2014 年低成本炼钢共性技术研讨会 2014年9月 简述转炉除尘灰冷固球团工艺 张 达 （唐山钢铁国际工程技术有限公司，唐山 063000） 摘 要： 介绍了转炉除尘灰冷固球团工艺的系统组成、工艺流程、工艺参数、主要设备通过采用 “消化 —混匀 —轮碾 —对辊压球 —烘干 ”先进工艺，成品球团单球强度大于 800N，铁元素含量大于 50％，活性氧化钙含量可达到 15%以上，可作为转炉造渣材料，进而回收利用除尘灰中的铁元素及其他有益成分另外，本工艺不需要经过高温处理过程，能够充分回收利用钢铁企业低温废气，经济效益和社会效益显著 关键词： 转炉；一次除尘灰；冷固球团；回收利用 Overview on Cold-bonded Pellet Process for Converter Dust Zhangda （TangShan Iron & Steel International Engineering Technology Co.Ltd, Tangshan, 063000） Abstract: Introduce the system composition, procedure, process parameters, and major equipment of the cold-bonded pellet process for converter dust. By using the advanced technology, the intensity of the end product more than 800N, the content of TFe in the end product is more than 50% and the content of the active calcium oxide is more than 15%, which can be used for fluxing materials in Converter and reclaim the iron element and other beneficial ingredients in converter dust. In addition, the high temperature process is not necessary in this process, so the cold-bonded pellet process can reclaim the low temperature waste gas in iron and steel enterprises, and the economic and social benefits is marked. Key words: converter; first removal dust; cold-bonded Pellet; reclaiming 1 引言 传统经济是“资源－产品－废弃物”的单向直线过程，创造的财富越多，消耗的资源和产生的废弃物就越多，对环境资源的负面影响也就越大。
循环经济则以尽可能小的资源消耗和环境成本，获得尽可能大的经济和社会效益，从而使经济系统与自然生态系统的物质循环过程相互和谐，促进资源永续利用 随着国家对环境污染治理的力度加大，转炉炼钢一次除尘由传统的湿法除尘转向干法除尘，干法静电除尘工艺得到了大力的发展，通过蒸发冷却器得到的转炉干灰一次灰和通过静电除尘器得到的转炉干灰二次灰替代了转炉污泥，成为了转炉炼钢除钢渣外最多的转炉废弃物副产品转炉干灰的产量为25kg/t钢水，以一个年产400万吨的钢铁企业为例，每年产转炉除尘灰10万吨，其中，1/3为一次灰，其余为二次灰 转炉干法除尘灰中，含有铁元素(TFe≥50％)、活性氧化钙（15%～20%）及炼钢过程损失的微量合金等资源，回收的经济效益与社会效益越来越显著尤其是将其制成冷固球团返回转炉，不仅回收了铁资源，降低钢铁料消耗，能大大提高炼钢冶炼的经济效益 2014 年低成本炼钢共性技术研讨会 2014年9月 2 工艺简介 2.1 工艺描述 2.1.1原料及消化系统 转炉一次除尘的一次灰、二次灰均由吸排罐车运输至原料仓，通过气力输送将灰卸至原料仓系统的一次灰仓和二次灰仓内，等待配料、加湿、消化。
