不同铁水条件对转炉污泥资源利用率的影响

刘旭隆，崔洪权，任军，薛亮

（山钢股份莱芜分公司特钢事业部，山东莱芜271105）

节能减排

不同铁水条件对转炉污泥资源利用率的影响

刘旭隆，崔洪权，任军，薛亮

（山钢股份莱芜分公司特钢事业部，山东莱芜271105）

从铁水温度和铁水中Si含量两方面分析了污泥球在转炉工序利用率情况，研究证明，在现有工艺条件下进一步增加污泥资源利用率是可行的，实验中污泥球的最佳回收量达到了3.5 t/炉，高温和高Si含量都有助于污泥球的回收利用。一般情况下，最适合转炉回收利用污泥球的铁水条件是温度1 280℃，铁水中Si含量0.5%。

污泥球；转炉；吹氧；铁水

1　前言

钢铁生产过程中，转炉、LF都会生成大量的烟气，而这些烟气在经过湿法除尘后会形成大量的污泥，这些污泥如果不经处理直接堆放会造成资源浪费和环境污染［1］。目前，处理这种污泥的方式，一是把转炉污泥与钢铁企业的其他含铁尘泥集中到一起进行处理，制成球团直接供高炉或作烧结原料使用；二是采用分散、单独的就地处理的方式［2］。莱钢炼钢二车间在满负荷生产情况下，污泥120～130 t/天，处理方式是由泰东公司将转炉污泥与石灰粉混合制成污泥球，然后返回转炉炼钢，作冷却剂或助熔剂使用。

由于铁水温度以及成分的波动对操作造成不便，严重制约污泥球的回收利用量。目前该炼钢车间的吨钢污泥消耗量为16.7 kg，而目前吨钢产污泥在22 kg左右，产量高于消耗量，转炉污泥资源的利用能力有待提高。

2　污泥球成分分析

使用的污泥球的平均全铁含量在55%以上，具体成分如表1所示。从表中可以看出，铁在污泥球中主要以FeO和Fe2O3形态存在，具有较高的资源属性，同时污泥球中还存在S、P两种元素，其中S含量达到1.93%，这为污泥球的使用增加了困难。

表1　污泥球成分%

污泥球在转炉炼钢中主要以化渣剂、冷却剂的形式加入［3］。吹炼开始前先根据铁水温度确定废钢比，当铁水温度较高时可以照常配加废钢，而当温度较低时则适当减小废钢比；吹炼初期，铁水量在90 t左右，以铁水中Si含量40为例，石灰的加入量应控制在3 t左右，白云石加入量1.4～1.5 t，污泥球加入量控制在2 t左右。

污泥球的特点是高氧化性、高碱度，在这种条件下可以获得较好的脱磷效果；吹炼中期，根据温度和渣况适当补加冷料，尤其是在出现“返干”的现象时，加入污泥球可有效改善；在吹炼8 min以后，禁止加入污泥球。

3　不同铁水条件对污泥球利用率的影响

3.1铁水温度对污泥球利用率的影响

在吹炼过程中，污泥球的加入量受到铁水温度的影响。在实际生产过程中，考察了连续5炉铁水条件以及污泥球加入情况，如图1所示。

图1　污泥球加入量随铁水温度的变化

所选取的5炉铁水的情况是铁水中Si含量基本保持在0.5%左右，温度相差较大，以此考察温度对污泥球加入量的影响。随着铁水温度的升高，污泥球的加入量不断增大。从吹炼的阶段分析有两方面的原因，首先是吹炼初期由于铁水温度高，而污泥球以冷料的方式加入，所以用量会增大；其次在“高氧化性、高碱度”的渣况下容易造成“返干”现象，造成化渣不好，加入污泥球可以改善这种状况，故进一步增加了污泥球的用量。同时，以1 280℃为分界点，当铁水温度＜1 280℃时，随着温度的升高，污泥球的用量增加显著；当铁水温度＞1 280℃时，随着温度的升高，污泥球的用量增加不明显，这可能是由于随着温度的增加“返干”现象减弱，污泥球的用量随之减少，由于污泥球中的S含量较高，也限制了污泥球的用量。

3.2铁水中Si含量对污泥球利用率的影响

在吹炼过程中，污泥球的加入量受到铁水中Si含量的影响。在实际生产过程中考察了5炉钢的铁水条件以及污泥球加入情况，如图2所示。

图2　污泥球加入量随铁水中Si含量的变化

所选取的5炉铁水的情况是温度基本保持在1 280℃左右，铁水中Si含量相差较大，以此考察Si含量对污泥球加入量的影响。从图中可以看出，随着铁水Si含量的升高，污泥球的加入量不断增大。这是因为在吹炼过程中铁水中的Si率先与氧气反应，释放大量热能的同时，生成SiO2，铁水中的C迅速氧化，FeO被大量消耗，熔渣的矿物组成随之发生变化：2FeO·SiO2→CaO·FeO·SiO2→2CaO·SiO2［4］。从矿物组成变化过程可以看出，FeO来源于污泥球，CaO来源于冷料，SiO2来源于铁水Si与氧气的反应，所以铁水中Si含量的增加就可以消耗更多的FeO，促进反应向右进行。同时，随着铁水中Si含量的增加，Si含量对污泥球使用量的影响逐渐减弱，当铁水中Si含量增加到0.5%左右时，每炉钢污泥球的使用量的增加很小。

4　结语

生产实践证明，在转炉生产过程中，针对不同的铁水条件，配合相应的操作制度，增加污泥球的使用量是可行的。在铁水温度和Si含量都最佳的条件下，污泥球的最佳回收量达到了3.5 t/炉；高温和高Si含量都有助于污泥球的回收利用。一般情况下，最适合转炉回收利用污泥球的铁水条件是温度1 280℃、铁水中Si含量0.5%。

［1］于淑娟，侯洪宇，王向锋，等.鞍钢含铁尘泥再资源化研究与实践［J］.钢铁，2012，47（7）：68-73.

［2］颜根发，金永明，朱培伦.转炉污泥资源化处理循环模式合理性的探讨［J］.钢铁，2008，43（12）：87-91.

［3］张光荣.转炉污泥制作冷固球团的应用研究［J］.钢铁，2005，40（8）：76-79.

［4］任中兴，许晓东，唐志勇，等.转炉尘泥炼钢造渣冷却剂试制及应用研究［J］.中国冶金，2002，12（6）：15-19.

Abstrraacctt：The sludge pellet utilization in process of converter was analyzed on the two aspects of temperature and content of silicon. Studies had shown that it is feasible to further increase the utilization of converter utilization under the existing process conditions.The best recycled of the sludge pellet reached 3.5 t each furnace.Higher temperature and higher Si content can help to recycle the sludge pellet.The most suitable conditions of recycling sludge pellet was 1 280℃，Si content 0.5%under normal circumstances.

Key worrddss：sludge pellet；converter；Oxygen blowing；molten iron

Influence of the Different Molten Iron Conditions on Sludge Utilization

LIU Xulong，CUI Hongquan，REN Jun，XUE Liang
（The Special Steel Division of Laiwu Branch of Shandong Iron and Steel Co.，Ltd.，Laiwu 271105，China）

X757

A

1004-4620（2016）03-0055-02

2016-03-11

刘旭隆，男，1988年生，2014年毕业于上海大学钢铁冶金专业，硕士。现为山钢股份莱芜分公司特钢事业部质量保证科工程师，从事质量管理工作。