电炉除尘灰冷固球团技术开发及应用.docx

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1、电炉除尘灰冷固球团技术开发及应用前言随着国内外钢铁行业环保与可持续发展的明确要求，钢铁企业将在生产过程中的国体废弃物进行再生利用，探索企业内部特征废物工序协同处置技术路径，即在循环经济中，资源不是枯竭，而是重复使用，产品的最终归宿不是浪费，而是进一步的产品。某公司积极响应国家号召，率先在国内推广先进的循环经济工艺技术，建立固态废弃物循环利用产业链。特别是第一炼轧厂IOOt电炉复产后，产能达到85万t/a以上，在冶炼生产过程中将会产生约1.1万t/a的干法除尘灰，数量巨大，循环利用经济建设迫在眉嚏。目前，国内钢企大多采取返回原料场或烧结工序利用电炉除尘灰，大循环处置不仅增加工序能耗，还增加了企业

2、生产运行成本，环保方面也面临较大的压力。若按照危废处置，随着环保管控力度的加大，危废处置的标准也大大提高，高达3500元/3占电炉吨钢生产成本约(4050)元，处理工艺为无害化处理后填埋，未能使除尘灰中的铁、锌等元素实现资源循环利用。同时，由于电炉除尘灰中Zn、K、Na等有害成分含量较高，用于烧结配料对系统运行影响较大。在此情况下，为保证电炉炼钢生产的顺行，电炉除尘灰只得采取在厂区内部存放，带来储存场地有限及物料发热自燃等问题。为有效解决当前电炉除尘灰存在的问题，采取对除尘灰进行冷固压球的办法，制备高强度、高品位球团用于转炉炼钢造渣剂使用，走小循环道路，减少工序，及时内部消化产生的除尘灰，并可

3、回收除尘灰中的Fe、FeO.Cao等有益成分，改善炉渣性能，加速石灰溶化，降低氧气、金属和石灰消耗，在转炉炼钢中取得良好的冶炼效果。基于以上情况，参照国内外为数不多的电炉除尘灰现有处理技术方法，开发电炉除尘灰冷固球团技术，以在较短时间内解决电炉除尘灰内部循环利用、实现环保无害化处置为根本目的，解决除尘灰储运过程中的环境问题，促进氧化铁皮等含铁原料的内部使用，同时有效地降低除尘灰外排处置成本，提高企业经济效益。目录前言11 .电炉除尘灰的概况22 .电炉除尘灰冷固球团技术22 .1.原料23 .2.工艺技术参数24 .3.工艺原理35 .生产工艺流程及设施36 .能源介质需求参数57 .关键技术

4、创新68 .实施效果69 .效益分析710 结语71 .电炉除尘灰的概况IOOt电炉复产后，所产生的除尘灰包括布袋除尘灰和沉降室除尘灰两部分，其中电炉布袋除尘灰量约14kgt钢，沉降室灰约6kgt钢。按年产85万t钢（加部分铁水）计算，每年约有1.1万t布袋除尘灰，0.5万t沉降室灰。电炉除尘灰的主要成分见表1所示。表II(X)I电炉炼钢除尘灰成分Ta1j.1Composition/(1utfrom100te1ectricfumafco1dconso1idatione11etingPRNI1ICIionPrOCeSSf1ow根据流程的特点，从工艺上可划分为以下几个系统：1）原料系统：原料系统包

5、含原料的接收、存储、配料。所需除尘灰通过吸排车送至接收仓，接收仓顶设粉尘接收装置。所需氧化铁皮通过自卸车运至车间现场，经筛分后，筛下物进入氧化铁皮配料仓，筛上物作为废钢原料返炼钢。选择适用的粘结剂，设置粘结剂存储仓。除尘灰、氧化铁皮等原料仓下设配料计量胶带输送至原料集合刮板机，通过刮板机输送至轮碾机，粘结剂也通过称量皮带卸至集合刮板机，与除尘灰、氧化铁皮一道进入轮碾机加水混合；2）混合压球系统：混合压球系统包括原料的混合、轮碾和高压压球。原料经配料送至车间内的混合料缓冲仓，通过星型给料器给入轮碾机，经轮碾机混合均匀后卸料，输送至压球缓冲仓，定量给入高压压球机成球。本系统配置1台轮碾机和1台压球

6、机。压制成球后经过筛分机，筛上半成品进入干燥环节，筛下物返回压球系统重新压制；3）半成品烘干系统：对压制成型的半成品球进行烘干处理，缩短干燥时间，提高成品球强度。根据现场情况，采用球团立式干燥机或网带式烘干机，烘干热源从节能的方面考虑，使用煤气、烧结机等周边炉窑的余热烟气等。烘干温度控制在300C左右，烘干后成品球含水量5%；4）成品存储外运系统：物料压制成球烘干后，首先经筛分环节，筛下物返回轮碾机混合后再次进入压球系统，筛上成品经胶带机送至根筛，筛分后通过皮带输送机将成品球均匀卸至成品料仓内，直接装车运输至转炉炼钢原料区域；5）环保系统：为有效捕集工艺生产过程中散发出的粉尘和烟气粉尘，根据工