一次灰与二次灰通过叶轮给料机按比例卸至加湿机进行加湿，加湿后的一次二次灰进入搅拌机内进行混匀，随后输送至消化仓内进行消化处理根据生产能力、原料成分及消化时间，设置多个消化仓，消化仓为交替作业，即，卸满1仓后，依次启用后续消化仓，消化仓排料同样以某1个仓料排空为准，依次排后续消化后的料 该工艺范畴，粘结剂分为玻璃水类、膨润土类、淀粉胶类及淀粉干粉类四种，由于成品球作为炼钢辅料直供转炉生产，转炉对Si 元素的含量有着严格的控制，因此，玻璃水类和膨润土类粘结剂不在本工艺的使用范围经过多次对相关厂家的考察和大量的实验证明，淀粉胶类粘结剂与干灰混合时，出现大量的结块现象，很难将其混匀，在一定程度上影响了成球率与成品球的强度，最终，本工艺选用淀粉干粉类粘结剂淀粉干粉类粘结剂的好处在于不会向成品球内带入大量的Si元素，同时，具有良好的混匀性能 干粉粘结剂为专利产品，袋装粘结剂通过汽车运输至库房，再倒运至粘结剂仓内储存 氧化铁皮由自卸汽车运至铁皮仓旁，经天车抓斗倒运至铁皮仓内备用 2.1.2配料轮碾系统 消化好的混合料、粘结剂及氧化铁皮通过星型卸料阀调整好配加比例后，输送至双螺旋搅拌机内，进行初步搅拌，待初步搅拌后，运送至轮碾机中间仓备用。
轮碾机为间断作业，有效作业时间为6～10min，预混合好的物料在轮碾机内，由轮碾机内的碾压辊和翻料板共同作用，对物料起到一个充分搅拌和压密的效果，碾压好后的物料通过轮碾机上的液压卸料阀，将物料卸入链板输送机内，最后将物料倒运至压球机中间仓储存备用 2.1.3压球及1#筛分系统 高压对辊压球机为连续作业设备，碾压后的混合料经过输料设备输送至压球机，经过压球机顶部的双螺旋喂料机进入压球机内部，经过对辊压制成胜球后，由压球机下部的卸料机卸至带式输送机上，经带式输送机将生球与未成球的物料粉末运送至1#晒分站进行筛分 由于生球的强度比较低，筛分时如果使用振动筛，会产生生球大量破碎的结果，为此，本工艺筛分装置选用辊棒筛进行筛分生球与粉料经过辊棒筛后，粒度小的经过辊棒筛的缝隙掉落进晒分站的收集漏斗内，经链板输送机收集返回至压球机中间仓，形成第1道筛分后的闭循环，使粉料继续参与压球工艺符合要求的生球落入带式输送机，进入烘干系统 2.1.4烘干及2#筛分系统 烘干设备选用钢结构立式烘干仓，烘干介质为低温热烟气，温度要求110℃～150℃之间，可选用钢铁厂其他工序产生的废气（干燥），如：高炉热风炉尾气、石灰套筒窑尾气等。
如果废气温度过高，可在引风机前部阴风管道设置温度检测装置和混风阀，使进入烘干仓的热源稳定控制在要求的温度范围内 烘干仓顶部为进料带式输送机，底部为排料带式输送机，生球定量加入至烘干仓内，成品球定量排至排料带式输送机，经带式输送机运送至2#筛分站，进行筛分处理 2#筛分通用选用辊帮筛进行筛分，筛下物收集后，返回至轮碾机中间仓，形成第2道筛分后的闭循环筛上物通过下料溜管装车外运 2014 年低成本炼钢共性技术研讨会 2014年9月 图 1 转炉冷固球团工艺流程图 2.2 工艺特点 1）工艺路线简单清晰，处理成本相对较低，回收铁资源，降低钢铁料消耗、石灰消耗、萤石消耗、脱氧合金消耗、电耗，较好的冷却和化渣效果 2）采用“消化—混匀—轮碾—对辊压球—烘干”先进工艺，确保成品球团单球强度≥800N 3）烘干室烘烤热媒采用110℃～130℃热源，本工艺作为废物回收利用的典型工艺，热源可利用炼铁厂高炉的热风炉尾气（约210～380℃）、石灰套筒窑尾气等，用以烘干球团并且由于热风炉尾气中含有CO2，可以与生球发生反应在表面生成一层CaCO3，提高球团强度。
