普欣榮  蒙玉嬌  李錫文

(紅河鋼鐵有限公司)

摘  要：鋼渣中不僅有較高的鐵含量，而且含有較高的CaO和MgO等，這些都是鋼鐵生產(chǎn)不可或缺的元素。鋼渣的資源化利用，一方面可降低生產(chǎn)成本，另一方面有利于降低環(huán)境污染。紅鋼通過對(duì)鋼渣磁選一段的改造提高了鋼渣分選富集的效果，有效利用了資源。

關(guān)鍵詞：鋼渣；磁選；存在問題；工藝改造；效果

1  前 言

鋼渣是煉鋼過程中排出的熔渣，是冶金生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的一個(gè)含鐵量較多的重要副產(chǎn)物。鋼渣中不僅含有鐵，而且含有較高的CaO和MgO等。^［1］這些都是鋼鐵生產(chǎn)不可或缺的元素。過去，由于在鋼渣的加工、檢測(cè)和使用等方面都存在一定的困難，所以鋼鐵生產(chǎn)中大多將其作為廢物而直接遺棄。近些年隨著含鐵資源的日漸枯竭，用礦成本大幅上升，很多鋼廠都在摸索鋼渣的資源化利用技術(shù)，通過對(duì)鋼渣的回收利用，一方面可降低生產(chǎn)成本，另一方面有利于降低環(huán)境污染。在不斷地研究和實(shí)踐中，加工技術(shù)和綜合利用等方面都取得了一定的突破，絕大部分鋼廠基本實(shí)現(xiàn)了鋼渣的零排放。

鋼鐵企業(yè)煉鋼噸鋼爐渣轉(zhuǎn)爐約為 100 ～ 150kg。^［2］紅鋼目前鋼渣年產(chǎn)生量為25-30萬噸。鋼渣磁選系統(tǒng)于2009年5月投入使用，年處理鋼渣量26萬噸，日處理鋼渣能力為750噸。工藝流程分兩段設(shè)置：I段初加工分揀磁選；II段對(duì)低品位細(xì)粒級(jí)鋼渣進(jìn)行細(xì)磨磁選。I段初加工分揀磁選后一部分渣鋼直接供煉鋼使用，一部分產(chǎn)品需進(jìn)入II段進(jìn)行細(xì)磨磁選。本來曾考慮對(duì)整個(gè)磁選工藝系統(tǒng)實(shí)施改造。但I(xiàn)I段因工藝上采用粉磨加濕選磁選機(jī)、螺旋分級(jí)機(jī)進(jìn)行細(xì)磨后分選，設(shè)計(jì)上缺乏可靠的污水和污泥處理系統(tǒng)，污泥外排困難，無法實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，而且下游企業(yè)有可靠的加工系統(tǒng)。經(jīng)論證II段改造的必要性和緊迫性不足，暫時(shí)處于閑置狀態(tài)。而對(duì)I段進(jìn)行了工藝改造。

2  Ⅰ段生產(chǎn)工藝及存在的主要問題

2.1  I段原設(shè)計(jì)生產(chǎn)工藝

原設(shè)計(jì)I段生產(chǎn)工藝為：鋼渣從煉鋼運(yùn)至磁選場(chǎng)場(chǎng)地堆放一定時(shí)間，進(jìn)行充分消化，實(shí)現(xiàn)渣鐵分離后，通過進(jìn)料格柵上料，篩上物（大塊）由裝載機(jī)運(yùn)至一旁由金屬加工隊(duì)代加工，篩下物經(jīng)1#膠帶機(jī)運(yùn)輸，由1#膠帶機(jī)上方的除鐵器進(jìn)行一次磁選、1#膠帶機(jī)頭部的永磁滾筒進(jìn)行二次磁選，一次磁選產(chǎn)品直接堆放在除鐵器下方的堆料點(diǎn)，直供煉鋼使用，二次磁選產(chǎn)品由3#膠帶機(jī)運(yùn)至指定堆料點(diǎn)，運(yùn)至金屬加工隊(duì)進(jìn)行分級(jí)篩選。經(jīng)二次磁選拋廢部分，通過大塊篩分，篩下部分作為尾渣由4#、5#膠帶機(jī)運(yùn)至指定堆放點(diǎn)。篩上部分經(jīng)顎式破碎機(jī)后返回流程進(jìn)行磁選。如圖1所示：

