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1、 36 钢 铁 技 术 2004 年第 6 期 综合利用 烧结利用转炉炼钢污泥的生产效果 朱贺民 张晓秋 (马钢技术中心工艺所, 安徽马鞍山 243000) 摘 要 介绍了国内炼钢污泥利用工艺和马钢炼钢污泥处理系统，并对马钢污泥在烧结中的应用情况进行了分析。结 果表明，在烧结生产中直接利用炼钢湿基污泥是可行的，有利于提高烧结料层厚度，改善烧结生产指标，具有可观的经济效 益。 关键词 炼钢污泥 烧结 综合利用 1 国内炼钢污泥利用工艺 转炉炼钢污泥的理化性能因转炉工况的变化 和除尘回收系统的不同而不同， 马钢转炉炼钢污泥 理化性能见表 1。由表可知，炼钢污泥的特点是： 1)粒度细，-200 目部
2、分的含量达 94，故而脱水 困难。 2)品位高， 碱性物含量也高， 含水达 35 40。3)粘度大，较难脱水。研究发现，这种污泥 在自然状态下存放 1530 天，含水量仅下降 35 个百分点。 目前国内对炼钢污泥的利用一般是经短 流程处理后供炼钢作为金属料、 冷却剂、 造渣剂使 用或作为含铁料供烧结矿生产使用。 不同的用途处 理工艺也有所不同。 表 1 马钢炼钢污泥化学成分、粒度分析（） TFe FeO SiO2 CaO MgO AL2O3S P IL -200 目42.71 52.05 2.36 19.92 4.20 0.600.179 0.056 11 94.21.1 污泥造块工艺 炼钢污
3、泥经自然堆放、 水分渗透挥发后， 掺入 含铁料、生石灰、膨润土或焦粉等搅拌混合，由专 用设备挤压成椭块体， 经竖炉焙烧后供转炉作为金 属料、造渣剂、冷却剂使用。 1.2 生石灰消化工艺 炼钢污泥与生石灰按一定比例配料混合， 完全 消化后形成松散、无粉尘的粉状物料，或与钢渣、 高炉灰等物料进一步混合形成松散料， 然后进入烧 结配料工序，参与烧结矿生产。 1.3 泥浆管道输送工艺 炼钢污泥加水稀释成浓度为 1520的泥 浆， 经加压泵加压后， 通过管道输送到烧结原料混 合机， 以泥浆水代替工业水加入烧结料中， 参与烧 结矿生产。 1.4 工艺分析 由以上三种工艺可以看出，下面 2.1 和 2.2
4、条中介绍的工艺存在占用土地和二次污染等问题， 2.3 条中介绍的工艺实现了污泥不落地，环保效果 较好。由于炼钢污泥粘性大、易沉淀，2.3 条中介 绍的工艺容易发生管道、阀门、喷头堵塞现象，而 且烧结生产对水分也有一定要求， 因而配加量受到 限制，另外该工艺投资较大。因此，可以说国内采 用的炼钢污泥利用工艺仍不够完善， 有必要进一步 研究开发新的工艺。 2 马钢烧结利用炼钢污泥的配加系统 2.1 炼钢污泥配加系统 马钢烧结直接配加炼钢污泥的系统主要是针 对污泥含水高、粒度细、粘性大、自然成球性强， 不易与其它物料混合以及生产中占用土地、 二次污 染等问题开发出来的。该系统占地 150 m2、投资
5、不足 100 万元， 由滚筒给料机、 胶带运输机和污泥打 碎机三部分组成， 另外还有污泥矿槽、 行车抓斗和 电气设备，污泥处理能力为 510 t/h。 2.2 污泥配入点的选择与配加方法 为了使炼钢污泥能够与其它生产原料很好地2004 年第 6 期 钢 铁 技 术 37 混合制粒， 同时保证在输送过程中下有底料上有敷 料，不粘结皮带和设备， 炼钢污泥配入点选择在一 炼铁总厂烧结区（下称“一烧结” ）三台烧结机共 用的混匀料场配矿槽的 3# 和 4#料仓（共 8 个料仓）中间。这样还能防止配加过程中形成的一些大径 “污泥球”在多次抓料、翻料过程中被破坏掉，确 保不致于给烧结生产带来较大影响。 配