4）工艺全过程配置除尘系统（选用布袋除尘器和塑烧板除尘器达到干湿分离），完全达到国家环保标准的要求 5）原料消化仓增加保温措施，同时增加该区域伴热设施，充分保证物料消化效果 6）消化仓选用圆形钢制结构料仓，下椎段角度>60°，同时在消化仓内增加疏堵装置，可有效改善含水尘泥板结的问题 7）生产线采用全程封闭设备运输，防止物料倒运过程中的扬尘外溢 8）工艺系统内的筛分设备采用棍棒筛，摒弃振动类筛分设备，降低生球与成品球的粉化率 2.3 工艺参数 转炉一次灰含水率：5% 转炉二次灰含水率：2%～3% 一次、二次灰混合比例：1:2（根据原始灰成分调整） 干粉粘结剂配加比例：4%～6% 原料消化时间：24～48h 碾压混合时间：6～10min 烘干介质温度：110℃～150℃ 2014 年低成本炼钢共性技术研讨会 2014年9月 烘干仓过料能力：30t/h 成品球成球率：≥80% 3 主要组成及设计 3.1 工艺设计简图 1—原料仓，2—双轴加湿机，3—消化仓，4—氧化铁皮仓，5—干粉粘结剂仓， 6—双螺旋搅拌机，7—轮碾混合机，8—高压压球机，9—棍棒筛， 10—立式烘干仓，11—封闭式输送设备，12—筛分成品仓 图 2 转炉冷固球团工艺简图 3.2 主要设备组成 转炉冷固球团工艺生产线，主要设备制球设备为双轴加湿机、封闭式倒运设备、棍棒筛、轮碾混合机、高压压球机和立式烘干仓等组成。
其中，加湿机，倒运设备和棍棒筛均为冶金企业标准设备，多用于烧结和竖炉球团工艺 冷固球团工艺的主要设备参数如下： 1） 轮碾混合机 电机功率：75kW 碾盘转速：15.5r/min 碾轮直径：1630mm 碾轮宽度：400mm 碾轮总重：12.4t 传动方式：皮带+伞齿 碾压最大容量：1.75m3生产能力：≥15m3/h（每小时碾练10次） 机体尺寸（长×宽×高）： 5715×4519×4294mm 2） 高压压球机 压辊外径：750mm 2014 年低成本炼钢共性技术研讨会 2014年9月 压辊工作宽度：317mm 压辊转速：14r/min 喂料机转速：0-146r/min 物料通过量(压辊间隙3mm，原料压缩比2.5)：18.48m³/h 额定工作线压比：1.1t/mm 主机电机功率：185kW 喂料机变频电机功率： 37kW 液压站电机功率：2.2kW 机体尺寸（长×宽×高）：5900×3900×3200mm 3）立式烘干室1座 总配电功率：≤135kW 外形尺寸:6290mm×5440mm×11000mm 炉膛容积：176m3烘干产量：≥400t/天(球在炉内停留8小时) 烘干球状态：初水份6%-7%，终水份小于2% 烘干介质：110℃～130℃热源 烘干需要总热值： 300×104kcal/h 需供热风量：40000Nm3/h 4 结论 转炉除尘灰冷固球团工艺有效解决了传统转炉除尘灰返回烧结处理工艺中大量无用成分也要消耗大量的能源的弊端，缩短了转炉除尘灰处理流程，变“大循环”为“小循环”，工艺路线简单清晰，且不需要经过高温处理过程，能够充分回收利用钢铁企业产生的低温废气，生产出的成品球团具有较好的冷却和化渣效果，是优良的转炉造渣材料。
生产实践表明：该工艺与传统转炉除尘灰返回烧结处理工艺相比，铁元素的回收率提高5个百分点；能耗降低60%左右；处理费用减少50% 参考文献 [1] 吉立鹏. 首钢京唐公司转炉干法电除尘灰造球生产及应用实践. 《首钢科技》，2012年第2期 [2] 张继龙. 塑烧板除尘器在冶金行业的应用. 《新疆钢铁》， 2005年第2期 。