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宝钢技术年增刊宝钢渣处理工艺技术的研究与工业应用肖永力,李永谦,刘菌宝钢研究院环境与资源研究所,上海摘要介绍了传统钢渣处理技术的弊端及技术的工艺优势,阐述了宝钢渣处理技术的工艺原理、工艺流程和技术特点介绍了针对转炉炼钢熔渣的特性所开发的四种系列化机型,分析了不同机型的结构、特点及其对不同熔渣的适应性对滚筒的尾气排放以及处理后成品渣的理化性能做了分析和研究,并简要介绍了技术的市场推广及工业应用情况,最后提出了技术今后的研发重点和方向。关键词熔渣处理短流程渣利用中图分类号文献标志码文章编号一【增一一'叉从口,必,,,,一铭,,而,前言钢渣是炼钢生产过程中必然产生的副产品,约占钢产量的一巧。针对转炉钢渣℃的高温和赫度波动大的特征,传统的渣处理工艺如热泼法、浅盘法、闷罐法等均采用开放式、静态缓冷、先冷却后破碎的处理工艺,流程长、占地面积大、开放式作业造成粉尘污染严重。为了克服现有工艺的不足,宝山钢铁股份有限公司自年开始钢渣处理技术的研肖永力首席研究员年生现从事环保专业电话一朋年毕业于燕山大学发,通过采用密闭式、动态急冷、热态破碎处理工艺,使高温熔渣的热态处理和加工利用有机结合起来,实现了熔渣处理的安全、环保、资源化,突破了传统钢渣处理工艺技术的局限,引起国际钢铁界的强烈关注和兴趣,已先后在宝钢集团内部、马钢、南钢等国内大中型企业得到推广应用并输出到印度等钢厂。渣处理技术的工艺原理及工艺流程渣处理技术的工艺原理渣处理技术是将高温熔态钢渣在一个转动的特殊结构的容器即滚筒中进行处理的,在多种工艺介质的共同冷却和机械力作用下,高温肖永力等宝钢渣处理工艺技术的研究与工业应用钢渣被急速冷却和碎化。在该处理过程中,由于渣和钢的凝固点不同,渣钢率先固化,并经工艺介质的冲击和冷却,实现与渣的快速剥离。钢渣经过工艺介质反复的冷却、破碎,达到一定粒度后从容器内输出,形成粒度均匀、性能较稳定的成品钢渣。渣钢和钢渣经过在线的磁选、分级分离,分别形成可以直接返回冶金生产工序的渣钢、冶金熔剂及直接利用的商品渣。渣处理技术的系统组成及工艺流程渣处理线主要由三大部分组成工艺本体系统、配套系统、控制系统等。工艺本体系统主要包括受渣漏斗、筒体装置、传动装置、支撑装置、工艺冷却装置等。配套系统包括行车、扒渣机、倾翻装置等辅助进料设备,供水系统,蒸汽排放系统和成品渣输送及分类系统等。渣处理工艺流程图如图所示。由炼钢车间出来的热态钢渣通过渣罐运至渣处理间,然后由行车将渣罐吊运并倾倒,使渣罐中的熔融钢渣流人装置中,部分高私度熔渣则通过扒渣机从渣罐中扒出并落人装置中同时向筒体中通人冷却水。熔渣在装置中被冷却、破碎,约几分钟后变成小于的固态粒渣,由装置的排渣口排出排出的粒渣落到链板输送机上,然后经磁选、分选。渣处理装置生产过程中产生的蒸汽经喷雾除尘后通过烟囱集中排放过程中产生的污水先进人沉淀池,经沉淀过滤后进入供水池循环使用。图工艺流程图一渣处理技术的工艺参数钢渣处理技术的工艺参数如表所示。表工艺参数参参数数内容容备注注处处理对象象炼钢熔渣渣渣最最大处理能力。·一'渣渣水比比的水量量循循循循环利用用成成品渣粒度范围一蒸蒸汽含尘量于·一渣处理技术的机型开发及其特点经过十多年的持续研发,目前已经形成了一、一、一、一等系列化装置其中一正在研发中,分别适用于处理不同性能的炼钢熔渣。型钢渣处理装置该机型由同轴的进料溜槽、工艺筒体、固定端盖、出料溜槽、排气装置、止推装置及支撑装置组成,如图所示。一型钢渣处理装置目前主要采用筒体轴线与水平面有一定倾斜的结构,可以很好地处理流动性较好的炼钢熔渣。结构简单,运行稳定可靠,但对高勃度的溅渣护炉渣尚存在赫结进料溜槽问题,目前宝钢正针对型进料的适应性以及工艺冷却的安全性等不足进行优化和改进。宝钢技术年增刊型钢渣处理装置一型钢渣处理装置主要由开口相对的左、右鼠笼式筒体,分流盘,芯轴和进料漏斗组成。