導(dǎo)語：燒結(jié)工序的循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展思索一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

循環(huán)經(jīng)濟(jì)(cycliceconomy)即物質(zhì)閉環(huán)流動(dòng)型經(jīng)濟(jì),是把清潔生產(chǎn)和廢棄物綜合利用融為一體的經(jīng)濟(jì)。

根據(jù)生產(chǎn)流程不同,每生產(chǎn)一噸鋼,固體廢棄物產(chǎn)生量約300~500kg。在傳統(tǒng)鋼鐵企業(yè)中,只有部分成分及物理性能穩(wěn)定的粉塵和副產(chǎn)品在工藝流程中得到了有效的回收利用,但仍有相當(dāng)部分排放堆積,既浪費(fèi)資源,又污染環(huán)境。

近年來,萊鋼燒結(jié)廠堅(jiān)持資源節(jié)約和循環(huán)經(jīng)濟(jì)并舉式開展工作,不斷探索實(shí)踐各類廢棄物循環(huán)利用的途徑與方法,通過優(yōu)化原料結(jié)構(gòu),在燒結(jié)工序消化高爐灰、煉鋼污泥、氧化鐵皮、瓦斯灰等各類鋼鐵業(yè)固體廢棄物,在球團(tuán)工序消化轉(zhuǎn)爐細(xì)灰等各類鋼鐵業(yè)固體廢棄物,兼顧經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生產(chǎn)穩(wěn)定、指標(biāo)提升,科學(xué)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),取得較好成效。

1鋼鐵廠工業(yè)固體廢棄物的基本情況

在鋼鐵冶煉過程中,需要經(jīng)過選礦、燒結(jié)、煉鐵、煉鋼、軋鋼等生產(chǎn)工序。鋼鐵冶煉的同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生一些工業(yè)廢渣,廢渣量在300~500kg/t鋼。

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

表1含鐵固體廢棄物的典型化學(xué)成份%

2廢棄物循環(huán)利用的工藝技術(shù)研究

2·1煉鋼干法除塵灰的應(yīng)用

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

2·1·1煉鋼除塵灰返回?zé)Y(jié)原料場循環(huán)利用研究

起初煉鋼除塵灰直接返回?zé)Y(jié)原料場雜礦堆,通過與雜礦預(yù)混勻后進(jìn)行混勻料生產(chǎn),在燒結(jié)生產(chǎn)中進(jìn)行消化。但是經(jīng)過1個(gè)多月的運(yùn)行以后,出現(xiàn)了系列問題,首先是燒結(jié)機(jī)箅條出現(xiàn)了嚴(yán)重的糊堵現(xiàn)象;其次,燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)出現(xiàn)了葉輪掛泥現(xiàn)象;再次,燒結(jié)除塵灰大量增加,二次污染嚴(yán)重。針對(duì)出現(xiàn)的上述問題,分析有可能是使用煉鋼除塵灰導(dǎo)致的,于是暫停煉鋼除塵細(xì)灰在燒結(jié)的配加。停用細(xì)灰以后,當(dāng)月燒結(jié)機(jī)篦條糊堵現(xiàn)象得到緩解,一個(gè)月以后基本解決了篦條糊堵的問題。通過實(shí)踐達(dá)成共識(shí)煉鋼除塵粗灰可返燒結(jié)進(jìn)行循環(huán)利用,而煉鋼除塵細(xì)灰不能直接返燒結(jié)利用。

2·1·2煉鋼除塵細(xì)灰返回豎爐球團(tuán)循環(huán)利用研究

為消化煉鋼除塵細(xì)灰,同時(shí)驗(yàn)證轉(zhuǎn)爐細(xì)塵用于豎爐球團(tuán)生產(chǎn)的可行性,在8㎡豎爐進(jìn)行了配加煉鋼除塵灰生產(chǎn)的工業(yè)性生產(chǎn)試驗(yàn)。

試驗(yàn)時(shí)原料結(jié)構(gòu)為匯金精粉、金嶺、華聯(lián)、巴西精粉,轉(zhuǎn)爐干法除塵灰在工業(yè)生產(chǎn)試驗(yàn)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(qiáng)度5~8次/個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來增減。

表2配加煉鋼除塵干灰試驗(yàn)前后豎爐球團(tuán)指標(biāo)

指標(biāo)產(chǎn)量/t·d-1膨潤土配比/%球團(tuán)礦化學(xué)成份/%SiO2CaOMnOTFeFeOS篩分指數(shù)/%轉(zhuǎn)鼓指數(shù)/%

試驗(yàn)結(jié)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(gè)配比,節(jié)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(tuán)礦日產(chǎn)量下降10t左右,化學(xué)成份因除塵灰的配加,CaO增加0·2個(gè)百分點(diǎn),MnO增加0·19個(gè)百分點(diǎn),球團(tuán)礦的TFe品位稍有提高。此次試生產(chǎn)影響較大的是使球團(tuán)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)降低,由92·4%下降到91·4%,下降1·0%主要是因?yàn)闊掍摮龎m灰CaO含量高,致使膨潤土配加量下降所致。

從試驗(yàn)情況看,轉(zhuǎn)爐干法除塵灰用于球團(tuán)豎爐生產(chǎn)是可行的,雖然對(duì)球團(tuán)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)(下降1%左右)、產(chǎn)量有所影響,但從循環(huán)經(jīng)濟(jì)、降低生產(chǎn)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(chǎn)產(chǎn)量及質(zhì)量指標(biāo)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(yùn)輸過程中二次污染問題

