本钢转炉钢渣处理工艺方案的选择

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1、 本钢转炉钢渣处理工艺方案的选择 本钢技术7 本钢转炉钢渣处理工艺方案的选择 , 章瑞平 (本钢冶金渣公司,辽宁本溪117000) 摘要:介绍了目前本钢转炉钢渣的产生量及处理方法,同时也对国内其它钢铁企业不同的钢渣处理 工艺进行了比较分析.结合本钢的生产实际对转炉钢渣推荐采用炉前粒化轮法与热闷工艺配合应用的 处理方式,并阐述了两种工艺的原理和技术特点及钢渣深加工综合利用的途径. 关键词:转炉钢渣;钢渣热闷工艺;钢渣处理 中图分类号:TFT03文献标识码:B BXSTEELConverterSlagProcessingTechnologyOptions ZHANGRui

2、pin~ (MetallurgicalSlagCompany,BXSTEEL,BenxiLiaoningl17000) Abstract:ItIntroducesthecurrentconve~ersteelslagdischargeofBXSTEELandprocessingmethod,Also makesacomparativeanalysisonotherdomesticsteelenterprisesofdifferentsteelslagprocessingtechnology. CombinedwiththeactualproductionofBenxisteelisre

3、commendedforthesteelslaggrainingprocess furnacefrontwithapplicationofhotstuffyhandling,andexpoundstwoprocessprincipleandtechnical characteristicsandsteelslagwayofcomprehensiveutilization. Keywords:Convertersteelslag;Steelslaghotstuffyprocess;Steelslagprocessing 钢渣作为炼钢工艺流程的衍生物,随着钢产量 的提高其年产量也在不断增

4、加.钢渣是一种潜在的 资源,必须加以回收和利用.选择和应用先进有效 的钢渣处理工艺和资源化利用新技术,达到渣铁的 有效分离和尾渣的综合利用,是钢铁企业发展循环 经济,实现可持续发展的重要课题之一.按照钢渣 的物理状态和处理加工阶段来分,钢渣的综合利用 技术主要有热态钢渣的预处理工艺,常温钢渣的深 加工技术和尾渣的综合利用技术. 1本钢转炉钢渣处理方式 本钢转炉钢渣处理工艺的选择应根据其炼钢 工艺,造渣制度,钢渣的物化性能及利用途径来确 定. 1.1各种渣的物理状态及化学成分 本钢2010年转炉钢产量已接近千万吨,按15% 的产渣量计算,产渣量约为150万t.实际产渣

5、量 如表1所示.由表1可见,转炉放流渣约90万t, 占总渣量的60%. 1.2钢渣的运输方式 作者简介:章瑞平(1961～),女,机械高级工程师,1982年 毕业于鞍山钢铁学院矿冶机械专业 E?mail:yjzzrp@163.corn 表1本钢转炉产渣量 Tab.1BXSTEELconvertersteelslagquantity 名称转炉放流渣铁水预处理渣精炼渣溅出渣 数量/万￡9022.52413.5 转炉炉前粒化渣及转炉溅出渣用侧翻车运至 兴安渣场排放,其余转炉放流渣,精炼渣及铁水预 处理渣均装入11m3的渣罐内,等待机车编组后(7 8个罐为一组)运至兴安白石

6、渣场排放,平均间隔1h 左右,运输距离为4km.电炉渣未来也采用1lm 的渣罐运输,每8h一次,每次5个渣罐. 1.3本钢原来热态钢渣采用的处理工艺 原来本钢钢渣处理采用的是炉前粒化轮法配 合渣线热泼法. 一 部分流动性好的液态钢渣在炉前采用粒化 轮法处理,其余流动陛差的液态钢渣和固态渣采用 渣线热泼法处理,将渣罐翻到约10m深的护坡下, 达到一定厚度,进行浇水. 粒化轮法钢渣处理工艺比风淬,水淬工艺有所 改进,消除了风淬产生的噪音,粉尘及水淬时易发 生爆炸的不安全因素,比较节能环保,但粒化轮法 和风淬,水淬工艺一样要求钢渣具有较好的流动 性.近几年本钢炼钢工艺的

