日照钢铁20万吨年转底炉处理钢厂固体废弃物的生产实践与分析.pptx

CISRI China Iron & Steel Research Institute GroupChina Iron & Steel Research Institute Group 日钢20万吨/年转底炉处理钢厂固体 废弃物的生产实践与分析 2011.9.8 CISRI China Iron & Steel Research Institute GroupChina Iron & Steel Research Institute Group （1） 以煤粉作为还原剂, 使用一部分煤气, 对煤的质量要求没 有回转窑法那么严格, 故有利于广泛应用。 （2）与回转窑相比,环形转底炉工艺产能大，设备较简单、投 资省、能耗成本较低。 （3）对炉料的强度要求不高。因为料层很薄炉料既不受压， 且随炉底一起转动,炉料与炉底之间无相对运动,可用含碳球 团。 （4）炉料在转底炉内停留时间短(约20min) ,操作容易。 （5）转底炉法可直接使用含铁废粉料（或粉矿）和粉煤, 在 矿石和能源上具有很好的适应性和经济性。金属化率可达70- 90%。 一、转底炉的工艺特点和功能 1.1转底炉的工艺特点 CISRI China Iron & Steel Research Institute GroupChina Iron & Steel Research Institute Group （6）目前国外工业化的设备大多用天然气或重油作燃料， 使控制简化。在我国缺乏燃气、液体燃料的地区，可以采 用煤制气或钢厂内部的放散煤气。 （7）由于全部还原剂均加入到球团内, 因而还原剂中残留 的灰分和有害元素硫等将直接影响DRI的使用方向，应该选 择低灰低硫的还原剂。 （8） 由于炉膛内为弱氧化性气氛, 还原的铁可能被部分再 氧化, 需要抑制再氧化才能获得较高的金属化率。 （9）由于采用敞焰加热, 应有效回收利用烟气带走热量。 CISRI China Iron & Steel Research Institute GroupChina Iron & Steel Research Institute Group 1.2转底炉的工艺功能 直接还原铁-电炉 熔融炼铁（转底炉-埋弧炉） 转底炉处理钢铁厂粉尘 转底炉处理海砂等钒钛矿 转底炉处理红土镍矿 转底炉处理赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿及鲕状赤铁矿、 含铁铜渣镍渣等难选含铁原料 CISRI China Iron & Steel Research Institute GroupChina Iron & Steel Research Institute Group 二、日照钢铁转底炉开发建设情况 山东日照钢铁集团转底炉处理对象为钢铁厂内 固废废弃物与海沙矿，项目自2008年3月起由钢铁 研究总院进行试验室研究，先后进行了原料物理化 学性质分析、粘结剂的选择与开发、含碳球团冷固 结成型、直接还原热模拟、防止二次氧化与熔分等 实验研究。并于2009年10月完成设计，先后完成转 底炉及加料、密封、喷吹、输送、鼓风、除尘、换 热等配套附属装置的选择与研制，确定了转底炉生 产的最终工艺方案。 CISRI China Iron & Steel Research Institute GroupChina Iron & Steel Research Institute Group 日钢转底炉设计生产处理能力为20万t/a，一期 建设两座，项目于2009年11月在日照钢铁集团开 工建设，2010年4月开始进行点火热试，目前已 经取得了阶段性成果，各项生产参数已接近或达 到设计目标。该转底炉从工艺到设备完全由钢铁 研究总院设计完成，具备完全知识产权。 CISRI China Iron & Steel Research Institute GroupChina Iron & Steel Research Institute Group 1.日钢转底炉工艺流程 钢厂固废 干 燥 混料、压球 还原剂粘结剂 生球干燥 转底炉 加热、还原 冷 却 高温烟气 预热器预热 助燃空气 热风 废烟气 废烟气 天然气 除 尘 器 含锌 粉尘 商品 出售 D R I CISRI China Iron & Steel Research Institute GroupChina Iron & Steel Research Institute Group 混合料中的碳含量足以满足转底炉还原的要求（C/O1.2），造球时无需再配碳 ，只需加少量添加剂， 表3 生球团成分，% TFeFeOFe2O3CaOSiO2Al2O3MgOSPZnC其它 45.079.0853.476.575.221.600.570.640.0710.7820.301.70 名称TFeFeOFe2O3CaOSiO2Al2O3MgOSPZnC 混合料47.789.6356.683.524.691.700.600.680.0750.8321.52 