钢企循环物料使用开发与应用

钢铁行业粉尘固废分布和特点

在我国占重要地位的钢铁工业，在烧结生产、高炉生产、炼钢等工序通过各类除尘设施可收集到大量粉尘固废。大概是总钢产量的10%，主要含有Fe、Ca、Al、Mg、Mn等金属元素和O、Si等非金属元素，其中，Fe、Mn等重金属元素以离子态或化合态直接排入自然界会造成很严重的污染，给生态带来大的压力。钢产量的大大提升，造成炼铁物料中有害榆树含量逐步的升高，粉尘重锌、碱、铅等元素含量大大提升，对于这种含铁粉尘固废需要更加妥善的处理办法。

传统粉尘处理方法和存在的问题

目前，国内钢铁企业处理含铁粉尘固废主要采取配入烧结的方法，这些粉尘粒度细，成分杂，不但会加重烧结工艺过程的粉尘污染，还会让烧结机篦条糊堵严重，烧结料层透气性大大降低，影响烧结矿产量和质量，烧结排放不达标，对环境造成污染。随着环保意识的增强，政策对生产的制约，对环境影响较大的烧结工艺应用越来受到制约，新的方法处理含铁粉尘固废变得更为迫切。

技术措施和改进的内容

球团生产是可使用不适宜烧结工艺的含铁原料进行造球块化的一种方法，是一种块化处理含铁废料的一种基本方法，相较烧结造块有燃料消耗低、环境污染小、成品粒度均匀、还原性好、粉矿率低等优点，越来越被国内外大中型钢铁企业所采用。

球团生产的工艺流程主要分为：原料的准备-配料-混匀-造球-布料-焙烧-冷却-成品输出。

在焙烧的阶段，球团的生产又可分为干燥、加热、焙烧、均热和冷却五部分。

含铁除尘灰有很高的有害元素，其中部分会在生产过程中去除。该过程主要是发生在加热、焙烧和均热的阶段。

 控制合理的混合料水分

混匀料加水造球的过程分为母球形成，母球长大和生球密实三阶段，这三阶段是靠加水润湿和机械滚动作用完成的。在同一设备运行，有决定性作用的是第一阶段的加水湿润，第二阶段处理润湿作用，机械滚动作用起着重要作用。第三阶段机械滚动作用起着决定性作用。因此，在造球工艺控制中，水分添加比例和方式等参数对造球效果的好坏有很重要的地位。

控制适合的干燥温度

生产焙烧碱性球团矿时，生产的干燥发生在焙烧过程的开始阶段，此工艺过程对碱性球团矿是否具有与良好的冶金性能，能否满足冶金要求及球团产量，料层中受到挤压，易产生塑性变形和裂纹，特别是高温下水分猛烈蒸发，导致生球爆裂，会恶化料仓透气性，降低配焙烧速度和不均匀。但经过干燥的生球，能安全的承受预热阶段的温度应力，避免在高温下发生破裂由此产生的不利影响。

实行适宜的焙烧制度

球团矿固结与烧结矿 固结的机理不同，烧结矿是靠液相将颗粒粘结起来，称为液相固结。但球团矿固结是靠固体质点反应形成链接桥，液相粘接起辅助作用的方式，称为固相固结。固相固结的程度和成分决定了球团矿强度和还原性，而碱性球团矿强度的高低和还原性的强弱又取决于物料配比和焙烧制度，合理的焙烧制度对生产高强度、高还原性的碱性球团矿有积极意义。

碱性球团矿在高炉的使用

碱性球团矿具有还原度高、膨胀率低、低温还原粉化率低等优点。用循环物料生产的球团矿属于自熔性球团矿。与烧结矿相比，品味与碱度低于烧结矿，氧化铝较低，含锌量和碱金属在焙烧过程中已除去大部分，略高于烧结矿。强度低、含锌量和碱金属偏高的特点，以确定高炉能接受的量。

炉料结构的优化

优化布料，保持合理的煤气流

严格控制碱金属和锌对高炉的危害

碱性球团矿在转炉炼钢的使用

钢铁料消耗是炼钢工序的主要成分，关键的技术经济指标。钢铁料消耗水平的高低直接反应炼钢工序技术和管理水平。由于添加碱性球团矿的冷却强度大，熔池温度波动大，降温不均匀等特点，在冶炼过程中加入量和加入时机会影响转炉化渣效果，甚至产生喷溅。针对碱性球团矿的特点，对转炉加大碱性球团矿用量取代废钢的冶炼技术进行开发和实践。

转炉炼钢制度分为装料制度、供氧制度、造渣制度、温度制度及终点制度。碱性球团矿加入主要影响温度制度和造渣制度。

在冶炼的过程中产生的含铁除尘灰用于生产碱性球团矿，实现了废物再利用。

为保证碱性球团矿性能稳定，确定碱性球团矿中精粉、循环物料、皂土配比有一定比例。

优化干燥制度，采用三段式即两段抽风干燥和一段抽风预热。干燥一段温度控制在250℃左右，干燥二段温度控制在500℃左右。

优化焙烧制度，提高使用循环物料的碱性球团矿的强度，降低球团矿中的不好元素。

链篦机炉罩内由砌砖改为整体浇筑，防治碱金属和有害元素蒸汽进入砖衬，延长内衬寿命。

在高炉上部布料时保证低强度的碱性球团矿处于边缘和中心之间的位置，避免球团粉化对炉况造成的影响。

控制高炉炉料结构中碱性球团矿配比比例为5-6%，能保持高炉稳定顺行和好的技术经济指标。

碱性球团矿在转炉炼钢中替代部分块矿、烧结矿和废钢，能降低钢铁料的消耗。