導語：燒結工序的循環經濟發展思索一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

循環經濟(cycliceconomy)即物質閉環流動型經濟,是把清潔生產和廢棄物綜合利用融為一體的經濟。

根據生產流程不同,每生產一噸鋼,固體廢棄物產生量約300~500kg。在傳統鋼鐵企業中,只有部分成分及物理性能穩定的粉塵和副產品在工藝流程中得到了有效的回收利用,但仍有相當部分排放堆積,既浪費資源,又污染環境。

近年來,萊鋼燒結廠堅持資源節約和循環經濟并舉式開展工作,不斷探索實踐各類廢棄物循環利用的途徑與方法,通過優化原料結構,在燒結工序消化高爐灰、煉鋼污泥、氧化鐵皮、瓦斯灰等各類鋼鐵業固體廢棄物,在球團工序消化轉爐細灰等各類鋼鐵業固體廢棄物,兼顧經濟效益、社會效益和生產穩定、指標提升,科學發展循環經濟,取得較好成效。

1鋼鐵廠工業固體廢棄物的基本情況

在鋼鐵冶煉過程中,需要經過選礦、燒結、煉鐵、煉鋼、軋鋼等生產工序。鋼鐵冶煉的同時也會產生一些工業廢渣,廢渣量在300~500kg/t鋼。

含鐵廢渣主要有:原料、燒結、煉焦、高爐冶煉過程產生的粉塵,煉鋼過程產生的轉爐塵泥/干法除塵灰、鋼渣,軋鋼過程產生的氧化鐵皮。含鐵固體廢棄物的典型化學成份見表1。

表1含鐵固體廢棄物的典型化學成份%

2廢棄物循環利用的工藝技術研究

2·1煉鋼干法除塵灰的應用

萊鋼煉鋼廠新區轉爐采用干法除塵技術,即LF法除塵灰。煉鋼干法除塵灰又分為粗灰和細灰兩種,其中細灰具有粒度細(-200目的90%以上)、含鐵品位低、溫度高、CaO含量高、二次揚塵污染大等特點,由于具有以上特點,給煉鋼細灰的循環利用帶來了較大困難。

2·1·1煉鋼除塵灰返回燒結原料場循環利用研究

起初煉鋼除塵灰直接返回燒結原料場雜礦堆,通過與雜礦預混勻后進行混勻料生產,在燒結生產中進行消化。但是經過1個多月的運行以后,出現了系列問題,首先是燒結機箅條出現了嚴重的糊堵現象;其次,燒結主抽風機出現了葉輪掛泥現象;再次,燒結除塵灰大量增加,二次污染嚴重。針對出現的上述問題,分析有可能是使用煉鋼除塵灰導致的,于是暫停煉鋼除塵細灰在燒結的配加。停用細灰以后,當月燒結機篦條糊堵現象得到緩解,一個月以后基本解決了篦條糊堵的問題。通過實踐達成共識煉鋼除塵粗灰可返燒結進行循環利用,而煉鋼除塵細灰不能直接返燒結利用。

2·1·2煉鋼除塵細灰返回豎爐球團循環利用研究

為消化煉鋼除塵細灰,同時驗證轉爐細塵用于豎爐球團生產的可行性,在8㎡豎爐進行了配加煉鋼除塵灰生產的工業性生產試驗。

試驗時原料結構為匯金精粉、金嶺、華聯、巴西精粉,轉爐干法除塵灰在工業生產試驗中以5%的比例替代5%的巴西精粉,膨潤土用量以生球落下強度5~8次/個標準來增減。

表2配加煉鋼除塵干灰試驗前后豎爐球團指標

指標產量/t·d-1膨潤土配比/%球團礦化學成份/%SiO2CaOMnOTFeFeOS篩分指數/%轉鼓指數/%

試驗結果及分析

配加5%煉鋼干法除塵灰后,膨潤土配加量降低了0·2個配比,節約膨潤土這是比較有利的。但由于膨潤土下降,使得生球表面略顯粗糙,烘干床上粉塵量有所增加,生球稍有爆裂。

球團礦日產量下降10t左右,化學成份因除塵灰的配加,CaO增加0·2個百分點,MnO增加0·19個百分點,球團礦的TFe品位稍有提高。此次試生產影響較大的是使球團礦轉鼓指數降低,由92·4%下降到91·4%,下降1·0%主要是因為煉鋼除塵灰CaO含量高,致使膨潤土配加量下降所致。

從試驗情況看,轉爐干法除塵灰用于球團豎爐生產是可行的,雖然對球團礦轉鼓指數(下降1%左右)、產量有所影響,但從循環經濟、降低生產成本特別是膨潤土配加量下降角度考慮,配加量在5%以下,豎爐生產產量及質量指標變化不大,還是有效益并可以接受的,但配加量不易過高。

2·1·3解決煉鋼除塵灰運輸過程中二次污染問題

為解決運輸過程中的二次污染問題,考慮采用密封運輸,但由于煉鋼除塵灰具有溫度高(200~300℃)的特點,故無法采用罐車進行密封運輸,只能考慮加濕后運輸的方案。由于該除塵灰CaO含量較高,加濕CaO吸水消化發生放熱反應,在運輸過程中發生了嚴重的“噴爆”現象,二次揚塵嚴重,而且在使用過程中也造成了現場污染。針對出現的上述問題開展了技術攻關,借鑒燒結生石灰的消化原理,分析認為是煉鋼除塵灰的加水量偏低引起的“噴爆”,若加大加水量有可能解決此問題,于是進行了加水量的試驗。通過系列試驗得到,當灰的含水量達到10%時,基本解決了灰的“噴爆”問題,而且使用現場環境也得到了改善。

