炼钢副产品制造冷固球团制造应用技术研究

刘志刚， 刘海彬， 袁晓阳， 郑 伟， 唐 丹， 原一洲

（1.五矿营口中板有限责任公司， 辽宁 营口 115000；2.营口理工学院， 辽宁 营口 115000）

大型的全流程钢铁企业，每年产生各种渣、尘、泥等含铁副产品。转炉冶炼后产出含Zn 产物主要有钢水、炉渣、除尘灰等。Zn 大部分直接转为蒸气经过出尘系统冷却凝固回收，小部分被氧化存在于炉渣中。转炉除尘灰经过分离后，如果进入烧结工序，含Zn烧结矿对高炉有不利影响，在炉衬内部沉积，造成炉衬膨胀、破坏，表面产生炉瘤。炼钢除尘灰中含S 和Zn 较高，如采用烧结工序消纳，烧结后，矿中S 和Zn升高，会对高炉铁水质量和铁水流动性及渣铁分离造成影响。为支撑炼钢多途径消纳固体废弃物并实现固废零排放目标，同时降低炼钢厂成本，对冶金含铁副产品在炼钢系统的循环再利用进行了研究。

1 冶炼过程的研究

1.1 转炉冶炼后产出含Zn 产物平衡

转炉冶炼后产出含Zn 产物主要有钢水、炉渣、除尘灰等。转炉烟气温度约1 450 ℃，Zn 大部分直接转为蒸汽经过出尘系统冷却凝固回收，小部分被氧化（ZnO 熔点1 950 ℃）存在于炉渣中。转炉除尘灰经过分离后，如果进入烧结工序，含Zn 烧结矿对高炉有不利影响，在炉衬内部沉积，造成炉衬膨胀、破坏，表面产生炉瘤。为明确Zn 成分在炼钢各环节的循环，指导转炉除尘灰的应用，评价一段时间内废钢含Zn 指标，现对转炉生产过程中Zn 在转炉产出物中的分配进行测算，具体分配见图1。

1.2 含铁副产品调研

由于含Zn 烧结矿对高炉的影响，现已经停止使用转炉除尘灰，高炉停用后，转炉除尘灰去向为外卖或转炉消耗。现对转炉消耗除尘灰的可行性进行初步分析。具体成分见下表1。

图1 转炉冶炼过程w（Zn）平衡图（%）

表1 转炉除尘灰成分（TFe） %

1.3 工艺路线规划

提出建设含铁尘泥压球处置中心，在钢铁厂内设置统一集中的处置场所，接纳炼钢厂除尘灰和氧化铁皮，集中存贮，并针对不同类别的含铁尘泥，采取有针对性的处理工艺，见图2。

图2 工艺路线图

1.4 工艺调整

1）采取措施，稳定含铁量。通过提高氧化铁皮含量提高压球含铁量。设计配比试验，在不影响成球率的基础上，改变粗细氧化铁皮配比，可以稳定压球含铁量。

2）调整烘烤时间、物料分层烘烤以提高日产量，降低压球含水量，提高压球强度。通过分层烘烤，可以减少烘烤过程中压球由于挤压导致破碎；调整烘烤时间，有原来的1.5 h 调整至1 h。

3）黏结力配比调整。压球过程中使用的黏结剂要求：黏结剂成分不做常规性检验；黏结剂中可含部分增加冷固球团强度、阻止黏结剂氧化且对钢水成分不造成影响的无机物。

设计黏结剂配比试验，调整黏结剂比例，依据试验结论固定黏结剂配比如表2 所示。

表2 黏结力配比情况 %

2 指标及达成情况

按转炉工艺对冷料的要求，压球指标中全铁w（TFe）不能低于50%，水分不能高于1%，压破力不能低于1 000 N，20～50 mm 范围的粒度要求大于90%。通过6 轮试验调整，压球指标基本达到设计目标，具体见表3。

表3 除尘灰压球指标检验结果

五矿营口中板有限责任公司烧结矿当期成本约530 元/t，压球成本经测算月230 元/t，按日产200 t产量计算，月效益约200 万元。

3 结论

1）经测算，一段时间内，五矿营口中板有限责任公司废钢含w（Zn）达0.27%，超过行业一般标准0.25%。

2）由于Zn 成分影响，转炉除尘灰不宜进入烧结工序循环利用。

3）转炉除尘灰经压球工艺处理，已经可以在炼钢作为冷料消耗使用，月经济效益200 万元左右。