7、艺设置，分别设置环境除尘、通风和空调设施。环境除尘设施刮板机及胶带机进出料位置设置除尘设施。环境除尘及成品仓干燥系统为负压式，环境除尘采用低压脉冲袋式除尘器，除尘风机采用离心式风机。除尘风机室外布置。系统流程均为：含尘气体经吸风罩、抽风管道，进入除尘器作净化处理，然后通过风机送入消声器作消声处理，再经排气烟囱排入大气。排放气体的含尘浓度W1Omgm3（标态除尘系统的除尘器灰斗下设置输灰机，把除尘灰输送至原料仓下刮板机，进入系统循环利用。除尘风机出口设置消声器，风机外壳包覆隔声材料，系统噪声满足国家规范要求。通风空调设施：配电及其它有通风换气要求的辅助房，均设置轴流风机进行通风换气。有消防监控要

8、求的站房，通风设备与消防监控系统联锁。为在夏季消除控制室、电气室及其它有空调要求的室内设备散发的余热，各房间分别设置冷风空调机进行空气调节；6）自动化控制系统：系统整体采用机电一体化设备，设自动和手动控制方式。手动操作在就地实现，自动方式由设备成套P1C柜控制。除尘设备设就地和远程两地操作控制；7）主要设备。主要设备情况见表3。表3主要设备清单Ta1).3Mainequipment1ist设备名称/单位数量型号规格备注原料存储仓/个2原料存储粘结剂存储仓/个1存储粘结剂仓壁振动器/台4CZQ20114定量给料机/套3F52轮碾混合机/台12500高压压球机/台1DY650120T斗式提升机/台

9、1NE1(X)氧化铁皮入仓刮板机/台2F150()带式输送机/套6B500烘干机/台1圆筒筛/台3氧化铁皮.成球筛分电器及自动化系统麾1仪表系统/套1系统除尘器/套1风速0.9mmin,面积1450n24 .能源介质需求参数冷固球团生产的主要能耗为电能。将工艺布置做到流程顺畅，尽量减少物料的转运环节，可以减少提升运输设备，降低电耗。实施“零排放”用水方案，节约用水，保护水质。该项目使用的能源动力介质需求情况见表40表4冷固球团生产线能源介质需求Tab.4EnergymediarequirementsGrco1dconso1idationpe11eting序号项目单位数量备注1装机容量kVATo

10、O2生产水nh2(O.3).5)MPa3氮气NniVinin150.6MPa、仪表、布袋返吹4压缩空气NniVmin20.6MPa,间断、设备清扫5煤气NniVniin50成品球烘干5 .关键技术创新1）科学设计格栅尺寸。氧化铁皮是经过格栅、斗提提升机、仓顶振动筛处理后进入氧化铁皮料仓，所以氧化铁皮含水、含油，极易造成格栅堵料、下料不顺。科学设计格栅大小，加强氧化铁皮原料管理，既解决堵料问题，又能防止氧化铁皮大量进入斗式提升机而造成提升机压死；2）阀门的选型计算及控制。电炉除尘灰通过星型给料器、螺旋配料器计量，通过埋刮板输送机、斗式提升机进入轮辗机。星型给料器上方设有阀门，控制除尘灰进入星型给

11、料器速度。合理选择阀门大小及开启控制，既能防止物料大量进入给料器，造成给料器压死，还能满足正常下灰量的需求；3）振动电机的选型。因物料有粘性，会造成缓冲仓粘料，需配备使用振动电机。电机过大，会使物料大量砰出；电机过小，效果差，经常出现下料口堵现象，人工检查处理极为困难。通过数字建模计算，选择合适振动电机，有效规避以上难题；4）压缩空气自动排水设计。定期对压缩空气管道进行放水，防止水分通过压缩空气进入灰仓，造成下灰困难。6 .实施效果1）转炉加快成渣，改善渣料结构。吹炼初期转炉炉内温度较低时配加除尘灰冷固球团，一方面可增加出渣中的FeO含量，提高CaO的溶解速度，有效降低炉渣黏度，利于FeO向石灰晶格内迁移，生成低熔点物质，有效防止石灰表面层2CaO-Si02的生成。另一方面前期较高的FeO可快速在钢渣界面生成乳化渣，促进脱磷反应。同时冷固球团加入转炉，石灰熔化率提高，加上除尘灰冷固球团携带的一部分Cao又可减少石灰消耗;2）冷固球团有冷却效果，可替代部分铁矿石。冷却吸热包括物理冷却吸热、化学冷却吸热两种。物理冷却吸热方面，电炉除尘灰冷固球团与铁矿石的组成相近（主要含TFe）,两者物理冷却吸热原理相同。化学冷却吸热方面，虽然铁矿石中的TFe比电炉除尘灰冷固球团约高5%左右，但是在铁水成分、出钢温度相近范围内，实验验证电炉除尘灰冷固球团冷却效果与铁矿石冷却效果基本相近。