煉鋼副產品制造冷固球團制造應用技術研究

劉志剛， 劉海彬， 袁曉陽， 鄭 偉， 唐 丹， 原一洲

（1.五礦營口中板有限責任公司， 遼寧 營口 115000；2.營口理工學院， 遼寧 營口 115000）

大型的全流程鋼鐵企業，每年產生各種渣、塵、泥等含鐵副產品。轉爐冶煉后產出含Zn 產物主要有鋼水、爐渣、除塵灰等。Zn 大部分直接轉為蒸氣經過出塵系統冷卻凝固回收，小部分被氧化存在于爐渣中。轉爐除塵灰經過分離后，如果進入燒結工序，含Zn燒結礦對高爐有不利影響，在爐襯內部沉積，造成爐襯膨脹、破壞，表面產生爐瘤。煉鋼除塵灰中含S 和Zn 較高，如采用燒結工序消納，燒結后，礦中S 和Zn升高，會對高爐鐵水質量和鐵水流動性及渣鐵分離造成影響。為支撐煉鋼多途徑消納固體廢棄物并實現固廢零排放目標，同時降低煉鋼廠成本，對冶金含鐵副產品在煉鋼系統的循環再利用進行了研究。

1 冶煉過程的研究

1.1 轉爐冶煉后產出含Zn 產物平衡

轉爐冶煉后產出含Zn 產物主要有鋼水、爐渣、除塵灰等。轉爐煙氣溫度約1 450 ℃，Zn 大部分直接轉為蒸汽經過出塵系統冷卻凝固回收，小部分被氧化（ZnO 熔點1 950 ℃）存在于爐渣中。轉爐除塵灰經過分離后，如果進入燒結工序，含Zn 燒結礦對高爐有不利影響，在爐襯內部沉積，造成爐襯膨脹、破壞，表面產生爐瘤。為明確Zn 成分在煉鋼各環節的循環，指導轉爐除塵灰的應用，評價一段時間內廢鋼含Zn 指標，現對轉爐生產過程中Zn 在轉爐產出物中的分配進行測算，具體分配見圖1。

1.2 含鐵副產品調研

由于含Zn 燒結礦對高爐的影響，現已經停止使用轉爐除塵灰，高爐停用后，轉爐除塵灰去向為外賣或轉爐消耗。現對轉爐消耗除塵灰的可行性進行初步分析。具體成分見下表1。

圖1 轉爐冶煉過程w（Zn）平衡圖（%）

表1 轉爐除塵灰成分（TFe） %

1.3 工藝路線規劃

提出建設含鐵塵泥壓球處置中心，在鋼鐵廠內設置統一集中的處置場所，接納煉鋼廠除塵灰和氧化鐵皮，集中存貯，并針對不同類別的含鐵塵泥，采取有針對性的處理工藝，見圖2。

圖2 工藝路線圖

1.4 工藝調整

1）采取措施，穩定含鐵量。通過提高氧化鐵皮含量提高壓球含鐵量。設計配比試驗，在不影響成球率的基礎上，改變粗細氧化鐵皮配比，可以穩定壓球含鐵量。

2）調整烘烤時間、物料分層烘烤以提高日產量，降低壓球含水量，提高壓球強度。通過分層烘烤，可以減少烘烤過程中壓球由于擠壓導致破碎；調整烘烤時間，有原來的1.5 h 調整至1 h。

3）黏結力配比調整。壓球過程中使用的黏結劑要求：黏結劑成分不做常規性檢驗；黏結劑中可含部分增加冷固球團強度、阻止黏結劑氧化且對鋼水成分不造成影響的無機物。

設計黏結劑配比試驗，調整黏結劑比例，依據試驗結論固定黏結劑配比如表2 所示。

表2 黏結力配比情況 %

2 指標及達成情況

按轉爐工藝對冷料的要求，壓球指標中全鐵w（TFe）不能低于50%，水分不能高于1%，壓破力不能低于1 000 N，20～50 mm 范圍的粒度要求大于90%。通過6 輪試驗調整，壓球指標基本達到設計目標，具體見表3。

表3 除塵灰壓球指標檢驗結果

五礦營口中板有限責任公司燒結礦當期成本約530 元/t，壓球成本經測算月230 元/t，按日產200 t產量計算，月效益約200 萬元。

3 結論

1）經測算，一段時間內，五礦營口中板有限責任公司廢鋼含w（Zn）達0.27%，超過行業一般標準0.25%。

2）由于Zn 成分影響，轉爐除塵灰不宜進入燒結工序循環利用。

3）轉爐除塵灰經壓球工藝處理，已經可以在煉鋼作為冷料消耗使用，月經濟效益200 萬元左右。