轧钢厂固体废弃物综合利用

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1、轧钢厂固体废弃物综合利用,目的,了解钢渣的性能、选择钢渣处理方法的原则； 掌握氧化铁皮的处理工艺； 熟练掌握氧化铁皮的综合利用。,目录,概述 氧化铁皮的形成机理及影响因素 去除氧化铁皮 氧化铁皮的收集 氧化铁皮的综合利用,概述,轧钢是把符合要求的钢锭或连铸坯按照规定的尺寸和形状加工成钢材的工序。轧制是利用塑性变形的原理将钢锭或连铸坯放到两个相向旋转的轧辊之间进行加工，除获得所需要的形状和断面外，还可以改善质量，使钢材材质致密、晶粒细化均匀，提高钢的力学性能。 轧钢厂的固体废弃物主要有氧化铁皮，钢在加热炉内加热时，由于炉气中含有O2,CO2 , H2O，钢的表面层要发生氧化反应，而且从钢锭到成品

2、材往往加工多次，每加热一次，有0.5%-3%的钢由于氧化而烧损，所以整个加热过程中烧损量高达4%-5%。,氧化铁皮造成的损失有,氧化生锈可以造成金属损失，钢坯加热时生成的一次氧化铁皮重量约占钢坯总量的4%-5%。 使加热炉生产率降低，因为氧化铁皮较钢的基体组织疏松得多，它覆盖在钢的表面，降低钢的热导率，影响加热速度。 影响炉底材料寿命，使之容易损坏，因为氧化铁皮成碱性，它对酸性黏土砖有侵蚀作用。 氧化铁皮大量堆积在炉底造成炉底升高、起包、迫使加热炉停炉清渣，这不仅影响炉子产量，而且使操作条件恶化，严重时加热炉被迫停产。 氧化铁皮还会影响钢的质量，在轧制时氧化铁皮易打滑，增加咬入难度，增加孔型磨

3、损。氧化铁皮压入钢材表面造成斑点和麻坑缺陷，降低产品表面质量。,氧化铁皮的形成机理及影响因素,氧化铁皮的形成机理 钢在常温下就会氧化生锈，在干燥的条件，这一氧化过程是很缓慢的，到了200-300C，表面会生成氧化膜，但如果湿度不大，这时的氧化还是比较缓慢的，温度继续升高，氧化的速度也会随之加快，到了1000以上氧化过程开始激烈进行，当温度超过1300以后，氧化铁皮开始熔化，氧化进行得更剧烈。 影响氧化铁皮生成的因素 加热温度、时间、炉内气氛与原料的化学成分是影响生成氧化铁皮的主要因素。在低温阶段加热时生成的氧化铁皮较少，当加热温度超过850-900时，则氧化铁皮增加速度很快，温度超过1200后

4、，氧化铁皮则急剧增加，加热温度愈高，时间愈长，生成氧化铁皮愈厚。即 (1) 加热温度的影响。 (2) 加热时间的影响。 (3) 炉气成分的影响。 (4) 钢中化学成分的影响。,氧化铁皮的分类及组成,氧化铁皮的形成过程是氧和铁两种元素的扩散过程，氧由表面向铁的内部扩散，而铁则向外部扩散。外层氧的浓度大，铁的浓度小，生成铁的高价氧化物;内层铁的浓度大，而氧的浓度小，生成氧的低价氧化物。所以氧化铁皮的结构是分层的。一般氧化铁皮的层次有三层:最外一层为Fe2O3，约占整个氧化铁皮厚度的10%，其性质是:细腻有光泽、松脆、易脱落，并且有阻止内部继续剧烈氧化的作用; 第二层是Fe2O3和FeO的混合体，通

5、常写成Fe3O4，约占全部厚度的50%;与金属本体相连的第三层是FeO，约占氧化铁皮厚度的40%，FeO的性质发黏，黏到钢料上不易除掉。氧化铁皮可分为一次氧化铁皮、二次氧化铁皮、三次氧化铁皮和红色氧化铁皮。 对热轧去除氧化铁皮，国内外有高压水去除氧化铁皮、机械法去除氧化铁皮、化学法去除氧化铁皮、轧制法去除氧化铁皮和气体法去除氧化铁皮等。较普遍的办法就是高压水去除氧化铁皮，特殊情况下是高压水去除氧化铁皮加上机械法、或化学法、或轧制法、或气体法联合。,一般磨料高压水去除氧化铁皮法将一定粒径的磨料，在高压水喷射时同时混入高压水中，再喷射到板坯或钢板表面，其去除氧化铁皮方法见图6-8。,去除氧化铁皮

