闊徨冧\處理線(xiàn)最為關(guān)鍵的設(shè)備，又分為鍍鋅GI和鍍鋁鋅GL。鍍鋅機(jī)組設(shè)計(jì)產(chǎn)能為30萬(wàn)t/年，近年來(lái)，鞍鋼天鐵公司鍍鋅機(jī)組平均月產(chǎn)在2.5～3.5萬(wàn)t，基本達(dá)到甚至超過(guò)設(shè)計(jì)負(fù)荷，因此鍍后附產(chǎn)品鋅渣量非常大。公司目前廢鋅渣處理方式比較單一粗略，環(huán)保不達(dá)標(biāo)，且產(chǎn)品附加值極低。通過(guò)將廢鋅渣回收再利用，不但滿(mǎn)足了環(huán)保要求，且創(chuàng)效增收效果明顯。

1 鋅渣回收系統(tǒng)基本組成及工作原理

1.1 概述

MZR（metuallics zinc recovery，MZR）煉鋅爐可以從鋅灰或浮渣中提煉出金屬鋅。設(shè)備配置有天燃?xì)鉄?。操作時(shí)熔煉桶最多可以放入750 kg鋅灰，然后把它裝入加熱室進(jìn)行操作。煉鋅爐用來(lái)處理干燥且未經(jīng)處理過(guò)的熱鍍鋅浮渣或鋅灰，用加熱法把游離鋅從干燥的浮渣或鋅灰中分離出來(lái)。用煉鋅爐處理的浮渣不能含有濕法處理所用的精煉劑。MZR-750一次操作能夠處理750 kg鋅灰。煉鋅爐的最大操作溫度為536℃。

1.2 設(shè)備組成

1.2.1 機(jī)架

煉鋅爐機(jī)架由表面經(jīng)過(guò)熱鍍鋅處理的型鋼焊接而成。整個(gè)設(shè)備組成見(jiàn)圖1。

圖1 回收裝備

1.2.2 爐壁和爐底

在爐壁和底部用礦物棉作為保溫材料。爐壁內(nèi)外表面使用不銹鋼板。

1.2.3 爐門(mén)及頂蓋

爐門(mén)由鋼板拼焊而成，外壁噴涂高溫漆。頂蓋材料為鋼板，可以拆除或移走。煉鋅產(chǎn)生的煙可以通過(guò)頂蓋煙囪排放。

1.2.4 轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)

轉(zhuǎn)動(dòng)軸由減速器通過(guò)齒輪鏈條帶動(dòng)。

1.2.5 熔煉桶

熔煉桶由鋼板焊接而成，在底部開(kāi)有一個(gè)排放孔，用來(lái)排放鋅液。

1.2.6 澆注模

澆注模由鋼板拼焊而成，能盛500 kg鋅。

1.2.7 燒嘴

設(shè)備配置天然氣燒嘴燒嘴，燒嘴功率不超過(guò)200 kW，最大為20立方/h，操作所需的最低壓力1.5 kPa（15 mbar）。

1.2.8 電控柜

電控柜安裝在煉鋅爐機(jī)架上。電控柜中所有的電器元件都預(yù)先連接好線(xiàn)。熱電偶為鎧裝熱電偶（WRN-K-191）。

1.3 系統(tǒng)基本工作原理

鋅是重要的基體金屬，廣泛應(yīng)用于冶金、機(jī)械加工等領(lǐng)域。隨著資源的日益枯竭，提高冶煉過(guò)程中鋅合金的產(chǎn)出效率及廢渣回收利用率顯得尤為重要。鞍鋼天鐵公司鋅渣提純采用熔融法，將廢舊鋅渣置于熔煉爐內(nèi)，設(shè)定工藝參數(shù)，啟動(dòng)流程，鋅渣及鋅灰等在爐內(nèi)處于液態(tài)，鋅從渣中分離聚合成鋅液，在重力的作用下向下沉積，上浮物即為鋅浮渣，通過(guò)排渣操作將鋅浮渣與鋅液分離，同時(shí)附加產(chǎn)品鋅灰通過(guò)回收裝置吸收到專(zhuān)用包裝袋，避免了二次污染。

