徐曉¹， 蘇蘭蘭² ，朱文玲¹ ，卜二軍¹

( 1．河北鋼鐵集團(tuán)邯鋼公司; 2．安陽鋼鐵股份有限公司)

摘要：介紹了邯鋼鋼渣預(yù)處理工藝的現(xiàn)狀，并對(duì)鋼渣深處理與綜合利用生產(chǎn)線的工藝進(jìn)行了闡述。該生產(chǎn)線采用干法生產(chǎn)，具有高效可控的渣鐵分離技術(shù)，能充分回收鋼渣中的鐵元素，延伸加工利用尾渣，實(shí)現(xiàn)了鋼渣的回收利用由無害化向高值化轉(zhuǎn)變。

關(guān)鍵詞：鋼渣；渣鐵分離；深處理工藝

0 前言

2017 年我國(guó)粗鋼產(chǎn)量約8．3 億t，產(chǎn)生固廢接近5 億t，約占全國(guó)工業(yè)固廢產(chǎn)生量的18%，主要包括高爐渣、鋼渣、冶金塵泥等，其中最難利用的大宗冶金固廢為鋼渣，產(chǎn)生量約1 億t /a。根據(jù)國(guó)家規(guī)劃對(duì)于資源環(huán)境、生態(tài)建設(shè)方面的管理力度進(jìn)一步加大，鋼鐵企業(yè)節(jié)能減排的任務(wù)將更加艱巨，將鋼渣作為二次資源進(jìn)行開發(fā)利用，實(shí)現(xiàn)鋼渣的“零排放”已成為鋼鐵行業(yè)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境的一項(xiàng)重要任務(wù)^［1］。

河鋼邯鋼年產(chǎn)生鋼渣150 萬t 左右，2017 年之前的熔融鋼渣在預(yù)處理后經(jīng)多級(jí)磁選，約20%含鐵高的返回轉(zhuǎn)爐，80%含鐵低的尾渣進(jìn)行外賣處理。但由于尾渣中成分不穩(wěn)定，游離氧化鈣偏高，造成下游企業(yè)吸納不及時(shí)，不僅占用企業(yè)大面積堆場(chǎng)，而且污染環(huán)境。為了更有效的進(jìn)行渣鐵分離，提高鋼渣自身質(zhì)量的穩(wěn)定性并拓展鋼渣綜合利用新途徑，2017 年度，邯鋼引進(jìn)了鋼渣深處理技術(shù)，新建了年處理150 萬t 的鋼渣加工及綜合利用生產(chǎn)線。該技術(shù)采用國(guó)內(nèi)先進(jìn)的工藝、設(shè)備和生產(chǎn)技術(shù)，對(duì)廢渣進(jìn)行綜合和循環(huán)利用，最后做到向廢渣要資源。并且嚴(yán)格貫徹環(huán)境保護(hù)和職業(yè)安全衛(wèi)生等有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法律法規(guī)，最大限度的發(fā)揮項(xiàng)目的環(huán)境效益和社會(huì)效益。

1 邯鋼轉(zhuǎn)爐鋼渣預(yù)處理現(xiàn)狀

邯鋼目前有三個(gè)煉鋼廠: 三煉鋼廠、西區(qū)煉鋼廠和一煉鋼廠。其中，三煉鋼廠和西區(qū)煉鋼廠采取熱悶預(yù)處理工藝，一煉鋼廠采用滾筒法處理鋼渣。

西區(qū)煉鋼廠的鋼渣預(yù)處理工藝比較完善，2017年7 月以前的處理和應(yīng)用情況如圖1 所示。

一煉鋼廠引進(jìn)了寶鋼二代滾筒法處理鋼渣( 滾筒裝置檢修時(shí)用燜渣池來處理鋼渣) ，邯鋼通過多次調(diào)試完善，制定了工藝流程如下: 轉(zhuǎn)爐渣→渣罐→渣罐臺(tái)車→行車→渣罐傾翻裝置→雙腔滾筒( 冷卻、破碎) →刮板機(jī)→鱗板機(jī)→斗提機(jī)→慣性給料機(jī)→磁選機(jī)→振動(dòng)篩→料倉。其中，磁選機(jī)用于將振動(dòng)給料機(jī)輸送過來的物料進(jìn)行磁選，將含磁性的金屬料送入金屬料倉，將非磁性的鋼渣送至振動(dòng)篩進(jìn)行分級(jí)。振動(dòng)篩用于將磁選機(jī)磁選后的鋼渣分為＞8 mm 和≤8 mm 的兩種粒度，分別送入兩個(gè)鋼渣料倉^［2］。

