总第２１３期 Ｔ０ｔａｌ ＮＯ．２ｌ３ ２０ｌ３年第９期 河北冶金 ＨＥＢＥＩ ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹ ２０１３，Ｎｕｍｂｅｒ ９ ， ＋‘‘＋‘‘＋‘‘＋”＋‘’＋’‘、 ：节能减排； ・・＋．．＋．．＋”＋．－＋ ＋一 炼钢干法除尘灰在承钢烧结机的应用 徐桂芬 （河北钢铁集团承钢公司炼铁厂，河北承德０６７００２） 摘要：根据承钢炼钢干法除尘灰粒度极细一２００目达９０％以上，且浸水性差的特性，在实验室进行了烧 结杯试验。研究和生产实践表明，在烧结机配加２％以内炼钢干法除尘灰是可行的，对于节能减排、综 合利用、发展循环经济，降低生产成本，具有可观的经济效益和社会效益。 关键词：炼钢；除尘灰；烧结机；应用 中图分类号：Ｘ７５６ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００６—５００８（２Ｏ１３）０９—００７９—０４ ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ Ｄ ＳＩＮＴＥＲ Ｇ ＭＡＣＨＩＮＥ ＯＦ ＤＵＳＴ ＧＯＴ ＩＮ ＤＲＹ ＤＵＳＴ ＣＯＬＬＥＣＴＩＮＧ ＩＮ ＳＴＥＥＬＭＡＫＩＮＧ Ｘｕ Ｇｕｉｆｅｎ （Ｉｒｏｎｗｏｒｋｓ，Ｃｈｅｎｇｄｅ Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｈｅｂｅｉ Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅｌ Ｇｒｏｕｐ，Ｃｈｅｎｇｄｅ，Ｈｅｂｅｉ，０６７００２） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｄｕｓｔ ｇｏｔ ｉｎ ｄｒｙ ｄｕｓｔ ｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇ ｉｎ ｓｔｅｅｌｍａｋｉｎｇ：ｉｔｓ ｇｒａｉｎ ｓｉｚｅ ｏｆ ｏｖｅｒ ９０％ｉｓ ｖｅｒｙ ｆｉｎｅ ａｓ一２００ ｍｅｓｈｅｓ ａｎｄ ｇｏｏｄ ｗａｔｅｒ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ｔｈｅ ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ ｃｕｐ ｔｅｓｔ ｉｓ ｄｏｎｅ ｉｎ ｌａｂ０ｒａｔＯｒｙ．Ｉｔ ｉｓ ｓｈｏｗｅｄ ｆｒｏｍ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｈａｔ ｉｔ ｉｓ ｆｅａｓｉｂｌｅ ｔｏ ａｄｄ ｔｈｅ ａｂｏｖｅ ｄｕｓｔ（ｗｉｔｈｉｎ ２％）ｉｎ ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ ｍａ— ｃｈｉｎｅ．Ｔｈａｔ ｈａｓ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ａｎｄ ｓｏｃｉａｌ ｐｒｏｆｉｔ ｉｎ ｅｎｅｒｇｙ—ｓａｖｉｎｇ，ｅｍｉｓｓｉｏｎ—ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ，ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ，ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ ｅｃｏｎｏｍｙ ａｎｄ ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｃｏｓｔ． Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：ｓｔｅｅｌｍａｋｉｎｇ；ｄｕｓｔ；ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ １ 引言 后，考察了邯宝回收利用细颗粒除尘灰的做法。邯 钢铁企业炼钢工序在生产过程中产生的固体废 宝将细颗粒除尘灰直接卸到一次配料的除尘灰仓 弃物有转炉尘泥（湿法除尘）、干法除尘灰、钢渣等， 里，避免了环境污染。如果仿照邯宝的做法，承钢需 其中转炉尘泥和钢渣一般都在烧结工序配加，国内 要再建２个料仓专门储存除尘灰。经过预算，新建 钢铁企业在这方面已有成熟的技术和经验。干法除 ２个料仓还需投资４１０万元，此方法投入较高。 尘灰分为粗灰和细灰２种，其中细灰具有粒度细 经过调查分析研究，将炼钢除尘细灰直接加入 （一２００目达９０％以上）、含铁品位高、温度高、ＣａＯ 烧结机配料是一个既经济又实用的办法。根据承钢 含量高、二次扬尘污染大等特点。承钢提钒炼钢二 目前除尘灰的产生量，其配比较低，对烧结生产影响 厂产生的干法除尘灰粗颗粒部分运往仓储料场进行 小。这种方法理论上是可行的，所以决定摸索试验 混合配料后供给烧结机生产。粗颗粒灰的这种配加 配加。 方式对降低精粉消耗起到了积极作用，同时对烧结 ２ 总体思路 机工艺操作和烧结矿指标也无负面影响，但细颗粒 （１）根据除尘灰特性，确定运输及配加方式。 灰的配加难度较大。 由于细颗粒灰扬尘污染严重，现场卸灰应采用密闭 ２０１２年４月上中旬，承钢炼铁厂尝试着将细颗 的管道，储存应采用密闭的料仓以避免环境污染 粒除尘灰直接卸到仓储小料场，结果露天卸灰时粉 （２）由于细颗粒干法除尘灰在承钢烧结机首次 尘飞扬，污染极为严重，很显然这种方式不可行。随 使用，需要先进行实验室烧结杯试验，然后在工业生 产中摸索合适的配比，一方面保证供给和消耗平衡， 收稿日期：２０１３—０６—０ｌ 作者简介：徐桂芬（１９７２一），女，工程师，１９９２年毕业于河北省冶金 另一方面保证不影响工艺操作和烧结矿质量指标。 工业学校钢铁冶金专业，现在河北钢铁集团承钢公司炼铁厂从事烧 （３）由于除尘灰粒度较细且配比小，下料量不 结技术管理工作，Ｅ—ｍａｉｌ：ＸＸ—Ｓｊ～ｘｕｇｆ＠１６３．ｅｏｍ 易控制，应通过对现有设备进行改造以满足下料稳 ７９ 总第２１３期 定的需要。 （４）配加过程中还应研究除尘灰对烧结工艺是 否产生负面影响，如考察除尘灰是否会造成烧结机 算条糊堵及主抽风机叶轮挂泥等，同时研究消除配 加炼钢除尘灰对烧结可能产生的负面影响的措施。 ３ 技术方案 ３．１ 确定方案 最初将细颗粒除尘灰卸到仓储小料场与瓦斯 矿、炼铁除尘灰等杂料进行混匀后供给烧结机，由于 除尘灰粒度细，污染严重，此方案不可行；另一种方 法考虑仿照邯宝的做法，需要在料场新建２个储存 细颗粒除尘灰的料仓，但投资较高，不是最佳方案； 结合除尘灰的产生量及现有设备装备情况，理论上 认为在烧结机配料工序直接配加是可行的，具体方 案是将细颗粒除尘灰通过压缩空气吹送到除尘灰仓 里，利用螺旋给料机给料，与其他含铁物料、熔剂、燃 料一起进行混合烧结。 ３．２炼钢除尘灰理化性能分析 配加除尘灰前先对其成分进行分析，见表１。 表１ 细颗粒除尘灰物化性能 ％ Ｔａｂ．１ Ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｆｉｎｅ—ｓｉｚｅ ｄｕｓｔ％ ＴＦｅ ＣａＯ ＳｉＯ２ ＭｇＯ Ａ１２Ｏ３ Ｃ Ｋ２Ｏ Ｎａ２Ｏ Ｐｂ Ｚｎ ５９．７ ｌ０．２ ４．２ ２ ３ １．７ １．２ ０．１４ Ｏ．４３ ０．