本钢转炉钢渣处理工艺方案的选择.doc

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:BBXSTEELConverterSlagProcessingTechnologyOptionsZHANGRuipin(MetallurgicalSlagCompany,BXSTEEL,BenxiLiaoningl17000)Abstract:ItIntroducesthecurrentconveersteelslagdischargeofBXSTEELandprocessingmethod,Alsomakesacomparativeanalysisonotherdomesticsteelenterprisesofdifferentsteelslagprocessingtechnology.CombinedwiththeactualproductionofBenxisteelisrecommendedforthesteelslaggrainingprocessfurnacefrontwithapplicationofhotstuffyhandling,andexpoundstwoprocessprincipleandtechnicalcharacteristicsandsteelslagwayofcomprehensiveutilization.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:yjzzrp163.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(78个罐为一组)运至兴安白石渣场排放,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.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34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.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300C的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(1012h),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,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.2BXSTEELvariousslagandprocess3.1热闷工艺原理将300C1600C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,1012h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.1Steelslaghotstuffyprocess3.3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,易于操作.钢渣热闷工艺与钢渣热泼工艺相比,处理周期由37天缩短为812h,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.