普欣榮  蒙玉嬌  李錫文

(紅河鋼鐵有限公司)

摘  要：鋼渣中不僅有較高的鐵含量，而且含有較高的CaO和MgO等，這些都是鋼鐵生產不可或缺的元素。鋼渣的資源化利用，一方面可降低生產成本，另一方面有利于降低環境污染。紅鋼通過對鋼渣磁選一段的改造提高了鋼渣分選富集的效果，有效利用了資源。

關鍵詞：鋼渣；磁選；存在問題；工藝改造；效果

1  前 言

鋼渣是煉鋼過程中排出的熔渣，是冶金生產過程中產生的一個含鐵量較多的重要副產物。鋼渣中不僅含有鐵，而且含有較高的CaO和MgO等。^［1］這些都是鋼鐵生產不可或缺的元素。過去，由于在鋼渣的加工、檢測和使用等方面都存在一定的困難，所以鋼鐵生產中大多將其作為廢物而直接遺棄。近些年隨著含鐵資源的日漸枯竭，用礦成本大幅上升，很多鋼廠都在摸索鋼渣的資源化利用技術，通過對鋼渣的回收利用，一方面可降低生產成本，另一方面有利于降低環境污染。在不斷地研究和實踐中，加工技術和綜合利用等方面都取得了一定的突破，絕大部分鋼廠基本實現了鋼渣的零排放。

鋼鐵企業煉鋼噸鋼爐渣轉爐約為 100 ～ 150kg。^［2］紅鋼目前鋼渣年產生量為25-30萬噸。鋼渣磁選系統于2009年5月投入使用，年處理鋼渣量26萬噸，日處理鋼渣能力為750噸。工藝流程分兩段設置：I段初加工分揀磁選；II段對低品位細粒級鋼渣進行細磨磁選。I段初加工分揀磁選后一部分渣鋼直接供煉鋼使用，一部分產品需進入II段進行細磨磁選。本來曾考慮對整個磁選工藝系統實施改造。但II段因工藝上采用粉磨加濕選磁選機、螺旋分級機進行細磨后分選，設計上缺乏可靠的污水和污泥處理系統，污泥外排困難，無法實現連續生產，而且下游企業有可靠的加工系統。經論證II段改造的必要性和緊迫性不足，暫時處于閑置狀態。而對I段進行了工藝改造。

2  Ⅰ段生產工藝及存在的主要問題

2.1  I段原設計生產工藝

原設計I段生產工藝為：鋼渣從煉鋼運至磁選場場地堆放一定時間，進行充分消化，實現渣鐵分離后，通過進料格柵上料，篩上物（大塊）由裝載機運至一旁由金屬加工隊代加工，篩下物經1#膠帶機運輸，由1#膠帶機上方的除鐵器進行一次磁選、1#膠帶機頭部的永磁滾筒進行二次磁選，一次磁選產品直接堆放在除鐵器下方的堆料點，直供煉鋼使用，二次磁選產品由3#膠帶機運至指定堆料點，運至金屬加工隊進行分級篩選。經二次磁選拋廢部分，通過大塊篩分，篩下部分作為尾渣由4#、5#膠帶機運至指定堆放點。篩上部分經顎式破碎機后返回流程進行磁選。如圖1所示：

2.2  存在的主要問題

根據煉鋼的使用要求及幾年的生產實踐，該工藝存在問題較多，主要有以下幾點：

2.2.1 工藝設計不完善，產品達不到使用要求

從工藝流程圖可以看出，無法從進料格柵進入生產流程的大塊渣鋼及從3號皮帶出來的渣鋼都需要經過二次倒運到其它地方再次加工提純后才能使用，來回倒騰不僅增加裝卸、運輸和加工費用，而且增加管理環節。

2.2.2 磁選次數太少、磁選產品含渣量大

除鐵器未吸取的鋼渣僅通過兩級磁選即完成整個磁選工藝，磁選粉TFe含量僅30%-40%，磁選小塊TFe含量45%-55%，鐵品位無法滿足使用要求。

2.2.3 除鐵器磁選產品粒度無法滿足煉鋼使用要求

除鐵器磁選的產品一般直接返回煉鋼使用，由于未通過篩分進行粒度分級，成品中含有大量的小粒級渣鋼，煉鋼使用過程中無法有效利用。

2.2.4 尾渣含鐵量大，回收率低

由于磁選級數過少，尾渣中的很多含鐵量較高的渣鋼未及檢出即被拋廢，尾渣磁性鐵及全鐵含量高。不符合尾渣外排標準。

3  Ⅰ段改造后的生產工藝配置

鋼渣處理的目的是使渣鐵能夠盡可能實現分離，多回收有效資源。處理方式主要通過破碎、篩分、磁選等手段，盡可能多地回收鋼渣中的金屬料，使鋼渣回收的經濟效益最大化。根據現有技術文獻及實際生產經驗分析，原有I段工藝只有兩級磁選，一級篩分，要提高鋼渣產品鐵品位，必須增加磁選級數、篩分次數、提高破碎效率。具體改造后生產工藝配置如圖2所示：

