轧钢厂固体废弃物综合利用

• 轧制法去除氧化铁皮
一是利用一种用剪切式轧制法的轧机，通过减小辊径，用机械法 去除热轧板表面的氧化物。 二是通过改变粗轧中各道次的压下率和精轧前的累计压下率，可 提高氧化铁皮的剥离性。
• 化学法去除氧化铁皮
A 碱金属碳酸盐法去除氧化铁皮 B 酸洗法去除氧化铁皮
机械法去除氧化铁皮
剥壳法。机械法去除氧化铁皮装置主要部分是五辊剥壳机，剥壳辊 由平辊改为较密的尖槽的型辊，增加了局部压力和破坏力，提高了剥壳 率 磨削法。利用磨削法去除热轧板表面的氧化铁皮，其设备为磨削辊 或铣削辊。它能均匀有效地作用在整个钢板表面，从而能去除氧化物。 因此，在轧机机架中装有带压下传动装置的磨削辊，辊中装有辊轴，辊 面呈s形，该辊面的磨削辊能与钢板紧密配合，与钢板两侧均匀接触，适 当移动磨削辊，可保证将钢板表面的氧化物均匀去除掉.
氧化铁皮的分类及组成
• 氧化铁皮的形成过程是氧和铁两种元素的扩散过程，氧由表面向 铁的内部扩散，而铁则向外部扩散。外层氧的浓度大，铁的浓度小， 生成铁的高价氧化物;内层铁的浓度大，而氧的浓度小，生成氧的低价 氧化物。所以氧化铁皮的结构是分层的。一般氧化铁皮的层次有三层: 最外一层为Fe2O3，约占整个氧化铁皮厚度的10%，其性质是:细腻有光 泽、松脆、易脱落，并且有阻止内部继续剧烈氧化的作用; • 第二层是Fe2O3和FeO的混合体，通常写成Fe3O4，约占全部厚度的 50%;与金属本体相连的第三层是FeO，约占氧化铁皮厚度的40%，FeO 的性质发黏，黏到钢料上不易除掉。氧化铁皮可分为一次氧化铁皮、 二次氧化铁皮、三次氧化铁皮和红色氧化铁皮。 • 对热轧去除氧化铁皮，国内外有高压水去除氧化铁皮、机械法去 除氧化铁皮、化学法去除氧化铁皮、轧制法去除氧化铁皮和气体法去 除氧化铁皮等。较普遍的办法就是高压水去除氧化铁皮，特殊情况下 是高压水去除氧化铁皮加上机械法、或化学法、或轧制法、或气体法 联合。
• 影响氧化铁皮生成的因素
加热温度、时间、炉内气氛与原料的化学成分是影响生成氧化铁皮的主 要因素。在低温阶段加热时生成的氧化铁皮较少，当加热温度超过850-900℃ 时，则氧化铁皮增加速度很快，温度超过1200℃后，氧化铁皮则急剧增加， 加热温度愈高，时间愈长，生成氧化铁皮愈厚。即 (1) 加热温度的影响。 (2) 加热时间的影响。 (3) 炉气成分的影响。 (4) 钢中化学成分的影响。
结语
钢铁工业固体废物的综合利用，不仅能够解决钢铁企 业固体废物处置问题，而且通过固体废物深加工，可提高 企业的经济效益，这对于环境保护和钢铁工业的可持续发 展都具有重要意义。
海绵铁作为废钢短缺的一种补充，随着电炉产钢量的不断上升，海 绵铁显得越来越重要。用矿粉生产海绵铁由于设备投资大，工艺复杂， 目前在我国仍难以取得迅速发展。用氧化铁皮生产海绵铁可以解决以上 间题。 用煤粉还原氧化铁皮和转炉烟尘生产海绵铁生产设备简单，投资 少，工艺简便可行。 用氧化铁皮生产的海绵铁含铁量高，杂质含量低且成分稳定 ，较之用矿石生产的海绵铁不含脉石杂质，可作优质废钢使用。 用氧化铁皮和转炉烟尘生产海绵铁，是氧化铁皮、转炉烟尘的一 条良好的有效利用途径，既有利于保护环境，又节约了资源。
用于炼钢：
电炉炼钢技术，由于耗电量高，并采取精料冶炼方针，因此对废钢 铁料的要求较高，但这种废钢铁不仅数量少，而且价格高，虽然进行强 化冶炼，采取吹氧助燃等措施，缩短了时间，降低了成本，但由于原材 料价格高，供应不足，无法参与市场竞争。以氧化铁皮等为主要原料的 炼钢方法，以价格低廉且来源广泛的氧化铁皮、渣钢等废料为主要原料 ，取代了量少、价高的废钢，其主要含铁原料是:30%左右的氧化铁皮， 70%左右的生铁屑或渣钢。
