陳達雙¹   趙衛東²

（1玉溪新興鋼鐵有限公司； 2昆鋼技術中心）

摘要：為了解決玉鋼在近段時間，煉鋼轉爐使用冷料不足的問題，通過對玉鋼二次資源（如污泥、除塵灰、氧化渣等）分析，結合轉爐煉鋼造渣制度，使用玉鋼煉鋼產生的二次資源進行回收，經過一系列工藝進行處理，將二次資源制球用作煉鋼冷卻劑和造渣劑，不僅可減少排放，而且更有利于降低煉鋼生產成本。

關鍵詞：二次資源；造渣；制球   

1  前言

煉鋼生產過程中不可避免地產生含鐵廢料（如粉塵、污泥、除塵灰、氧化渣等），全國每年產生這種含鐵的塵泥可在千萬噸以上，如何處理這些具有經濟價值的含鐵廢料，將成為所有鋼鐵企業都要面臨的問題。同時，隨著環境立法的要求越來越嚴，對鋼鐵企業環境適應性的要求也在不斷提高。因此，各廠家對降低能源消耗及廢棄物回收再利用都給予較大關注，并取得了一定的進展。廢棄物的回收利用主要形式有：粘結成形、造球、壓塊、制磚等工藝方法，其共同點都是混勻加工，日本廣煙和神戶鋼廠在混勻過程中加入煤粉、粘接劑在環形爐中加熱還原廢棄物中鐵和鋅，鐵和鋅的還原率達到90%和94%，取得了較好的效果。

2  玉鋼煉鋼廠二次資源及使用情況

2.1  玉鋼煉鋼廠二次資源的種類及特點

煉鋼生產過程中產生的含金屬二次資源種類有：120t提釩轉爐一次、二次除塵灰，50t煉鋼轉爐二次除塵；水處理產生的氧化渣、粗顆粒、板塊污泥，具體情況如表1：

表1    玉鋼煉鋼廠二次資源種類、成分

從表1來看，表中的二次資源除50t轉爐二次除塵灰的TFe含量相對偏低，其他二次資源均具有TFe含量較高、顆粒細小、粉塵較大、含水量較高的特點，同時含有部分非金屬氧化物,不適合于直接入爐。這些二次資源中均含有較高量的TFe，若經過處理之后加入煉鋼轉爐，可解決在半鋼冶煉時，前期化渣困難的問題，并且可將低部分鋼鐵料消耗；也可在廢鋼資源供應不足時，加入一部分代替廢鋼，調整轉爐熱平衡，改善冶煉效果。

2.2  玉鋼二次資源利用情況

目前玉鋼這些二次資源都是運送到燒結料場堆存，少部分充當配礦料使用，大部分作閑置處理，既浪費資源又污染環境。同時，作為配礦料使用的部分在經過燒結、煉鐵轉化為鐵水后運送至煉鋼，過程工序復雜，成本較高。這些資源若能直接在煉鋼使用，將對公司降低生產成本、節能環保、資源的循環再利用上將產生較大的效益。

3  二次資源回收利用研究

為達到有效利用二次資源的目的，需對轉爐冶煉造渣制度及各廠二次資源回收利用的實踐情況進行研究。

3.1  玉鋼轉爐造渣制度

轉爐冶煉造渣主要使用造渣材料和化渣材料兩種。從煉鋼使用化渣材料的情況看，各種化渣劑主要以含FeO、螢石、SiO₂、MnO為主。目前，玉鋼使用的造渣材料有石灰、輕燒、菱鎂球、生白云石；化渣材料主要以半鋼造渣劑和鐵礦石為主，且價格較高。。

3.2  二次資源常見處理方法

為了有效利用鋼鐵企業含鐵粉塵資源、減輕環保壓力、減少排放，各國鋼鐵企業都在努力探索，尋求含鐵資源的處理方法。其中包括直接還原法、熔融還原法、壓塊制球等。

直接還原法是將含鐵氧化物通過還原轉變成金屬鐵，并回收粉塵中的其它有用元素的處理方法，直接生產的還原鐵供電爐煉鋼使用。但是這種方法存在投資大、生產成本高等問題，并且昆鋼公司也還沒有電爐。熔融還原法以直接處理含鐵氧化物作為目標，工藝開發技術難度大、成本高。相比之下，二次資源直接冷固成球或壓制成塊的處理方法有工藝簡單、靈活、成熟、投資成本低、處理量大的特點，現已被許多企業所采用，是一種較好的處理方法。

