彭元飛 翟玉兵 雷玉江
(陜西龍門鋼鐵有限責任公司 陜西韓城 715405)
摘要:本文重點分析我廠煉鋼污泥平鋪配加生產實踐,采取“交叉堆取、雙向進料、取垛堆泥、取完平鋪、鋪勻鋪平”的原則,對燒結礦鋅含量控制穩定性起到促進作用。
關鍵詞:高鋅固廢;燒結礦;煉鋼污泥;配加模式
1 引言
目前各大鋼企為進一步降低鐵水成本,均趨向于采用低價的外礦粉進行燒結,并充分利用燒結、煉鐵、煉鋼工序所產生的各種除塵灰、污泥、鋼渣等,利用其低價和含有大量的C、Fe、CaO、MgO等有利成分的優勢,來降低燒結料消耗,從而達到降低成本的目的。各種外礦粉及除塵灰都含一定量的K、Na、Zn等有害元素,大量配加會造成高爐堿負荷、鋅負荷超標,高爐爐墻結厚結瘤,加劇爐缸侵蝕,影響爐況穩定順行。特別是鋅負荷控制在爐役后期顯得尤為重要,其超標影響遠遠大于堿負荷。我廠同樣采取了大量固廢利用的實例,本文重點探討在燒結過程配加高鋅煉鋼污泥的應用實踐。
2 煉鋼污泥成分
轉爐煉鋼污泥(下稱煉鋼污泥),是煙氣濕法除塵所產生的,轉爐年產生的煉鋼污泥量約10萬噸以上,含水分25-30%,干基的煉鋼污泥TFe約50%以上,粒度200目占 90%以上,成分見表1。
表1 煉鋼污泥成分
成分 |
TFe% |
SiO2% |
CaO% |
MgO% |
Al2O3% |
P% |
S% |
Pb% |
Cu% |
TiO2% |
MnO% |
K2O% |
Na2O% |
Zn% |
煉鋼污泥 |
56.33 |
0.67 |
10.38 |
1.58 |
1.92 |
0.09 |
0.17 |
0.21 |
0.02 |
0.07 |
1.24 |
0.30 |
0.25 |
1.43 |
與一般國內精礦比較,煉鋼污泥TFe、CaO、MgO含量偏高,是很好的燒結、球團用原料,可代替部分含鐵料和熔劑,但其粒度過細,親水性好,粘度大,自然干燥條件差,不易烘干,進而對合理利用產生較大影響。
目前我廠燒結用料主要結構為外配含鐵料,其鋅含量一般為0.001-0.020%;污泥鋅含量為1.43%,是燒結礦鋅含量的主要來源;同時燒結礦入爐率達到75%以上,也是高爐鋅負荷的重要來源。所以在燒結過程中配加有利控制污泥均勻性,可促進燒結礦鋅含量,就是對高爐鋅負荷的穩定控制的重點措施。
3 污泥配加模式
3.1 液流式
一般將煉鋼污泥采用管道或車輛轉運輸送至燒結混料筒旁漿液池,經攪拌混勻制成含水60-70%的漿液,再利用泥漿泵噴入在一混(混合機),代替部分原一混噴水量,其重點工藝為控制漿液與工藝水量比例。主要設備有漿液攪拌池、攪拌機、泥漿泵、管道、噴嘴等。
工藝優點:對混合料粒度粒級分布基本無影響,甚至對混合料粒度稍有提升。
工藝缺點:泥漿泵易損壞,噴漿不正常;噴嘴易堵;水壓或漿液壓力失常頻發,造成混合料水分波動頻繁;噴漿不均,造成燒結礦鋅含量波動。
3.2 倉體配加
在配料過程配加,一般將污泥轉運至配料地倉口,利用倉體和皮帶秤均勻配加,便于控制污泥下料量。但煉鋼污泥含水量一般為25-30%,表觀呈現泥濘狀,在倉內棚料,下料穩定性受到嚴重影響,可采取與部分除塵灰或返礦混和后配加;同時可采取污泥前端烘干工藝,但成本較高,未能起到鐵前降本效果。
工藝優點:下料穩定性得到控制,燒結礦鋅含量控制較好;
工藝缺點:易形成堆塊下料,燒結礦成分波動;烘干時成本效益受限。
3.3 料場平鋪
在料場進行平鋪配加,采用鏟車或挖機進行混勻。
工藝優點:幾乎無投資,燒結礦鋅含量控制較穩定。
工藝缺點:平鋪周期較短,對車輛操作要求較高。
4 污泥配加模式實踐
經過前期對標晉南部分鋼企,初步否定污泥液流式配加模式,我廠采取了倉體配加和料場平鋪模式;前期實行倉體配加時,污泥下料呈現5cm以上塊狀物,難以做到均勻配加,同時也進行了烘干和返礦混合模式,均不能滿足成本和均勻性要求;目前采用聊城平鋪模式進行。
煉鋼污泥平鋪過程中,主要遇到了平鋪場地與配比結構的困擾,通過以下措施解決:
4.1 堆取垛交替平鋪
我廠1#系統現有料場為雙堆取四料條混勻結構,采取“交叉堆取、雙向進料、取垛堆泥、取完平鋪、鋪勻鋪平”的污泥配加原則,即堆取料系統盡量實行交叉作業,堅持雙向車輛進入,在取料機后空場地卸載污泥,待取完垛后,利用挖機對污泥進行平鋪作業,鋪高小于40cm,鋪寬鋪長要求覆蓋料場條底部,促進混勻礦鋅含量穩定。
4.2 提前策劃穩定燒結礦鋅含量
根據爐料及燒結礦入爐結構,測算燒結礦鋅含量控制至0.025%以下,滿足高爐鋅負荷小于0.4kg/t的內控要求,污泥配加量穩定至1.0-1.5%。同步避免轉爐鋅皮(如易拉罐、薄鋅板等)配加量,維持轉爐污泥鋅含量穩定或維持偏低水平運行。
5 使用煉鋼污泥對成品質量影響
5.1 混勻礦結構
階段 % |
津布巴 |
PB |
超特粉 |
巴混 |
印粉 |
印尼塔 |
巴卡 |
大西溝 |
舞陽精礦 |
國內精礦 |
除塵灰 |
鋼渣粉 |
高鎂石粉 |
污泥 |
污泥1.0% |
15 |
14 |
21 |
19 |
9 |
4 |
7 |
3 |
6 |
2 |
1.3 |
1.8 |
5.5 |
