锌渣回收再利用系统的应用

马 斌

（天津鞍钢天铁冷轧薄板有限公司，天津300400）

0 引言

天津鞍钢天铁冷轧薄板有限公司镀锌机组是由意大利达涅利引进的，具有国际先进水平的热处理线，其设备和工艺及自动化水平都非常高。整个机组主要由上卷运输系统、入口开卷、入口活套、清洗段、退火炉、锌锅、光整拉矫、化学段、出口活套、出口卷取和卸卷运卷系统组成。其中，锌锅作为热镀锌处理线最为关键的设备，又分为镀锌GI和镀铝锌GL。镀锌机组设计产能为30万t/年，近年来，鞍钢天铁公司镀锌机组平均月产在2.5～3.5万t，基本达到甚至超过设计负荷，因此镀后附产品锌渣量非常大。公司目前废锌渣处理方式比较单一粗略，环保不达标，且产品附加值极低。通过将废锌渣回收再利用，不但满足了环保要求，且创效增收效果明显。

1 锌渣回收系统基本组成及工作原理

1.1 概述

MZR（metuallics zinc recovery，MZR）炼锌炉可以从锌灰或浮渣中提炼出金属锌。设备配置有天燃气烧嘴。操作时熔炼桶最多可以放入750 kg锌灰，然后把它装入加热室进行操作。炼锌炉用来处理干燥且未经处理过的热镀锌浮渣或锌灰，用加热法把游离锌从干燥的浮渣或锌灰中分离出来。用炼锌炉处理的浮渣不能含有湿法处理所用的精炼剂。MZR-750一次操作能够处理750 kg锌灰。炼锌炉的最大操作温度为536℃。

1.2 设备组成

1.2.1 机架

炼锌炉机架由表面经过热镀锌处理的型钢焊接而成。整个设备组成见图1。

图1 回收装备

1.2.2 炉壁和炉底

在炉壁和底部用矿物棉作为保温材料。炉壁内外表面使用不锈钢板。

1.2.3 炉门及顶盖

炉门由钢板拼焊而成，外壁喷涂高温漆。顶盖材料为钢板，可以拆除或移走。炼锌产生的烟可以通过顶盖烟囱排放。

1.2.4 转动机构

转动轴由减速器通过齿轮链条带动。

1.2.5 熔炼桶

熔炼桶由钢板焊接而成，在底部开有一个排放孔，用来排放锌液。

1.2.6 浇注模

浇注模由钢板拼焊而成，能盛500 kg锌。

1.2.7 烧嘴

设备配置天然气烧嘴烧嘴，烧嘴功率不超过200 kW，最大为20立方/h，操作所需的最低压力1.5 kPa（15 mbar）。

1.2.8 电控柜

电控柜安装在炼锌炉机架上。电控柜中所有的电器元件都预先连接好线。热电偶为铠装热电偶（WRN-K-191）。

1.3 系统基本工作原理

锌是重要的基体金属，广泛应用于冶金、机械加工等领域。随着资源的日益枯竭，提高冶炼过程中锌合金的产出效率及废渣回收利用率显得尤为重要。鞍钢天铁公司锌渣提纯采用熔融法，将废旧锌渣置于熔炼炉内，设定工艺参数，启动流程，锌渣及锌灰等在炉内处于液态，锌从渣中分离聚合成锌液，在重力的作用下向下沉积，上浮物即为锌浮渣，通过排渣操作将锌浮渣与锌液分离，同时附加产品锌灰通过回收装置吸收到专用包装袋，避免了二次污染。

2 锌渣回收系统操作使用规范

2.1 概述

MZR炼锌炉控制面板有3个设备运行状况指示灯，绿色的“电源指示灯”和“运行指示灯”，以及红色的“运行时间到报警”指示灯。到设定的操作时间后，位于控制柜面板上红色“运行时间到报警”指示灯亮，提示“操作完成”。此时，按下“停止”按钮，结束红色指示灯。加热开关必须拧到“停止”位置，烧嘴熄火后，才可以排锌液。

2.2 设备参数

参数可以根据现场实际情况进行设备，见表1。

表1 参数设备

2.3 密封熔炼桶排锌口

2.3.1 陶瓷纤维棉塞到排锌口

清理排锌口残留的锌渣。把陶瓷纤维棉搓成堵头状，将陶瓷纤维棉的尖端塞入排锌口，然后将整个陶瓷纤维棉堵紧排锌口。用手指挤压陶瓷纤维棉，检查排锌口是否堵紧。挤压时，陶瓷纤维棉既不脱出，也不掉入熔炼桶内。

2.3.2 拧紧排锌口堵头

为了方便拆下堵头，建议在堵头的内螺纹以及排锌口外螺纹涂抹高温油脂。使用T型扳手把堵头拧紧到排锌口上。

2.4 熔炼桶装填锌灰

（1）将锌灰装入熔炼桶内。锌灰不超过750 kg，为熔炼桶容量的2/3。加入锌灰至熔炼桶锥度底部即可，不可超重。撇渣时可以直接把浮渣放入桶内，或先放入208 L桶内，随后再装入熔炼桶。