3.3  玉鋼二次資源的利用研究

結合玉鋼二次資源的成份特點、轉爐冶煉造渣制度及二次資源處理辦法，將煉鋼廠產生的除塵灰、粗顆粒、污泥及氧化渣等二次資源經過處理后制成冷卻用球團和化渣用球團，可以進一步提高二次資源的整合利用效率，

其中，冷卻球主要在轉爐提釩、鐵水冶煉廢鋼資源緊缺時使用；化渣球主要用于半鋼冶煉、鐵水冶煉過程化渣、廢鋼資源充足時使用。若要滿足可在轉爐使用，其產品技術指標要達到如表2中的要求：

表2   產品技術要求

3.4  使用量計算

2015年煉鋼廠化渣材料（半鋼造渣劑、鐵礦石）的使用情況：全年共使用半鋼造渣劑9305.9噸，噸鋼用量6.22kg；鐵礦石7615.27.54噸，噸鋼用量5.09kg。根據2015年生產及使用情況，使用冷卻球和化渣球替代目前使用的鐵礦石和半鋼造渣劑的用量估算如表3所示

表3    冷卻球、化渣球用量估算表

說明：提釩比例為0時的用量按2015年全年用量估算，冷卻劑、化渣劑各占一半。表三冷卻劑、化渣劑最大用量為13.84kg/t，每月按鋼產量10萬噸計算，每月需冷卻劑、化渣劑1384噸，為煉鋼廠二次資源量的一半，完全能夠滿足生產。為預防后續廢鋼資源緊缺，冷卻劑、化渣劑的用量增加的情況，制球設備的月生產量不得低于2000噸。

4  經濟效益及社會效益估算

4.1按二次資源制球要求制作后，該球完全可以全部替代原半鋼造渣劑和鐵礦石?？蓽p少化渣劑用量6.22kg/t，鐵礦石5.09kg/t，若全部使用二次資源回收制作的冷卻球和化渣球代替，降低造渣劑和礦石成本（2015年煉鋼使用的半鋼造渣劑和鐵礦石的價格分別為569元/噸和359元/噸）

569元/噸_{（造渣劑價格）}×6.22kg/t+359元/噸_{（礦石價格）}×5.09kg/t= 5.37元/噸；   

根據其他廠家制球經驗，該冷卻球及化渣球的加工成本為190元/噸左右，制球成本為

190元/t×（6.22kg/t+5.09kg/t）=2.15元/噸。      

因此，二次資源制球后可直接降低渣料成本為

5.37元/噸-2.15元/噸=3.22元/噸。    

4.2 二次資源制球后金屬鐵及氧化鐵部分還原進入鋼水后，可增加鋼水量，回收鐵含量按加入量的50%計，則加入11.31kg/t的球后可降低鋼鐵料消耗為

11.31kg/t×60%_{（球中鐵含量）}×50%_{（回收鐵含量）}=3.39kg/t。    

按2015年鋼鐵料成本1.7元/kg計，則可降低鋼鐵料成本為

1.7元/kg×3.39kg/t=5.76元/噸。

由上面的計算可得出，使用二次資源制成的冷卻球和化渣球之后，可產生的效益為

3.22+5.76=8.98元/噸

5  結論

1、二次資源制作冷卻球、降溫球后，用于轉爐可減少轉爐冶煉化渣材料使用，并可在廢鋼資源緊缺的情況代替一部分廢鋼資源用作冷卻劑。

2、二次資源制球后，能夠有效減少煉鋼廠污染物的排放，有利于鋼企環境的改善。

3、轉爐冶煉使用冷卻球、化渣球替代原使用的半鋼造渣劑和鐵礦石之后，噸鋼可產生    8.98元/噸的效益，降低生產成本。

參考文獻

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