2.2  存在的主要問題

根據(jù)煉鋼的使用要求及幾年的生產(chǎn)實(shí)踐，該工藝存在問題較多，主要有以下幾點(diǎn)：

2.2.1 工藝設(shè)計(jì)不完善，產(chǎn)品達(dá)不到使用要求

從工藝流程圖可以看出，無法從進(jìn)料格柵進(jìn)入生產(chǎn)流程的大塊渣鋼及從3號(hào)皮帶出來的渣鋼都需要經(jīng)過二次倒運(yùn)到其它地方再次加工提純后才能使用，來回倒騰不僅增加裝卸、運(yùn)輸和加工費(fèi)用，而且增加管理環(huán)節(jié)。

2.2.2 磁選次數(shù)太少、磁選產(chǎn)品含渣量大

除鐵器未吸取的鋼渣僅通過兩級(jí)磁選即完成整個(gè)磁選工藝，磁選粉TFe含量?jī)H30%-40%，磁選小塊TFe含量45%-55%，鐵品位無法滿足使用要求。

2.2.3 除鐵器磁選產(chǎn)品粒度無法滿足煉鋼使用要求

除鐵器磁選的產(chǎn)品一般直接返回?zé)掍撌褂茫捎谖赐ㄟ^篩分進(jìn)行粒度分級(jí)，成品中含有大量的小粒級(jí)渣鋼，煉鋼使用過程中無法有效利用。

2.2.4 尾渣含鐵量大，回收率低

由于磁選級(jí)數(shù)過少，尾渣中的很多含鐵量較高的渣鋼未及檢出即被拋廢，尾渣磁性鐵及全鐵含量高。不符合尾渣外排標(biāo)準(zhǔn)。

3  Ⅰ段改造后的生產(chǎn)工藝配置

鋼渣處理的目的是使渣鐵能夠盡可能實(shí)現(xiàn)分離，多回收有效資源。處理方式主要通過破碎、篩分、磁選等手段，盡可能多地回收鋼渣中的金屬料，使鋼渣回收的經(jīng)濟(jì)效益最大化。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)及實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)分析，原有I段工藝只有兩級(jí)磁選，一級(jí)篩分，要提高鋼渣產(chǎn)品鐵品位，必須增加磁選級(jí)數(shù)、篩分次數(shù)、提高破碎效率。具體改造后生產(chǎn)工藝配置如圖2所示：

1、將3#膠帶機(jī)延長(zhǎng)至正前方堆料擋墻位置。并在3#膠帶機(jī)機(jī)頭安裝一個(gè)直徑300mm、磁通量為1600GS的可調(diào)永磁滾筒，通過磁滾筒后，拋廢部分作為尾渣處理，磁選產(chǎn)品經(jīng)篩分，大于10mm部分作為6號(hào)渣鋼供煉鋼使用，小于10mm部分作為磁選粉供燒結(jié)使用。

2、二級(jí)磁選產(chǎn)品（一號(hào)膠帶機(jī)頭輪磁選產(chǎn)品）下方安裝電振格篩，孔徑16mm，格篩下方制作褲衩導(dǎo)料槽，將篩上物導(dǎo)至5#膠帶機(jī)、篩下物導(dǎo)至3#膠帶機(jī)。

3、將5#膠帶機(jī)搬遷至與3#膠帶機(jī)平行，作為一號(hào)皮帶頭輪磁選產(chǎn)品篩下物的處理設(shè)備。在頭輪位置用一個(gè)磁通量為2500GS的可調(diào)永磁滾筒代替原來的普通滾筒。頭輪下設(shè)擋墻將拋廢物與磁選產(chǎn)品分開。5號(hào)皮帶磁選產(chǎn)品定名為4號(hào)渣鋼。

4、除鐵器位置下方安裝一臺(tái)粒級(jí)20mm的振篩。篩上物定為2號(hào)渣鋼供煉鋼使用，篩下物定為3號(hào)渣鋼供壓塊后煉鋼使用。

5、將4#膠帶機(jī)延長(zhǎng)至頭輪與三號(hào)膠帶機(jī)平齊，頭輪采用一個(gè)磁場(chǎng)強(qiáng)度為800GS的磁性可調(diào)永磁滾筒，頭輪下設(shè)擋墻將磁選產(chǎn)品與尾渣分開。

