综合资讯 钢铁 有色 不锈钢 煤炭 煤化工 石油 农产品 钢联数据 工程项目 搜搜钢 钢银电商 物流 工程 库存 国际 期货 指数 技术 钢厂 手机版 会展 微信 研究咨询

澳门百家路单

2013-11-16 12:06 来源:钢联资讯 作者:许立谦

 首钢国际工程公司结合首钢迁钢工程设计与生产实践,大力发展循环经济,深入开展转炉钢渣的处理和综合开发利用技术的研究,完全实现污水及钢渣零排放,为我国钢渣的综合处理及利用提供了宝贵经验。

1.技术研发背景
钢渣处理的首要目标就是最大限度将金属铁从钢渣中提取出来,返回炼钢,节约资源;其次就是如何对金属提取后的钢渣进行综合利用,实现炼钢固体废弃物的绿色循环。近二十年来,世界上许多钢铁产业发达国家都十分重视钢渣的处理及开发利用,现已达到产用平衡。我国在钢渣处理和开发利用方面起步较晚,对钢渣处理和利用的深度不够,因此钢渣处理和利用是国家循环经济、节能降耗、保护环境的重要课题,如何加大对钢渣的处理及综合利用,变废为宝,减少污染,使其转化为技术含量高、附加值高的产品,成为亟待解决的问题。
2. 钢渣成分分析
转炉钢渣主要炼钢产生,吨钢产渣120kg。首钢迁钢热态钢渣在厂内进行热泼打水冷却后,由火车运至位于首钢迁安循环经济产业园的钢渣处理区进行处理。经过热泼冷却后的转炉钢渣外观颜色褐灰色,一般质地坚硬密实。渣坨和渣壳结晶细密,界限分明。钢渣化学成分见表1,物理性质及粒级分布见表2。
表1   首钢迁钢钢渣主要化学成分(%) 
CaO
SiO2
FeO
Fe2O3
MgO
Al2O3
MnO
P
40.21
11.91
14.78
8.58
12.87
2.08
1.14
0.64
 
由于化学成分及冷却条件不同造成钢渣外观形态、颜色差异很大。碱度较低的钢渣呈灰色,碱度较高的钢渣呈褐灰色、灰白色。渣块松散不粘结,质地坚硬密实,孔隙较少。渣坨和渣壳结晶细密,界限分明,尤其是渣壳断口整齐。自然冷却的钢渣堆放一段时间后发生膨胀风化,变成土块状和粉状。钢渣含水率和冷却条件关系较大。钢渣通常含水在3%-8%,容重1.32-2.26t/m3,抗压强度在1150㎏/cm3左右。
       首钢迁钢钢渣的物理性质       表2
序号
粒度(mm)
所占比例(%)
容重(kg/m3)
1
>300
9.21
1760
2
85-300
28.01
1320
3
35-85
28.07
1480
4
≤35
34.71
3360
3. 钢渣处理方法对比分析
国内钢铁企业钢渣处理的主要工艺有热焖法、热泼法、盘泼法、水淬法、滚筒法、风淬法等。具体工艺介绍见表3。
  表3 目前钢厂几种常见转炉钢渣处理方法的优缺点对比        
处理方式
工艺特点及过程
优 点
缺 点
厂家
热焖法 
利用高温液态渣的显热洒水产生物理力学作用和游离氧化钙的水解作用使渣粉化。
工艺简单,适于处理高碱度,钢渣、钢渣活性较高,渣、钢分离较好。
投资大,粒度不均匀、后续破碎,加工量大、处理周期长,粉尘污染较大。
鞍钢
首钢
 
热泼法 
在炉渣高于可淬温度时,以有限的水向炉渣喷洒,使渣产生的温度应力大于渣本身的极限应力,产生碎裂,游离氧化钙的水化作用使渣进一步裂解。 
排渣速度快,冷却时间短、便于机械化生产,处理能力大;钢渣活性较高、生产率高。
 
设备损耗大,占地面积大,破碎加工粉尘大,蒸汽量大;钢渣加工量大,对环境和节能两方面都不利。
唐钢
武钢
宝钢
  盘泼法
ISC 
是将热熔渣倒在渣罐中,运至浅盘边,用行车将渣罐中的渣均匀倒在浅盘中,待表面凝固即喷淋大量水急冷,再倾翻到排渣台车中二次喷水冷却,最后翻入水池中冷却,抓斗抓出。
快速冷却、占地少、处理量大、粉尘少、钢渣活性较高。
渣盘易变形、工艺复杂、运行和投资费用大。
新日铁
 