7、改进使钢渣粘度增大, 流动性变差,液态渣只占转炉总渣量的57%,炼钢 厂现有的粒化轮装置目前只能处理部分流动性好 本钢技术2011年第1期 的转炉液态钢渣. 渣线热泼处理方法,占地面积大,浇水时间长, 作业效率低,渣,铁分离不好,导致渣钢回收率和 含铁品位低;经处理后的钢渣稳定性不好,影响尾 渣的综合利用., 2目前国内钢渣处理所采用的主要 方法 , 目前国内钢渣处理主要有以下几种方法. 2.1热态转炉放流渣处理工艺 目前国内热态转炉钢渣处理工艺有:1)渣线热 泼法;2)箱式热泼法;3)风淬法;4)滚筒法;5)粒化 轮法;6)热闷法.各种处理工艺的优缺点如下.

8、 2.1.1渣线热泼法 钢渣装罐后运至翻渣场,倾翻后喷水冷却3—4 天,钢渣大部分自解破碎,用挖掘机挖掘,倒运后 运至磁选线处理. 优点:对渣的物理状态无特殊要求,操作简单, 处理量大. 缺点:占地面积大,浇水时间长,耗水量大, 处理后渣铁分离不好,回收的渣钢含铁品位低,污 染环境,钢渣稳定性不好,不利于尾渣的综合利用. 2.1.2渣跨内箱式热泼法 该工艺的翻渣场地为三面砌筑并镶有钢坯的 储渣槽,钢渣罐直接从炼钢车间吊运至渣跨内,翻 人槽式箱中,然后浇水冷却. 优点:占地面积比渣线热泼小,对渣的物理状 态无特殊要求,处理量大,操作简单.建设费用比 热闷装置少.

9、缺点:浇水时间24h以上,耗水量大,污染渣 跨和炼钢作业区,厂房内蒸汽大,影响作业安全. 钢渣稳定性不好,不利于尾渣综合利用. 2.1.3风淬法 高温液态钢渣从溜槽流淌下降时,被高压空气 击碎,喷至周围的钢挡板后落入下面水池中. 优点:渣颗粒状,稳定性好,便于在建材行业 应用,供风系统简单,设备少,占地面积小,成本 低. 缺点:噪声大,粉尘及蒸汽量大,污染环境, 能耗高,要求钢渣的流动性好(必须是液态稀渣), 渣处理率低. 2.1.4滚筒法 高温液态钢渣从溜槽流淌下降时,被高压空气 击碎,喷至周围的钢挡板后落入下面水池中. 优点:流程短,设备体积小,占地少,钢

10、渣稳 定性好,渣成颗粒状,渣铁分离好,渣中f-CaO小 于4%,便于尾渣在建材行业的应用. 缺点:对渣的流动性要求较高,必须是液态稀 渣,渣处理率较低,仍有大量的干渣排放,处理时 操作不当易产生爆炸现象. 2.1.5粒化轮法 熔融钢渣经溜槽流入筒内高速旋转的粒化轮 上,使融渣破碎成小颗粒,被粒化的渣粒在空间经 喷水冷却后落入脱水转鼓,脱水后运走. 优点:设备体积小,占地少,渣成颗粒状,性 能稳定,便于综合利用. 缺点:因钢渣的碱度大,流动性差,导致渣的 处理率低,钢渣进入粒化装置量大时易发生爆炸, 粒化轮装置故障率高. 2.1.6热闷法 平均温度大于300~C的

