为了实现对自身生产过程中产生的粉尘、污泥的再回收利用,韶钢决定建设转底炉生产线并于2019年年底建成投产,通过转底炉脱除尘泥中的锌、铅等有害物质,并逐步产出金属化球供高炉使用,经过使用及时总结使用效果,为下一步用好金属化球提供依据。
韶钢在日常生产过程中会产生大量有利用价值的各种含锌尘泥、污泥,它们主要是烧结除尘灰、高炉瓦斯灰和布袋灰、转炉除尘灰或泥、氧化铁皮等。一直以来,这些含锌尘泥大部分是委外加工处理,小部分回收后直接返回烧结加以利用。然而随着国家环保政策对固废资源管控趋严,集团提出固废不出厂,如这些固废不加处理直接进入铁前生产使用环节,这些有害元素在生产循环过程中的不断富集,从而导致上述部分含锌尘泥物料中的含锌量也呈逐渐上升的趋势,将会影响到高炉设备寿命、工艺生产的顺行。
韶钢为了实现对自身生产过程中产生的粉尘、污泥的再回收利用,减少外委及污染,在综合考量各种尘泥处理工艺基础上决定建设转底炉生产线,通过转底炉脱除尘泥中的锌、铅等有害物质,产品返生产循环利用或外售。该转底炉于2019年年底建成投产,并逐步产出金属化球供高炉使用,2020年1月13日至1月22日在7号高炉配用,因使用效果未达预期,1月23日开始转6号高炉配用,目前仍在使用中。
2.1金属化球指标
2.2高炉使用情况
1月23日(开始), 6号高炉开始使用金属化球,批入炉量见图1。使用前期对炉况影响不大,随着金属化球使用比例增加和使用时间延长,入炉锌负荷上升(图2)和炉内锌循环富集,对炉况的影响越来越大,表现在炉温的稳定性,风压偏高、炉况波动、燃料比升高、产量下行、崩滑料次数越来越多等。
2.2.1炉况表现
1)风压
由图3可见:前期使用量较小,风压相对平稳,增加到3%时(2月3日),风压高,炉况出现波动,为保证炉况,停用金属化球,风压出现下行,由于其它原因,金属化球停用20多天,风压下行较大,炉况相对较好。3月6日恢复使用金属化球后,风压明显上行较大,用量达3%后,压量关系偏紧且波动较大。使用金属化球比例与风压之间存在一定的对应关系,使用金属化球用比例越大,风压越高,使用时间增长后,风压偏高及波动较大。特别是4月下旬,多次出现风压高的现象,换炉后,风压高,炉况难行,需调降风温及或加湿来过渡。
2)崩滑料
由图4可见:使用金属化球时伴随的崩滑较频繁,2月3日和4月16日使用金属化球比例3%,在此区间崩滑料最为频繁,说明使用金属化球的用量比例和崩滑料存在一定的对应关系。
3)炉顶温度
由图5可见:炉顶温度和金属化球用量基本无对应关系, 但由于高炉长期块矿比偏高,产能提升后,炉顶温度基本在130℃左右,由于长期顶温偏低、冶炼周期较短等原因,不利于排锌,容易造成锌在炉内循环富集。
2.2.2对风温的影响
由图6可见:使用金属化球期间,风温波动较大,由于风压较高,经常因风压高开混风阀过渡,特别是换炉时,需要开混风阀或者加湿,导致风温长期低于正常水平。
2.2.3对燃料比的影响
由图7可见:4月份6号高炉入炉原材料质量平稳,前期燃料比在501kg/t左右,后面随着金属化球使用时间延长,锌在炉内循环富集越来越多,造成燃料比上升较大,炉况出现波动,燃料比随之增加,另外锌负荷循环富集影响气流分布,也导致燃料比增加,最高时达到516kg/t,使用金属化球期间,燃料比随着金属化球用量的变化而变化,存在一定的对应性,影响滞后约1天左右,最高点燃料比比正常生产时升高约10kg/t左右。
2.2.4对产量的影响
由图8可见:随着金属化球的用量的变化,产量也随之波动。4月份前期产量在3850t/天以上,4月16日后,产量下降至3740t/天左右,金属化球用量最大时,产量下降约110t/天。
3.1存在问题
1)金属化球使用比例越高,对产量、燃料比、炉况影响越大。
2)随着金属化球使用时间的延长,锌在炉内循环富集量增加,富集后,炉内崩滑料频繁。
3)锌在炉内循环富集量增加,造成燃料比上升、产量下降。
4)锌负荷上行超过高炉控制临界点后,破坏了原有操作炉型,高炉稳定性和抗风险能力变差。
3.2应对措施
6号高炉长期产量高,顶温低、冶炼周期较短等原因造成排锌能力差,对入炉锌负荷控制要求比较高。
1)鉴于目前的金属化球锌负荷较高,布料制度抑制边缘气流,发展中心气流,这样利于稳定煤气流和锌的排放。同时,金属化球的使用比例尽量控制在2%以内。如果炉况出现波动,使用比例降为1%直至停用。
2)维护炉况顺行,有利于锌的排放。
3)铁水含硅力争控制在0.35%-0.5%区间,物理热1470-1510℃,严禁低炉温操作,以保证渣温充足。
4)适时采取降低炉渣碱度的方式活跃炉缸。
5)在外部影响因素有较大波动的情况下,主动分析其对高炉的影响,尤其是多重因素影响时,把握好攻、守、退的节奏。
1)为保证高炉顺行,建议金属化球以保证质量的前提下再保产量。
2)如果长期使用金属球对炉况顺行影响较大,造成炉况波动,建议金属化球考虑炉外配加的可行性或外卖。