生产粒铁与生产球团矿
利用氧化铁皮生产的粒铁，可以替代废钢、海绵铁等作为炼钢的原料 利用氧化铁皮生产的粒铁有以下特点: (1)铁含量高，硫和其他杂质含量低，可以作为转炉原料替代废钢或生 铁，缓解炼钢 原料的紧张局面。 (2)有效地利用钢铁企业大量废弃的氧化铁皮，就地取材、变废为宝， 降低企业的生 产成本。 (3)工艺简单，设备投入费用低，易于实现。 目前生产球团矿的原料主要有磁铁精矿、赤铁精矿和膨润土，由于磁 铁精矿的供应越来越紧张，质量下降，铁的品位和亚铁含量降低，直接影响 球团生产工艺和产量的提高。氧化铁皮是钢铁企业的轧钢废弃物，其铁的品 位和亚铁含量较高，利用氧化铁皮生产球团矿可以提高球团矿的产量并扩大 球团矿资源。
制造助熔化渣剂
冶金过程中，一般利用转炉作加热源，同时为了让钢渣尽快分离出 来，还要添加一种辅助加速剂，即通常所说的助熔化渣剂。萤石是转炉 的传统化渣剂，但因杂质多影响钢水的质量，而且成本也高。利用氧化 铁皮制造助熔化渣剂主要应用于转炉炼钢。 利用氧化铁皮制造助熔化渣剂主要有两种方法，即直接法和压球法： 直接法。利用轧钢氧化铁皮作转炉炼钢化渣剂不需要复杂的设备， 只需建一条氧化铁皮烘干生产线，将氧化铁皮烘干，使水分下降到0. 91%以下，就可以满足炼钢要求。天钢应用本厂轧钢、连铸机下来的氧 化铁皮取代部分萤石作炼钢化渣剂，结果证明其化渣快、渣量小、节约 了炼钢时间，炉内热损少，铁耗降低，钢的质量也有所提高。 压球法。利用氧化铁皮制造助熔化渣剂的原料组成是氧化铁皮61. 35%，转炉污泥为28.6%，玻璃水胶黏剂10. 05 %。 制造工艺流程为:将固体配料氧化铁皮和转炉污泥研磨成80-120 um的粉末，充分混匀，加入总质量10. 05%的玻璃水，搅拌均匀，提升 至压球机上制成规格20mm * 30mm的球团，再转入烘干工艺设备，固结 球团的抗压强度，要求每个球团的抗压力为70kg，即制得氧化铁皮助熔 化渣剂。 氧化铁皮助熔化渣剂具有高效果的冶炼助熔材料及制造工艺，能 够在无隐患的前提下，提高炼钢效率，延长转炉炉体的使用寿命。
轧钢厂固体废弃物综合利用
目的
• 了解钢渣的性能、选择钢渣处理方法的原 则； • 掌握氧化铁皮的处理工艺； • 熟练掌握氧化铁皮的综合利用。
目录
• • • • • 概述 氧化铁皮的形成机理及影响因素 去除氧化铁皮 氧化铁皮的收集 氧化铁皮的综合利用
概述
轧钢是把符合要求的钢锭或连铸坯按照规定的尺寸和 形状加工成钢材的工序。轧制是利用塑性变形的原理将钢 锭或连铸坯放到两个相向旋转的轧辊之间进行加工，除获 得所需要的形状和断面外，还可以改善质量，使钢材材质 致密、晶粒细化均匀，提高钢的力学性能。 轧钢厂的固体废弃物主要有氧化铁皮，钢在加热炉内 加热时，由于炉气中含有O2,CO2 , H2O，钢的表面层要发生 氧化反应，而且从钢锭到成品材往往加工多次，每加热一 次，有0.5%-3%的钢由于氧化而烧损，所以整个加热过程中 烧损量高达4%-5%。
• 氧化铁皮还会影响钢的质量，在轧制时氧化铁皮易打滑， 增加咬入难度，增加孔型磨损。氧化铁皮压入钢材表面造 成斑点和麻坑缺陷，降低产品表面质量。
氧化铁皮的形成机理及影响因素
• 氧化铁皮的形成机理
钢在常温下就会氧化生锈，在干燥的条件，这一氧化过程是很缓慢的， 到了200-300`C，表面会生成氧化膜，但如果湿度不大，这时的氧化还是比较 缓慢的，温度继续升高，氧化的速度也会随之加快，到了1000℃以上氧化过 程开始激烈进行，当温度超过1300℃以后，氧化铁皮开始熔化，氧化进行得 更剧烈。

