煉鋼副產(chǎn)品制造冷固球團(tuán)制造應(yīng)用技術(shù)研究

劉志剛， 劉海彬， 袁曉陽， 鄭 偉， 唐 丹， 原一洲

（1.五礦營口中板有限責(zé)任公司， 遼寧 營口 115000；2.營口理工學(xué)院， 遼寧 營口 115000）

大型的全流程鋼鐵企業(yè)，每年產(chǎn)生各種渣、塵、泥等含鐵副產(chǎn)品。轉(zhuǎn)爐冶煉后產(chǎn)出含Zn 產(chǎn)物主要有鋼水、爐渣、除塵灰等。Zn 大部分直接轉(zhuǎn)為蒸氣經(jīng)過出塵系統(tǒng)冷卻凝固回收，小部分被氧化存在于爐渣中。轉(zhuǎn)爐除塵灰經(jīng)過分離后，如果進(jìn)入燒結(jié)工序，含Zn燒結(jié)礦對高爐有不利影響，在爐襯內(nèi)部沉積，造成爐襯膨脹、破壞，表面產(chǎn)生爐瘤。煉鋼除塵灰中含S 和Zn 較高，如采用燒結(jié)工序消納，燒結(jié)后，礦中S 和Zn升高，會對高爐鐵水質(zhì)量和鐵水流動性及渣鐵分離造成影響。為支撐煉鋼多途徑消納固體廢棄物并實(shí)現(xiàn)固廢零排放目標(biāo)，同時降低煉鋼廠成本，對冶金含鐵副產(chǎn)品在煉鋼系統(tǒng)的循環(huán)再利用進(jìn)行了研究。

1 冶煉過程的研究

1.1 轉(zhuǎn)爐冶煉后產(chǎn)出含Zn 產(chǎn)物平衡

轉(zhuǎn)爐冶煉后產(chǎn)出含Zn 產(chǎn)物主要有鋼水、爐渣、除塵灰等。轉(zhuǎn)爐煙氣溫度約1 450 ℃，Zn 大部分直接轉(zhuǎn)為蒸汽經(jīng)過出塵系統(tǒng)冷卻凝固回收，小部分被氧化（ZnO 熔點(diǎn)1 950 ℃）存在于爐渣中。轉(zhuǎn)爐除塵灰經(jīng)過分離后，如果進(jìn)入燒結(jié)工序，含Zn 燒結(jié)礦對高爐有不利影響，在爐襯內(nèi)部沉積，造成爐襯膨脹、破壞，表面產(chǎn)生爐瘤。為明確Zn 成分在煉鋼各環(huán)節(jié)的循環(huán)，指導(dǎo)轉(zhuǎn)爐除塵灰的應(yīng)用，評價一段時間內(nèi)廢鋼含Zn 指標(biāo)，現(xiàn)對轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)過程中Zn 在轉(zhuǎn)爐產(chǎn)出物中的分配進(jìn)行測算，具體分配見圖1。

1.2 含鐵副產(chǎn)品調(diào)研

由于含Zn 燒結(jié)礦對高爐的影響，現(xiàn)已經(jīng)停止使用轉(zhuǎn)爐除塵灰，高爐停用后，轉(zhuǎn)爐除塵灰去向為外賣或轉(zhuǎn)爐消耗?，F(xiàn)對轉(zhuǎn)爐消耗除塵灰的可行性進(jìn)行初步分析。具體成分見下表1。

圖1 轉(zhuǎn)爐冶煉過程w（Zn）平衡圖（%）

表1 轉(zhuǎn)爐除塵灰成分（TFe） %

1.3 工藝路線規(guī)劃

提出建設(shè)含鐵塵泥壓球處置中心，在鋼鐵廠內(nèi)設(shè)置統(tǒng)一集中的處置場所，接納煉鋼廠除塵灰和氧化鐵皮，集中存貯，并針對不同類別的含鐵塵泥，采取有針對性的處理工藝，見圖2。

圖2 工藝路線圖

1.4 工藝調(diào)整

1）采取措施，穩(wěn)定含鐵量。通過提高氧化鐵皮含量提高壓球含鐵量。設(shè)計配比試驗，在不影響成球率的基礎(chǔ)上，改變粗細(xì)氧化鐵皮配比，可以穩(wěn)定壓球含鐵量。

2）調(diào)整烘烤時間、物料分層烘烤以提高日產(chǎn)量，降低壓球含水量，提高壓球強(qiáng)度。通過分層烘烤，可以減少烘烤過程中壓球由于擠壓導(dǎo)致破碎；調(diào)整烘烤時間，有原來的1.5 h 調(diào)整至1 h。

3）黏結(jié)力配比調(diào)整。壓球過程中使用的黏結(jié)劑要求：黏結(jié)劑成分不做常規(guī)性檢驗；黏結(jié)劑中可含部分增加冷固球團(tuán)強(qiáng)度、阻止黏結(jié)劑氧化且對鋼水成分不造成影響的無機(jī)物。

設(shè)計黏結(jié)劑配比試驗，調(diào)整黏結(jié)劑比例，依據(jù)試驗結(jié)論固定黏結(jié)劑配比如表2 所示。

表2 黏結(jié)力配比情況 %

2 指標(biāo)及達(dá)成情況

按轉(zhuǎn)爐工藝對冷料的要求，壓球指標(biāo)中全鐵w（TFe）不能低于50%，水分不能高于1%，壓破力不能低于1 000 N，20～50 mm 范圍的粒度要求大于90%。通過6 輪試驗調(diào)整，壓球指標(biāo)基本達(dá)到設(shè)計目標(biāo)，具體見表3。

表3 除塵灰壓球指標(biāo)檢驗結(jié)果

五礦營口中板有限責(zé)任公司燒結(jié)礦當(dāng)期成本約530 元/t，壓球成本經(jīng)測算月230 元/t，按日產(chǎn)200 t產(chǎn)量計算，月效益約200 萬元。

3 結(jié)論

1）經(jīng)測算，一段時間內(nèi)，五礦營口中板有限責(zé)任公司廢鋼含w（Zn）達(dá)0.27%，超過行業(yè)一般標(biāo)準(zhǔn)0.25%。

2）由于Zn 成分影響，轉(zhuǎn)爐除塵灰不宜進(jìn)入燒結(jié)工序循環(huán)利用。

3）轉(zhuǎn)爐除塵灰經(jīng)壓球工藝處理，已經(jīng)可以在煉鋼作為冷料消耗使用，月經(jīng)濟(jì)效益200 萬元左右。