惠世谷  李信平

（昆鋼新區(qū)技術(shù)質(zhì)量部）

摘  要：新區(qū)將各生產(chǎn)工序間產(chǎn)生的二次資源根據(jù)其使用價值，一部分參與燒結(jié)混勻造堆，另一部分面向社會招標(biāo)外賣，對實(shí)現(xiàn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：鋼鐵企業(yè)；二次資源；循環(huán)利用；效益

1  前言

在鋼鐵聯(lián)合企業(yè)各生產(chǎn)工序間，除了主要產(chǎn)品以外，還會產(chǎn)生一些除塵灰等副產(chǎn)品，稱之為二次資源。昆鋼新區(qū)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的二次資源種類繁多，其中鐵前系統(tǒng)主要有燒結(jié)系統(tǒng)除塵灰、煉鐵系統(tǒng)除塵灰及水渣粒鐵，鋼后系統(tǒng)主要有煉鋼轉(zhuǎn)爐粗、細(xì)灰、磁選粉、提純鋼粒、各類鋼渣、污泥及軋鋼皮等。

根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃量不同，新區(qū)各生產(chǎn)工序每月產(chǎn)生的二次資源總量在8000-10000 t左右，每年將產(chǎn)生二次資源量在10萬噸左右。這些二次資源含鐵較高，有的還含有貴重金屬物。二次資源的綜合利用，一方面可以變廢為寶，降低企業(yè)生產(chǎn)成本，解決堆場問題，為企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)效益；另一方面可以減少環(huán)境污染，為企業(yè)帶來社會效益。新區(qū)產(chǎn)生的二次資源情況統(tǒng)計(jì)見表1。

                  表1  新區(qū)各年產(chǎn)生的二次資源統(tǒng)計(jì)情況                    t

2  二次資源主要來源分析

2.1  燒結(jié)系統(tǒng)

燒結(jié)系統(tǒng)的二次資源主要是含鐵礦石、熔劑、燃料及燒結(jié)礦在生產(chǎn)、運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的粉塵。其中皮帶運(yùn)輸流程中產(chǎn)生的粉塵，經(jīng)過除塵系統(tǒng)收集處理后，在系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)使用，燒結(jié)礦生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的煙氣粉塵，經(jīng)板臥式雙室四電場280 m²電除塵器收集后，送至灰倉，形成燒結(jié)機(jī)頭灰。燒結(jié)機(jī)頭灰化學(xué)成分見表2。

表 2  燒結(jié)機(jī)頭灰化學(xué)成分

2.2  煉鐵系統(tǒng)

煉鐵除塵系統(tǒng)由槽下除塵、爐前除塵和重力除塵、旋風(fēng)除塵、干法除塵系統(tǒng)構(gòu)成，其中槽下除塵主要捕集礦槽前皮帶轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)、槽上皮帶轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)、槽下爐料振動篩、皮帶落料點(diǎn)、皮帶端部密封點(diǎn)、各處所產(chǎn)生的煙氣中含有的粉塵，將捕集到的除塵灰經(jīng)脈沖袋式除塵器過濾后落入灰倉，再經(jīng)負(fù)壓吸附式壓縮空氣氣動輸送裝置輸送，經(jīng)卸灰機(jī)實(shí)現(xiàn)外卸，形成槽下除塵灰；爐前除塵系統(tǒng)主要捕集高爐開鐵口、出鐵、堵鐵口、鐵水裝罐、爐頂和高爐鑄鐵機(jī)工作時產(chǎn)生的煙氣粉塵，除塵工藝與槽下除塵系統(tǒng)一致；高爐煤氣經(jīng)下降管道進(jìn)入重力除塵器，煤氣中的灰塵顆粒在慣性和重力作用下沉降到除塵器底部，形成重力除塵灰；經(jīng)過重力除塵器的煤氣灰塵進(jìn)入旋風(fēng)除塵器后，在煤氣壓力能的作用下產(chǎn)生回旋運(yùn)動，灰塵顆粒在離心力的作用下，被拋向器壁集積，并向下運(yùn)動進(jìn)入積灰器，形成旋風(fēng)除塵灰；經(jīng)旋風(fēng)除塵灰過濾后的煤氣進(jìn)入干法除塵系統(tǒng)，含塵煤氣通過布袋時，灰塵被截留在袋壁上，形成初層除塵灰，再由初層灰捕集更細(xì)的除塵灰，隨著過濾的不斷進(jìn)行，布袋灰膜增厚，阻力增加，達(dá)到一定數(shù)值時進(jìn)行反吹，抖落的除塵灰進(jìn)入箱體底部，再經(jīng)氣力輸送系統(tǒng)輸送至灰倉，形成干法除塵灰。煉鐵系統(tǒng)產(chǎn)生的二次資源化學(xué)成分見表3。

表 3  煉鐵系統(tǒng)產(chǎn)生的二次資源化學(xué)成分

2.3  煉鋼系統(tǒng)

