本钢转炉尘泥综合利用研究初征

2008年第3期本钢技术13本钢转炉尘泥综合利用研究初征（本钢炼铁厂，辽宁本溪117001）摘要：本钢炼钢厂2005年产生近15万t含铁尘泥，随着炼钢规模的扩大，今后几年要增加至18万t尘泥。重点论述了转炉尘泥处理的基本方法，并结合本钢实际提出了4种具体方案，以达到了资源利用合理化，废弃物产量少量化，环境污染昀小化的目的。关键词：转炉；尘泥；烧结；资源；综合利用中图分类号：X757文献标识码：BTheResearchofBXSTEELConvertorDustUtilizationCHUZheng(IronMakingPlant，BXSTEEL，BenxiLiaoning117001)Abstract：Benxisteelworksin2005producednearly150,000tonsirondust,andthenextfewyearsshouldbeincreasedto180,000tonsdust.ThispaperfocusesontheconverterdusthandlingthebasicmethodsandtherealityoftheBenxiIronandSteelwithfourkindsofspecificprogrammesinordertoachieverationalizationoftheuseofresources,wasteofasmallamountofproduction,thepurposeofminimizingenvironmentalpollution.Keywords:converter；dustandslurry；sinter；resource；comprehensiveutilization1本钢转炉尘泥的产生及特性1.1本钢转炉尘泥的产生本钢转炉烟尘采用湿法处理，产生的污水处理流程见图1：该系统1995年按年产钢350万t设计，每小时处理1300m3污水，年产污泥7万t。干燥前污泥含水率30%，干燥后为9%。处理后的再生水打回到转炉湿法除尘系统。1.2转炉尘泥的物理、化学特性转炉尘泥的物理、化学特性见下表1。表1含水30%尘泥的物理、化学特性Tab.1Physicalandchemicalpropertyprecipitatedslurrywith30%water/%原料名称TFeFeOSiO2CaOMgOAl2O3SPC其他－200目转炉尘泥(湿)51.4647.972.2412.394.080.450.120.0332.420.396.22与钢渣粉混合生产烧结原料的理论研究2.1工艺描述该工艺主要是将转炉泥浆、高炉灰、烧结灰、白云石和其他含铁料进行混合，利用对烧结生产有用的成分，TFe、CaO、MgO、C等，作为烧结原料返回烧结使用，可取代部分铁矿、熔剂及固体燃料，是一种人造矿料的过程。各种原料主要成分见表2。表2各种原料主要成分Tab.2Chemicalcompositionofallkindsrawmaterials/%品种TFeFeOCaOSiO2MgOC转炉尘泥（含30%水）51.4612.392.244.082.42钢渣17.545.813.69.0高炉灰15.0130.449.376.313.4021.09白云石42.773.7823.02烧结灰4.8346.5810.746.542.41轧钢铁皮48.4165.95上述原料按转炉尘泥20%～25%、钢渣粉25%、高炉灰13%～15%、烧结灰12%～25%、白云石粗颗粒分离装电磁凝聚器一次浓缩池二次浓缩池带式压滤机干燥机图1本钢烟尘湿法处理流程图Fig.1FlowchatofconverterfumewettreatmentinBengang(OG)作者简介：初征(1967～)，男，环保工程师，1989年毕业于东北工学院分院环境工程专业。E-mail:[e-mail]本钢技术2008年第3期1410%，其他为轧钢铁皮进行混合，其化学成分见下表3。