通過鋼渣預(yù)處理工藝，煉鋼和燒結(jié)可以回吃鋼渣20%，剩下的尾渣外賣，約占80%。但是由于其成分不穩(wěn)定，含鐵高，不僅造成了鐵資源的浪費(fèi)，還影響了下游市場(chǎng)的吸納。因此，2017 年邯鋼發(fā)揮資源優(yōu)勢(shì)，引進(jìn)專業(yè)化固廢物處理公司，充分利用固廢處理新技術(shù)，建立了鋼渣深處理生產(chǎn)線，充分回收鋼渣中的鐵元素，延伸加工利用尾渣，實(shí)現(xiàn)了鋼渣的回收利用由無害化向高值化轉(zhuǎn)變。

2 鋼渣深處理生產(chǎn)線

2．1 鋼渣深處理技術(shù)的工藝先進(jìn)性

邯鋼鋼渣加工及綜合利用生產(chǎn)線于2017 年7月熱試并投入使用，其采用干法生產(chǎn)，與國(guó)內(nèi)采用的濕法加工工藝相比有著明顯的先進(jìn)之處。干法加工不需要采用大量的水洗、球磨帶來的污水治理等問題。該生產(chǎn)工藝不用水、不產(chǎn)生二次污染、生產(chǎn)成本低、尾渣不需烘干、環(huán)保高效、渣鋼分離徹底，真正做到綜合利用^［3］。

2．2 鋼渣深處理線工藝工藝流程簡(jiǎn)述

邯鋼鋼渣加工及綜合利用生產(chǎn)線經(jīng)過熱試投產(chǎn)后工藝不斷完善和多次整改，目前各處理線已正常運(yùn)行。

本產(chǎn)線設(shè)計(jì)年處理能力150 萬t 鋼渣。主要設(shè)備包括16 條皮帶機(jī)，二套磁選機(jī)，三套振動(dòng)篩，四臺(tái)棒磨機(jī)，三臺(tái)管式給料機(jī)，四套慣性振動(dòng)給料機(jī)，四臺(tái)鋼渣磁鼓精選機(jī)。該系統(tǒng)可以同時(shí)滿足對(duì)邯鋼三個(gè)煉鋼廠的鋼渣處理的需求，達(dá)到集中處理，統(tǒng)一管理，大大減輕了各煉鋼廠的渣處理任務(wù)。其工藝流程如圖2 所示。

進(jìn)廠鋼渣用汽車或裝載機(jī)將各鋼廠經(jīng)過一次處理的鋼渣送至除大塊汽車受料槽( e = 250 mm) ，大于250 mm 的物料落入渣鋼料場(chǎng)。

小于250 mm 的鋼渣，進(jìn)入2 個(gè)受料斗，通過皮帶運(yùn)輸?shù)酱胚x生產(chǎn)線，進(jìn)入1 號(hào)篩分室，皮帶上方、側(cè)面要加防大塊滑落安全護(hù)欄。經(jīng)過1#振動(dòng)篩( e= 40 mm) 分級(jí)出兩種粒級(jí)的鋼渣，篩上物40 mm～250 mm 的鋼渣物流量約100 t /h，進(jìn)入1#棒磨機(jī)，從1#棒磨機(jī)出來的物料運(yùn)至2#篩分室里的2#振動(dòng)篩( e = 40 mm) 進(jìn)行篩分，振動(dòng)篩生產(chǎn)能力為100 t /h，篩上物40 mm～250 mm 的鋼渣經(jīng)過除鐵器，將篩上物分為≥40 mm 的渣鋼直接落地，和≥40 mm 的尾渣。2#振動(dòng)篩( e = 40 mm) 篩下物匯入1#振動(dòng)篩( e= 40 mm) 篩下物。

1#振動(dòng)篩( e = 40 mm) 篩下物≤40 mm 的鋼渣物流量約130 t /h，運(yùn)至1#磁選篩分室，磁性鋼渣送入2#、3#棒磨機(jī)。經(jīng)1#磁選機(jī)的非磁性鋼渣進(jìn)入尾渣堆場(chǎng)。