  水淬法 
高温液态渣在流出、下降过程中被压力水分割、击碎,再加上高温熔渣遇水急冷收缩产生应力集中而破裂,同时进行了热交换,使熔渣在水幕中粒化。 
排渣快、流程简单、占地少、投资少,处理后钢渣粒度小(5mm左右),性能稳定。
熔渣水淬时操作不当,易发生爆炸,钢渣粒度,均匀性差。只能处理液渣。
济钢、美国伯利恒钢铁公司
滚筒法 
行车将渣罐内的高温液态钢渣倒入旋转的滚筒内,以水和钢球作冷却介质,急冷、固化、破碎和渣钢分离。 
流程短,排渣快、投资少,自动化程度高,占地面积较小,污染小、渣粒性能视渣型而异。
局部漏渣和变形较多(转炉滚筒)
宝钢   
 
  风淬法 
用压缩空气作冷却介质,使液态钢渣急冷、改质、粒化。 
安全高效,排渣快、工艺成熟,占地面积较小。污染小,渣粒性能稳定,粒度均匀且光滑( >5mm没有),投资少。 
只能处理液态渣 
日本钢管
福山厂
台湾中钢重钢 
通过表3可知,随着炼钢技术的不断发展,副枪、溅渣护炉等技术的应用,钢渣的粘稠度越来越高,只有热焖法和热泼法比较适合处理,但各有特点,从生产安全及操作简便性投资及加工成本可进一步分析。
热焖法处理时,液态钢渣在坑里,一旦遇到积水就有可能炸,存在一定危险需要渣坑盖、挖掘机等设备,投资较高增加钢渣处理成本
热泼法处理时,液态钢渣在渣池中,钢渣泼后形成很薄的一层,不积水,无危险。不需要盖和挖掘机,降低生产成本。
迁钢采用钢渣热泼处理工艺,经过几年的实践,是非常合理的。
4. 首钢迁钢钢渣一次处理工艺
4.1转炉渣采用热泼处理工艺
首钢迁钢转炉渣处理方法采用在渣池中少量打水热泼,使转炉渣发生晶形转变,由于体积变化而自然粉化,使渣、钢分离。转炉渣具体处理工艺如下
转炉渣通过渣罐车运至渣跨,吊车将渣罐吊至指定翻渣工位进行翻渣。翻渣后的空渣罐由吊车吊运至喷涂罐位喷涂。渣翻入渣池后喷水处理。处理后,用装载机装运到火车上,由火车将钢渣运到迁安循环经济产业园的钢渣处理泼渣池见图1。 
图 1 首钢迁钢钢渣处理泼渣池
4. 2 精炼渣采用格栅板处理工艺
精炼渣一般以渣坨的形态出现,钢包精炼或浇铸完成后,钢包底的少量铸余钢水与钢渣一同倒入渣罐,在渣罐中冷却后凝结成渣钢,并形成铸余死渣坨,造成渣钢难以回收。回收一片不到2t的圆饼形大渣钢,就需要使用20瓶氧气进行切割,并产生大量的浓烟,污染环境。同时,优质渣钢因切割损失严重,不但大幅提高处理成本,而且每年约有1500t金属资源因切割流失。迁钢循环经济园区通过科技人员的多次攻关,利用钢渣作为原料,自发研制了一套钢渣制作格筛的工艺生产线,目前投入使用,效果显著。
4.2.1 工艺流程
将制作好的格筛板,用汽车运到炼钢车间,用天车将格筛板组装完毕后,吊放进渣罐中。吊车将带有格筛的渣罐吊至指定精炼渣出渣工位进行渣。翻渣后的空渣罐由吊车吊运至喷涂罐位喷涂。精炼渣翻入翻渣池后少量喷水处理。待精炼渣粉化后吊车配的电磁吸盘将渣钢块吸至指定位置,其余精炼轮式装载机装运到火车上,由火车运至迁安循环经济产业园的钢渣处理
4.3 钢渣一次处理主要工艺特点
1)  钢渣采用国内外成熟的热泼冷却工艺,冷却效果好,增加钢渣的稳定性;
2)  精炼渣采用带格栅渣罐的少量水冷方法。使精炼渣慢冷自然粉化,渣、钢自然分离;
3)  钢渣喷水冷却采用循环冷却水系统,实现水的零排放;
4)  生产运行采用视频监控。减少管理及岗位人员,节约消耗,降低成本;
5)  加强环保设施、文明生产;
6)  钢渣装卸、运输产生的灰尘及喷水产生的蒸汽均采用节能、环保、有效的抑尘、排汽和收尘方案。
5. 钢渣二次处理工艺
首钢迁钢建成投产后每年产生钢渣约90万t。按照循环经济理念,推进固体废物综合利用,实现节约资源和环境保护,在首钢迁钢循环经济产业园内建设一条年处理能力为 90万t的钢渣处理生产线,对钢渣进行资源化利用,实现渣分离,以及尾渣综合利用。首钢国际工程公司自主研发了钢渣二次处理系统,最大限度地回收钢渣中的金属铁,降低钢渣尾渣中金属铁的含量。根据对渣钢的质量要求,所设置的破碎、筛分、磁选作业可对产品粒度和质量随时调节,达到所要求的产品性能指标。钢渣二次处理生产线主要设备充分利用首钢在 1997 年从德国 KHD 公司引进的一套年加工能力为 120 万t的钢渣处理生产线的旧有设备,进行必要的修、配、改,并配套完善综合设施。使原16条皮带机改为6条皮带机参与运行,原工序复杂、设备多的钢渣处理生产线创新变成了占地面积小,工序简单,投资少,既经济又合理的钢渣处理生产线,对推进固体废物综合利用,大力发展循环经济起着重要的作用,取得良好的经济效益和社会效益。完全实现了钢铁企业固体废弃物“零”排放的目标。