表3混合原料的平均值Tab.3Averagevalueofrawmaterialmixing/%原料TFeFeOCaOSiO2MgOCPH2O均值27.1822.8120.725.826.13.220.2911.542.2对烧结矿化学成分的影响作为辅铁料，与铁矿(含铁62%)相比，人造矿料铁品位较低(仅30%左右)，烧结中配加10%后，烧结矿全铁略有降低(约0.1%～0.2%)。但不会引起烧结矿贫化的主要原因是：1)含有较高CaO、MgO，可替代部分熔剂；2)人造矿的烧损较大，其单烧后的TFe(扣Ca、Mg)为60.6%。2.3对焦粉消耗的影响使用人造矿料后，大大降低了焦粉消耗，主要表现在：1)含有3.2%的C，理论上配加10%人造矿料，可节约焦粉11kg/t烧结矿；2)含有22.8%的FeO，通过氧化放热，可节约部分焦粉；3)含有较高CaO、MgO，且为钢铁生产过程中分解而成，用于烧结生产取代CaO、MgO，减少了分解热损耗。理论计算表明：配10%人造矿料，节约2kg/t烧结矿焦粉。2.4对烧结成本的影响由于人造矿料既作为一种铁料，又可取代部分碱性熔剂。使用人造矿料后，可降低高价的烧结原料消耗。结果表明：烧结料中每配1%人造矿料，混匀矿消耗下降2.2kg/t烧结矿，灰石消耗下降0.16kg/t烧结矿，白云石消耗下降0.3kg/t烧结矿。3直接作为造渣剂应用于转炉炼钢的理论研究在转炉炼钢过程中需要加入石灰、白云石、废钢等散状料造渣。针对转炉尘泥的特性，直接作为造渣剂应用于转炉炼钢，主要是利用尘泥中CaO、MgO、TFe，要想使产生于炼钢生产中的尘泥返回炼钢生产中回收利用，首要的任务就是要对含水率较高的污泥进行干燥，高压成球。防止在贮存、运输过程中破碎。3.1高压成球在尘泥中加入冶金粉料（生石灰、白云石）的筛下料，直接将尘泥加工成复合造渣剂用于转炉生产。其工艺流程如下图2：3.2转炉尘泥的应用效果分析在保持原炼钢操作不变的条件下进行，根据尘泥球团含有相当数量的氧化钙和部分氧化镁、氧化锰、氧化铁等成分，及其特定的形成条件，决定了其化学反应活性必然高于其它炼钢辅助材料的特点，所以可以用尘泥取代铁皮作熔剂和冷却剂。同时相应减少石灰加入量，为了防止转炉熔池温降过大，尘泥球团可分批加入转炉，结果表明：3.2.1节省供氧时间、降低氧耗由于加入尘泥球团冶炼化渣好，吹炼较平稳，因而提高了氧气的利用，加球团冶炼与不加球团相比，平均每炉供氧时间节省11s，吨钢氧气消耗降低1m3。3.2.2铁皮消耗加入尘泥球团后，可以全部取代氧化铁皮，吨钢可降低铁皮消耗10kg。3.2.3石灰消耗在铁水硅含量和终渣碱度相等条件下，吨钢可降低石灰消耗8kg。4直接用于烧结的实践研究由炼钢厂转炉尘泥成分含铁品位高达50%以上，CaO、SiO2可以作为烧结过程的熔剂，将尘泥打成浓度20%～30%的泥浆，代替清水加入到烧结混合机中，使尘泥得到合理利用。4.1烧结机一次混合机的功能污泥、生石灰、白云石图2高压成球的流程图Fig.2FlowChartofhighpressurepelletization搅拌消化混碾压球干燥成品转炉初征：本钢转炉尘泥综合利用研究15混合造球必须具备两个条件，一是物料加水湿润，二是对物料在进行造球。浓度20%～30%的泥浆代替工业水，直接加入到一次混合机内能满足混合造球的功能。4.2工艺描述工艺流程如图3：用该法处理转炉尘泥工艺简单，一次性投资少，没有二次污染。同时用尘泥代替清水既满足了烧结的要求，节省了水资源，有助于烧结生产工艺的优化和各项生产经济指标的提高。5生产酸性球团研究炼铁过程中，一般使用两种以上的含铁原料合理搭配以使保证高炉良好的冶炼性能。其中炉渣的碱度是一个重要的参数。碱度过高，炉渣流动性差，不利于高炉顺利生产。一般情况下碱度较低有利于生产，但碱度过低铁水中硫的含量不合格，影响质量的提高。烧结矿为碱性，酸性球团主要用来调整炉料的碱度。