6、高压水去除氧化铁皮,新磨料高压水去除氧化铁皮法 新磨料高压水去除氧化铁皮系统采用机械法去除氧化铁皮与磨料高压水去除氧化铁皮相结合的去除氧化铁皮新工艺，它可以完全取代酸洗去除氧化铁皮。磨料高压水去除氧化铁皮装置是将硬度较高的很细小的磨料(80-100目)，加入到高压水喷嘴中，利用高压水的能量，使磨料猛烈冲击钢材表面，将钢材表面的氧化铁皮清除干净。 轧制法去除氧化铁皮 一是利用一种用剪切式轧制法的轧机，通过减小辊径，用机械法去除热轧板表面的氧化物。 二是通过改变粗轧中各道次的压下率和精轧前的累计压下率，可提高氧化铁皮的剥离性。 化学法去除氧化铁皮 A 碱金属碳酸盐法去除氧化铁皮 B 酸洗法去除氧化

7、铁皮,机械法去除氧化铁皮,剥壳法。机械法去除氧化铁皮装置主要部分是五辊剥壳机，剥壳辊由平辊改为较密的尖槽的型辊，增加了局部压力和破坏力，提高了剥壳率 磨削法。利用磨削法去除热轧板表面的氧化铁皮，其设备为磨削辊或铣削辊。它能均匀有效地作用在整个钢板表面，从而能去除氧化物。因此，在轧机机架中装有带压下传动装置的磨削辊，辊中装有辊轴，辊面呈s形，该辊面的磨削辊能与钢板紧密配合，与钢板两侧均匀接触，适当移动磨削辊，可保证将钢板表面的氧化物均匀去除掉.,氧化铁皮的收集,钢锭或钢坯在炉内加热时，表面将形成较厚的氧化铁皮。这层氧化铁皮脱落后，高温轧件在空气作用下将再次生成氧化铁皮。通常在轧制前后，需要用各种

8、方法去除氧化铁皮。通常用水将这些含有大量氧化铁皮和润滑油的废品，通过沿轧制线布置的氧化铁皮沟收集并进入处理构筑物。为了顺利地输送氧化铁皮，在氧化铁皮沟的起点就要加入一定数量的冲铁水，以满足氧化铁皮水力输送所需的流速和水深。 * 常用的轧钢污水循环系统大致有以下几种: (1)平流式沉淀池法处理污水。 (2)重力旋流沉淀池处理污水。 (3)连续式磁性法处理轧钢污水。 (4)永磁分离法处理轧钢污水。,氧化铁皮的综合利用,烧结辅助含铁原料 利用氧化铁皮作为辅助材料，即在混匀矿中配加氧化铁皮，一方面，氧化铁皮相对粒度较为粗大，可改善烧结料层的透气性;另一方面，氧化铁皮在烧结过程中氧化放热，可降低固体燃料

9、消耗。 利用氧化铁皮作为辅助材料烧结的烧结矿有以下特点: (1) 氧化铁皮烧结矿在电炉炼钢上应用，化渣快、脱碳快、脱磷多脱硫效果显著，提温好等作用，可提高钢水质量，缩短冶炼时间。 (2) 氧化铁皮烧结矿比普通铁矿石含SiO2等杂质少，加入后不降低熔渣碱度，可节省萤石、石灰等的用量。 (3) 烧结矿含铁量高，比铁矿石高15%，加It烧结矿多回收150kg钢水量，降低金属料1-1.5kg/t钢，提高钢产量。,粉末冶金原料 在粉末冶金工业中，氧化铁皮是生产还原铁粉的主要原料。生产还原铁粉的工艺流程是:氧化铁皮经干燥炉干燥去油去水后，经磁选、破碎、筛分入料仓，作为还原剂的焦粉配入10%-20%的脱硫剂

10、(石灰石)后经干燥处理入料仓。将氧化铁皮按环装法装入碳化硅还原罐内，中心和最外边装焦炭粉，将装好料的还原罐放在窑车上送入隧道窑进行一次还原，停留90h后冷却出窑。此时氧化铁皮被还原成海绵铁，含铁量98%以上，卸锭机将还原铁卸出，经清渣、破碎、筛分磁选后，进行二次精还原，生产出合格的还原铁粉。 应用化工行业： 在化工行业，氧化铁皮可用作生产氧化铁红、氧化铁黄、氧化铁黑、氧化铁棕、三氯化铁、硫酸亚铁、硫酸亚铁按、聚合硫酸铁等产品的原料。这些化工产品用途广泛。 回收铁、镍等金属： 用环形炉处理轧钢氧化铁皮、电炉除尘粉尘和酸洗沉渣等废物，除回收铁外，还回收废渣中的镍、铬等有价的合金成分。,生产海绵铁

