宝钢钢渣综合利用现状_章耿

0 前言 资源综合利用 一直是可持续 发展永恒 的主
题。宝钢是以钢铁为主业的大型现代化钢铁联合 企业, 在生产过程中涉及大量的二次资源的回收 利用, 其中, 钢渣的综合利用一直是我们研究的命 题之一。宝钢的钢渣按来源分有转炉渣、电炉渣 和铸余渣, 通过有效的管理手段和合理的渣处理 工艺, 为钢渣的综合利用创造了良好的前提条件, 使宝钢钢渣的综合利用率达到了很高的水平。
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3 钢渣资源的综合利用 钢渣二次利用最便捷的途径是作为高炉、转
炉原料, 在钢铁厂自行循环使用。此外, 钢渣还可
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宝钢技术
2006年第 1期
用于道路工程、建材原料、钢渣 肥料及填坑造地 等。 3. 1 钢渣用于冶金原料 3. 1. 1 钢渣用作烧结材料
烧结矿中配加钢渣代替熔剂, 不仅回收利用 了钢渣中残钢、氧化铁、氧化钙、氧化镁、氧化锰等 有益成分, 而且成了烧结矿的增强剂, 提高了烧结 矿的质量和产量。烧结矿中适量配入钢渣后, 能 显著地改善烧结矿的质量, 使转鼓指数和结块率 提高, 风化率降低, 成品率增加。再加上用于水淬 钢渣疏松、粒度均匀、料层透气性好, 有利于烧结 造球及提高烧结速 度。此外, 由于钢 渣中 Fe 和 F eO的氧化放热, 节省了烧结矿中钙、镁碳酸盐分 解所需要的热量, 使烧结矿燃料消耗降低。高炉 使用配入钢渣的烧结矿, 由于强度高, 粒度组成改 善, 尽管铁品位略有降低, 炼铁渣量略有增加, 但 高炉操作顺行, 对其产量提高、焦比降低有利。
Zhang Geng ( Stee-lM ak ing P lan t, Baosteel Branch, Shanghai 200941, Ch ina)
Abstrac t: A br ie f accoun t of features of stee l slag processing techno log ies, such as processes of / instantaneous slag chill ( ISC) 0, / tank- type ho t d isinteg ra ting0 and / rota ry cy linder0 and the ir deve lopm ent courses are g iven. C lassification for stee l slag in Baostee l is in troduced, w hich has prov ided exce llent cond itions for com prehensive util-i zation of Baostee l. s slag. D eta iled com prehensive utilization o f stee l slag, fo r exam ple, tak ing it as s inter ing m ater-i a ,l re turned slag for steelm aking, m ate rial fo r road construction and cem ent production, m ixed m ater ia l in concrete, new construction m ater ia ,l g round filling m ater ia,l re in fo rced ma teria l for soft earth g round, etc. is described. T he m anagem en t from the source is em phasized, wh ich can ensure Baosteel. s slag treatm ent sa fe, energy-sav ing and env-i ronm ent fr iend ly.