11、钢渣装入热闷装置内, 压盖后自动喷水,钢渣因急冷产生的热应力使之龟 裂破碎,同时大量的饱和蒸汽渗入渣中与f-CaO, f-MgO反应使钢渣自解粉化. 优点:渣平均温度大于3o0cc均适用,处理时 间短(10—12h),粉化率高,20mm以下达85%,渣 铁分离好,渣性能稳定,级配好f-CaO,f-MgO含 量小于2%,可用于建材和道路基层材料. 缺点:需要建固定的封闭式内嵌钢坯的热闷箱 及天车厂房,建设投入大,操作程序要求较严格,:r 冬季厂房内会产生少量蒸汽. 综合上述转炉热态钢渣各种处理工艺,我们了 解到:; 从处理钢渣的物理状态考虑,粒化轮法,滚筒 法,风淬法

12、,只能处理流动性好的液态稀渣,需要 配合其它的处理工艺. 章瑞平:本钢转炉钢渣处理工艺方案的选择9 渣线热泼法,箱式热泼法和热闷法可以处理全 部转炉渣. 从尾渣综合利用方面考虑,热闷法处理后,渣 铁分离好,回收金属含铁品位高.热闷处理后的钢 渣除具有较好的安定性和活性外,因含有少部分渣 块,能组成一定的粒度级配,还可用做道路基层材 料. 2.2连铸渣及铁水预处理渣的处理工艺 对于连铸渣和铁水预处理渣,国内大都是采用 渣线热泼或箱式热泼工艺. 3建议本钢钢渣处理采取的工艺方 案 综合国内各大钢铁企业钢渣处理[艺优缺点, 结合本钢的生产实际情况,建议本钢钢渣处理采取

13、 如下工艺方案: 1)转炉放流渣采取炉前粒化轮法配合热闷工艺 联合处理(流动性好的热态稀渣采用炉前粒化轮法, 其余采用热闷工艺处理). 2)精炼渣采取箱式热泼法. 3)铁水预处理渣采取罐内淋水冷却法进行处 理. 表2本钢各种渣及其处理工艺 Tab.2BXSTEELvariousslagandprocess 3.1热闷工艺原理 将300~C～1600~C的钢渣运至热闷处理生产 线,直接倾翻至热闷装置中,盖上装置盖,自动化 控制喷水后产生蒸汽对钢渣进行消解处理,10— 12h后装置内温度降至60cIC,静停2h后,打开装 置盖,用挖掘机将钢渣铲出放入振动给料筛中粗

14、筛,小于280mm的钢渣输送至筛分磁选提纯加工 生产线. 3.2钢渣热闷处理工艺流程 热熔钢渣}_装入热闷装置}_盖上盖喷雾}_钢渣粉化 返回冶炼 生产钢渣粉和水泥 废钢 尾渣 图1钢渣热闷处理工艺 Fig.1Steelslaghotstuffyprocess 3.3钢渣热闷工艺流程特点 1)节能降耗.钢渣余热自解热闷处理技术实现 了钢渣的热能利用,该工艺是利用钢渣本身的热量 经控制喷水产生蒸汽与钢渣中f-CaO和f-MgO反应 产生体积膨胀,实现渣铁充分分离并消除尾渣的不 稳定性.由于不需要外供蒸汽,因此该工艺最大限 度地实现了钢渣热能回收利用. 2)钢渣的

15、稳定好,粉化率高.该处理工艺是在 密闭装置中,压力为0.24kPa的蒸汽与钢渣中f-CaO 反应生成Ca(OH)2,体积膨胀97.8%,与f-MgO反 应生成Mg(OH)2体积膨胀148%,而粉化消除了使用 时膨胀现象,经热处理后的钢渣用钢渣稳定性的 方法检验膨胀率在1.5%以下,小于中国规定的膨胀 率小于2%的标准,可安全使用.粉化钢渣中水硬 磁选回收废钢 性矿物硅酸二钙,硅酸三钙的活性不降低,保证钢 渣质量.钢渣粉化后粒度小于20mm的占85%以上, 这为钢渣下一步的综合利用,对提高粉磨效率,降 低粉磨能耗,实现钢渣100%资源化利用创造了条 件. 3)工艺简单,