5.1 产品规格 
渣钢系列
规格:大于300mm、300-70mm、70-35mm、35-10mm、小于10mm。主要用途:品位高于90%的渣钢回转炉炼钢,品位低于90%进入渣钢处理生产线进行提纯。
尾渣系列
规格:小于35mm的尾渣、小于10 mm的粒化渣。                    
主要用途1用于制砖路基材料原料以及混凝土骨料使用2用于格栅板原料以及做水泥的生料等。 
5.2 钢渣二次处理工艺设计特点
首钢迁钢钢渣二次处理工艺设计从紧凑型、节能型、环保型原则出发,采用 “两级破碎-级筛分-六级磁选”工艺。在工艺选择中增加磁选工序,提高钢渣对金属的回收率,实现效益最大化,并为后期渣钢提纯工序提供可靠的原料来源。主要特点如下:
1) 具有先进性、实用性和环保性
2) 钢渣二次处理生产线工序简单、工艺流程短、设备少、占地面积小、建设周期快,投资少,既经济又合理;
3) 采用除尘设施,减少钢渣二次污染、改善周围环境(生态环境、经营环境)
4) 渣钢回收率高,尾渣含铁量低,尾渣应用范围广
5) 渣钢品位高,利用率大
6) 延长了钢渣利用的产业链条,对提高钢渣利用的附加值、扩大其应用领域有重大意义;
7) 生产线运行均采用全程自动化控制和检测系统,确保系统高效、可靠运行;
8) 生产运行采用视频监控,减少管理及岗位人员,节约消耗,降低成本。
5.3钢渣二次处理工艺流程
钢渣炼钢厂经热泼打水处理后,由装载机将钢渣装入火车运至钢渣处理料场堆存备用。生产线料台上装有格筛,小于300 mm的钢渣进入生产线原料仓。需处理的钢渣1号皮带机磁选机选出 <300mm的渣钢。磁选后的钢渣由1号皮带机送往1号振动筛,筛上>70 mm的钢渣进入破碎机破碎,破碎到<70 mm的钢渣到达3号皮带机;筛下<70 mm 的钢渣进入2号振动筛,筛出>35 mm的钢渣进入3号皮带机。3号皮带机安装有磁选机,选出<70 mm的渣钢磁选后< 70 mm的钢渣进入破碎机破碎,破碎成 <35 mm 的钢渣到4号皮带机,4号皮带机安装磁选机,选出<35mm渣钢磁选后的钢渣进入3号振动筛,筛下<10mm的钢渣进入5号皮带机,把钢渣料送入料场。筛上>10mm的钢渣进入6号皮带机;2号振动筛筛下的钢渣进入2号皮带机,2号皮带机安装磁选机,选出粒度 <35mm的渣钢,磁选后的钢渣进入3号振动筛,筛下<10mm的钢渣进入5号皮带机,5号皮带机钢渣料送入料场,筛上钢渣进入6号皮带机,6号皮带机把>10mm的钢渣料送入料场。整个过程经过4次跨带磁选和2次磁辊磁选获得不同品位和粒级的产品。
5.4车间组成:
    钢渣处理线设计有:露天的原料厂和尾渣厂;原料间;一次破碎筛分间;二次锥破间;三次筛分间; 转运间;提纯车间。各个车间之间用6个皮带通廊连接。钢渣处理线实景图见图2。
 
图2:首钢迁钢钢渣处理线实景图
6. 钢渣处理技术应用效果
首钢迁钢钢渣二次处理生产线,采用钢渣处理系统产生的产品,取代沙石等天然混合料,从而节约自然资源。项目投产后,年回收废钢6.7万t,节省资金约1.34亿元。年产尾渣93.3万t,节省资金约0.23亿元,如果全部填埋,则年损失1.57亿元。钢渣全部实现零排放,具有非常好的经济效益和社会效益。
7.钢渣处理技术研发团队
首钢国际工程公司积极汲取、消化国内外先进技术,与科研院所、生产企业紧密合作,形成了强大的研究、设计、生产指导的技术团队。首钢国际工程公司将再接再厉充分发挥多年来积累的技术成果,利用与生产操作密切结合的优越条件,将钢渣处理技术不断创新发展。
 
 
 
(撰稿人:许立谦)

相关文章

微信QQ好友新浪微博腾讯微博QQ空间打印更多