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转炉熔 融钢渣热闷技术
发布时间:2018-02-03 17:14:01      点击次数:754

1 前言

转炉钢 渣是炼钢过程中所排出的废渣,是炼钢 生产所带来的必然产物。目前我 国每年钢渣排放量约8000万t,仅鞍钢2010年排放量就达到280万t。钢渣除 部分提取含铁物料外,大部分被堆放闲置,既污染 周围环境又占用大量土地。因此如 何有效的高附加值利用钢渣是钢铁企业面临的重要课题。

鞍山钢 铁集团矿渣开发公司与国内研究院所合作,于2008年在鞍 钢鲅鱼圈钢厂建成了全国第一条熔融钢渣热闷生产线,其熔融 钢渣直接热闷的创新工艺是对原有的传统闷渣方式的一次根本性变革。该生产 线达到国际先进水平,先进的工艺装备,科技含量高,经济效益好,环境污染少,能耗低,使钢渣 有害成分充分消解,消除不稳定现象,为实现钢渣的“零排放”奠定基础。

2 钢渣前期处理方法

钢渣中一般含有7%~10%的金属铁,磁选加工后,可回收其中98%左右的金属铁;除金属铁外,钢渣的 主要矿物组成为硅酸二钙、硅酸三钙、铁酸钙及RO相等,与水泥 熟料化学成分相似,可作为建材材料。但目前 我国钢渣的综合利用率仅达到10%,其利用 率很低的原因是钢渣中含有的游离氧化钙(f-CaO)、游离氧化镁(f-MgO)等有害 成分和水反应生成氢氧化钙Ca(OH)2、氢氧化镁Mg(OH)2等物质,其体积大幅度膨胀,用做回填材料、道路材料、水泥和混凝土掺合料、建材制 品均会造成不同程度的干裂破坏。因此通 过钢渣的前期处理,消除其膨胀性,是钢渣 高附加值利用的关键。

目前国 内的钢渣前期处理方法有很多,其中应 用较多的有闷渣法、热泼法、水淬法、风淬法、盘泼法、滚筒法等。这其中 大部分方法都是以冷却粉化为目的,并不能 有效消除钢渣的膨胀性,使得钢 尾渣没有得到很好的应用。只有闷渣法从物理、化学两 方面都对钢渣的性质进行了改变,消解了 其中的有害成分,为钢渣 真正意义上的高附加值利用创造了条件。

3 钢渣热闷方法的优点

闷渣法 是近些年兴起的一种先进的钢渣前期处理工艺,其原理 是利用钢渣余热,在容器 内加入喷淋水后使形成蒸汽,使钢渣自解粉化。

钢渣热 闷有着其他方法无法比拟的优点:

首先钢 渣热闷符合现代化钢厂短流程的需要。弃渣法、热泼法 等传统方法处理钢渣少则需要十几天,多则要一个来月,才能使熔渣完全冷却。相比传 统钢渣处理方式,闷渣法 只需要一天的时间,如鞍钢 鲅鱼圈钢厂采用的熔融钢渣热闷工艺,整个处理周期只需要23小时,使生产流程大幅缩短,提高了生产效率,符合现 代化钢铁企业的发展要求。

其次,钢渣热 闷处理技术便于从钢渣中提取含铁物料。钢渣中 含有的含铁物料被钢渣紧密包裹,含铁物 料提取率的高低,很大程 度取决于钢渣粉碎的程度,因此大 多数的钢渣磁选工艺都采用多级破碎磁选的方式。闷渣法 利用钢渣自身余热,用蒸汽 对钢渣进行粉化,钢渣粉化率高,渣铁分离彻底,使后续 的钢渣破碎磁选加工减少了破碎量,降低了 设备磨损和材料损耗,便于钢铁物料的提取。

最后,钢渣热 闷也是钢尾渣实现高附加值应用的前提。由于闷 渣消解了钢渣的有害成分,消除了钢渣的膨胀性,因此磁 选后的钢尾渣可在工程回填、道路施 工等建筑行业得到广泛应用;随着近 年来钢渣粉磨技术的发展,钢尾渣 研磨加工成超细微粉,可以作 为矿物掺合料用于水泥和混凝土的生产。钢尾渣 的高附加值应用,使得钢 铁企业真正意义上做到了钢渣零排放,且符合 现代化钢铁企业可持续发展和多角化业务的需要。

4 钢渣热 闷生产线的特点与工艺流程

鞍钢矿 渣开发公司鲅鱼圈分公司钢渣热闷生产线是采用熔融钢渣热闷工艺,是对传 统的钢渣热闷方式的一次革命性转变。熔融钢 渣热闷使闷渣周期大幅缩短,而且粉化率高、渣铁分离彻底、有害成分消解完全;实现了用最少的时间、最低的 成本对钢渣进行了效果最好的前期处理,为钢渣的100%高附加 值应用创造了有利条件。

鞍山钢 铁集团公司矿渣开发公司鲅鱼圈熔融钢渣热闷在离鲅鱼圈炼钢作业区相距不到50米的区域进行,使钢渣 热闷成为与炼钢生产密不可分的环节,转炉车 间出渣后由过跨车将渣罐运进钢渣处理间,熔融钢 渣由行车运至渣处理工位,倒入热闷装置中;移动式 排蒸汽罩移动到热闷装置上,开始打 水冷却直到表面凝固为止;打水产 生的蒸汽通过排蒸汽罩有组织排放后,排汽罩移走;用挖掘机松动钢渣,保证装 置内钢渣表面无积水,之后进行第二次倒渣(重复上一次过程);在将渣池倒满后,盖上热闷装置盖,开始喷水雾;喷水一定时间,停止喷水热闷,再喷水 如此反复进行到14小时,开盖后 用挖掘机将渣挖出用汽车运送到钢渣磁选加工生产线。

鞍钢鲅 鱼圈钢厂熔融钢渣热闷生产线自2008年9月正式投产以来,经过两 年半时间的验证,效果十分理想,理化指 标均满足国家标准。其中热 闷处理后的钢渣浸水膨胀率可达到2%以下,钢渣热 闷后稳定性良好,符合将 钢渣用于道路基层材料、工程回 填等的稳定性性能指标要求。

在鲅鱼 圈熔融钢渣热闷生产过程中,经过鞍 钢矿渣开发公司技术人员的不断技术改造和创新,成功解决了闷渣爆炸、熔渣搅拌不均匀、渣池衬板易损坏、循环水利用、钢渣余 热回收等一系列技术难题,使该工 艺逐渐走向成熟。鞍钢鲅 鱼圈钢厂熔融钢渣热闷生产线贯彻了循环经济、可持续发展的理念,实现了产品、技术、效益、环境的协调发展。而熔融 闷渣工艺所带来的短流程、短周期的高效率,以及钢渣的高粉化率,废钢的 高提取率和对钢渣膨胀性的消解等效果,将使熔 融钢渣热闷工艺成为今后国内钢渣前期处理的发展趋势。


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