1、將3#膠帶機延長至正前方堆料擋墻位置。并在3#膠帶機機頭安裝一個直徑300mm、磁通量為1600GS的可調永磁滾筒，通過磁滾筒后，拋廢部分作為尾渣處理，磁選產品經篩分，大于10mm部分作為6號渣鋼供煉鋼使用，小于10mm部分作為磁選粉供燒結使用。

2、二級磁選產品（一號膠帶機頭輪磁選產品）下方安裝電振格篩，孔徑16mm，格篩下方制作褲衩導料槽，將篩上物導至5#膠帶機、篩下物導至3#膠帶機。

3、將5#膠帶機搬遷至與3#膠帶機平行，作為一號皮帶頭輪磁選產品篩下物的處理設備。在頭輪位置用一個磁通量為2500GS的可調永磁滾筒代替原來的普通滾筒。頭輪下設擋墻將拋廢物與磁選產品分開。5號皮帶磁選產品定名為4號渣鋼。

4、除鐵器位置下方安裝一臺粒級20mm的振篩。篩上物定為2號渣鋼供煉鋼使用，篩下物定為3號渣鋼供壓塊后煉鋼使用。

5、將4#膠帶機延長至頭輪與三號膠帶機平齊，頭輪采用一個磁場強度為800GS的磁性可調永磁滾筒，頭輪下設擋墻將磁選產品與尾渣分開。

6、無法從進料格柵進入生產流程的大塊渣鋼在現場直接用挖掘機破碎頭破碎。破碎后的大塊渣鋼經機械分揀后供煉鋼使用。剩余部分含鐵量較低的渣鋼進磁選流程再次分選。

4  改造效果

4.1 從兩級磁選增加到5級磁選，磁選產品從3種增加到8種，根據不同鐵品位分級使用，有利于后道工序的精準控制。見表所示：

表1  改造后磁選產品各項指標

4.2 渣鋼及鋼渣磁選粉的品位提升，有害元素降低，有利于資源消耗和能耗降低。

4.3鋼渣金屬回收率提高，鋼渣資源內部回收利用率提高，一定程度降低煉鋼生產成本。

4. 4 整個鋼渣磁選廠的鋼渣產品都無需二次倒運加工，參照2016年外委加工費用250萬、2017年外委加工費300萬，每年可以節約250萬的外委加工費用。

4. 5 鋼渣的產生量總體降低，緩解了因鋼渣排放所引起的環境污染及資源浪費等問題，并同時降低運營成本。

4.6 在環保效益方面，通過改造，產出的渣鋼可以返回煉鋼，鋼渣磁選粉返回燒結。將產出的尾渣外銷，減少廢渣堆存，提高鐵資源利用率，有效地減少鋼渣堆存對生態環境的影響。

5  結 語

5.1本次改造通過認真學習其它企業的成功經驗并結合自身生產實際提出方案，并在生產中不斷調整優化，總體工藝流程合理、簡單、高效，投入較低，效果明顯。

5.2 通過工藝改造并結合實際作出一些管理上的調整，如大塊渣鋼現場加工、進場鋼渣分兩堆存放，進出分開，使用一堆，造另一堆，鋼渣使用前在堆場上的平均堆存時間不低于一周、減少渣鋼堆存量，做到隨生產隨使用等，鋼渣磁選系統的管理流程更加規范。

5.3 鋼渣磁選Ⅰ段工藝改造實踐，通過結合原有工藝，增加了三級磁選、三級篩分、一級破碎，完善工藝設計，實現了多級分選，產品富集，滿足工序使用要求，提高了金屬回收率。

5.4 鋼渣磁選的工藝改造，可促進發展循環經濟、提高鋼渣資源化的利用，節約礦產資源，保護生態環境。

5.5 從II段及尾渣綜合利用的的情況來說，下游企業有比紅鋼更加成熟的生產工藝、有更低的生產成本，也有較為完整的資源處理渠道，可以充分利用合作關系，實現資源的100%回收并達到互利共贏。

參考文獻

［1］ 王益人.鋼渣多級磁選綜合利用實踐［J］.煉鋼，2002.6：23

［2］ 張有才，普欣榮，吳應祥.鋼鐵冶煉中燒結工序綜合利用含鐵廢料的生產實踐［J］.云南冶金，2016,3:79-82