11、海绵铁作为废钢短缺的一种补充，随着电炉产钢量的不断上升，海绵铁显得越来越重要。用矿粉生产海绵铁由于设备投资大，工艺复杂，目前在我国仍难以取得迅速发展。用氧化铁皮生产海绵铁可以解决以上间题。 用煤粉还原氧化铁皮和转炉烟尘生产海绵铁生产设备简单，投资少，工艺简便可行。 用氧化铁皮生产的海绵铁含铁量高，杂质含量低且成分稳定，较之用矿石生产的海绵铁不含脉石杂质，可作优质废钢使用。 用氧化铁皮和转炉烟尘生产海绵铁，是氧化铁皮、转炉烟尘的一条良好的有效利用途径，既有利于保护环境，又节约了资源。 用于炼钢： 电炉炼钢技术，由于耗电量高，并采取精料冶炼方针，因此对废钢铁料的要求较高，但这种废钢铁不仅数量少，而

12、且价格高，虽然进行强化冶炼，采取吹氧助燃等措施，缩短了时间，降低了成本，但由于原材料价格高，供应不足，无法参与市场竞争。以氧化铁皮等为主要原料的炼钢方法，以价格低廉且来源广泛的氧化铁皮、渣钢等废料为主要原料，取代了量少、价高的废钢，其主要含铁原料是:30%左右的氧化铁皮，70%左右的生铁屑或渣钢。,制造助熔化渣剂 冶金过程中，一般利用转炉作加热源，同时为了让钢渣尽快分离出来，还要添加一种辅助加速剂，即通常所说的助熔化渣剂。萤石是转炉的传统化渣剂，但因杂质多影响钢水的质量，而且成本也高。利用氧化铁皮制造助熔化渣剂主要应用于转炉炼钢。 利用氧化铁皮制造助熔化渣剂主要有两种方法，即直接法和压球法：

13、直接法。利用轧钢氧化铁皮作转炉炼钢化渣剂不需要复杂的设备，只需建一条氧化铁皮烘干生产线，将氧化铁皮烘干，使水分下降到0. 91%以下，就可以满足炼钢要求。天钢应用本厂轧钢、连铸机下来的氧化铁皮取代部分萤石作炼钢化渣剂，结果证明其化渣快、渣量小、节约了炼钢时间，炉内热损少，铁耗降低，钢的质量也有所提高。 压球法。利用氧化铁皮制造助熔化渣剂的原料组成是氧化铁皮61. 35%，转炉污泥为28.6%，玻璃水胶黏剂10. 05 %。 制造工艺流程为:将固体配料氧化铁皮和转炉污泥研磨成80-120 um的粉末，充分混匀，加入总质量10. 05%的玻璃水，搅拌均匀，提升至压球机上制成规格20mm * 30m

14、m的球团，再转入烘干工艺设备，固结球团的抗压强度，要求每个球团的抗压力为70kg，即制得氧化铁皮助熔化渣剂。 氧化铁皮助熔化渣剂具有高效果的冶炼助熔材料及制造工艺，能够在无隐患的前提下，提高炼钢效率，延长转炉炉体的使用寿命。,生产粒铁与生产球团矿 利用氧化铁皮生产的粒铁，可以替代废钢、海绵铁等作为炼钢的原料 利用氧化铁皮生产的粒铁有以下特点: (1)铁含量高，硫和其他杂质含量低，可以作为转炉原料替代废钢或生铁，缓解炼钢 原料的紧张局面。 (2)有效地利用钢铁企业大量废弃的氧化铁皮，就地取材、变废为宝，降低企业的生 产成本。 (3)工艺简单，设备投入费用低，易于实现。 目前生产球团矿的原料主要有磁铁精矿、赤铁精矿和膨润土，由于磁铁精矿的供应越来越紧张，质量下降，铁的品位和亚铁含量降低，直接影响球团生产工艺和产量的提高。氧化铁皮是钢铁企业的轧钢废弃物，其铁的品位和亚铁含量较高，利用氧化铁皮生产球团矿可以提高球团矿的产量并扩大球团矿资源。,结语,钢铁工业固体废物的综合利用，不仅能够解决钢铁企业固体废物处置问题，而且通过固体废物深加工，可提高企业的经济效益，这对于环境保护和钢铁工业的可持续发展都具有重要意义。,