CN111910044A - 一种轻型废钢的预处理方法及其使用的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轻型废钢的预处理方法及其使用的装置，属于钢铁冶炼领域，所述的方法包括废钢破碎、废钢加热脱锌、废钢热压块、热压块热送步骤；所述的废钢铁加热脱锌步骤，为按比例和给料量将物料按设定配好，装入回转窑尾部，在回转窑头部燃烧将窑内的物料加热到900℃左右，随着烟气向回转窑尾部流动，物料温度逐步下降到200℃以内，锌蒸汽随着烟气向窑尾流动，最终被布袋除尘器收集。与现有技术相比较，可以大幅提升废钢的回收率。
Description
技术领域
本发明属于炼钢原料准备技术领域，具体涉及一种废钢破碎、废钢加热脱锌、废钢热压块、高温废钢热送***。
背景技术
废钢是炼钢用电弧炉生产的主要原料，也是转炉生产的重要原料，废钢根据厚度、尺寸、比重等分为重废、中废、轻废、轻薄料等不同种类，轻废、轻薄料等轻型废钢由于尺寸不规则、堆密度小，在炼钢生产时会严重影响炼钢生产节奏，造成产量降低、成本升高、钢铁料消耗升高。
镀锌材料在轻型废钢中占有很大的比例，这些镀锌材料中绝大部分的锌在炼钢过程中会随着炼钢除尘灰被带出，使得炼钢除尘灰中的锌含量升高，一次除尘灰的锌含量可达到0.5～1％，每吨钢产生的灰量可达到30kg左右，二、三次除尘灰的锌含量可达到1～5％，吨钢产生量在1kg左右，这些低锌的除尘灰用于提锌工艺的成本太高，不会被有色金属冶炼工厂接受，同时炼钢除尘灰中又含50％以上的铁，所以炼钢除尘灰目前最主要的应用就是用于生产烧结矿，供高炉炼铁使用，但是，锌对高炉冶炼的危害是极其严重的，锌在高炉冶炼过程中在高温区吸热还原并蒸发，在低温区氧化、凝结后又附着在炉料上下行，不断循环，在高炉炉内富集高达80倍，大量浪费高温区的宝贵热量，造成高炉燃料比大幅度升高、产量大幅度降低，严重时会造成高炉炉墙结廇、崩悬料、炉凉等恶性事故，严重影响高炉产量、质量、成本。因此炼铁行业内对高炉锌负荷的要求非常严格，1000m3级以上高炉要求入炉烧结矿的锌含量不超过0.01％，实践证明，在转炉每吨钢配加100kg左右的轻型废钢的情况下，其除尘灰用于匹配的产能的烧结生产后，烧结矿的锌含量会达到0.03％以上，超出炼铁要求3倍以上，对高炉燃料比的影响会达到20kg/t以上，对炼铁产量的影响会达到10％以上。
当前的轻型废钢的处理主要方法是冷压块和破碎，这两种方法只是适当增加了堆积密度，但并没有实质性改变其性能，铁的回收率不到90％，而且锌的问题仍不能解决。
目前钢铁行业对废钢中锌的处理方法，是在炼钢使用废钢之后，对产生的炼钢除尘灰进行二次处理，而且应用并不广泛，更多的是将炼钢一次除尘灰应用于烧结、炼铁之后，将锌富集于高炉布袋除尘灰中再进行处理，主要处理方法有转底炉法、回转窑法，以及使用转用的小型烧结机和小型高炉集中处理的方法，但上述方法存在如下问题：
1)炼钢一次除尘灰的产生量大，数量是炼钢二、三次除尘灰和高炉布袋除尘灰总和的三倍，而锌量只有0.7％左右，锌的回收率只有50％，因此更多企业只能选择应用于烧结、炼铁，富集于高炉布袋除尘灰中后，再进行回收，这样就一定会给高炉生产造成影响。
2)采用转底炉、回转窑等方法处理除尘灰工艺，处理后的产品中锌含量仍会达到0.4％左右，因此除尘灰中的锌含量越低，回收率便越低，正常情况下炼钢二、三次除尘灰和高炉布袋除尘灰的平均锌含量只有2％左右，那么锌的回收率也只有80％左右，其余的锌仍需要回到炼钢或高炉继续循环。
3)使用专用的造块机和小型冶炼炉处理除尘灰工艺，理论上锌不再进入正常的钢铁生产工序，回收率最高，但这种工艺在冶炼高锌原料时，其燃料消耗是普通炼铁生产消耗的1.5倍以上，浪费了大量的能源。