為解決運(yùn)輸過程中的二次污染問題,考慮采用密封運(yùn)輸,但由于煉鋼除塵灰具有溫度高(200~300℃)的特點(diǎn),故無法采用罐車進(jìn)行密封運(yùn)輸,只能考慮加濕后運(yùn)輸?shù)姆桨?。由于該除塵灰CaO含量較高,加濕CaO吸水消化發(fā)生放熱反應(yīng),在運(yùn)輸過程中發(fā)生了嚴(yán)重的“噴爆”現(xiàn)象,二次揚(yáng)塵嚴(yán)重,而且在使用過程中也造成了現(xiàn)場污染。針對(duì)出現(xiàn)的上述問題開展了技術(shù)攻關(guān),借鑒燒結(jié)生石灰的消化原理,分析認(rèn)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(jìn)行了加水量的試驗(yàn)。通過系列試驗(yàn)得到,當(dāng)灰的含水量達(dá)到10%時(shí),基本解決了灰的“噴爆”問題,而且使用現(xiàn)場環(huán)境也得到了改善。

2·2煉鋼濕法除塵灰(煉鋼污泥)的應(yīng)用

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

對(duì)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(jìn)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(shí),混勻取料機(jī)將混勻料與取起的污泥進(jìn)行混合,達(dá)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(jī)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(duì)中,保證了混勻料成分的穩(wěn)定。

煉鋼污泥應(yīng)用工藝流程見圖1。

圖1工藝流程示意

該方法回收利用轉(zhuǎn)爐煤氣塵泥的優(yōu)點(diǎn)是配加均勻,塵泥在使用過程不結(jié)塊、不產(chǎn)生偏析,與混勻料的混合較為充分。

2·3焦化除塵灰的應(yīng)用

焦化除塵灰的特點(diǎn)是含碳量高、粒度細(xì),在燒結(jié)循環(huán)利用,可降低燃料消耗。經(jīng)多次測定,其典型化學(xué)及粒度組成見表3、表4。

表3焦化除塵灰的典型化學(xué)成分成

2·3·1在燒結(jié)配料室進(jìn)行單配應(yīng)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(jié)配料室進(jìn)行單配,直接替代部分焦粉。因焦化除塵灰在運(yùn)輸過程中加入水分,致使焦化除塵灰比重輕、流動(dòng)性差,單配過程中“蓬倉、懸倉”現(xiàn)象嚴(yán)重,對(duì)燒結(jié)生產(chǎn)影響較大。技術(shù)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(dá)到增加比重,提高其流動(dòng)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(shí),兩種料按一定的配比配入混勻料堆。經(jīng)過工業(yè)性試驗(yàn),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(wěn)定配加。

2·4高爐瓦斯灰、除塵灰的應(yīng)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(duì)較高,用于燒結(jié)不僅可作為含鐵原料,而且可降低燒結(jié)固體燃耗。但由于高爐灰使用過程中會(huì)造成Zn的循環(huán)富集,因此,高爐灰的使用必須以不打破高爐Zn穩(wěn)定平衡狀態(tài)為前提。目前,高爐在采用汽車運(yùn)輸?shù)綗Y(jié)料場,配入混勻料堆的方式利用。

3應(yīng)用后的效果分析

1)燒結(jié)廠豎爐球團(tuán)應(yīng)用煉鋼干法除塵灰前后球團(tuán)礦技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的比較見表5。表5豎爐球團(tuán)應(yīng)用煉鋼干法除塵灰前后球團(tuán)礦技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)自2005年8月開始配加煉鋼除塵灰,每月用3000~4000,t對(duì)球團(tuán)礦指標(biāo)基本不產(chǎn)生影響。

2)燒結(jié)廠3×105m2燒結(jié)機(jī)及前區(qū)265m2燒結(jié)機(jī)混勻料中配入固體廢棄物前后的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比分別見表6、表7。表63×105m2燒結(jié)機(jī)應(yīng)用固體廢棄物前后燒結(jié)礦技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比項(xiàng)目產(chǎn)量/t利用系數(shù)/t·(m2·h)-1TFe/%FeO/%綜合合格率/%轉(zhuǎn)鼓指數(shù)/%篩分指數(shù)/%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(duì)燒結(jié)礦質(zhì)量指標(biāo)的影響較小,轉(zhuǎn)鼓指數(shù)降低0·79%,篩分指數(shù)升高0·15%,而燒結(jié)固體燃耗降低2·08kg/t。由表7可以看出,銀山前區(qū)265m2燒結(jié)機(jī)自投產(chǎn)初期即大量應(yīng)用固體廢棄物,月均利用量達(dá)15518,t而燒結(jié)礦各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)均保持較高水平。

4結(jié)論

4·1經(jīng)濟(jì)效益燒結(jié)廠燒結(jié)生產(chǎn)中應(yīng)用各類固體廢棄物總量為26747噸/月,每年可產(chǎn)生效益達(dá)4000余萬元。

4·2技術(shù)成果固體廢棄物帶來一系列生產(chǎn)新問題,通過科技創(chuàng)新或技術(shù)攻關(guān),才使得生產(chǎn)穩(wěn)定(如燒結(jié)機(jī)蓖條糊堵等),同時(shí)也形成一系列解決新問題的新技術(shù)。

4·3社會(huì)效益將鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各種工業(yè)廢棄物應(yīng)用于燒結(jié)生產(chǎn),變廢為寶,不但回收了資源,降低了生產(chǎn)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(huán)境污染,保持了生態(tài)平衡,產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益。隨著技術(shù)水平的提高及生產(chǎn)環(huán)節(jié)的細(xì)化完善,應(yīng)不斷提高廢棄物利用的效果,使冶金生產(chǎn)真正步入可持續(xù)發(fā)展的良性循環(huán)。