南非粉铬矿球团烧结工艺与技术装备简述.doc

南非粉铬矿球团烧结工艺与技术装备简述2011年第3期总第218期铁合金FERRo-ALLoYS2011NO.3Tot.218南非粉铬矿球团烧结工艺与技术装备简述孙竞(甘肃酒泉钢铁集团有限责任公司酒泉中国735100)摘要分析了当前世界铬矿生产以及南非铬铁生产的发展趋势,着重阐述了南非普遍采用的奥托昆普球团烧结工艺流程与技术装备的特点,其工艺先进,装备可靠,自动化程度高,回收处理系统完善.关键词粉铬矿球团烧结技术装备中图分类号TF624.5文献标识码B文章编号10011943(2011)03.000404INTRODUCTIoNoFPELLETIZINGANDSINTERINGTECHNoLOGYoFCHRoMITEFINESFoRMSoUTHAFRICASunJing(JiuquanIron&Steel(Group)Co.,Ltd.,jiuquan735100,China)AbstractItisanalyzedthedevelopmentoftechnologyinChromeoreintheworldandFerrochromeproductioninSouthAfrica.ThecharacteristicsofOutokumpuSPelletizingandSinteringtechnologyishighlightedthathasbeenwidelyutilizedtomakeuseofchromitefinesinSouthAfrica.Thetechnologyisadvanced,theequipmentisreliable,theautomationishighandtherecyclingsystemisperfect.Keywordschromitefines,pelletizingandsintering,technologicalequipments刖吾当前世界铬矿储量约为7600万吨,南非约占72.4%,2009年南非铬矿开采量约为1534万吨,占到世界总开采量的43.7%,其中块矿约占25%,粉矿(<8mm)约占75%.南非铬矿的特点是铬铁比低(1.41.6),其中具有经济开采价值的MG铬矿及LG铬矿所含的Cr20,分别为38%和42%,铬铁比分别为1.4和1.55.UG2是南非多家白金公司开采并选出白金后形成的尾矿,UG2含Crz0,为27%,铬铁比约为1.35,是可被铬铁工业利用的一种低成本铬矿资源.(注:MG,LG,UG均为南非BUSHVELD地质构造中特有的一组铬矿地质矿层).以往埋弧电炉生产高碳铬铁主要使用块状铬矿,人炉矿石中粉矿的比例一般不超过15%,入炉矿石中粉矿的比例过高会使冶炼电耗增加,铬的回收率降低.而对于高碳铬铁的生产成本而言,其构成主要是矿石,电力,还原剂及其他,其所占比例分别为45%55%,20%25%,5%一10%和25%.因此,降低高碳铬铁生产成本的主要途径在于降低矿石费用,提高元素回收率和降低能耗.在南非,近年来如何充分利用粉矿及大量廉价的UG2资源是铬铁冶炼工业发展的主要发展方向,而采用日趋成熟的奥托昆普(Outokumpu)铬铁生产工艺与装备技术已成为主流.1南非铬铁冶炼工业的发展趋势南非的铬铁生产量在2008年开工不足的情形下仍接近400万吨,占世界总产量的50%以上.其中采用奥托昆普铬铁生产工艺生产的铬铁量在60%以上.由于南非铬铁生产在世界上所具有的重要地位,其铬铁冶炼工艺的发展代表着世界铬铁冶炼发展的趋势.1998年后在南非新建的年产l2万吨以上部分铬铁冶炼厂(见表1).其工艺的共同点是:(1)生产作者简介孙竞男,1970年出生,工程师,1992年毕业于东北大学冶金机械专业.现从事国际资源开发工作.收稿日期2010.10.15第3期孙竞南非粉铬矿球团烧结工艺与技术装备简述表1南非新建年产12万吨以上部分铬铁厂(1998年后)Tab.1Thenewferrochromeplantswhichannualproductionisover120000tafter1998inSouthAferiea规模大型化,起始规模大部分为年产24万吨(254MVA封闭式电炉以上),以降低生产成本,提高竞争力;(2)采用芬兰奥托昆普公司开发的烧结球团技术工艺和装备;(3)采用封闭式大功率交流埋弧电炉和湿法除尘,减少cr的排放,满足环保要求;(4)块矿人炉比例降低,球团入炉达到60%以上,并逐步增加UG2的使用投料比例,降低原料成本;(5)冶炼厂紧邻矿山建设,减少原料运输成本.2奥托昆普粉铬矿球团烧结生产工艺特点奥托昆普铬铁冶炼工艺于1968年在芬兰首创,其工艺组成是粉铬矿球团烧结预处理和电炉冶炼两部分,块矿作为原料直接入炉冶炼.2.1工艺流程球团烧结工艺组成:磨矿,过滤,造球,烧结和烟气处理.