综上所述，当前的处理技术，都没有能从源头收集废钢中的锌，从而或者会对高炉生产产生一次伤害，或者要浪费大量的能源，因此目前还没有得到更广泛的推广。如何从源头做起，既能让废钢中的锌得到有效的回收，直接避免其对炼铁生产的危害，又能提高炼钢的生产效率，加大轻型废钢的使用量和收得率，降低能源消耗，并能够得到更广泛的推广，是以上技术存在的主要问题。
发明内容
本发明的技术任务是针对以上现有技术的不足，提供一种轻型废钢的预处理方法及其使用的装置。将轻型废钢加工成比重接近重型废钢的炉料，又通过高温将废钢中的大部分锌元素脱除，避免了在应用过程中对高炉冶炼的影响，从而大大提升了轻型废钢的使用价值，同时又有效地提取了废钢中的锌用于提炼金属锌，最后再通过热送***将高温废钢热压块装入炼钢炉中，降低了能源的浪费，还能提高转炉废钢的配加量和冶炼节奏，是一个同时具有提升效率、降低能耗、废物回收、冶标又治本的循环经济技术。
本发明解决其技术问题的技术方案是：一种轻型废钢的预处理方法，其特征在于：所述的方法包括废钢破碎、废钢加热脱锌、废钢热压块、热压块热送步骤；所述的废钢破碎步骤，将废钢破碎到粒径≤200mm；所述的废钢铁加热脱锌步骤，为按比例和给料量将物料按设定配好，装入回转窑尾部，在回转窑头部燃烧将窑内的物料加热到900℃左右，随着烟气向回转窑尾部流动，物料温度逐步下降，直到200℃以内，随着回转窑的转动，废钢在窑内从尾部向头部运动，温度也随之逐步升高，锌蒸汽随着烟气向窑尾流动，最终被布袋除尘器收集；所述的废钢热压步骤，为将回转窑尾部排出的高温废钢压制成块；所述的热压块热送步骤，为将热压块输送到热压块储存仓，再装入专用的保温运输汽车，送往炼钢车间。
上述物料中的废钢配比在20％到100％之间。
上述物料在回转窑内的运动时间控制在30分钟到60分钟。
上述的废钢铁加热脱锌步骤中，控制燃气燃烧器的空气过剩系数为1～1.05。
上述废钢热压步骤中，压制压力为100MPa以上，堆比重达到6.0t/m3以上。
进入转炉车间的热压块温度不低于300℃。
与现有技术相比较，本发明具有以下突出的有益效果：
1、将轻型废钢压制成密度高达6.0t/m3以上的重型废钢，可在炼钢冶炼过程中提升废钢的回收率4.4％；
2、脱除废钢中92％的锌，大幅度降低了锌对钢铁企业高炉生产的危害；
3、收集的除尘灰中锌含量达到48％，成为高效提炼金属锌的原料，由于其锌含量非常高，大大降低了提炼的难度和成本，提升了锌的回收率。
4、采用热压块的保温、热送技术，使得热压块的热量得到了有效利用，进而降低了11kg/t铁水消耗，提高了炼钢产能。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
本发明提供的一种轻型废钢的预处理方法，方法步骤包括废钢破碎、废钢加热脱锌、废钢热压块、热压块热送。
所述的废钢破碎步骤，将废钢破碎到≤200mm的小粒径破碎料，以利于提高加热效率和热压效率。
所述的废钢铁加热脱锌步骤，为用相应的电子皮带秤按一定的比例和给料量，将废钢破碎料、钢粒、铁屑等物料按设定配好，破碎料的比例根据实际生产情况而定，废钢配比在20％到100％之间。将配好的物料用装料皮带机装入回转窑尾部，在回转窑头部燃烧煤气或天然气，将窑内的物料加热到900℃左右(具体实施例为860～910℃)，随着烟气向回转窑尾部流动，物料温度逐步下降，直到200℃以内，具体燃烧温度和煤气流量可结合废钢特性及除尘灰中的锌含量来调整(温度见实施例参数表)。随着回转窑的转动，废钢在窑内从尾部向头部运动，温度也随之逐步升高，当温度达到900℃以上时，废钢中的金属锌会完全蒸发成为锌蒸汽，并随着烟气向窑尾流动，最终被布袋除尘器收集。废钢在回转窑内的运动时间控制在30分钟到60分钟，具体时间需要结合废钢的特性和脱锌效果，通过调整装料速度、调整回转窑运转速度来调整。