6、加方法： 专用自卸汽车把钢厂炼钢污泥拉到 混匀料场污泥矿槽， 由行车抓斗将污泥从矿槽装入 滚筒给料机；在电气设备控制下， 炼钢污泥由滚筒 给料机缓缓给出， 经胶带运输机连续地送到对辊打 碎机， 高速运转的对辊将污泥打碎后撒落在配料皮 带上，送入烧结混匀系统参与烧结生产。 炼钢污泥 配加系统及该系统与烧结混匀系统的衔接如图 1。 图1 马钢一烧结炼钢污泥配加系统及配入点示意图 3 工业试验 准备就绪后， 2003 年 3 月 10 日开始工业试 验，3 月 30 日试验结束，共配入炼钢污泥 823 t， 炼钢污泥在混匀矿中配比为 1.3。 基准期为 2003 年 2 月 1 日 3 月 9 日，
7、 试验期为 2003 年 3 月 10 日30 日。 3.1 炼钢污泥对烧结原料混匀造堆的影响 配入炼钢污泥前后混匀矿 TFe 和 SiO2含量对 比见表 2。可以看出，与基准期相比，试验期 TFe 含量有所增加、偏差相近，SiO2含量、偏差均有所 下降。 3.2 配入炼钢污泥前后烧结料混合制粒效果 由表 3 可知，配入炼钢污泥后，烧结混合料 1 mm3 mm 粒级增加了 0.15 个百分点，3 mm5 mm 粒级下降了 0.3 个百分点，5 mm 粒级下降了 1.1 个百分点，变化都比较小。表明配入炼钢污泥后，并未出现因炼钢污泥粘性大、 自成球性强而使混合 料中大块料或大径颗粒增加的现象。
8、表 2 配入炼钢污泥前后混匀造堆效果 TFe SiO2 时 期 均值()偏差 均值() 偏差 基准期58.77 0.7434 5.72 0.3480 试验期59.63 0.7440 5.24 0.3065 表 3 配用炼钢污泥前后混合料水分、 温度及粒度组成 时 期 H2O () 料温 () 13 mm () 35 mm () 5 mm () 基准期6.9 46.2 12.93 22.10 38.70 试验期6.9 46.0 13.08 21.80 37.60 3.3 配入炼钢污泥对烧结主要参数的影响 不同期烧结机主要指标变化情况见表 4。与基 准期相比，试验期烧结料层厚度平均增加 24 mm
9、， 总管负压和机速略微下降， 表明配入炼钢污泥后有 利于提高烧结料层厚度，从而提高烧结机利用系 数。 受系统作业率下降的影响， 试验期烧结机利用 系数比基准期下降 0.044 t/(m2.h)。同时还可以看出，配入炼钢污泥后烧结矿返矿园盘转速下降 14 r/min，表明返矿量有下降趋势。 3.4 烧结矿质量变化 3.4.1 烧结矿化学成分 由表 5 可知，试验期烧结矿 TFe、FeO 含量比 基准期分别下降 0.12 和 0.20 个百分点；烧结矿 TFe 和 FeO 含量偏差及其它化学成份无明显变化。 3.4.2 烧结矿强度 由表 5 可知， 烧结矿除转鼓指数试验期比基准 期下降 0.38
10、个百分点外，其它强度指标也无明显 变化。 3.4.3 高炉冶炼效果 高炉使用配有炼钢污泥的烧结矿后， 试验期冷 风量增加 29 m3/min，崩料次数减少 7 次，利用系数增加 0.048 t/(m3.d)，焦比下降 5 kg/tFe，煤比上升 4 kg/tFe，高炉其它顺行指标没有明显变 化。 表明配炼钢污泥烧结矿有利于马钢中型高炉的 稳定顺行，有利于节焦增产。 4 生产实践 工业试验结束后， 转入正常生产。 表 6 列出了钢厂污泥站 行车抓斗 污泥矿槽 自卸车 对辊打碎机胶带运输机 滚筒给料机1#仓 2#仓 3#仓 4#仓 5#仓 混匀造堆 配料皮带 污泥配入点 38 钢 铁 技 术 20