2·2煉鋼濕法除塵灰(煉鋼污泥)的應用

萊鋼老區轉爐煤氣用OG法處理,產生的泥餅習慣上稱為OG泥,做為濕粉塵供燒結使用。由表3可見,煉鋼污泥的Fe含量很高,回收后可節約含鐵原料,且OG泥中Fe以FeO的形式存在,在燒結過程氧化放熱;固定碳含量約1%~2%左右,可為燒結過程節約一定的燃料用量。

對煉鋼污泥的綜合利用主要有兩種方式。

方式一:采取在混勻料場“平鋪截取”工藝在混勻料配料之前,將堆放的污泥倒入混勻料場,平鋪30~40cm,再進行混勻配料,將混勻礦粉布料于污泥料面之上。取混勻料堆時,混勻取料機將混勻料與取起的污泥進行混合,達到充分混合的目的。

每堆混勻料底部,鋪入的污泥量在3000t左右,約占混勻料配比的3%左右。

方式二:采用螺旋給料機均勻配入混勻料直接按一定下料量參與混勻料配料,均勻的配入混勻料對中,保證了混勻料成分的穩定。

煉鋼污泥應用工藝流程見圖1。

圖1工藝流程示意

該方法回收利用轉爐煤氣塵泥的優點是配加均勻,塵泥在使用過程不結塊、不產生偏析,與混勻料的混合較為充分。

2·3焦化除塵灰的應用

焦化除塵灰的特點是含碳量高、粒度細,在燒結循環利用,可降低燃料消耗。經多次測定,其典型化學及粒度組成見表3、表4。

表3焦化除塵灰的典型化學成分成

2·3·1在燒結配料室進行單配應用的研究

由于焦化除塵灰中的固定碳含量較高,開始在燒結配料室進行單配,直接替代部分焦粉。因焦化除塵灰在運輸過程中加入水分,致使焦化除塵灰比重輕、流動性差,單配過程中“蓬倉、懸倉”現象嚴重,對燒結生產影響較大。技術人員采用多種方法解決“蓬倉、懸倉”問題,但效果較差,無法從根本上解決這一問題。

2·3·2焦化除塵灰與氧化鐵皮混合使用的研究

焦化除塵灰與比重較大的氧化鐵皮混合,可以達到增加比重,提高其流動性的目的。在一次料場的貨位上,將焦化除塵灰和氧化鐵皮按一定的比例混合均勻。在使用時,兩種料按一定的配比配入混勻料堆。經過工業性試驗,焦化除塵灰與氧化鐵皮混合后下料均勻,有效地解決了“蓬倉、懸倉”問題,在混勻料中可以穩定配加。

2·4高爐瓦斯灰、除塵灰的應用

由表1可見,高爐灰中Fe含量為46·22%,固定碳含量19·54%,FeO含量也相對較高,用于燒結不僅可作為含鐵原料,而且可降低燒結固體燃耗。但由于高爐灰使用過程中會造成Zn的循環富集,因此,高爐灰的使用必須以不打破高爐Zn穩定平衡狀態為前提。目前,高爐在采用汽車運輸到燒結料場,配入混勻料堆的方式利用。

3應用后的效果分析

1)燒結廠豎爐球團應用煉鋼干法除塵灰前后球團礦技術經濟指標的比較見表5。表5豎爐球團應用煉鋼干法除塵灰前后球團礦技術經濟指標自2005年8月開始配加煉鋼除塵灰,每月用3000~4000,t對球團礦指標基本不產生影響。

2)燒結廠3×105m2燒結機及前區265m2燒結機混勻料中配入固體廢棄物前后的技術經濟指標對比分別見表6、表7。表63×105m2燒結機應用固體廢棄物前后燒結礦技術經濟指標對比項目產量/t利用系數/t·(m2·h)-1TFe/%FeO/%綜合合格率/%轉鼓指數/%篩分指數/%固體燃耗/kg·t-1綜合利用量/t·月-1污泥單耗/kg·t-1

由表6可以看出,2008年每月固體廢棄物利用量較2006年增加6887,t對燒結礦質量指標的影響較小,轉鼓指數降低0·79%,篩分指數升高0·15%,而燒結固體燃耗降低2·08kg/t。由表7可以看出,銀山前區265m2燒結機自投產初期即大量應用固體廢棄物,月均利用量達15518,t而燒結礦各項經濟技術指標均保持較高水平。

4結論

4·1經濟效益燒結廠燒結生產中應用各類固體廢棄物總量為26747噸/月,每年可產生效益達4000余萬元。

4·2技術成果固體廢棄物帶來一系列生產新問題,通過科技創新或技術攻關,才使得生產穩定(如燒結機蓖條糊堵等),同時也形成一系列解決新問題的新技術。

4·3社會效益將鋼鐵企業生產過程中產生的各種工業廢棄物應用于燒結生產,變廢為寶,不但回收了資源,降低了生產成本,每年可獲取可觀的效益,而且減少了固體廢棄物直接外排帶來的環境污染,保持了生態平衡,產生巨大的社會效益。隨著技術水平的提高及生產環節的細化完善,應不斷提高廢棄物利用的效果,使冶金生產真正步入可持續發展的良性循環。