(1)湿式磨矿粉铬矿(富选后品位>42%)经一次配料配以回收的矿粉和少量的焦粉(2%)进入湿式球磨机,将混合料磨细至适合于造球和烧结的尺寸范围.典型的尺寸分布为78%82%小于200目,以保证后续的造球和烧结工艺的要求.(2)矿浆过滤球磨后的混合料浆通过矿浆冷却器冷却后进人搅拌槽,再由渣浆泵通过管道分别送入2台陶瓷过滤机进行过滤.陶瓷过滤机的出水直接打入污水处理系统进行处理,循环利用;过滤后形成的混合料水分为8.5%一9%,进入到二次配料仓储存.最终湿度的调整在混合料机内进行.(3)强力造球滤饼经二次配料配以膨润土(1%)和回收的返矿及除尘灰,进入到混合料机内加水搅拌后混合为成分均匀,水分适宜的混合料.经过圆筒造球机将混合料制成一定强度和大小的生球.球状物料落到辊筛(7mm)上进行筛分,筛下物料返回造球机重新造球;筛上物料再通过辊筛(1213ram)筛分,筛上物料用对辊破碎机破碎后重新制球,筛下物料送烧结系统.(4)球团烧结烧结机在机头作铺料时,根据条件首先铺170380mrll厚的成品球(>6mm)作为铺底料,以减少高温气体对烧结带的侵蚀,延长烧结带的使用寿命;然后通过辊筛铺上小于250mm厚(总料厚控制在450铁合金2011生mm),宽度方向3.65m的生球料.在钢带式烧结机上,球团经过干燥,预热,焙烧,均热,冷却等物理化学过程,使球团以固相固结为主,液相粘结为辅,形成具有一定强度和理化性能的成品球团矿.烧结机的下部有7个各自密封的风箱,依次为干燥风箱(风温350c(=),预热风箱(风温10001100cC),焙烧风箱(风温12001350)以及均热,保温段风箱(12001350).风箱下部分别连接到湿式除尘器和抽风机,废气经洗涤后排人大气.烧结过程结束后,依次进入一,二,三段各自密封的冷却段.冷却方式采用鼓风冷却,第一,二,三段冷却段鼓入的冷风通过炙热的球团矿被加热成热风,分别被送人焙烧,预热,干燥段;通过调节气流调节器可使烧结温度达到理想设定值.冷却风的循环使用减少了废气外排量,节约了能源.其中焙烧段和预热段可燃烧回收的电炉煤气,进一步提高了焙烧温度.(5)烟气除尘带式烧结机由于利用高温冷却风作为燃烧用空气,所以煤气用量少,由此产生的废气量也较少.烧结机烟气由管道引出,经过湿法除尘器洗涤除尘,除尘后的废气通过引风机后排人大气,经湿法除尘器洗涤后的废气烟尘最大含量30mg/Nm.(6)成品处理烧结后的成品球团矿通过耐热胶带运输机运输至振动筛,振动筛按粒度分为6nllTl,68mm,8mm三个级别,分别作为返矿,铺底料和成品矿.6mm的返矿先在料仓储存,并按一定比例加入球磨机重新磨矿,循环利用;铺底料由皮带输送至烧结机机头的铺底料仓,不足部分由成品矿补充;成品矿则由皮带输送至球团存储料仓,根据电炉需要供料.(7)污水处理水在球团烧结工艺的每个步骤中均有使用,对设备和地面的冲洗水经过收集,沉淀后,泵送至球磨机;对于陶瓷过滤器的污水则直接泵送至球磨机;对于烟气除尘的污水,经处理后形成氯化物从而减少Cr6,处理后的污水泵送至球磨机循环使用.生产水的循环利用率为100%.2.2工艺特点粉铬矿的奥托昆普球团烧结工艺特点:(1)是具有世界先进水平的球团烧结技术,工艺先进,成品质量好,性能稳定.(2)工艺技术装备可靠性高,易维护,作业率达到98%,生产成本低.(3)冷却风的循环利用,提高了热利用率,降低了能源消耗.(4)工艺自动化程度高,降低对生产工人技术依赖,同时节约劳动力成本.(5)工艺布置可以根据实际条件进行调整,保证紧凑而不拥挤,占地小.(6)烟气回收及污水处理系统完善,无Cr排放,满足环保要求.3奥托昆普球团烧结核心技术装备球团烧结生产技术装备主要由原料准备系统,球磨脱水系统,二次配料系统,混合造球筛分系统,烧结系统,成品处理系统,烟气处理系统构成.以年产50万吨烧结球团的工厂为例,其采用的主要球团烧结生产技术装备及性能参数如下.3.1球磨脱水系统(1)湿式球磨机,开路循环.