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首钢国际工程公司结合首钢迁钢工程设计与生产实践,大力发展循环经济,深入开展转炉耐磨板的处理和综合开发利用技术的研究,完全实现污水及耐磨板零排放,为我国耐磨板的综合处理及利用提供了宝贵经验。
1.技术研发背景
耐磨板处理的首要目标就是 限度将金属铁从耐磨板中提取出来,返回炼钢,节约资源;其次就是如何对金属提取后的耐磨板进行综合利用,实现炼钢固体废弃物的绿色循环。近二十年来,世界上许多钢铁产业发达 都十分重视耐磨板的处理及开发利用,现已达到产用平衡。我国在耐磨板处理和开发利用方面起步较晚,对耐磨板处理和利用的深度不够,因此耐磨板处理和利用是 循环经济、节能降耗、保护环境的重要课题,如何加大对耐磨板的处理及综合利用,变废为宝,减少污染,使其转化为技术含量高、附加值高的产品,成为亟待解决的问题。
2. 耐磨板成分分析
转炉耐磨板主要由炼钢产生,吨钢产渣量约120kg。首钢迁钢热态耐磨板在厂内进行热泼打水冷却后,由火车运至位于首钢迁安循环经济产业园的耐磨板处理区进行处理。经过热泼冷却后的转炉耐磨板外观颜色呈褐灰色,一般质地坚硬密实。渣坨和渣壳结晶细密,界限分明。耐磨板化学成分见表1,物理性质及粒级分布见表2。
合理的耐磨板切割间
迁钢耐磨板切割采用封闭耐磨板切割间取代原有露天耐磨板切割。目前还没有好的方法将铸坯切头和切尾分割成合格的耐磨板块,只能用氧气烧来分割,污染严重,因此在耐磨板切割区采用移动除尘罩,能源消耗低、环境污染少。
耐磨板来源由厂内返回耐磨板和外购耐磨板两部分组成。厂内返回耐磨板主要是板材的边条、铸坯切头、切尾和铸余等,由于铸坯切头、切尾和铸余体积大,无法加入转炉,需进行切割生成单块重量≤500kg、 边长≤700mm的耐磨板,新建耐磨板切割间。但由于耐磨板切割时烧氧,烟尘多,污染严重,环境恶劣,受场地限制,除尘罩无法使用,只能采用封闭切割厂房和厂房除尘来满足环保要求。
7. 迁钢耐磨板加工系统应用效果
1)迁钢耐磨板加工系统工艺流程短捷顺畅,总图布置紧凑合理,产品低成本、高质量,经济效益好、能源消耗低、环境污染少,实现低耗和清洁生产。
2)实现耐磨板分类精细化管理,耐磨板按钢种合理堆放,满足炼钢对耐磨板配料的生产要求,特别是迁钢实现副枪自动化炼钢作业,耐磨板的分类存放和成品管理,成为原料稳定的有力保障。
3)耐磨板配送间可以根据炼钢对耐磨板的要求,及时配送,采用边加料边称重方式,满足耐磨板加入重量和配比。保证了炼钢生产的顺利进行,同时又减轻炼钢加料跨天车负荷,节省了厂房作业面积,也为清洁生产提供了有力支持。
4)迁钢耐磨板加工流程采用完善的自动化检测和控制系统,生产过程采用计算机集中控制,生产自动化水平高,成为大型现代钢铁企业的重要标志。
5)经济效益好,一年节约资金达亿元。
? 转炉采用统一配置的合格耐磨板,可冶炼高附加值品种钢;
? 自建耐磨板分选、打包等工艺,可使外购轻薄料变为重废使用;
? 自产耐磨板通过切割,变成合格优质耐磨板使用,节约成本。
耐磨板二次处理工艺
首钢迁钢建成投产后每年产生耐磨板约90万t。按照循环经济理念,推进固体废物综合利用,实现节约资源和环境保护,在首钢迁钢循环经济产业园内建设一条年处理能力为 90万t的耐磨板处理生产线,对耐磨板进行资源化利用,实现渣与钢的分离,以及尾渣综合利用。首钢国际工程公司自主研发了耐磨板二次处理系统, 限度地回收耐磨板中的金属铁,降低耐磨板尾渣中金属铁的含量。根据对渣钢的质量要求,所设置的破碎、筛分、磁选作业可对产品粒度和质量随时调节,达到所要求的产品性能指标。耐磨板二次处理生产线主要设备充分利用首钢在 1997 年从德国 KHD 公司引进的一套年加工能力为 120 万t的耐磨板处理生产线的旧有设备,进行必要的修、配、改,并配套完善综合设施。使原16条皮带机改为6条皮带机参与运行,原工序复杂、设备多的耐磨板处理生产线创新变成了占地面积小,工序简单,投资少,既经济又合理的耐磨板处理生产线,对推进固体废物综合利用,大力发展循环经济起着重要的作用,取得良好的经济效益和社会效益。完全实现了钢铁企业固体废弃物“零”排放的目标。
5.1 产品规格
渣钢系列