6、無法從進(jìn)料格柵進(jìn)入生產(chǎn)流程的大塊渣鋼在現(xiàn)場(chǎng)直接用挖掘機(jī)破碎頭破碎。破碎后的大塊渣鋼經(jīng)機(jī)械分揀后供煉鋼使用。剩余部分含鐵量較低的渣鋼進(jìn)磁選流程再次分選。

4  改造效果

4.1 從兩級(jí)磁選增加到5級(jí)磁選，磁選產(chǎn)品從3種增加到8種，根據(jù)不同鐵品位分級(jí)使用，有利于后道工序的精準(zhǔn)控制。見表所示：

表1  改造后磁選產(chǎn)品各項(xiàng)指標(biāo)

4.2 渣鋼及鋼渣磁選粉的品位提升，有害元素降低，有利于資源消耗和能耗降低。

4.3鋼渣金屬回收率提高，鋼渣資源內(nèi)部回收利用率提高，一定程度降低煉鋼生產(chǎn)成本。

4. 4 整個(gè)鋼渣磁選廠的鋼渣產(chǎn)品都無需二次倒運(yùn)加工，參照2016年外委加工費(fèi)用250萬、2017年外委加工費(fèi)300萬，每年可以節(jié)約250萬的外委加工費(fèi)用。

4. 5 鋼渣的產(chǎn)生量總體降低，緩解了因鋼渣排放所引起的環(huán)境污染及資源浪費(fèi)等問題，并同時(shí)降低運(yùn)營(yíng)成本。

4.6 在環(huán)保效益方面，通過改造，產(chǎn)出的渣鋼可以返回?zé)掍?，鋼渣磁選粉返回?zé)Y(jié)。將產(chǎn)出的尾渣外銷，減少?gòu)U渣堆存，提高鐵資源利用率，有效地減少鋼渣堆存對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。

5  結(jié) 語(yǔ)

5.1本次改造通過認(rèn)真學(xué)習(xí)其它企業(yè)的成功經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合自身生產(chǎn)實(shí)際提出方案，并在生產(chǎn)中不斷調(diào)整優(yōu)化，總體工藝流程合理、簡(jiǎn)單、高效，投入較低，效果明顯。

5.2 通過工藝改造并結(jié)合實(shí)際作出一些管理上的調(diào)整，如大塊渣鋼現(xiàn)場(chǎng)加工、進(jìn)場(chǎng)鋼渣分兩堆存放，進(jìn)出分開，使用一堆，造另一堆，鋼渣使用前在堆場(chǎng)上的平均堆存時(shí)間不低于一周、減少渣鋼堆存量，做到隨生產(chǎn)隨使用等，鋼渣磁選系統(tǒng)的管理流程更加規(guī)范。

5.3 鋼渣磁選Ⅰ段工藝改造實(shí)踐，通過結(jié)合原有工藝，增加了三級(jí)磁選、三級(jí)篩分、一級(jí)破碎，完善工藝設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了多級(jí)分選，產(chǎn)品富集，滿足工序使用要求，提高了金屬回收率。

5.4 鋼渣磁選的工藝改造，可促進(jìn)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、提高鋼渣資源化的利用，節(jié)約礦產(chǎn)資源，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

5.5 從II段及尾渣綜合利用的的情況來說，下游企業(yè)有比紅鋼更加成熟的生產(chǎn)工藝、有更低的生產(chǎn)成本，也有較為完整的資源處理渠道，可以充分利用合作關(guān)系，實(shí)現(xiàn)資源的100%回收并達(dá)到互利共贏。

參考文獻(xiàn)

［1］ 王益人.鋼渣多級(jí)磁選綜合利用實(shí)踐［J］.煉鋼，2002.6：23

［2］ 張有才，普欣榮，吳應(yīng)祥.鋼鐵冶煉中燒結(jié)工序綜合利用含鐵廢料的生產(chǎn)實(shí)踐［J］.云南冶金，2016,3:79-82