另外, 钢渣的粒度过大对烧结矿质量会带来 不利影响。如钢渣平均粒度过大, 较粗的钢渣在 烧结混合料中产生偏析, 造成烧结矿的碱度波动, 给高炉生产带来不利影响。为此应该增强钢渣的 破碎和筛分能力, 保证粒度的均匀性。
宝钢钢渣返烧结的应用开始于 1996年, 是经 过精确计算、反复实验而确定的, 目前烧结矿中使 用量稳定在 15万 t/ a的高水平。 3. 1. 2 钢渣用作炼钢返回渣料
关键词: 钢渣; 综合利用; 浅盘法; 热闷 法; 滚筒法 中图分类号: X 756 文献标识码: B 文章编号: 1008- 0716( 2006) 01- 0020- 05
Status of C omprehensive U tilization of S teel Slag at Baosteel
该工艺主要是 将液态钢渣自 转炉倒入 渣罐 后, 经渣罐车运输至渣处理场, 用吊车将渣罐运到 滚筒装置的进渣流槽顶上, 并以一定速度倒入滚
筒装置内, 液态钢渣在滚筒内同时完成冷却、固 化、破 碎及钢渣分离后, 经板式 输送机排出到渣 场, 此钢渣经卡车运输到粒铁分离车间进行粒铁 分离后便可直接利用。
钢渣热闷罐法处理工艺为: 当大块钢渣冷却 到 300~ 600e 时, 装入翻斗汽车运至闷 罐车间, 倒入闷罐内, 盖上罐盖。在罐盖的下方安装有能 自动旋转的喷水装置, 间断地向热渣喷水, 使罐内 产生大量蒸汽, 与钢渣产生复杂的物理化学反应, 使钢渣产生淬裂。钢渣由于含有游离氧化钙, 遇 水后会消解成氢氧化钙, 发生体积膨胀, 使钢渣崩 解粉碎。钢渣在罐内经闷解后, 一般粉化效果都 能达到 60% ~ 80% , 然后用反铲挖掘机挖出, 进 行后步处理。
2. 21 9. 69 43. 87 21. 71 14. 13 8. 39 100
2 钢渣资源的分类管理 宝钢多样化处理工艺方法, 形成了宝钢不同
钢渣的不同特性。经过近 10多年来的努力, 宝钢 不但扭转了建厂初期一度钢渣成灾的局面, 还形 成了强化分类回收、分类加工、分类管理的针对性 利用等措施, 从工艺、体制及制度上确保钢渣的源 头管理和分类管理, 为钢渣的综合利用创造良好 的前提条件。表 2是宝钢主要钢渣的发生量及基 本特性。
表 2 宝钢钢渣的发生量及基本特性
T ab le 2 Steel slag quantity and
its basic character istics at Baostee l
钢渣种类
D渣 水淬渣 滚筒渣 铸余渣
活性 高
较高 差
一般
基本特性 安定性 差 较好 好 差
硬度 一般 一般
高 高
年产生量 /万 t
烧结中配加钢渣值得注意的是磷富集问题。 按照宝钢的统计数据, 烧结矿中钢渣配入量增加 10 kg / ,t 烧结矿的磷含量将增加约 0. 003 8% , 而 相应铁水中磷含量将增加 0. 007 6% 。比较可行 的措施是控制烧结矿中钢渣的配入比例, 另外可 以在生产中有针对性地停配钢渣一个时期, 待磷 降下来后再恢复配料。
经滚筒法处理 后的钢渣游离 氧化钙基 本在 4% 以内, 其中小于 2% 的占 45% ; 处理后钢渣的 粒度分布见表 1, 可见小于 15 mm 的钢渣约占总 量的 97% 以上, 由于滚 筒法渣处 理可以省 却与 I. S. C热泼法相匹配的粒铁回收车间以及如排渣 车、水池等辅助设施, 大大节约基建投资。滚筒法 实现了渣处理工艺的革命, 代表了渣处理生产技 术的发展方向, 宝钢已开始实施全面的技术输出 和工业化生产战略。
该工艺的特点是: 机械化程度较高, 劳动强度 低; 由于采用湿法处理钢渣, 环境污染少, 还可以 部分回收热能; 处理后, 钢、渣分离好, 可提高废钢 回收率; 钢渣稳定性好。 1. 3 滚筒法
滚筒法处理工艺是宝钢在购买俄罗斯专利技 术的基础上, 经过消化吸收和创新后, 于 1998年 首次进行了工业化应用。生产实践表明, 该装置 具有流程短、投资少、环保、处理成本低以及钢渣 稳定性好等优点。
浅盘法工艺的优点为: ( 1) 用水强制快速冷却, 处理时间短, 每炉渣 1. 5~ 2. 5 h即可处理结束, 处理能力大; ( 2) 整个过程采用喷水和水池浸泡, 减少了