由于金属锌在200℃以上时就开始被氧化，因此，控制好窑内的气氛，控制废气中的氧含量，防止废钢上的金属锌被氧化，是保证锌收得率的重要措施，为了达到这一目的，控制燃气燃烧器的空气过剩系数为1～1.05是至关重要的。用布袋除尘器回收后，产出的锌灰中的锌含量达到40％以上，含锌的除尘灰作为有色金属冶炼工厂的原料，用于提炼金属锌，从而得到有效回收。轻型废钢中的锌被提取后，在炼钢生产时，可大大降低炼钢除尘灰中的锌含量，从而更有效地将炼钢除尘灰大量应用于烧结生产，避免锌富集造成的高炉炉墙结瘤、炉况不顺、高炉燃料比升高等问题，同时高炉除尘灰锌含量也会得到有效控制，从而确保高炉布袋除尘灰能够回收到烧结使用，其中含有的大量碳还可以降低烧结固体燃料消耗。
所述的废钢热压步骤，为将回转窑尾部排出的高温废钢压制成块，在100MPa以上的压力下，堆比重达到6.0t/m3以上，以利于炼钢转炉或电弧炉装料和冶炼，提高炼钢节奏和铁回收率，降低转炉装料难度。
所述的热压块热送步骤，为将热压块输送到热压块储存仓，再装入专用的保温运输汽车，送往炼钢车间。为了达到减少热量损失，达到更佳的热送效果，全程都必须有保温罩保温，保证进入转炉车间的热压块温度不低于300℃。热压后的废钢温度可达到600℃以上，采用做过保温措施的专用汽车运送至炼钢车间直接入炉，可以避免热量的浪费。
本发明提供的轻型废钢的预处理方法所使用的装置如图1所示，包括顺序相连的废钢破碎***100、废钢加热脱锌***200、废钢热压块***300和热压块热送***400。
所述的废钢破碎***100，包括顺序连接的废钢破碎机12和皮带输送机13。用装载机或电磁吸盘等将废钢堆场11中的轻型废钢装入废钢破碎机12的料斗中，运转废钢破碎机12将废钢破碎到200mm以下的碎料，用皮带输送机13输送到所述的废钢加热脱锌***200的废钢破碎料仓21。将废钢破碎到0mm到200mm的小粒径破碎料，以利于提高加热效率和热压效率。
所述的废钢铁加热脱锌***200，包括废钢破碎料仓21、电子皮带秤22、装料皮带机23、回转窑24、助燃风机25、燃气燃烧器26、布袋除尘器27和除尘风机28。所述的废钢破碎料仓21通过电子皮带秤22、装料皮带机23连接到回转窑24尾部。所述的回转窑24头部设置有连接了助燃风机25的燃气燃烧器26。所述的回转窑24尾部设置有连接了除尘风机28的布袋除尘器27。
对于需要加入钢粒、铁屑的，还包括钢粒料仓21’、铁屑料仓21”、钢粒电子皮带秤22’和铁屑电子皮带秤22”。用相应的电子皮带秤按一定的比例和给料量，将废钢破碎料、钢粒、铁屑等物料按设定配好，破碎料的比例根据实际生产情况而定，废钢配比在20％到100％之间。将配好的物料用装料皮带机23装入回转窑24尾部，在回转窑24头部使用助燃风机25和燃气燃烧器26，燃烧煤气或天然气，将窑内的物料加热到900℃左右，随着烟气向回转窑24尾部流动，物料温度逐步下降，直到200℃以内，具体燃烧温度和煤气流量可结合废钢特性及除尘灰中的锌含量来调整(温度见实施例参数表)。随着回转窑24的转动，废钢在窑内从尾部向头部运动，温度也随之逐步升高，当温度达到900℃以上时，废钢中的金属锌会完全蒸发成为锌蒸汽，并随着烟气向窑尾流动，最终被布袋除尘器27收集。所述的布袋除尘器27，通过烟道安装在回转窑24尾部的烟罩，使用除尘风机28将含锌的灰尘抽到布袋除尘器27内收集后，将达标的烟气排放到大气中。
所述的废钢热压***300，包括顺序连接的分料器31和液压机32，液压机32与液压站33连接。所述的回转窑24尾部排出的高温废钢，经分料器31后，装入液压机32的缸内，然后运行液压站33将高温废钢压制成块。