直径为4.9m,长度为7.3m,最大处理能力为66t/h,电机功率为3200kW.(2)陶瓷过滤器(2台),单台过滤面积为90m2.3.2混合造球筛分系统(1)混合料机,最大处理能力为90t/h,搅拌力为2.5t,电机功率190kW.(2)圆筒造球机,最大造球能力为300t/h,规格为qb310m,倾斜角度为7.,速度可调整,电机功率为45kw.(3)辊筛,最大处理能力为300t/h,规格为2.27m,间隙为716mm.辊子材质为不锈钢,驱动方式为液压马达传动.3.3烧结系统(1)带式烧结机,最大生产能力为75t/h.钢带宽度为4.9m,厚度为2.5mm,采用滚筒传动方式,滚筒中心距离30m.材质为具有一定孔隙度的耐热,耐腐蚀不锈钢薄板.驱动电机功率为2X7.5kW.(2)辅助液压和润滑系统进行钢带张紧力调整,钢带润滑和钢带清扫.(3)烧结工艺冷却风机(3台),能力为50000100000Nm./h,压力为60007000Pa,采用变频调速控制系统.(4)料层采用红外线测厚,由计算机设定并控制.(5)风温控制系统,通过对炉温的检测控制干第3期孙竞南非粉铬矿球团烧结工艺与技术装备简述?7?燥,预热,焙烧温度.3.4烟气处理系统烟气湿法除尘器(4台),能力为4500090000Nm/h.烟气抽风机(4台),能力4500090000Nm./h,压力14kPa,工况温度6O一90,采用变频调速控制系统.4结语随着我国不锈钢产能的逐步提高,对铬资源需求的快速增长与进口依赖性,如何充分利用海外铬锰硅行情后期走势分析纵观2011年上半年国内锰硅表现,可谓并不尽如人意,锰硅厂家在上半年一直处于亏损边缘,较多厂家选择转产及减产,锰硅企业转产镍铁在2011年上半年达到了前所未有的高峰,尤其在内蒙古及贵州地区为多,进口锰矿价格从去年底至今并无太大的起色.原本成本低廉对于锰硅企业来说是个利好,但下游企业以进口锰矿价低等因素作为压价的借口,不断打压锰硅价格,使得锰硅企业生存困难,举步维艰.淘汰落后产能执行力度,电费及用电情况,开工情况,出口,钢材走势等因素决定了下半年锰硅合金的走势.一是工业和信息化部已将工业行业2011年淘汰落后产能目标任务分解下达到各地.全国铁合金淘汰总量为185.7万吨,湖南,内蒙古,贵州等省(区)铁合金行业淘汰落后产能任务较重.湖南,内蒙,贵州是锰硅的主要产区,三省锰硅月产量相加达40万吨,如政府下半年严格执行淘汰落后产能,则相对能缓解南方供大于求的局面,但从目前趋势来看,合金企业纷纷加大炉型,小型企业有逐步往中型企业转变的趋势,虽此趋势是有利于锰硅合金走向规范,但增加的产量使得供大于求的局面将更为严重.二是中国今年的”电荒”或将创下2004年大缺电以来最严重的一年,若煤电价格等矛盾不能得到理顺,国内电力供需紧张形势将不断加剧.电费及用电情况一直是锰硅企业最关心的问题,而今年南方丰水期电费变动不一,异于往年,南方几大锰硅主产区用电情况反复,开工不正常,下半年锰硅成本的变动及市场供需情况,与电费及用电情况联系紧密.三是国内港口锰矿库存居高不下,进口锰矿价格也较为疲软,港口400万吨现货库存短期难以消耗,BHP为了增加对华的销售量,不排除下半年继续下调对华锰矿报价,如再度价格下调,不仅锰矿商再度陷入困境,锰硅生产企业虽说可以缓解成本,增大利润,但下游企业一直以锰矿价格来打压锰硅采购价格,进口锰矿价格剧烈波动,对于锰硅企业来说并不是一个好消息.矿资源,尤其是铬粉矿及廉价的相应尾矿资源,是铬铁生产商及不锈钢厂家应该考虑的问题;而南非粉铬矿成熟的球团烧结工艺与装备,无疑是可以借鉴并为我所用的生产技术.参考文献1】Theglobalchromequarterlyandstainlessreview,MetalBulletin,March20102】朱德庆,李建,范晓慧,等.铬铁矿粉造块方法综述.烧结球团,2004(3)【3刘长新.中国高碳铬铁生产者所面临的机遇和挑战.中国冶金,2003(4)四是出口方面来看,由于人民币仍处于升值通道中,且国际需求的持续疲软,中国的锰硅需求很难出现好转,加之本国并不鼓励资源类产品的出口,出口关税短期内难以改变,国内出口商家基本转作国内贸易,所以,短期来看,下半年国内锰硅出口仍难打开局面.五是作为终端用户的钢厂,下半年,国家对于房地产等仍将执行较严的政策,且为了控制房价,并不鼓励大量新开工项目的上马,所以钢材下半年的产量并不会突然增加,对于锰硅需求也不会有