1.0 |
污泥0.0% |
15 |
18 |
21 |
19 |
9 |
7 |
|
3 |
6 |
2 |
1.2 |
1.6 |
5.5 |
0.0 |
5.2 混勻礦質量變化
混勻礦 |
TFe% |
FeO% |
SiO2% |
CaO% |
MgO% |
Al2O3% |
Zn% |
H2O% |
<0.5mm |
污泥1.0% |
57.73 |
4.44 |
4.96 |
3.51 |
1.29 |
2.34 |
0.023 |
8.23 |
23.09 |
污泥0.0% |
56.90 |
4.73 |
4.65 |
3.14 |
1.26 |
2.30 |
0.017 |
8.37 |
25.83 |
對比 |
0.83 |
-0.29 |
0.31 |
0.37 |
0.03 |
0.04 |
0.004 |
-0.14 |
-2.74 |
5.3 燒結礦成分變化
混勻礦 |
TFe% |
FeO% |
SiO2% |
CaO% |
MgO% |
Al2O3% |
Zn% |
R 倍 |
污泥1.0% |
55.12 |
9.05 |
5.04 |
10.11 |
1.95 |
2.32 |
0.022 |
2.01 |
污泥0.0% |
55.12 |
9.25 |
4.87 |
10.15 |
1.86 |
2.28 |
0.017 |
2.09 |
對比 |
0.00 |
-0.20 |
0.17 |
-0.04 |
0.09 |
0.04 |
0.005 |
-0.08 |
5.4 燒結過程參數變化
階段 |
配料結構 |
燒結參數 |
|||||||||
混勻礦 % |
返礦 % |
生石灰 % |
焦粉 % |
合計 % |
臺速 m/min |
料層 mm |
點火 ℃ |
煙溫 ℃ |
負壓 kPa |
煙氣含氧 % |
|
污泥1.0% |
61.84 |
30.00 |
4.32 |
3.83 |
100 |
1.96 |
900 |
1083 |
128 |
-16.8 |
10.50 |
污泥0.0% |
61.53 |
30.19 |
4.40 |
3.98 |
100 |
2.04 |
876 |
1049 |
129 |
-16.4 |
10.99 |
對比 |
0.31 |
-0.19 |
-0.08 |
-0.15 |
0.00 |
-0.08 |
24.00 |
34.00 |
-1.00 |
-0.40 |
-0.49 |
5.5 混合料指標變化
階段 % |
<0.5mm |
<3mm |
3—5mm |
5—8mm |
>8mm |
平均粒徑mm |
水分 |
料溫℃ |
污泥1.0% |
4.16 |
35.49 |
30.11 |
25.84 |
8.55 |
4.62 |
7.51 |
59.96 |
污泥0.0% |
5.01 |
34.27 |
30.05 |
27.03 |
8.55 |
3.33 |
7.56 |
60.07 |
對比 |
-0.85 |
1.22 |
0.06 |
-1.19 |
0.00 |
1.29 |
-0.05 |
-0.11 |
5.6 燒結礦理化性能變化
階段 % |
>40mm |
25—40 |
16—25 |
10—16 |
6.3—10 |
5—6.3 |
<5mm |
強度 |
>16 |
平均粒徑mm |
污泥1.0% |
8.71 |
17.84 |
21.80 |
21.18 |
16.68 |
6.18 |
7.24 |
74.52 |
32.23 |
19.24 |
污泥0.0% |
8.47 |
17.27 |
21.83 |
20.94 |
17.20 |
6.59 |
7.70 |
74.38 |
21.90 |
19.00 |
對比 |
0.24 |
0.57 |
-0.03 |
0.24 |
-0.52 |
-0.41 |
-0.46 |
0.14 |
10.33 |
0.24 |
5.7 高爐鋅負荷
階段 |
燒結礦入爐率% |
高爐鋅負荷kg/t |
污泥1.0% |
75.80 |
0.399 |
污泥0.0% |
75.72 |
0.352 |
對比 |
0.08 |
0.048 |
4.8 分析
4.7.1污泥配加1.0%后混勻礦Zn含量升上0.004%、燒結礦Zn含量上升0.005%。
4.7.2污泥配加1.0%后混勻礦CaO含量上升0.37%,燒結礦生石灰配加下降0.08%。
4.7.3污泥配加1.0%對混勻過程、燒結參數、燒結礦物理性能無大幅影響。
6 結論
6.1煉鋼污泥在燒結配料過程中,采取平鋪模式配加對燒結礦鋅含量控制穩定性起到促進作用;
6.2生產實踐表明在控制轉爐鋅皮配加條件下可促進污泥鋅含量穩定。
6.3燒結過程配加煉鋼污泥1%,在爐料結構中燒結礦入爐率穩定至75%左右時,可控制高爐鋅負荷滿足小于0.4kg/t要求,同時需結合考慮其他入爐料鋅含量。
參考文獻
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