该酸性球团的碱度较低（0.1～0.2），其平衡高炉内酸碱度的能力较强，用量可较其它酸性炉料少，因此该球团TFe不足对高炉的影响较小。5.1存在的问题及分析本钢200万t酸性球团生产线投产以来，在生产、工艺、设备及加入尘泥等原因使产品质量波动，设备作业率不稳定。现分析如下：5.1.1成球率低5.1.2设备方面1)各种料仓在生产线上应用较多，但经常出现堵料、膨料、粘料现象，不利后部工序。2)混练滚筒粘料现象也比较严重，造成混料不均，影响球盘机造球。5.1.3环境污染该生产线主要存在烟尘和噪声污染。6结论与展望本钢炼钢厂每年产生近15万t含铁尘泥，随着规模的扩大，今后几年要增加到18万t尘泥。目前，决定采用的4种技术是在将尘泥作为资源的前提下，基于本钢现实需要而应用于不同的用途。上述4种技术可全部实施，可以基本解决转炉尘泥综合利用问题。6.1尘泥处理技术的分析和比较结果6.1.1将含水30%的污泥与钢渣粉混合制造烧结原料(混合法)该方法的建设投资比较少，处理量大，生产成本也不高。不足是运输成本高，而且尘泥沿途污染，利用量上受限制。6.1.2直接制造转炉造渣剂该方法流程短，利用率比较高，产品对改善炼钢成渣过程改善了炼钢成渣过程，对抑制喷溅和减轻炉渣返干有一定效果，并且降低了生产成本。不足是：一次性投资大，能量消耗高，干燥过程产生二次污染。6.1.3直接代替清水用于烧结(喷浆法)这种方法的建设投资昀省，生产成本也昀低，污染小、利用量比较大。不足是：如果烧结厂的主要原料是铁精矿，或烧结厂能力小，消化不了炼钢厂的全部泥浆中的水（泥浆浓度为30%），很可能不能全部采用喷浆法。6.1.4生产酸性球团该产品解决了本钢酸性炉料全部外购的问题，有利于改善高炉的酸碱度，提高炉龄。不足：运距较长，尘泥露天堆放占地面积大，生产过程二次污染严重。6.2发展趋势和展望钢铁工业固体废物的综合利用不仅是环境保护的要求，也对企业实现工业渣零排放，实现“清洁生产”，节能降耗，降低产品成本，提高经济效益，都具有重要意义。根据上述指导思想，针对转炉煤气烟尘收集方图3泥浆雾化系统混合机流程图Fig.3Flowchartofmixerwithmistslurrysystem炼钢厂泥浆储存罐泥浆输送管过滤筛泥浆储存池泥浆加压泵压力计电磁流量调节阀混合机内给水管泥浆雾化喷头混合机本钢技术2008年第3期16法仍然采用文氏管湿法收尘，则该尘泥的处理方法应改考虑喷浆方法的方案；至于老厂的技术改造、扩建，应视其具体情况选定方案。同时应进一步研究综合利用尘泥的各种配套技术和配套设备，避免原料、中间产物落地，采用较为密闭的连续生产设备，改进收尘设施，若获得成功，则推广应用前景良好。参考文献[1]JurgerA.Philipp．欧洲和德国的钢铁工业的环保现状和发展[J]．钢铁，2003(10).[2]ErnestFaber，ThomasHansmann，JeanLucRoth，PatrickC.Guillaume．创造性的PRIMUS技术，用于直接还原铁矿石和回收冶金固体废物[J]．钢铁，2003(10).[3]OsamuIimura．日本钢铁工业环境保护措施[J]．钢铁，2003(10).[4]朱桂林，孙树杉，郝以党．开创钢铁工业固体废物高价值综合利用的新局面[J]．钢铁，2003(10).[5]李育新．中国钢铁工业环境保护现状和发展[J]．钢铁，2003(10).[6]张启溶．炼钢转炉尘泥的处理方法[J]．冶金矿山设计和建设，1994(6).[7]张启溶．某钢铁厂尘泥回收利用新工艺[J]．冶金矿山设计和建设，1994(4).[8]贺建峰．济钢炼钢炼铁综合利用[J]．烧结球团，2002(27).[9]刘方之．转炉污泥的综合利用[J]．湖南冶金，1995(5).[10]甘勤．攀钢含铁尘泥的利用现状和发展方向[J]．金属矿山，2003(2).[11]王全利．含铁尘泥的综合利用[J]．包钢科技，2002(12).[12]郑景淘．上海以钢冶金尘泥的处理[J]．烧结球团，1