鋼渣二次加工處理技術優化

程志洪

（濟鋼集團國際工程技術有限公司，山東濟南　250101）

鋼渣二次加工處理技術優化

程志洪

（濟鋼集團國際工程技術有限公司，山東濟南250101）

濟鋼現有的鋼渣后續處理技術已經不能滿足當前對資源綜合利用的要求。采用鄂式破碎加圓錐破碎的兩級破碎工藝，增加循環破碎技術，實現鋼渣全量破碎處理，保證滿足下道工序對非磁性鋼渣的粒度＜10 mm的要求；采用強、弱磁性結合、多級磁選技術，實現鋼渣的渣鐵深度分離，降低了非磁性渣中的含鐵量，滿足了尾渣用于生產微粉的要求。按照年處理鋼渣量100萬t測算，年增加收益150萬元。

鋼渣；篩分；破碎；磁選；工序優化

1　前言

濟鋼轉爐鋼渣經過熱悶處理后，運輸至整粒加工生產線進行二次加工處理。整粒加工生產線主要由破碎、篩分、磁選3個工序組成，使鋼渣破碎并回收其中廢鋼、渣鋼、磁性渣粉等有價值的磁性成分，返回燒結或煉鋼，作為生產原料。但是，由于濟鋼鋼渣二次處理生產線建設早期，對資源綜合利用要求不高，該條生產線的工藝技術相對落后，設備配置相對簡單，對鋼渣的二次處理效率不高，越來越不能滿足濟鋼大力提倡的循環經濟和資源綜合利用的要求。主要存在以下問題:工藝設備配置落后，設備工作能耗高，工藝流程不順行；鋼渣中磁性物質（廢鋼、渣鋼、磁性渣粉）選出效率較低；分選后的非磁性渣粒度過大，不能滿足下道工序要求，且選用滾筒篩易堵塞；分選后非磁性渣中含鐵量過高，難以實現對非磁性渣深度加工。

針對以上問題，對該整粒加工生產線中的各工序進行優化。

2　工序優化方案

2.1破碎工藝優化

2.1.1調整二級破碎機的設備類型

整粒加工生產線的破碎工序中設置了兩級顎式破碎機。顎式破碎機廣泛應用于礦山、冶金等領域，具有輕便易維護、外形尺寸小、排料方便等諸多優點。但在使用過程中也存在諸如襯板易磨損，產量不高，產品粒度大且不均勻，難以滿足下道工序粒度要求等問題。尾渣作為制備微粉生產線的原料，粒度要求10 mm以下，尾渣粒度不能滿足微粉生產要求。

目前，市場上能夠有效地將鋼渣破碎到＜10 mm的細碎設備主要有圓錐破碎機和棒磨機。圓錐破碎機具有投資少、能耗低、運行成本低且生產流程簡單的優點，并能夠滿足出料粒度＜10 mm的要求。為此，將二級破碎機的顎式破碎機改為圓錐破碎機。

2.1.2增加初級破碎機

整粒加工生產線的格篩保證進入1#皮帶機的鋼渣粒度＜200 mm，＞200 mm的鋼渣分離后堆存。＞200 mm的鋼渣產生量并不大，但是大塊鋼渣硬度大，含鋼量高，處理較為困難。

為降低后續破碎機的負荷，使后續破碎效率更高，現將格篩孔尺寸由原來200 mm減為150 mm，使落入1#皮帶機的鋼渣尺寸＜150 mm。在1#皮帶機的尾部設置顎式破碎機，專用于鋼渣初級破碎處理，破碎格篩分離出的尺寸＞150 mm的大塊鋼渣，破碎后的鋼渣匯入1#皮帶機，保證鋼渣的全量處理。

在新增的顎式破碎機前設置1個鋼渣倉，用于存放＞150 mm的鋼渣，當滿倉后，啟動破碎機。這種間斷運行方式，降低了設備運行成本。

2.2篩分工藝優化

2.2.1調整鋼渣篩類型

整粒加工生產線采用的篩分設備是滾筒篩，其有一定的傾角，安裝于機架上。鋼渣進入傾斜的滾筒后，篩面上的物料隨著滾筒翻轉與滾動，使篩下鋼渣通過底部排出，篩上鋼渣滾動至滾筒尾部排出。由于鋼渣有一定的濕度且塊度不均勻，易造成進料口堵料和篩網卡料，影響生產線的正常運轉。

棒條振動篩上設置激振器，由其產生的激振力傳遞至篩面，迫使篩面在縱向激振力的作用下作前后位移，致使篩面上的鋼渣被向前拋起，落下時小于篩孔的鋼渣則落到下層，這樣周而復始的拋物運動，完成鋼渣篩分作業。由于振動篩入料是開放式的，拋灑在篩面上，從根本上解決了入口堵料的問題，篩網卡料問題也不復存在。

2.2.2調整篩分粒度

整粒加工生產線設置三級篩分:原料初篩分采用格篩，設置粒度為200 mm級，一級破碎前篩分粒度為100 mm級，二級破碎前篩分粒度為50 mm級。

根據破碎工序優化措施中圓錐破碎機的入料粒度要求，充分發揮新增顎式破碎機的作用，需要重新劃分篩分粒度和級別。

調整優化后的鋼渣篩分級別仍然采用三級:原料初篩分仍采用格篩，設置粒度為150 mm級，一級破碎前篩分粒度調整為50 mm級，二級破碎前篩分粒度調整為10 mm級。