（2）装好锌灰后，关好熔炼桶盖子。

（3）检查熔炼桶盖子锁紧机构，确认没有损坏。

2.5 熔炼桶装入加热室

吊装设备（叉车）的载重至少为 1 000 kg，包括桶内锌灰和熔炼桶。

（1）将控制面板上“炉体，倾斜-水平”旋钮，拧到“水平”位置，将加热室调至水平位置。

（2）打开炉门，用叉车把熔炼桶水平地装入加热室。熔炼桶平稳地装入转动轴上。

（3）关紧炉门。

（4）把“炉体，倾斜-水平”旋钮，拧到“倾斜”位置，将加热室调至倾斜位置。

2.6 操作时间设置

每个炉次操作时间一般为3 h或稍短。锌灰质量和放入锌灰量会影响到设备操作时间长短。

2.7 启动设备

以下操作步骤，可参考下图-控制面板。

(1)把“电源开关”打到“ON”位置，设备供电。

(2)设置“操作时间”定时器，使之介于 2.5～3 h。

(3)设置好“温控表”参数，使之介于530～535℃。

(4)对于有倾斜/水平设备的炼锌炉而言，将“炉体”开关，扳到“倾斜”位置，将加热室调至倾斜的操作位置。

(5)将“炼锌桶”旋钮，打到”正转”档位。

(6)按下绿色“启动”按钮，熔炼桶开始逆时针(从炉门方向看)转动。此时，位于按钮上方的绿色“运行指示灯”变亮。

(7)将“加热”按钮，打到运行位置，点燃烧嘴。

2.8 温度监控

加热室温度由铠装热电偶（WRN-K-191）测量，由温控表根据设置值来控制温度。此设置值一般介于530～535℃。当温度到达此设置值时，烧嘴自动熄火；当温度低于此设置值时，烧嘴自动点火，可以根据工艺条件设置其它值。整个控制的核心为温度闭环控制，见图2。

图2 温度闭环控制

2.9 熔炼结束

(1)当操作时间到达定时器设置值，设备将提示报警”。此时，控制面板前的红色“运行时间到报警”指示灯变亮。

(2)关闭“加热开关”，关闭烧嘴。

(3)按下红色“停止”按钮，停止熔炼桶转动。

2.10 排锌液

(1)打开侧面的观察窗。把“炼锌桶”旋钮拧至反转”，顺时针旋转熔炼桶，使得操作员可以通过观察窗看到排锌口。

(2)用T型扳手拆下排锌口堵头。

(3)用一根干燥的圆棒，把陶瓷纤维棉捅入熔炼桶内。

(4)把浇注模放在流槽下。

(5)按下“炼锌桶”旋钮“反转”，顺时针方向缓慢地旋转熔炼桶，直至锌液从排锌口经流槽流到浇注模。

(6)锌液停止流动后，把吊环放入锌液中，便于锌锭脱模。

(7)把熔炼桶盖好堵头后，继续逆时针转动，直至冷却。

2.11 熔炉桶冷却

(1)打开炉门。

(2)按下控制米阿尼版按钮到“反转”位置，顺时针转动熔炼桶。

(3)熔炼桶连续转动1～2 h，直至冷却。

2.12 操作结束

操作结束时，把“电源开关”打到“OFF”位置，设备断电。

3 改造效果

经过实验室初步统计，鞍钢天铁公司锌渣回收率可达到80%以上，提纯后附加产品分为锌锭和锌灰，提炼出来的锌锭精度可达到99%以上，基本可以满足直接回锅再利用，预期经济效果比较可观。

4 锌渣回收系统维修注意事项

4.1 监控温度检查

如果实际温度和显示温度不一致，检查电偶、补偿导线、补偿导线接头、温控表等零部件。

4.2 炉次后检查

150～200炉次后，检查熔炼桶壁厚。随后每25～30炉次检查一次。如有必要，可更换熔炼桶。

4.3 每周检查

检查轴承。如果需要加润滑油，那么加入高温锂基润滑脂。清洁熔炼桶内壁。

4.4 检查周期

每3个月给齿轮和链条加润滑油。

4.5 每年检查

检查减速箱、轴承座、以及传动轴连接套的紧固螺丝是否松动。

5 结束语

如今全球资源枯竭问题日益凸显，对环保要求越来越高，提高废旧物资综合利用率，减少污染物排放，促进废旧资源循环利用水平及产业可持续发展，显得尤为重要。鞍钢天铁公司集思广益，开发上马如余热回收、锌渣回收、冷凝水回收等能源回收系统，经济、社会效益显著，能源回收再利用创效明显，各类排放都达到了环保要求，初步达到了预期效果。