芯轴将左、右鼠笼式筒体和位于左、右筒体之间的分流盘串连成一个整体分流盘下方、两个滚筒的开口之间有一个固定安置的半环状的固定环,开口的筒体与分流盘、固定环组成容器,容器中填充有一定数量的工艺介质进料漏斗设置在分流盘的正上方,如图所示。旋转的粒化辊初步撕裂、粒化,形成较小的渣团,待较小的熔渣团进人筒体后再次被滚动的工作介质进行二次粒化,对高赫度熔渣的粒化能力强,可快速处理成理想的商品化钢渣,其原理如图所示。图一型炼钢熔渣处理装置原理图肛一一型钢渣处理装置一型是针对罐底渣和大块固态钢渣而设计的专用处理装置,目前正处于开发阶段,其模型见图。该装置在原有技术的基础上,增设了大容积的进料仓,配合大口径的进料口,实现一次进料渐次处理的功能,打破了现有滚筒技术边进渣边处理的工艺模式。进料口辅以机械式封门,可以自动打开和关闭,并具备锁紧功能,共同实现批次进料功能,为渣处理装置实现炼钢熔渣全量化封闭处理奠定了基础。图一型炼钢熔渣处理装置一鳍甲一型的进料漏斗位于筒体装置的上方,具有垂直进料的功能,可以处理流动性较好的炼钢熔渣、私度相对较高的溅渣护炉钢渣及块度不超过的固态钢渣。型的优点是处理能力大,对不同流动性的熔渣适应性强,安全性较高缺点是结构较复杂,局部衬板易磨损。型钢渣处理装置已开发的一型是在法炼钢熔渣处理技术的基础上引人高速粒化辊工艺思想,并将二者有机地结合起来熔渣特别是高赫度糊团状熔渣在进人滚筒装置之前首先被高速图一型炼钢熔渣处理装置一尾气清洁化排放渣处理过程中产生的常压含尘废蒸汽,经烟道收集、喷淋净化后,粉尘浓度控制在岁,干以内,由烟囱集中排放。成品渣的性能经工艺处理后的钢渣为不规则的颗粒肖永力等宝钢渣处理工艺技术的研究与工业应用状,部分表面可观察到细小的气孔。渣的粒度图为处理后宝钢转炉渣的粒度分布图,图是成品渣的图片。未经破碎的原状渣大多小于,主要集中于一之间,以下约占乃以上。从图中可以看出转炉渣主要特征是粒径小而均匀,对于钢渣的后续综合利用而言,可大大降低固态钢渣破碎加工量及设备磨损,因此渣利用的能耗和成本显著降低。图宝钢转炉渣粒度分布图图宝钢转炉渣渣的化学成分表是渣的化学组成的质量分数,其中￡测试方法是原子吸收光谱法。同传统工艺处理后的粒渣相比,渣的含量明显较低,是因为的急冷水淬工艺而造成的,而且由于液态熔渣破碎充分,且在破碎过程中与冷却水充分接触,所以粒渣表面的发生水解。渣的稳定性通过沸煮法测得粉化率来评判钢渣颗粒用作混合路面基层材料的稳定性。粒度一的渣的粉化率如图所示,由此可得出如下结论经处理的液态转炉钢渣粉化率较低一'〕,稳定性较好,可直接用于工程回填、沥青混凝土和水泥混凝土路面的基层材料。表转炉钢渣的化学组成的质量分数昭切叨,羚器「皿岁霎哥李试样编号图粒度为一的转炉渣粉化率一炼钢熔渣处理技术的工业应用随着炼钢熔渣处理技术的不断完善和进步,其工业化应用和产业化推广也得到大力发展。如今,炼钢熔渣处理装置已在宝钢集团内部全面推广,台装置处于运行之中,台处于设计建造中另外,马钢有台运行中,其中台用于处理钢包渣印度有台运行中韩国浦项的渣处理装置正在洽购中。宝钢技术年增刊结论与展望宝钢渣处理技术对炼钢熔渣的处理是在封闭的筒体内进行的,工艺过程中产生的污水循环使用,蒸汽集中排放且含尘量达标,消除了传统渣处理污染现象,符合国家环保标准。由于在钢渣熔态下就将其破碎,因此处理速度快、流程短,占地面积小,粒渣中的游离氧化钙含量低,颗粒度较均匀,是集节能减排、渣产品资源化于一体的快捷高效的热态钢渣处理技术。作为一项新兴技术,技术的应用方兴未艾,在不断结合工程应用,优化完善技术的同时,宝钢将在以下方向持续开展技术的深度研究和拓展全渣全覆盖,在转炉渣的处理基础上,进一步迈向冶金渣系全量化处理。在线资源化,研究开发渣在线分类分离技术,为渣的资源化利用创造条件。基于技术的冶金渣余热回收技术。渣的处理与加工一体化技术。炉渣在线处理技术,省掉传统技术的渣跨、台车、渣罐等,实现真正意义的渣处理短流程。参考文献【李辽沙,曾晶,苏世怀,等钢渣预处理工艺对其矿物组成与资源化特性的影响〔〕金属矿山,《巧一收稿日期一一