表1 原料化学成分，% 按瓦斯泥：转炉泥：氧化铁红：氧化铁皮60：10：25：5的比例混合 表2 混合料化学成分，% 名称TFeFeOFe2O3SiO2CaOAl2O3MgOSPZnC 转炉泥54.5138.4335.173.712.90.85.30.0580.10.121.55 瓦斯泥30.298.5233.86.673.312.50.851.040.11.2733.27 氧化铁红69.80.1999.5 氧化铁皮68.00.1397.0 CISRI China Iron & Steel Research Institute GroupChina Iron & Steel Research Institute Group 日照钢铁转底炉压球机 CISRI China Iron & Steel Research Institute GroupChina Iron & Steel Research Institute Group 日照钢铁转底炉 CISRI China Iron & Steel Research Institute GroupChina Iron & Steel Research Institute Group 日照钢铁转底炉 CISRI China Iron & Steel Research Institute GroupChina Iron & Steel Research Institute Group 日照钢铁转底炉内观察 CISRI China Iron & Steel Research Institute GroupChina Iron & Steel Research Institute Group 日照钢铁转底炉还原产品-全部用作炼钢冷却剂使用 CISRI China Iron & Steel Research Institute GroupChina Iron & Steel Research Institute Group 换热器除尘灰 化学成分： 粒度： 布袋除尘灰 粒度： 化学成分： 除尘灰粒度及化学成分 CISRI China Iron & Steel Research Institute GroupChina Iron & Steel Research Institute Group 转底炉布袋除尘灰微观形貌 CISRI China Iron & Steel Research Institute GroupChina Iron & Steel Research Institute Group 布袋除尘SEM形貌和元素面分布 SEM FeZn Pb KO CISRI China Iron & Steel Research Institute GroupChina Iron & Steel Research Institute Group 转底炉工艺资源化利用钢厂内部的含锌尘泥，可以成为实现钢铁工业 与锌再生之间形成工业化循环经济生态链的切入点。对于提高资源的利用 效率，减轻环境负荷，实现可持续发展具有重要的实际意义。 高炉转炉 成型转底炉 金属化球团 辅料、添加剂 重力除尘灰 含锌尘泥 布袋灰 锌再生 转底炉工艺资源化利用钢厂内含锌尘泥循环示意图： 含锌尘泥 CISRI China Iron & Steel Research Institute GroupChina Iron & Steel Research Institute Group 于2010年5月1日正式点火，已连续生产一年有余。目前日 产量达到1千吨左右，已达到设计产量的90%，金属化率70%85% ，是目前国内同类技术中，设备运行作业率最高的生产装置。 日钢转底炉工程总结： （1）烟气系统设计是工艺成功的关键。 （2）原料系统稳定顺行是工艺成功的基础，冷压球和圆盘造 球是两种不同的成型方法，生球强度要高。 （3）转底炉、进出料机、冷却机，设备运行可靠是关键。 （4）注意锌、铅、钾、钠的回收利用。余热回收降低成本。 粉尘粘性大，非常容易粘结在换热器等设备的表面，采取机 械清灰方式优于振打、激波等清灰方式。 CISRI China Iron & Steel Research Institute GroupChina Iron & Steel Research Institute Group 项目单位产品消耗折标系 数 折合标煤 kgce/t 合计 kgce/t 海砂矿 1.35t372.1 高炉灰 0.241t 粘结剂 0.104t 还原用煤 0.338t0.7143241.4 发生炉用煤0.1338t0.178686.1 原料烘干0.1000.178617.8 氮气40.5Nm30.416.2 新水 1.41t0.08570.12 电85.4Kw.h0.122910.5 表4日钢转底炉工艺能耗分析 三、转底炉的能耗与节能 CISRI China Iron & Steel Research Institute GroupChina Iron & Steel Research Institut