11、04 年第 6 期 马钢一烧结 2003 年 4 月2004 年 5 月炼钢污泥利 用情况以及部分烧结生产指标。 由表可知， 这段时 期共利用炼钢污泥 15931t，平均每月利用 1225 t， 月最高利用 1922 t，系统运行良好。在使用炼钢 污泥过程中，烧结机利用系数平均达 1.889 t/(m2h)，烧结固体燃耗平均为 42.5 kg 标煤/t，最 低达 39.0 kg标煤/t， 烧结矿转鼓指数和含粉率相对 稳定， 分别在 70.7071.97、 10.1010.51 。表 4 配入炼钢污泥前后烧结主要指标 时期 机号 料层厚度 （mm） 机速 （m/min）点火温度 （） 总管负压
12、（kPa） 返矿园盘转速 （r/min） 日历作业率 （） 利用系数 （t/m2h）1# 541 1.35 836 14.65 496 2# 539 1.21 936 14.73 500 94.29 1.999 3# 513 1.39 958 15.09 196 98.51 1.869 基准期 平均 531 1.32 910 14.82 397 96.40 1.940 1# 564 1.28 859 14.58 476 2# 582 1.20 934 14.76 474 97.92 1.940 3# 519 1.39 973 15.00 199 83.20 1.851 试验期 平均 555 1
13、.29 922 14.78 383 90.56 1.896 表 5 不同期烧结矿主要质量指标 时 期 分 类 TFe SiO2 FeO MgO S P R2 转鼓 耐磨 筛分 均值（） 56.385.06 7.46 2.69 0.02 0.05 2.06 70.84 4.64 2.39 基准期 偏差 0.33 0.12 0.76 0.05 均值（） 56.265.07 7.20 2.73 0.03 0.05 2.08 70.46 4.60 2.44 试验期 偏差 0.37 0.13 0.78 0.06 表 6 烧结生产配用炼钢污泥情况 时 间 年 月 TFe （） 作业率 () 利用系数 （t
14、/m2.h）烧结矿转鼓 指数（） 烧结矿含粉率10 mm（）固体燃耗 （kg/t）污泥用量 （t） 污泥单耗 （kg/t） 4 56.37 96.30 1.932 70.70 10.21 42.1 873 2.9 5 56.34 96.51 1.949 70.96 10.27 43.1 1033 3.3 6 56.32 95.74 1.890 71.15 10.10 42.0 1033 3.5 8 56.35 95.40 1.890 71.97 10.51 43.0 1079 3.6 9 56.35 95.40 1.903 71.97 10.47 43.4 976 3.3 10 56.35 9
15、4.76 1.888 71.74 10.55 44.0 1746 5.8 11 56.41 91.57 1.854 71.51 10.40 44.0 1193 4.3 2 0 0 3 12 56.35 97.27 1.915 71.92 10.24 39.0 1382 4.4 1 56.38 91.13 1.870 71.47 10.21 44.0 690 2.4 2 56.37 88.94 1.920 71.23 10.34 43.0 1922 7.2 3 56.31 91.80 1.870 71.02 10.40 40.0 1263 4.0 4 56.67 84.54 1.890 71.14 10.37 42.0 1724 5.0 2 0 0 4 5 57.05 81.23 1.780 71.39 10.35 43.0 1017 4.0 5 经济效益分析 马钢烧结利用炼钢污泥的经济效益主要体现 在两方面： 一是由外委加工处理转为直接利用带来 的经济效益，二是降低烧结原料消耗的效益。 由于 目前污泥单耗较少， 因此利用炼钢污泥的经济效益主要由前者产生。根据 200
