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八钢电炉除尘灰造球循环利用研究期刊pdf

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  2008年第3期 新疆钢铁 总l 07期 八 钢 电 炉 除 尘 灰 造 球 循 环 利 用 研 究 臧疆文 李涛 关翔 王梅菊 ( 宝钢集团八钢公司制造管理部) 摘要:研究了各因素对 电炉除尘灰造球性能的影响,提出了电炉除尘灰造球循环利用工艺流程。该工艺已被 成功应用到八钢电炉生产中。 关键词 : 电炉除尘灰;造球;锌 中图分类号:TF523 文献标识码 :A 文章编号:J 672一d22d( 2008) 03-- 0022-- 03 法、湿法和火法与湿法相结合 的处理方法投资较大、 1前言 处理成本高;固化或玻化 以及直接填埋处理电炉粉 电炉灰是电炉炼钢时,电炉烟尘经捕集器、烟 尘.有价金属没有得到回收利用,浪费金属资 道 、最后经袋式除尘器处理捕集 ,约 占电弧炉炼钢产 源 ‘2] C3] [ 4] [5 1。 出炉料装入量的1%~2 %。电炉灰 中含有40%一 八钢70t 与110t 电炉每年产生约3万t 电炉灰.为 50 %Fe ,以及大量 的锌 、钾、钠 、铅等对高炉生产危 了能有效回收利用资源 ,保护环境 。通过试验研究探 害较大 的元素。锌 、钾、钠 、氧化物会造成高炉炉壁结 索 电炉灰处理及应用技术的方法。 瘤 ,恶化高炉炉况 ,影响高炉顺行,这种危害对高炉 2 电炉除尘灰原料性能 是致命 的。甚至影响一代炉龄 。铅在高炉炉缸内聚集 将影响高炉 的使用寿命 ,存在安全隐患。因此,电炉 经测定,电炉除尘灰的堆 比重为0.74t /m 3;电炉 灰不能直接加入高炉使用。 除尘灰 中小于300 目达90%,小于200 目达95 %。电炉 电炉除尘灰的处理方法可分为:火法、湿法 、 ‘火 除尘灰的化学成分见表1 。试验所用的粘结剂为水玻 法与湿法相结合、固化或玻化以及直接填埋等。火 璃与水泥 。 表1 电炉除尘灰 的化学成分 % 编号 CaO Si 0 2 A120 3 MgO FeO TFe S n P K Na Pb 烧失 I 号 7 .57 6 .46 1.93 6.2 7 6 .97 45 .55 0 .287 6 .69 0 .】58 2 .15 1.27 0 .92 2号8.25 5 .75 0 .72 4 .90 6 .43 44 .00 0 .34 1.85 3 号 7 .18 5 .6 1 0 .89 5.15 6 .49 43 .00 0 .38 1.24 1号 9 .66 5 .6 1 0 .96 5 .06 7 .20 42 .60 0 .85 除尘灰加水与不加水两组试验研 究( 圆盘造球机规 3造球试验 、 格为彩1000mm) 。 实践证明,铁精矿造球时,物料在加入造球机 3 .1 电炉除尘灰直接造球试验 前,水分应略低于适宜的生球水分,造球物料的水分 2号电炉除尘灰不经过润湿,直接用干除尘灰造 应 比适宜的生球水分低0%~0.5%[ 6] 。电炉除尘灰 球。分别进行 了100 %电炉除尘灰加6 %水泥( 325 不含水分,若能不经过加水就造球。则可 以简化造球 号) 、10%水泥( 325 号) 、10%水玻璃的造球试验 ,试 工艺。造球前电炉除尘灰是否加水对造球究竟有多 验结果见表2 。为 了便于对 比.表3 列出了铁精矿生球 大影响。尚未见报道。因此,分别开展了造球前 电炉 的技术指标。 联系人:威疆文 .男 ,4I 岁。工程硕士.乌鲁木齐( 83 0022) 宝钢集 团八钢公司制造 管理部 22 2008年第3期 新疆钢铁 总1 07 期 衰3铁精矿生球指标 反应速度较慢,生球保持完好 。 ( 4) 与铁精矿生球相 比,电炉除尘灰生球的落下 与抗压强度要高得多,主要原因是:电炉除尘灰的粒 度较细,小于300 目达90%;铁精矿 中小于200 目仅为 80 %;电炉除尘灰中生石灰含量较高。 试验结果表明: ( 1) 配加水玻璃不能改善原始生球 的落下与抗 ( 5) 电炉除尘灰生球外形没有铁精矿生球光滑 。 3 .2 电炉除尘灰润湿造球试验 压强度,但可以显著提高 晾干后生球的落下与抗压 强度。 从前面的试验结果可知,直接用2 号干除尘灰造 ( 2) 配力D325号水泥可以提高原始生球与晾干生 球 .生球在 100 C以上温度干燥 时。将发生严重粉化 球的落下与抗压强度.但效果并不显著。 现象,生球全部粉化成碎块。为解决生球粉化 问题. 造球前将2号电炉除尘灰充分润湿。造球试验过程发 ( 3) 生球在 100 C以上温度干燥时。发生严重粉 现 .润湿后的电炉除尘易成核形成母球 .且母球形状 化现象.生球全部粉化成碎块.造成这一结果的主要 原因是:电炉除尘灰中含有大量的Ca O与MgO,在造 极不规则,小球长不大。因此 。先将润湿后的除尘灰 在100 C下烘干,因干燥后除尘灰结块,用对辊将其 球过程中,由于时间较短,CaO、MgO与水未充分反 破碎成粉末作为造球原料。分别进行了100%电炉除 应 ;在加热过程 中,Ca O、MgO与水的反应加剧 ,瞬间 尘灰加20 %水玻璃的造球试验,试验结果见表4 。 体积膨胀。造成生球破碎;常温下CaO、MgO与水的 表1’电炉除尘灰润湿造球试验结果 原始生球 I 00 C烘干球团 2 50 C烘干球团 晾2天生球 生球水分 原料配 比 抗压强度落下次数抗压强度落下次数抗压强度落下次数抗压强度落下次致 % N /个球次 /0 .5m N /个球次 /0 .5m N /个球次 /0 .5m N /个球次 /0 .5m 试验结果表明: ( 1) 生球的强度要求。高炉使用的冷固结球团的 ( 1) 电炉除尘灰 充分润湿 后造 球.生球在100 C 抗压强度在1000 ~2000N /个球 以上.而 电炉生产工 以上温度干燥时.未发生粉化现象,这验证 了直接用 艺与高炉完全不同.对加入 电炉中的生球的强度要 干除尘灰造球 .生球在 1 00 C以上温度干燥时发生严 求也有很大差别 。即使加入电炉 中生球破碎成小块. 重粉化的原因。 也不会对生产造成影响.因此,对生球强度没有过高 ( 2) 电炉除尘灰 充分润湿 后造 球。生球 经100 C 要求,不加粘结剂时的生球强度就可 以满足要求。 干燥后 .其落下与抗压强度均为此次试验 的最高值; ( 2) 造球 时是否需要加粘结剂 。虽然配加水玻 经100 C干燥后生球强度明显高于 自然晾干生球。 璃、水泥等粘结剂能改善生球的强度 .但也带入 了有 害杂质,使得工艺复杂 、生产成本增加,因此 。尽量不 4工业试验 要配加这两种粘结剂 。由上面的分析可知,不加粘结 4 .1工业试验方案与参数的确定 剂时的生球强度就可 以满足要求.因此,造球时不添 要实现将 电炉除尘灰造球后加入 电炉中循环利 加任何牯结剂 。 用的工业生产 .需解决 以下几个 问题 : ( 3) 加入 电炉前生球水分含量的控制。从理论上 23 2008年第3期 新疆钢铁 总1 07期 说.将生球水分全部脱除后再加入 电炉对炼钢过程 生产时按造好的生球不脱水直接加入 电炉中考虑. 有利.但是生球 中的水分对炼钢过程有多大影响。尚 结果表明。对电炉生产未产生不良影响 。 不得而知。可以采取烘干或 自然晾干的方法脱除生 经过实验室试验 、工业试验与工业化生产.最终 球水分 。 确定的工艺流程见图1。生产工艺流程为:先采用圆 然而 .生球烘干存在以下几个问题:a .100 C以 盘造球机将 电炉除尘灰造球,将造好的生球加入生 上干燥时.