煉鋼轉(zhuǎn)爐冶煉時產(chǎn)生的一次煙氣直接進(jìn)入回收系統(tǒng)凈化處理，經(jīng)過凈化后的煙氣粉塵進(jìn)入回收倉形成煉鋼轉(zhuǎn)爐粗灰；從爐門、爐口罩等處逸出的二次煙氣粉塵經(jīng)干法靜電除塵系統(tǒng)凈化后被輸送到灰倉內(nèi)形成煉鋼細(xì)灰。

液態(tài)鋼渣倒入熱悶渣池內(nèi)，噴水使鋼渣表面固化,然后蓋上蓋子間斷噴水，在鋼渣余熱的作用下冷卻水由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝撛杏坞x氧化鈣（f-CaO）和氧化鎂（f-MgO）與水蒸汽發(fā)生消解反應(yīng)后體積膨脹而粉化，直到鋼渣溫度降到65℃左右時熱悶結(jié)束。處理后的鋼渣性能穩(wěn)定，渣和鋼自然分離，經(jīng)挖掘機(jī)出渣后輸送至篩分、磁選、提純加工線處理，在磁選工藝過程中共產(chǎn)生5種含鐵產(chǎn)品和1種鋼尾渣，其中含鐵產(chǎn)品分別是粒度大于250 mm的稱為塊狀渣鋼；粒度小于250 mm，大于50 mm的稱為一次磁選渣鋼；粒度小于50 mm，大于30 mm的稱為提純渣鋼；粒度小于30 mm，大于10 mm的稱為提純鋼粒；粒度小于10 mm的稱為磁選粉，鋼尾渣含金屬鐵小于1.5%；在鋼坯冷卻，或是切割過程中產(chǎn)生的含鐵物料稱為氧化渣。煉鋼工序產(chǎn)生的二次資源化學(xué)成分見表4。

表 4 煉鋼工序產(chǎn)生的二次資源化學(xué)成分

2.4  軋材系統(tǒng)

軋材系統(tǒng)的二次資源主要是氧化渣皮、污泥等，主要是返到燒結(jié)工序參與混勻料造堆。軋鋼系統(tǒng)產(chǎn)生的二次資源化學(xué)成分見表5。

              表 5  軋鋼系統(tǒng)產(chǎn)生的二次資源化學(xué)成分                        %

3   綜合利用實(shí)踐

二次資源的利用主要是外賣和內(nèi)部消化。其中一些除塵灰含有貴金屬，深加工后附加值更高，因昆鋼目前沒有相應(yīng)加工工藝，故采用面向社會競價外賣的方式利用。其余大多數(shù)二次資源含有金屬鐵，幾乎全部內(nèi)部消化利用。有的二次資源由于有害元素含量較高，如煉鐵工序的重力、旋風(fēng)除塵灰含有較高的S、P、Pb、Zn，還需要經(jīng)過加工處理后才能使用。

3.1  內(nèi)部循環(huán)再利用

3.1.1 高爐除塵灰洗選處理

煉鐵重力除塵灰和旋風(fēng)除塵灰含碳、鋅、鉛較高，含鐵品位低，因此將這兩種除塵灰采用洗選措施進(jìn)行處理，一方面將鐵礦粉與碳分開，另一方面降低鋅等有害元素含量。

與處理前的除塵灰相對比，鐵品位從30%左右提高到50%以上，有害元素S、P、Pb、Zn含量都有降低，其中硫、磷降幅達(dá)30%以上，鉛、鋅降幅達(dá)到50%以上，焦末含灰分20%左右，固定碳含量70%以上。經(jīng)過處理后的二次資源直接參與鐵精礦預(yù)混造堆，焦末返到燒結(jié)作為燃料使用。處理后的二次資源化學(xué)成分見表6、焦末化學(xué)成分見表7所示。

表 6  處理后的二次資源化學(xué)成分

表 7  處理后的焦末的化學(xué)成分

3.1.2 預(yù)混處理

新區(qū)內(nèi)部消化的二次資源主要是高爐槽下除塵灰、爐前除塵灰、重力除塵灰、旋風(fēng)除塵灰、煉鋼粗灰、煉鋼細(xì)灰、鋼尾渣磁選后的粒度小于10 mm的磁選粉、氧化皮及水渣粒鐵等。它們鐵品位高低不一，如氧化渣鐵品位高達(dá)80%，重力除塵灰鐵品位在35%左右。在使用過程中，將鐵品位小于40%的除塵灰先在小料場進(jìn)行一次預(yù)混，達(dá)到2000 t后將預(yù)混料與氧化渣、回收鐵精粉三個常用品種撥運(yùn)至汽車受料槽，通過皮帶運(yùn)送到料場，采用人字形造堆方式進(jìn)行二次預(yù)混造堆，達(dá)到使用量要求后取樣分析，并作為單礦種參與造堆前的各項(xiàng)預(yù)測，并參與實(shí)際造堆使用。從72^#堆開始采用該方法后，混勻礦的穩(wěn)定率大幅度提高，目前混勻礦的穩(wěn)定率已經(jīng)提高到94%以上。預(yù)混粉參與造堆的實(shí)際使用配比情況見表8。