16、易于操作.钢渣热闷工艺与钢渣 热泼工艺相比,处理周期由3～7天缩短为8～12h, 对钢渣物理状态要求少,固态,液态均可处理.占 地少,环保效果好,现场操作人员少,劳动强度低, 劳动生产率高. 4)安全可靠.由于热渣表面喷雾全部汽化,不 会像钢渣水淬法,滚筒法因液态渣,铁直接与水接 触而存在爆炸的隐患.该工艺对温度,压力,给水, 排气等工艺参数均采用自动化控制,提高粉化效 (下转第24页) 本俐技术20I1年第l期 油管路温度表的接口.. 表2油系统负压测量结果 Tab.2Oilsystemnegativepressuremeasurementresult 项目21号

17、机22号机 7号瓦一3mm水柱一35ram水桂 油质8级9级 由表2可见.机组油系统的负压越大,油质越 差. 调整油系统负压的方法: 1)调整油箱通风机出口挡板的开度(顺时针方 向为关,反之为开); 2)清扫油箱上部空气过滤器滤网,减少空气进 入油箱的阻力,从而降低油系统的负压. 通过上述两种方法,将油系统负压调整到合理 的水平,使油质中的灰分控制在标准之内.根据油 质化验报告显示,调控是有效果的.因为现场环境 中飞灰较多,所以,油箱上部空气过滤器滤网必须 定期清扫,油系统负压也必须经常调整. 4设备改造,减少油液含水量 影响机组油质的另一个问题是水分.水分的来

18、 源是机组汽封漏汽. 汽封漏汽虽然不能避免,但是汽封供汽可以调 整,回收,可是2l号机组低压缸轴封漏汽比较严 重.2010年8月,利用2l号机组改造大修的机会, 揭低压缸检查并进行注水试验发现:机组低压缸后 汽封的两条供汽管与一条抽汽管路与轴封供汽系 统接颇倒丫,也就是说:低压缸后汽封的供汽管路 接到轴封系统的抽汽管路～h了;而抽汽管路接到轴 封系统的供汽管路上了,这样,机组原设计的2条 供汽管实际成了2条抽汽管,而原设计的l条抽汽 管实际成了供汽管.由于抽汽量增大了,这样供汽 量需要达到正常用汽量的2倍以上才可以维持汽封 压力,保持机组凝汽器的真空正常,同时,轴封

19、 漏汽量也随之增多,进而使油液中的水分含量增 加. 轴封供汽管与抽汽管现已改正过来;并且将部 分汽封圈更新:机组低压缸前汽封更换2组,后汽 封更换3组.机组汽封系统改造后,轴封漏汽量明 显减少. 针对汽封漏汽导致油液中水分大这个问题,定 期进行油箱放水使油液中的水分得以达标. 5结论 1)机组油质主要靠调整油系统负压及油箱底部 放水来维持,滤油只是一个辅助手段. 2)机组油质监测调整不是一劳永逸的,而是一 个需要长期坚持不懈的过程.自2009年9月以来, 通过油系统负压调控,辅之以滤油,对油箱中的油 篦子进行吹扫,对机组调节保安系统的滤网进行清 洗,高压车间机组的

20、油质持续保持合格,为机组稳 定安全运行创造了条件. (上接第9页) 率,减少处理时间,保证安全可靠. 5)渣钢回收率高.该工艺钢渣热闷粉化后,渣 钢和尾渣自然分离,有利于废钢回收. 4结论 通过实施钢渣资源化项目,可以缩短钢渣处理 周期,减少占地面积和环境污染,节约水资源,消 除钢渣的不稳定性,热闷后的钢渣再经深加工生产 线处理可使回收的渣钢含铁品位达到90%以上,产 品直接回转炉炼钢.磁选粉含铁品位达到52%以上, 可直接送到炼铁厂精料仓库作为烧结原料应用,提 高了产品附加值.钢渣尾渣实现合理分级,为含铁 料和尾渣的综合利用创造了必要的条件,对本钢循 环经济和节能减排的发展起到了推动作用,在经济 效益和环境效益方面均获得显着收益.