０４ ０ １３ 从成分上看，除尘灰含有大量的Ｆｅ、ＣａＯ、ＭｇＯ 等有益金属，也含有少量的ｓｉ、Ｃ、Ｍｎ、Ｐｂ、Ｚｎ等，这 些金属多以氧化物的形式存在。其碱金属含量较自 产精矿略高，但配入量少，理论上对烧结矿碱金属增 幅影响不大。 ３．３确定合理配比 炼钢除尘灰粒度极细，过多配加会恶化烧结透 气性，因此，需要适当控制其配加比例，才能减轻这 种不利影响，合适的配加量通过烧结杯试验来确定。 试验方案及结果见表２～４。数据表明，除尘灰配比 在１．５％时，由于配加量小，烧结机垂直烧结速度、 成品率、转鼓指数、利用系数及燃料消耗处于较好水 平，粒度组成也均匀，不影响烧结生产，而配比在 ２．５％时指标及粒度组成最差。综合考虑除尘灰的 产生量，确定除尘灰配比为２％。 表２烧结杯试验方案 ％ Ｔａｂ ２ Ｔｅｓｔ ｐｌａｎ ｏｆ ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ ｃｕｐ ％ 编号 钒粉 普粉ＰＢ粉杂料除尘灰焦粉 钙灰镁灰 方案１ ５１．３ ５ ２０ ５ １．５ ５．５ ８．７ ３ 方案２ ５１．０ ５ ２０ ５ ２．０ ５．５ ８．５ ３ 方案３ ５０．３ ５ ２０ ５ ２．５ ５ ５ ８ ７ ３ ８０ 表３主要指标及消耗 Ｔａｂ．３ Ｍａｉｎ ｉｎｄｅｘｅｓ ａｎｄ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ 表４烧结矿粒度组成 ％ Ｔａｂ．４ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｇｒａｉｎ ｓｉｚｅ ｏｆ ｓｉｎｔｅｒ ％ ４ 改造现场设备。满足配加要求 （１）改进矢量称螺旋给料机的减速机。实验初 期，首先选择了在３＃机１６＃除尘灰仓配加，重新铺设 了气力输灰管道，由于初期配加比例较小，导致下料 不稳影响了混合料水分的稳定。对矢量称螺旋给料 机的减速机速比进行了重新设计选型，改造安装完 毕后，运行效果较好。 （２）由于炼钢除尘灰非常细且含有ＣａＯ，所以 粘性好易粘仓，经过一段时间使用后又出现了棚料 现象，分析原因后将矢量称下部的缓冲板缩小为原 来的２／３、１／２，效果变好，基本解决了影响除尘灰配 加的设备难题。 （３）改造配料室上部打灰装置，保证２＃机、３＃机 均能实现稳定配加炼钢除尘灰和自产除尘灰。 ３＃机１６＃仓在配加炼钢除尘灰前，原储存烧结 机自产的机头除尘灰、机尾除尘灰、环境除尘灰，由 于料仓数量少，３＃机１６＃仓储存炼钢除尘灰后，２台 烧结机产生的自产除尘灰只能全部由２＃机来消耗。 为了能够实现２台烧结机的自产除尘灰互打到对方 除尘灰仓，对２＃、３＃机配料室２个１６＃仓上部的打灰 装置系统进行改造，更改了路由并且增加７个气动 阀门，实现了自产除尘灰、炼钢除尘灰可任意打入ｌ 台烧结机１６＃仓的目的。 ５ 配加炼钢除尘灰工业试验过程 ５．１ ３＃机单独配加炼钢除尘灰，２＃机单独配加自产除尘灰 ２０１２年４月下旬开始炼钢除尘灰在３＃机１６＃仓 单独配加，配比２％。由于其粒度细且含有ＣａＯ，在 炼钢打水稍大就出现粘仓壁现象，且下料不均，配料 岗位职工只能用锤适度敲打（用力过大会造成跑 河北冶金 ２０１ ３年第９期 灰），导致劳动强度增加；而２＃机需要消耗的白产除 仓壁现象，同时也改变了因自产除尘灰量配加过多 尘灰量增加了１倍，由于自产除尘灰粒度细亲水性 造成的混合料成球效果差烧结料透气性下降的 差，造成混合料成球效果变差，烧结料透气性明显下 状况。 降，烧结矿产量、强度指标降低明显。 ５．３ 跟踪摸索炼钢除尘灰合适配加方式及配比 ５．２将炼钢除尘灰和自产除尘灰混合配加 在确定炼钢除尘灰与自产除尘灰合适的配比过 针对单独配加除尘灰出现的这种情况，提出了 程中，经过了几个阶段的摸索尝试，配比分别为 在２＃、３样机１６＃仓同时配加炼钢除尘灰和自产除尘 ３％、３．