规格:大于300mm、300-70mm、70-35mm、35-10mm、小于10mm。主要用途:品位高于90%的渣钢回转炉炼钢,品位低于90%,进入渣钢处理生产线进行提纯。
尾渣系列
规格:小于35mm的尾渣、小于10 mm的粒化渣。
主要用途:1)用于制砖和路基材料的原料以及混凝土骨料使用;2)用于格栅板原料以及做水泥的生料等。
5.2 耐磨板二次处理工艺设计特点
首钢迁钢耐磨板二次处理工艺设计从紧凑型、节能型、环保型原则出发,采用 “两级破碎-四级筛分-六级磁选”工艺。在工艺选择中增加磁选工序,提高耐磨板对金属的回收率,实现效益 化,并为后期渣钢提纯工序提供可靠的原料来源。主要特点如下:
1) 具有先进性、实用性和环保性;
2) 耐磨板二次处理生产线工序简单、工艺流程短、设备少、占地面积小、建设周期快,投资少,既经济又合理;
3) 采用除尘设施,减少耐磨板二次污染、改善周围环境(生态环境、经营环境);
4) 渣钢回收率高,尾渣含铁量低,尾渣应用范围广;
5) 渣钢品位高,利用率大;
6) 延长了耐磨板利用的产业链条,对提高耐磨板利用的附加值、扩大其应用领域有重大意义;
7) 生产线运行均采用全程自动化控制和检测系统,确保系统、可靠运行;
8) 生产运行采用视频监控,减少管理及岗位人员,节约消耗,降低成本。
5.3耐磨板二次处理工艺流程
耐磨板在炼钢厂经热泼打水处理后,由装载机将耐磨板装入火车运至耐磨板处理料场堆存备用。生产线料台面上装有格筛,小于300 mm的耐磨板进入生产线原料仓。需处理的耐磨板在1号皮带机上,由磁选机选出 <300mm的渣钢。磁选后的耐磨板由1号皮带机送往1号振动筛,筛上>70 mm的耐磨板进入破碎机破碎,破碎到<70 mm的耐磨板到达3号皮带机;筛下<70 mm 的耐磨板进入2号振动筛,筛出>35 mm的耐磨板进入3号皮带机。3号皮带机安装有磁选机,选出<70 mm的渣钢。磁选后< 70 mm的耐磨板进入破碎机破碎,破碎成 <35 mm 的耐磨板送到4号皮带机,4号皮带机上安装有磁选机,选出<35mm渣钢。磁选后的耐磨板进入3号振动筛,筛下<10mm的耐磨板进入5号皮带机,把耐磨板料送入料场。筛上>10mm的耐磨板进入6号皮带机;2号振动筛筛下的耐磨板进入2号皮带机,2号皮带机上安装有磁选机,选出粒度 <35mm的渣钢,磁选后的耐磨板进入3号振动筛,筛下<10mm的耐磨板进入5号皮带机,由5号皮带机将耐磨板料送入料场,筛上耐磨板进入6号皮带机,由6号皮带机把>10mm的耐磨板料送入料场。整个过程经过4次跨带磁选和2次磁辊磁选,获得不同品位和粒级的产品。
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用汽车运输的耐磨板料槽
由于耐磨板料槽用汽车露天运输,为防止雨雪天时,雨雪落入耐磨板料槽,影响钢的质量或带来隐患,因而开发了专用耐磨板料槽,既满足转炉车间内向转炉加入耐磨板的需要,同时也充分考虑了遮盖、排水和运输的要求。
6.4耐磨板料槽运输车
自主研发和制造了大型耐磨板料槽专用运输车。(见图2)
自主研发的耐磨板料槽专用运输车
6.5计算机联网通讯管理
利用现代计算机网络技术将耐磨板加工间与转炉主控室联接,转炉对装入耐磨板的各种工艺要求,可以实时传送到耐磨板间调度室,而各种耐磨板质量和种类的变化、各个耐磨板装槽内的耐磨板重量情况,都可及时准确地返回到转炉主控室。
6.6可靠的耐磨板加工设备
1)采用先进的打包机(见图3)
采用引进国外先进的耐磨板液压打包机设备,打包机 压力为1010t,包块大小600×600×(400-1200)mm,每小时打52包,总重61.5t。可将入料的耐磨板折弯后打包,满足耐磨板加入转炉要求。
打包机适合处理耐磨板料场中厚度≤15 mm的轻薄料、边切料、冲压件、混杂等耐磨板。打包机技术性能高,减少人工切割量,可 程度增加产能。先进的打包机
2)采用先进的液压抓钢机
传统的原料场在搬运耐磨板时,都采用古老的门式起重机,工作效率低,占地大,搬运耐磨板的场地受限制。
迁钢露天耐磨板料场现用全液压抓钢机取代传统的门式起重机,全液压抓钢机设备性能可靠、投资经济,占地少,运行灵活,生产适用,搬运耐磨板速度快,效益高。
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