所述的热压块热送***400，包括板式输送机41、热压块储存仓42、电磁吸盘起重机43、专用保温运输汽车44。经过所述的液压机32压制成的废钢压块，经板式输送机41输送到热压块储存仓42中，再用电磁吸盘起重机43将热压块装入专用的保温运输汽车44中，送往炼钢车间。为了达到减少热量损失，达到更佳的热送效果，板式输送机41、热压块储存仓42都必须有保温罩保温，保温运输汽车44的车箱采用轻质的耐火保温材料保温，并加保温盖。
为了更好的进行验证，在河北某废钢热压生产线上实施本发明技术，并将热压块应用于某钢铁企业60t转炉，对各项指标和参数进行了检验和跟踪，参数和结果数据如下。
(1)生产方案
(2)生产指标
(3)炼钢应用效果
应用本发明技术生产的压块，每吨钢使用50kg替代轻薄料，其余废钢仍使用中型废钢，生产Q235型钢坯，炼钢指标的对比如下：
注：轻薄料的铁收得率根据经验获得，轻薄料和各种热压块的铁收得率计算方法为：(铁坯铁含量-吨钢铁水消耗×铁水的铁含量×铁水的铁收得率－吨钢其它废钢消耗×废钢的铁含量×废钢的铁收得率)/轻薄料或热压块消耗×铁含量。其中钢坯铁含量为99％，铁水含铁量按94％、铁收得率按98％计算，其它废钢含铁量按98％、铁收得率按98％计算。
(4)综合分析
应用本发明技术，在全部使用轻型废钢时，锌的回收率达到92％、除尘灰中的锌含量达到48％，应用于炼钢生产时，铁的收得率较直接使用轻薄料上升了4.4％，同时由于采用热装措施，使得热压块的热量得到了有效利用，进而降低了11kg/t铁水消耗，提高了炼钢产能。
应用本发明技术，在配加部分钢粒、铁屑后，各项指标有下降趋势，但在配加量不超过50％的情况下仍能取得相对较好的指标，为了达到更好的指标，不建议配加钢粒、铁屑，除非含锌废钢资源不足时方可适当考虑。
需要说明的是，本发明的特定实施方案已经对本发明进行了详细描述，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下对它进行的各种显而易见的改变都在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种轻型废钢的预处理方法，其特征在于：所述的方法包括废钢破碎、废钢加热脱锌、废钢热压块、热压块热送步骤；所述的废钢破碎步骤，将废钢破碎到粒径≤200mm；所述的废钢铁加热脱锌步骤，为按比例和给料量将物料按设定配好，装入回转窑尾部，在回转窑头部燃烧将窑内的物料加热到900℃左右，随着烟气向回转窑尾部流动，物料温度逐步下降，直到200℃以内，随着回转窑的转动，废钢在窑内从尾部向头部运动，温度也随之逐步升高，锌蒸汽随着烟气向窑尾流动，最终被布袋除尘器收集；所述的废钢热压步骤，为将回转窑尾部排出的高温废钢压制成块；所述的热压块热送步骤，为将热压块输送到热压块储存仓，再装入专用的保温运输汽车，送往炼钢车间。
2.根据权利要求1所述的轻型废钢的预处理方法，其特征在于：所述物料中的废钢配比在20％到100％之间。
3.根据权利要求1所述的轻型废钢的预处理方法，其特征在于：所述物料在回转窑内的运动时间控制在30分钟到60分钟。
4.根据权利要求1所述的轻型废钢的预处理方法，其特征在于：所述的废钢铁加热脱锌步骤中，控制燃气燃烧器的空气过剩系数为1～1.05。
5.根据权利要求1所述的轻型废钢的预处理方法，其特征在于：所述废钢热压步骤中，压制压力为100MPa以上，堆比重达到6.0t/m3以上。
6.根据权利要求1所述的轻型废钢的预处理方法，其特征在于：进入转炉车间的热压块温度不低于300℃。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
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2020
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