2 鋅渣回收系統(tǒng)操作使用規(guī)范

2.1 概述

MZR煉鋅爐控制面板有3個(gè)設(shè)備運(yùn)行狀況指示燈，綠色的“電源指示燈”和“運(yùn)行指示燈”，以及紅色的“運(yùn)行時(shí)間到報(bào)警”指示燈。到設(shè)定的操作時(shí)間后，位于控制柜面板上紅色“運(yùn)行時(shí)間到報(bào)警”指示燈亮，提示“操作完成”。此時(shí)，按下“停止”按鈕，結(jié)束紅色指示燈。加熱開(kāi)關(guān)必須擰到“停止”位置，燒嘴熄火后，才可以排鋅液。

2.2 設(shè)備參數(shù)

參數(shù)可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)備，見(jiàn)表1。

表1 參數(shù)設(shè)備

2.3 密封熔煉桶排鋅口

2.3.1 陶瓷纖維棉塞到排鋅口

清理排鋅口殘留的鋅渣。把陶瓷纖維棉搓成堵頭狀，將陶瓷纖維棉的尖端塞入排鋅口，然后將整個(gè)陶瓷纖維棉堵緊排鋅口。用手指擠壓陶瓷纖維棉，檢查排鋅口是否堵緊。擠壓時(shí)，陶瓷纖維棉既不脫出，也不掉入熔煉桶內(nèi)。

2.3.2 擰緊排鋅口堵頭

為了方便拆下堵頭，建議在堵頭的內(nèi)螺紋以及排鋅口外螺紋涂抹高溫油脂。使用T型扳手把堵頭擰緊到排鋅口上。

2.4 熔煉桶裝填鋅灰

（1）將鋅灰裝入熔煉桶內(nèi)。鋅灰不超過(guò)750 kg，為熔煉桶容量的2/3。加入鋅灰至熔煉桶錐度底部即可，不可超重。撇渣時(shí)可以直接把浮渣放入桶內(nèi)，或先放入208 L桶內(nèi)，隨后再裝入熔煉桶。

（2）裝好鋅灰后，關(guān)好熔煉桶蓋子。

（3）檢查熔煉桶蓋子鎖緊機(jī)構(gòu)，確認(rèn)沒(méi)有損壞。

2.5 熔煉桶裝入加熱室

吊裝設(shè)備（叉車(chē)）的載重至少為 1 000 kg，包括桶內(nèi)鋅灰和熔煉桶。

（1）將控制面板上“爐體，傾斜-水平”旋鈕，擰到“水平”位置，將加熱室調(diào)至水平位置。

（2）打開(kāi)爐門(mén)，用叉車(chē)把熔煉桶水平地裝入加熱室。熔煉桶平穩(wěn)地裝入轉(zhuǎn)動(dòng)軸上。

（3）關(guān)緊爐門(mén)。

（4）把“爐體，傾斜-水平”旋鈕，擰到“傾斜”位置，將加熱室調(diào)至傾斜位置。

2.6 操作時(shí)間設(shè)置

每個(gè)爐次操作時(shí)間一般為3 h或稍短。鋅灰質(zhì)量和放入鋅灰量會(huì)影響到設(shè)備操作時(shí)間長(zhǎng)短。

2.7 啟動(dòng)設(shè)備

以下操作步驟，可參考下圖-控制面板。

(1)把“電源開(kāi)關(guān)”打到“ON”位置，設(shè)備供電。

(2)設(shè)置“操作時(shí)間”定時(shí)器，使之介于 2.5～3 h。

(3)設(shè)置好“溫控表”參數(shù)，使之介于530～535℃。

(4)對(duì)于有傾斜/水平設(shè)備的煉鋅爐而言，將“爐體”開(kāi)關(guān)，扳到“傾斜”位置，將加熱室調(diào)至傾斜的操作位置。

(5)將“煉鋅桶”旋鈕，打到”正轉(zhuǎn)”檔位。

(6)按下綠色“啟動(dòng)”按鈕，熔煉桶開(kāi)始逆時(shí)針(從爐門(mén)方向看)轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)，位于按鈕上方的綠色“運(yùn)行指示燈”變亮。