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粉尘污染; ( 3) 经 3次冷却后, 大大减少了渣中矿物组
成、游离氧化钙和氧化镁等所造成的体积膨胀, 改 善了渣的稳定性;
K eywords: stee l s lag; comprehensive utilization; instantaneous slag chill ( ISC ) process; tank- type ho t disinteg rating m ethod; rota ry cy linder process
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宝钢钢渣综合利用现状
章耿 ( 宝钢分公司 炼钢厂, 上海 200941)
摘要: 概述了浅盘法、热闷法 及滚筒法等宝钢钢渣处理工艺的特点及发展过程; 介 绍了宝钢钢渣的分类管 理, 为钢渣的综合利用创造良好的前提条件; 阐述了宝钢钢渣在烧结材料、炼钢返回渣 料、道路工程建设、水泥 生产、混凝土掺和料、新型建筑材 料、地基回填和软土地基加固等方面综合利用的具体 情况。强 调要注重源头 管理, 从体制、制度、管理等方面确保宝钢钢渣处理安全节能环保, 突出可持续发展是永恒的主题。
宝钢现有一、二炼钢两条闷罐生产线。一炼 钢主要处理转炉 D 渣 ( 流动性最差的 ) 和落锤车 间铸余渣残渣, 称之为钢渣闷罐生产线。由于宝 钢渣处理工艺路线使之进入闷罐中的钢渣温度在 600e , 甚至更低, 所以游离氧化钙消解并不彻底。 二炼钢集中处理所有铁渣补充闷罐生产, 使钢铁 渣处理设施得到了充分利用。
使用部分转炉钢渣返回转炉冶炼既能提高炉 龄, 促进化渣, 缩短冶炼时间, 又可降低副原料消 耗, 并减少转炉总的渣量。
宝钢在国内率先开发了转炉脱磷脱碳的双联 法工艺。即在转炉内进行铁水脱磷处理, 出半钢 后再进行脱碳处理, 可以稳定地生产磷含量低于 80 @ 10- 4% 的超低磷钢。在双联法工艺中, 由于 脱磷负荷主要由脱磷炉分担, 因此脱碳炉的钢渣 磷比较低 (表 3) , 因而可以返回转炉利用。
表 1 滚筒法钢渣的粒度分布
T ab le 1 G ra in size distribution of slag by ro tary cy linder
粒径 /mm
> 15. 0 15. 0 ~ 10. 0 10. 0~ 5. 0
5. 0 ~ 2. 5 2. 5 ~ 0. 9
< 0. 9 合计
百分比 /%
1 宝钢的渣处理工艺 1. 1 浅盘法 ISC工艺
浅 盘法亦即 ISC工艺 ( Instantaneous S lag Chill
章 耿 工程师 1972年生 1995 年毕业于东北大 学 现从事 炼钢专业 电话 26647521
P rocess), 为日本新日铁公司开发。宝钢的浅盘工 艺引自新日铁。流动性较好的 A、B、C 渣通过渣 罐运送至渣处理间, 再用 120 t吊车把渣 倒入渣 盘中, 静 置 3 ~ 5 m in, 第 一 次 喷 水 冷 却, 喷 水 2 m in, 停 3 m in, 如 此 重 复 4 次, 耗 水 量 约 为 0. 33 m3 / ,t 钢渣表面温度下降至 500e 左右。然 后将浅盘中凝固并破碎的钢渣倾倒在排渣车上, 运送 到二次 冷却 站进行 第二次 喷水冷 却, 喷水 4 m in, 耗 水 量 为 0. 08 m3 / ,t 钢 渣 温 度 下 降 至 200e 左右。再将钢渣倒入水池内进行第三次冷 却, 冷却时间约 30 m in, 耗水量 0. 04 m3 / ,t 钢渣至 此温度降至 50~ 70e , 随后输送至粒铁回收线。
( 4) 处理后钢渣粒度小而均匀, 可减少后段 破碎筛分加工工序;
( 5) 采用分段水冷处理, 蒸汽可自由扩散, 操 作安全;
( 6) 整个处理工序紧凑, 采 用遥控操作和监 视系统, 劳动条件好。
浅盘法的缺点是钢渣要经过 3次水冷, 蒸汽 产生量较大, 对厂房和设备有腐蚀作用, 对起重机 寿命有影响; 另外, 浅盘消耗量大, 运行成本高。 1. 2 热闷法