格篩孔篩分粒度由200 mm調整為150 mm，增加了大塊鋼渣的篩分量，提高了新增粗破碎機的使用效率，同時降低了后續破碎機的負荷，使后續鋼渣破碎效率更高、破碎粒度更小；一級破碎前篩分粒度由100 mm調整為50 mm級，減小后續圓錐破碎機的負荷，使150～50 mm粒度鋼渣由一級顎式破碎機完成；二級破碎前篩分粒度由50 mm調整為10 mm級，可滿足尾渣生產鋼渣微粉的要求，以提升鋼渣的利用率。

2.3磁選工藝優化

原生產線設置了兩級磁選:第1級磁選設置在2#皮帶機機頭，第2級磁選設置在4#皮帶機機頭，每一級磁選都由除鐵器和電磁滾筒組成。由于鋼渣粒度較大及尾渣出料端沒有進一步的磁選，造成尾渣中含鐵量較高，無法滿足后道微粉工序對尾渣單質鐵含量＜2%的要求。在破碎工序和篩分工序分別優化設置了圓錐破碎機和10 mm粒級的振動篩，以保證尾渣粒度＜10 mm的同時，優化磁選工序。

干式磁選機針對干燥的含磁物料進行分選，其滾筒表面平均磁感強度可達到100～600 mT，入料粒度一般要求在0～10 mm，具有構造簡單、處理量大、操作簡便、易于維護等優點。根據生產線前道優化情況，本工序在6#皮帶機頭部設置1臺干式磁選機，以滿足后部生產線對渣中含鐵量的要求。

優化后的生產線配置三級磁選:一、二級采用除鐵器和電磁滾筒配合使用，三級采用干式磁選機。優化后的工藝流程如圖1所示。

2.4技術可行性分析

本方案是在現有的整粒加工生產線基礎上進行改造，對鋼渣篩、格篩、破碎機、磁選機等設施進行改造、替代或增加，生產工藝得到優化提升。

1）格篩是由導軌焊接制成的鋼結構件，其篩孔經過簡單加工處理即可實現。

圖1　優化后工藝流程

2）振動篩廣泛應用于鋼渣整粒加工生產線中，具有結構簡單、更換方便、不易堵塞等優點。現有生產線調整更換振動篩時，仍利用現有滾筒篩的框架平臺和鋼渣進口和出口，更換較為方便。

3）用于鋼渣處理的磁選機是一種低碳環保的新型設備，是將資源變廢為寶的最佳回收設備，已經廣泛應用于鋼廠、冶金、建材等行業領域。現有生產線新增的磁選機設置在6#皮帶機末端，需建設磁選機框架平臺，并改造非磁性渣棚。

2.5效益分析

經計算，生產線升級改造需投資約156萬元，通過工藝優化，將磁性渣集中轉運與篩分處理，減少周轉次數和皮帶機數量，因此，減少投資約24萬元，用于生產線升級改造投資約為132萬元。優化方案實施后，增加的營業收入主要來源于每年多選出的磁性渣粉和節約的運行成本。按照年處理鋼渣量100萬t測算，每年可多選出約1萬t磁性渣粉，價格按150元/t，年增加收益150萬元，1 a即可收回投資。

通過工藝方案優化，設備集中布置，減少用地面積約10%。

3　結語

鋼渣二次加工處理技術優化后，實現了鋼渣全量破碎處理和渣鐵深度分離，保證滿足下道工序對非磁性鋼渣粒度＜10 mm的要求，其中單質鐵含量降至＜2%，滿足尾渣用于生產微粉的要求。通過優化工藝布置，減少投資約24萬元，減少用地面積約10%。按照年處理鋼渣量100萬t測算，年增加收益150萬元。

Abstrraacctt::The existing steel slag treatment technology has been unable to meet the requirements for the comprehensive utilization of resources.The two stage crushing including jaw crusher and cone crusher is adopted，and the recycling crushing technology is added to realize the whole crushing treatment of steel slag and meet the requirements of next process，the granularity of non-magnetic slag is controlled less than 10 mm.Iron and slag are completely separated，iron content in non-magnetic slag is reduced.And tailings can be used to produce fine powder by adopting strong and weak magnetic combination，and multi-stage magnetic separation technology.The revenue increases 1.5 million Yuan a year，according to the calculation of the annual capacity of 1 million tons.

Key worrddss::steel slag；screening；crushing；magnetic separation；process optimization

Technology Optimization of Steel Slag Treatment in the Second Process

CHENG Zhihong
（Jinan Iron and Steel Group International Engineering and Technology Co.，Ltd.，Jinan 250101，China）

X757

A

1004-4620（2016）05-0053-02

2016-01-29

程志洪，男，1982年生，2009年畢業于安徽工業大學鋼鐵冶金專業。現為濟鋼集團國際工程技術有限公司工程師，從事煉鋼工程設計工作。