(7)將“加熱”按鈕，打到運(yùn)行位置，點(diǎn)燃燒嘴。

2.8 溫度監(jiān)控

加熱室溫度由鎧裝熱電偶（WRN-K-191）測(cè)量，由溫控表根據(jù)設(shè)置值來(lái)控制溫度。此設(shè)置值一般介于530～535℃。當(dāng)溫度到達(dá)此設(shè)置值時(shí)，燒嘴自動(dòng)熄火；當(dāng)溫度低于此設(shè)置值時(shí)，燒嘴自動(dòng)點(diǎn)火，可以根據(jù)工藝條件設(shè)置其它值。整個(gè)控制的核心為溫度閉環(huán)控制，見(jiàn)圖2。

圖2 溫度閉環(huán)控制

2.9 熔煉結(jié)束

(1)當(dāng)操作時(shí)間到達(dá)定時(shí)器設(shè)置值，設(shè)備將提示報(bào)警”。此時(shí)，控制面板前的紅色“運(yùn)行時(shí)間到報(bào)警”指示燈變亮。

(2)關(guān)閉“加熱開(kāi)關(guān)”，關(guān)閉燒嘴。

(3)按下紅色“停止”按鈕，停止熔煉桶轉(zhuǎn)動(dòng)。

2.10 排鋅液

(1)打開(kāi)側(cè)面的觀察窗。把“煉鋅桶”旋鈕擰至反轉(zhuǎn)”，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)熔煉桶，使得操作員可以通過(guò)觀察窗看到排鋅口。

(2)用T型扳手拆下排鋅口堵頭。

(3)用一根干燥的圓棒，把陶瓷纖維棉捅入熔煉桶內(nèi)。

(4)把澆注模放在流槽下。

(5)按下“煉鋅桶”旋鈕“反轉(zhuǎn)”，順時(shí)針?lè)较蚓徛匦D(zhuǎn)熔煉桶，直至鋅液從排鋅口經(jīng)流槽流到澆注模。

(6)鋅液停止流動(dòng)后，把吊環(huán)放入鋅液中，便于鋅錠脫模。

(7)把熔煉桶蓋好堵頭后，繼續(xù)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，直至冷卻。

2.11 熔爐桶冷卻

(1)打開(kāi)爐門(mén)。

(2)按下控制米阿尼版按鈕到“反轉(zhuǎn)”位置，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)熔煉桶。

(3)熔煉桶連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)1～2 h，直至冷卻。

2.12 操作結(jié)束

操作結(jié)束時(shí)，把“電源開(kāi)關(guān)”打到“OFF”位置，設(shè)備斷電。

3 改造效果

經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室初步統(tǒng)計(jì)，鞍鋼天鐵公司鋅渣回收率可達(dá)到80%以上，提純后附加產(chǎn)品分為鋅錠和鋅灰，提煉出來(lái)的鋅錠精度可達(dá)到99%以上，基本可以滿(mǎn)足直接回鍋再利用，預(yù)期經(jīng)濟(jì)效果比較可觀。

4 鋅渣回收系統(tǒng)維修注意事項(xiàng)

4.1 監(jiān)控溫度檢查

如果實(shí)際溫度和顯示溫度不一致，檢查電偶、補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)、補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)接頭、溫控表等零部件。

4.2 爐次后檢查

150～200爐次后，檢查熔煉桶壁厚。隨后每25～30爐次檢查一次。如有必要，可更換熔煉桶。

4.3 每周檢查

檢查軸承。如果需要加潤(rùn)滑油，那么加入高溫鋰基潤(rùn)滑脂。清潔熔煉桶內(nèi)壁。

4.4 檢查周期

每3個(gè)月給齒輪和鏈條加潤(rùn)滑油。

4.5 每年檢查

檢查減速箱、軸承座、以及傳動(dòng)軸連接套的緊固螺絲是否松動(dòng)。

5 結(jié)束語(yǔ)

如今全球資源枯竭問(wèn)題日益凸顯，對(duì)環(huán)保要求越來(lái)越高，提高廢舊物資綜合利用率，減少污染物排放，促進(jìn)廢舊資源循環(huán)利用水平及產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，顯得尤為重要。鞍鋼天鐵公司集思廣益，開(kāi)發(fā)上馬如余熱回收、鋅渣回收、冷凝水回收等能源回收系統(tǒng)，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益顯著，能源回收再利用創(chuàng)效明顯，各類(lèi)排放都達(dá)到了環(huán)保要求，初步達(dá)到了預(yù)期效果。