表 8  二次資源參與混勻料堆配比情況

3.1.3 使用量的確定

二次資源的使用應(yīng)遵循以下原則：（1）有害元素負(fù)荷在可控范圍內(nèi)，一般是控制鉛負(fù)荷低于0.5 kg/t，鋅負(fù)荷低于1.0 kg/t；（2）每個料堆使用二次資源的配比不能超過該料堆所有含鐵料的5%。

在實(shí)際使用過程中，主要是根據(jù)進(jìn)口礦等優(yōu)質(zhì)礦種的使用比例增減二次資源的使用量，由于進(jìn)口礦使用比例長時間大于30%，造堆量一直都保持在10萬噸，因此從90^#堆開始二次資源配用量從4500 t提高到5000 t/堆。近3年來利用二次資源的趨勢圖見圖1。

圖 1  近3年來各月利用二次資源的趨勢圖

3.2  外銷處理

新區(qū)生產(chǎn)的部分二次資源，因含有鐵以外的其他金屬，昆鋼目前沒有提取這些金屬的生產(chǎn)工藝，對此類產(chǎn)品，采取外銷方式處理，其中主要有燒結(jié)機(jī)頭灰（三電場和四電場）、干法除塵灰、鋼尾渣。

3.2.1 三、四電場燒結(jié)機(jī)頭灰

由于燒結(jié)機(jī)頭灰鐵品位不高，且有害元素及其他有色金屬含量偏高，如果直接作為燒結(jié)料回收使用，將對燒結(jié)礦的質(zhì)量造成不利影響，同時還因鉀、鉛等元素含量較高，長期使用還可能造成除塵系統(tǒng)因富集高影響設(shè)備壽命。但是對于其他生產(chǎn)含鉛產(chǎn)品的企業(yè)來說，這無疑是較好的原料，采取招標(biāo)方式外賣處理，一方面解決了該種二次資源的堆存、處理問題，另一方面能為企業(yè)獲得更高的價值。電場燒結(jié)機(jī)頭灰化學(xué)成分見表9。

表 9  三、四電場燒結(jié)機(jī)頭灰化學(xué)成分

3.2.2 煉鐵干法布袋除塵灰

干法除塵灰中的鐵品位雖高于燒結(jié)機(jī)頭灰，但同樣因有害元素含量較高，尤其Zn含量較高，如果作為燒結(jié)原料使用，帶入高爐內(nèi)，不僅破壞爐襯，還會引起高爐結(jié)瘤，從而導(dǎo)致爐況波動，不利于高爐的穩(wěn)定順行。由于Zn含量較高，通過外銷給其他冶煉廠提取氧化鋅粉，制成Zn產(chǎn)品，才能真正體現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)利用原則，既能真正實(shí)現(xiàn)干法灰的利用價值，又能為新區(qū)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。煉鐵干法布袋除塵灰分析如表10。

表 10  煉鐵干法布袋除塵灰分析

3.2.3 鋼尾渣

轉(zhuǎn)爐冶煉過程中產(chǎn)生的鋼渣，通過熱悶、磁選工藝處理后，提取有用的金屬鐵回收利用，其中粒度大于10 mm的部分直接返回?zé)掍撌褂?，小?0 mm的磁選粉送到燒結(jié)造堆使用，鋼尾渣外賣處理。

從投產(chǎn)以來，經(jīng)過對熱悶、磁選工藝的多次優(yōu)化，調(diào)整鋼棒級配等措施進(jìn)行整理，鋼尾渣中游離氧化鈣降低到4%以下，粒度組成中小于8 mm的比例從83.04%上升到92.72%，小于5 mm的比例從38%提高到65%，較好地滿足了客戶對鋼尾渣的使用要求。

從2015年以來，新區(qū)所生產(chǎn)的鋼尾渣除作為道路鋪設(shè)底層料使用，還外賣給一些建筑行業(yè)，制成的磚塊具有強(qiáng)度高、耐磨性好的特點(diǎn)。鋼尾渣工藝優(yōu)化前后的粒度和分析如表11、表12。

表 11  鋼尾渣粒度組成

表 12  鋼尾渣成分分析（%）

3.3.4  效益

2015年新區(qū)外銷的三、四電場燒結(jié)機(jī)頭灰、干法出塵灰、熱悶鋼尾渣共計(jì)197345.52 t，年銷售額約196萬元。

4  結(jié)語

昆鋼新區(qū)二次資源的綜合利用，做到了物盡其用，獲得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。二次資源綜合利用率的提高及經(jīng)濟(jì)效益的最大化是一個長期的課題，也是我們追求的目標(biāo)，符合資源節(jié)約型和環(huán)境友好型發(fā)展原則，對實(shí)現(xiàn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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