５％、４％、４．５％，通过对混合料成球性、烧结 灰的想法，即２台机的１６＃仓既打入炼钢除尘灰又 料透气性、工艺参数和烧结矿指标等重点参数的跟 打入自产除尘灰，取得了较好的效果。该配加方式 踪分析，发现生产过程和烧结矿指标均正常，也未出 起到进一步混匀的作用，而且使２种除尘灰的性能 现烧结机箅条糊堵及主抽风机叶轮挂泥现象，所以 得到互补。由于２＃、３＃机２个１６＃仓上部的打灰装 结合除尘灰的产生量，最终确定较合适配比为３．５％ 置改造能实现除尘灰任意打到１台烧结机１６＃除尘 （炼钢除尘灰＜２％）。为了比较单台机和２台机同 灰仓，所以２０１２年５月中旬开始，炼钢除尘灰、自产 时配加２种除尘灰的不同，统计了３＃机单独配加炼 烧结除尘灰均衡地打到２台机的１６＃仓，由２台烧结 钢除尘灰、２＃机单独配加自产除尘灰和２台机同时 机循环利用，消除了单独使用炼钢除尘灰引起的粘 配加除尘灰的工艺参数及烧结矿指标，见表５、表６。 表５ ３｝｝机混合料粒度组成、工艺参数及烧结矿指标 Ｔａｂ ５ Ｍｉｘｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ ｇｒａｉｎ ｓｉｚｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ。ｐｒｏｃｅｓｓ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ａｎｄ ｓｉｎｔｅｒ ｉｎｄｅｘｅｓ ｏｆ ３＃ｍａｃｈｉｎｅ 表６ ２＃机混合料粒度组成、工艺参数及烧结矿指标 Ｔａｂ．６ Ｍｉｘｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ ｇｒａｉｎ ｓｉｚｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ．ｐｒｏｃｅｓｓ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ａｎｄ ｓｉｎｔｅｒ ｉｎｄｅｘｅｓ ｏｆ ２＃ｍａｃｈｉｎｅ 注：３＃机于４月２３日一５月１３日单独配加炼钢除尘灰，２＃机单独配加烧结自产除尘灰；５月２０日～６月３Ｏ日为２＃机、３＃机配加炼钢除尘 灰与烧结自产除尘灰的混合灰。 由表５、表６可以看出，与单独配加１种除尘灰 ２０１２年５月中旬开始，２群、３＃机配加炼钢除尘 相比较，２＃、３＃机配加混合除尘灰后混合料粒度组 灰，配比２％左右。由于现场采取了密闭运输吹卸、 成、工艺参数、烧结矿强度指标均有明显好转，说明 设备改造等有效措施同时对配加过程进行了细致的 除尘灰的这种混合配加方式比较合理。 摸索研究和跟踪，配加除尘灰没有给生产带来不利 考虑炼钢细颗粒除尘灰容易污染环境，汽车运 影响，相反，由于配加方式合理，充分利用了炼钢除 输前，除尘灰在炼钢打少量水，由密闭的汽车罐车将 尘灰粒度细、ＣａＯ含量高利于混合料成球的优势， 除尘灰从炼钢现场运到烧结机配料现场，利用压缩 使烧结料透气性没有降低。 空气通过密封的管道吹送到料仓里。为了保证２＃、 （１）因除尘灰在密闭运输前少量打水，运到烧 ３＃机总灰量均匀稳定，在卸灰时问上进行平衡，将２ 结机配料现场后利用压缩空气通过密封的管道将其 台机的卸灰时间间隔开，即一个班次卸到２样机料仓 吹送到料仓里，所以未造成环境污染，相比直接卸到 里（１６＃），下一个班次卸到３＃机料仓里（１６＃），如此 料场大大减少了粉尘污染，保证了工人的作业环境。 循环。 （２）炼钢除尘灰在２＃、３＃机１６＃除尘灰斗配加 ６ 实施效果及应用分析 后，与在仓储中心配加方式相比有可以精确控制配 ８ｌ 总第２１３期 比的明显优势，所以除尘灰下料连续均匀、下料量稳 定，不仅未造成烧结矿化学成分波动，同时还保证了 除尘灰稳定配加，使得炼钢产生的细颗粒除尘灰能 够全部回收有效利用，具有节约资源发展循环经济 的社会意义。 （３）与干法除尘相比，湿法除尘不仅在炼钢工 序需要消耗水资源，在烧结机配加之前也要补充大 量的水将其稀释成浓度２０％的污泥溶液，另外还需 要占用场地建搅拌池，为防止大块杂物堵塞污泥管 道，必须投入人力和时间清理；而干法除尘仅需要除 尘设备，避免了湿法除尘的这些弊端。 （４）炼钢除尘灰的品位达到６０％，如外排会造 成浪费同时污染环境，而在烧结机配加则变废为宝， 原因是一定比例的除尘灰可代替部分铁精粉；同时 因其价位偏低，所以配加除尘灰能降低铁水成本。 （５）生产实践表明，配加炼钢除尘灰利于烧结 生产的是能充分发挥其粒度细、含一定量ＣａＯ且对 自产烧结除尘灰亲水性差的弥补作用，炼钢除尘灰 和自产除尘灰配合使用可起到增强混合料制粒的积 极作用，从而改善烧结料的透气性，利于烧结工艺操 作，达到提高烧结矿强度指标的目的。２＃、３＃机同时 配加２种除尘灰前后混合料粒度组成、工艺参数及 烧结矿指标如表５、表６所示。表中数据表明，配加 ２％的炼钢除尘灰后，混合料粒度组成好转，８～５ ｍｍ和５～３ ｍｍ比例升高，混合料粒度更加均匀，烧 结料透气性得到改善，相应地，随着烧结料透气性好 转，垂直烧结速度提高，烧结矿转鼓指数和返矿率等 强度指标有所改善。 （６）在选取配加炼钢除尘灰的机台及配比上， 从以下２个方面进行了考虑： ①除尘灰的产生量。经计量，炼钢除尘灰的日 产生量为１４０ ｔ左右，加上自产除尘灰，２＃、３＃机配比 分别控制在３．５％即能全部消耗除尘灰，同时也不 影响工艺操作。 ②烧结矿指标。２＃、３＃机改建时参照了１＃机 （第１台３６０ ｍ 烧结机），在工艺上有所改进，基本 消除了设计缺陷，因此同样原料结构下其烧结矿指 标好于１样机；另外２＃、３＃机供应新３＃、新４＃高炉，其 ８２ 炉况较稳定，对烧结矿适应性较强。 从２０１２年４月下旬开始，３＃机单独配加炼钢细 颗粒干法除尘灰，２０１２年５月中旬，２＃、３样机同时配 加，跟踪工艺操作及烧结矿指标得出结论：由于使用 合理，配加除尘灰不仅没有影响烧结生产，还可代替 一定比例的铁精粉降低成本。２＃、３＃机日消耗炼钢 除尘灰１４０ ｔ，截止２０１２年ｌ２月３１日共消耗炼钢细 颗粒干法除尘灰３２ １２８．３ ｔ，吨铁消耗干法除尘 灰６．５ ｋｇ。 目前１＃、５样、６＃机也具备配加条件，如炼钢除尘 灰产生量增加，可配加到１＃、５＃、６＃机。 ７ 经济效益及社会效益 ７．１ 经济效益 （１）投入的费用合计６．２８万元（考察费用、改 造材料费用及安装费用） （２）经济效益计算 ①产生的效益 ２＃、３＃机同时配加炼钢除尘灰和自产除尘灰与 单机单独配加比较，混合料成球性好转，烧结料透气 性改善，烧结矿强度提高返矿率降低，其中３＃机降 低０．２８％、２＃机降低０．９５％。返矿率降低使得产量 提高，烧结矿加工费降低。计算２０１２年６～１２月炼 钢除尘灰连续稳定配加后，烧结返矿率降低产生的 效益约１８９万元。 ②节省的费用 如果借鉴邯宝的思路，通过设备改造在仓储中 心新建２个料仓进行除尘灰的配加也可以达到目前 的使用效果，但需要投入费用约４１０万元，投资 较高。 目前承钢直接在烧结机配加的方式节省费用 ４１０万元。 ③最终效益＝产生＋节省一投入＝１８９＋４１０— ６．２８＝５９２．７（万元） ７．２社会效益 烧结机配加干法除尘灰避免了扬尘造成的粉尘 污染，变废为宝实现了资源的回收利用，对保护环境 和促进循环经济发展具有积极作用，社会效益显著 长远