氧化铁皮的收集
钢锭或钢坯在炉内加热时，表面将形成较厚的氧化铁皮。 这层氧化铁皮脱落后，高温轧件在空气作用下将再次生成氧 化铁皮。通常在轧制前后，需要用各种方法去除氧化铁皮。 通常用水将这些含有大量氧化铁皮和润滑油的废品，通过沿 轧制线布置的氧化铁皮沟收集并进入处理构筑物。为了顺利 地输送氧化铁皮，在氧化铁皮沟的起点就要加入一定数量的 冲铁水，以满足氧化铁皮水力输送所需的流速和水深。 * 常用的轧钢污水循环系统大致有以下几种: (1)平流式沉淀池法处理污水。 (2)重力旋流沉淀池处理污水。 (3)连续式磁性法处理轧钢污水。 (4)永磁分离法处理轧钢污水。
去除氧化铁皮
高压水去除氧化铁皮
一般磨料高压水去除氧化铁皮法将一定粒径的磨料， 在高压水喷射时同时混入高压水中，再喷射到板坯或钢 板表面，其去除氧化铁皮方法见图6-8。
• 新磨料高压水去除氧化铁皮法
新磨料高压水去除氧化铁皮系统采用机械法去除氧化铁皮与磨料 高压水去除氧化铁皮相结合的去除氧化铁皮新工艺，它可以完全取代 酸洗去除氧化铁皮。磨料高压水去除氧化铁皮装置是将硬度较高的很 细小的磨料(80-100目)，加入到高压水喷嘴中，利用高压水的能量， 使磨料猛烈冲击钢材表面，将钢材表面的氧化铁皮清除干净。
氧化铁皮造成的损失有
• 氧化生锈可以造成金属损失，钢坯加热时生成的一次氧化 铁皮重量约占钢坯总量的4%-5%。 • 使加热炉生产率降低，因为氧化铁皮较钢的基体组织疏松 得多，它覆盖在钢的表面，降低钢的热导率，影响加热速 度。 • 影响炉底材料寿命，使之容易损坏，因为氧化铁皮成碱性 ，它对酸性黏土砖有侵蚀作用。 • 氧化铁皮大量堆积在炉底造成炉底升高、起包、迫使加热 炉停炉清渣，这不仅影响炉子产量，而且使操作条件恶化 ，严重时加热炉被迫停产。
Baidu Nhomakorabea
氧化铁皮的综合利用
• 烧结辅助含铁原料
利用氧化铁皮作为辅助材料，即在混匀矿中配加氧化铁皮，一方 面，氧化铁皮相对粒度较为粗大，可改善烧结料层的透气性;另一方面 ，氧化铁皮在烧结过程中氧化放热，可降低固体燃料消耗。 利用氧化铁皮作为辅助材料烧结的烧结矿有以下特点: (1) 氧化铁皮烧结矿在电炉炼钢上应用，化渣快、脱碳快、脱磷 多脱硫效果显著，提温好等作用，可提高钢水质量，缩短冶炼时间。 (2) 氧化铁皮烧结矿比普通铁矿石含SiO2等杂质少，加入后不降 低熔渣碱度，可节省萤石、石灰等的用量。 (3) 烧结矿含铁量高，比铁矿石高15%，加It烧结矿多回收150kg 钢水量，降低金属料1-1.5kg/t钢，提高钢产量。
应用化工行业：
在化工行业，氧化铁皮可用作生产氧化铁红、氧化铁黄、氧化铁 黑、氧化铁棕、三氯化铁、硫酸亚铁、硫酸亚铁按、聚合硫酸铁等产 品的原料。这些化工产品用途广泛。
回收铁、镍等金属：
用环形炉处理轧钢氧化铁皮、电炉除尘粉尘和酸洗沉渣等废物， 除回收铁外，还回收废渣中的镍、铬等有价的合金成分。
生产海绵铁
粉末冶金原料
在粉末冶金工业中，氧化铁皮是生产还原铁粉的主要原料。生产 还原铁粉的工艺流程是:氧化铁皮经干燥炉干燥去油去水后，经磁选、 破碎、筛分入料仓，作为还原剂的焦粉配入10%-20%的脱硫剂(石灰石 )后经干燥处理入料仓。将氧化铁皮按环装法装入碳化硅还原罐内，中 心和最外边装焦炭粉，将装好料的还原罐放在窑车上送入隧道窑进行 一次还原，停留90h后冷却出窑。此时氧化铁皮被还原成海绵铁，含 铁量98%以上，卸锭机将还原铁卸出，经清渣、破碎、筛分磁选后， 进行二次精还原，生产出合格的还原铁粉。