经验证的钢厂废料回收利用工艺样本
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FASTMET
经验证的钢厂废料回收利用工艺
James M.Mc clelland,Jr.P.E
Manager-Techincal Sales
Midrex Technologes,Incorproated
2725 Water Ridge Parkway
Charlotte,North Carolina,28217
USA
Tel:704-378-3359
Fax:704-373-1611
E-mail:
关键词:
FASTMET; FASTMELT®; 转底炉; 直接还原; 铁氧化物; 电炉粉尘; 钢厂废料; 锌的回收利用。
摘要:
两个用于回收利用钢铁厂废料的FASTMET流程工厂现在已处于商业运作。这些FASTMET流程设备正在将钢铁厂废料转变为有用的铁产品和有价值的副产品。本文将经过这两个工厂来讨论包括废弃燃料油操作, 产品质量, 锌的回收利用和排放物的测试等操作经验。
绪论
Midrex 技术公司和它的母公司神户钢铁公司合作, 已经开发出了一种以固
体炭为基础的还原技术FASTMET流程:这种流程可应用于加工铁矿石, 也可应用于加工含有铁氧化物的材料, 比如钢厂的废料。将一台电化铁炉添加到FASTMET流程就得到了FASTMELT®----------一种生产高质量铁水的经济的方法。
大多数钢铁厂都正在寻求一种合适的方式来回收利用包括高炉和碱性氧化顶吹转炉粉尘、淤泥、轧钢皮、电弧炉粉尘在内的各种钢铁生产废弃物。电弧炉炼钢粉尘的积聚以及对它们的处理已成为了一个世界性课题。电弧炉粉尘的回收
利用包含两个方面: 一方面是回收利用有价值的资源, 回收含铁料来炼钢, 粗氧化锌用于回收有色金属; 另一方面是降低对环境的污染。从经济与环保两方面来考虑, FASTMET流程都是一种十分吸引人的电弧炉粉尘回收利用技术。
在将粉尘回收起来做电弧炉和碱性氧气顶吹转炉的原料方面, 这个流程有两个主要目标。一个是为了提高铁氧化物的金属化率, 这样能够减轻熔化过程的负担。另一方面是为了提高锌的脱除率, 这样能够降低回收回路中锌的浓度。作为高炉原料, 高的抗压强度是必要的, 这一点在FASTMET工艺也能够经过调整粘结剂与原料的配比来实现。
经过实验室试验和Kakogawa 示范性工厂的试验, FASTMET流程被证实在粉尘回收方面可成功地提高金属化率和锌的回收率。经过这些测试, 得出了建设一座商业化FASTMET厂的设计理念。在新日铁公司的Hirobata 工厂, 第一座FASTMET 厂已建成、开工并交付给新日铁公司Hirobata 工厂的客户投入商业化生产。第二座商业化的FASTMET工厂正在神户公司加古川工厂生产中。
本文所示的信息和数据均收集于这些最早的商业化FASTMET厂的开工与最初的生产运营期间。
炼钢废料及相关问题
今天, 许多钢铁厂都在考虑如何处理生产中的废料。所考虑的问题年复一年地积累起来, 因此钢铁厂应采用更积极的行动来寻求解决方案。这些问题包括:
1、对含铁废弃物的处理——从联合企业得到的无毒废料含有大量有价值的铁、碳元素。掩埋或倾倒些废料会增加支出。电炉布袋收尘室粉尘, 被美国EPA 列为一种有毒物质( K061) , 若简单将其倾倒, 会对环境造成一系列的危害, 在掩埋这些废弃物之前对其进行适当的热处理或稳定化是很昂贵而且是对有价值资源的浪费。
2、封闭式定点掩埋——钢铁厂现在大多都将废弃物定点存放几年, 甚至是几十年。理论上讲, 由于占的土地是免费的, 能够降低开支。然而, 绝大数地点会被填满, 并会使得环保机构的审查更加频繁。On site是否能够翻译为”厂内”?
3、回收利用有价值的铁元素——联合企业每吨球团矿要付$40~50。对于典
型的65%的含铁品位, 可折算为每吨铁元素$60~70。如果这些球团矿粉不能再利用, 则厂家会损失一笔钱, 对于使用直接还原铁为原料的紧凑型钢厂和联合钢厂, 则不回收利用直接还原铁粉的经济代价是用氧化球团矿的三倍。
4、控制钢铁厂原料成本——成功的钢铁厂必须持续地降低成本。一种有效
的降成本的方式就是处理和回收利用废弃的材料, 这样做还能够取消相关的掩埋
费用。
5、节约投资——大多数钢厂都限制在生产操作的冶炼工序投资, 相反倾向于在下游工序集中投资。一个可能由第三方建设、拥有和运作的现场废料加工厂, 使得钢铁厂能够节省投资和避免另外一个冶炼工序操作的责任。
6、炼焦厂与烧结厂的环保问题——对联合企业的排放物实施更严格的EPA
规则, 特别是炼焦厂排放问题是一个主要问题。如果有可行的替代方式, 许多厂
家都将关闭炼焦厂和烧结厂。
对废弃物处理问题的答案
在过去 , Midrex和Kobe已经开发出了FASTMET流程, 它将帮助钢铁厂解决废弃物的处理问题, FASTMET经过添加或不添加铁矿粉来处理钢铁厂废弃物, 将
其放入以碳作还原剂的转底炉( RHF) 炉中, 冶炼为金属化的铁。这个流程的产物能够是冷DRI、热DRI和HBI, 或者是铁水, 具体是哪种形式取决于最终使用需要。
FASTMET流程的背景
20世纪60年代, RHF炉最先被Midrex的前身Midland Ross Corporation用于生产直接还原铁, 其名称为”热的快”。这种快速加热流程包括将铁精矿和煤粉造球, , 将球团矿在炉篦子进行干燥, 在转底炉中预还原, 然后在竖炉冷却器中
冷却。
从1965年到1966年, 这种快速加热流程在明尼苏达州的Cooley的一个2吨/小时的实验性厂中试验取得成功。与Heat Fast开发的同时, 一种以天然气作还原剂的直接还原流程Midrex也得到发展, 这种流程能够提供比快速加热更高质量的产品并能降低经营成本( 因为当时的天然气价格只有今天的十分之一) 。由于