未经润湿的电炉除尘灰造出的生球存在 球料斗中,控制生球水分为9%~10 0, 4 ,控制生球粒 粉化现象,不能采取加热干燥的方法脱除生球中的 度为10 ~16mm,造球过程中,仅外加造球过程需要 水分;b .若将 电炉除尘灰润湿后造球.则 由于润湿 的水分 ,不添加任何粘结剂;然后 ,将生球料斗 中的 后的电炉除尘灰易成核形成母球,且母球形状极不 生球加入到 电炉 中,加入 电炉 中的生球无需干燥 。当 规则,小球长不大 。因此,须先将润湿后的除尘灰在 除尘灰中的锌含量富集到一定程度后,将除尘灰从 100C下烘干,因干燥后除尘灰结块,用对辊将其破 灰仓旁路取 出,进行提锌处理。提锌工艺中,除尘灰 碎成粉末作为造球原料。虽然该工艺可以解决生球 中的锌含量越高越好。锌的最大允许富集浓度须从 加热粉化问题.但该工艺复杂.工业生产中实现较为 造球工艺、灰的循环量、炼钢生产等方面综合考虑 。 困难。所以。工业试验时采取干灰造球 ,自然晾干的 方法降低生球水分,将生球 自然晾干6天.水分由 9 .2 %降至6 .6 %。然后加入电炉中。 ( 4) 工业试验时采取 自然晾干 的方法。因此 .干 灰造球 即可满足要求。将造好的生球先加入料斗 中, 然后加入电炉 中。 4 .2工业试验结果 将3号与4号电炉灰在实验室万1m造球盘中造 球 ,边加料 、边加水、边出球,控制生球粒度在 10~ 图I 电炉除尘灰循环利用工艺流程图 20mm,生产率为70~100k g /h,共造球600kg 。生球 质量:抗压强度6 3N/个球,落下强度7 .3次 /0 .5m, 6结论 水分9.2 %。3号 电炉灰生球在100 ‘C与2 50 C下不粉 ( 1) 电炉除尘灰 的堆 比重为0.74t /m3 .电炉除尘 化,而4号电炉灰生球在10 0 C就发生粉化 。 灰 中小于300 目达90%,小于20 0 目达95 %。电炉除尘 将造好的生球晾6天后( 生球水分降至6.6%) , 灰生球外形没有铁精矿生球光滑,但生球的落下与 加入电炉。从工业试验结果来看 :采用圆盘造球机对 抗压强度要高得 多。 电炉灰造球是一种简单、经济、实用 的方法 ;不加粘 ( 2) 不加任何粘结剂生球强度满足生产要求。 结剂造球可 以满足生产要求。 ( 3) 宜采用干灰造球,生球适宜水分为9 oA~ 5电炉除尘灰造球循环利用工艺方案 10 %。控制生球粒度为10 ~20r a m。 ( 4) 电炉除尘灰造球循环利用工艺流程为:干电 工业试验表 明,含水6.6%的生球可以加入 电炉 炉除尘灰一一圆盘造球机一一电炉,当除尘灰中的 中冶炼 ,采取自然晾干 的方法脱除水分 .需要较长的 锌含量富集到一定程度后。将除尘灰从灰仓旁路取 时间, 占用较大 的场地 ,为 了进一步简化工艺,工业 出.进行提锌处理。 参考文献 [ I ] 许亚华.电炉粉尘的处理和 综合利用[ J] .钢铁.1996 .3I ( 6) :66 ~69. [ 2] 彭 兵,张传 福,彭及 .电弧炉 粉尘 的治 理[J ] 。矿产综合利用。2000。4 :33 ~37 . [ 3] 彭兵。张传福,彭及 .电弧炉炼钢 粉尘的固化 处理[ J] .中南工业大学学报.2000 ,3 1( 2) :I 24~ 126. [ 1] 马荣骏。炼钢烟尘的湿法处理[ J ] .湖南冶金.19 88 ,5:5 ~8。 [ 5] 许菱.秦晓海.许孙曲.从电弧炉烟尘中回收锌[ J] .中国资源综合利用.2002 ,10 :18~19 . [ 6] 张一镀 .球团矿 生产技术 [M] .北京:冶金工业出版社.2005 :42~43 .


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