從2#、3#棒磨機(jī)出來的物料運(yùn)至2#磁選篩分室的2#磁選機(jī)，磁性鋼渣進(jìn)入粒鋼篩分室進(jìn)行分級(jí)，分為5 mm～40 mm 的鋼渣和0 ～ 5 mm 的精粉。非磁性鋼渣進(jìn)尾渣堆場(chǎng)。

通過此生產(chǎn)線分離出的含鐵產(chǎn)品有四類: 粒度大于250 mm 大塊鋼，品位＞ 75%; 粒度在30 mm ～250 mm 的小塊鋼，品位＞85%; 粒度在5 mm～30 mm的顆粒鋼，品位＞85%; 粒度＜5 mm 的鐵精粉，品位60%。本處理線可處理鋼渣150 萬t /a，回收精粉10．5 萬t /a，7 mm 以上渣鋼9 萬t /a。尾渣年產(chǎn)130 萬t左右，并且其金屬鐵含量＜1%。

2．3 本生產(chǎn)線工藝特點(diǎn)

2．3．1 高效可控的渣鐵分離技術(shù)

1) 在入料前通過反轉(zhuǎn)格柵控制原料粒度，＜250 mm渣塊進(jìn)入棒磨機(jī)進(jìn)行破碎，保護(hù)了設(shè)備，保證了生產(chǎn)穩(wěn)定順行。

2) 金屬選別采用先進(jìn)的金屬感應(yīng)分離器和高磁場(chǎng)強(qiáng)度的磁選設(shè)備，實(shí)現(xiàn)干法磁性金屬的選別。

3) 利用“二破三選三篩分”工藝將鋼渣中的含鐵物質(zhì)基本清除，分級(jí)選出粒子鋼和鐵精粉，充分選出鋼渣中的含鐵物質(zhì)，提升鋼渣的最終產(chǎn)品尾渣的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)全部鋼渣資源的閉路循環(huán)。

4) 該生產(chǎn)線全部采用皮帶輸送，設(shè)備平行布置，尾渣及球磨均采用匯集皮帶收集輸送至各個(gè)場(chǎng)地的方式，占地面積小，減少車輛倒運(yùn)量，降低物流成本。

2．3．2 安全無污染的環(huán)保措施

1) 粉塵: 生產(chǎn)過程中的粉塵控制措施: 在磨機(jī)的進(jìn)出口及中間各料倉、振動(dòng)篩等所有易產(chǎn)生粉塵的位置，全部裝有負(fù)壓吸塵及布袋收塵裝置。經(jīng)積塵系統(tǒng)通過螺旋輸送機(jī)送往水泥罐車運(yùn)往水泥廠。

2) 噪聲: 對(duì)棒磨機(jī)采用新型隔音房裝置，環(huán)保風(fēng)機(jī)進(jìn)出口裝有消音器，所有產(chǎn)生噪音位置都設(shè)有隔音墻等裝置，使噪聲符合環(huán)境噪音標(biāo)準(zhǔn)。

3) 生產(chǎn)過程采用干法處理，不產(chǎn)生廢水排放，避免污染。無煙氣排放，環(huán)境效益顯著。

3 結(jié)語

實(shí)踐證明，邯鋼通過合作改造鋼渣深處理生產(chǎn)線，尾渣金屬鐵含量由3% ～ 4%降低到1%，每年可多回收金屬鐵25 000 t ( 產(chǎn)品為品位60%渣粉和80%塊鋼) ，實(shí)現(xiàn)了鋼渣資源高效利用，達(dá)到了鐵與尾渣的有效分離。并且生產(chǎn)的尾渣產(chǎn)品用于建材等，實(shí)現(xiàn)了固體廢棄物的零排放，年創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益千萬元，同時(shí)，滿足了環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求，社會(huì)效益及環(huán)保效益顯著，為鋼渣處理技術(shù)開辟了一條新的高效綜合利用途徑。

4 參考文獻(xiàn)

［1］ 石磊．淺談鋼渣的處理與綜合利用［J］．中國(guó)資源綜合利用，2011，29( 3) : 29－32．

［2］ 劉智偉．轉(zhuǎn)爐鋼渣處理及資源化技術(shù)綜述［J］．萊鋼科技，2010( 6) : 5－9．

［3］ 張明．渣: 遠(yuǎn)非技術(shù)問題［N］．中國(guó)冶金報(bào)，2013－6－4( 3) ．