軋鋼廠固體廢棄物綜合利用

1、軋鋼廠固體廢棄物綜合利用軋鋼廠固體廢棄物綜合利用目的目的 了解鋼渣的性能、選擇鋼渣處理方法的原則； 掌握氧化鐵皮的處理工藝； 熟練掌握氧化鐵皮的綜合利用。目錄目錄 概述 氧化鐵皮的形成機(jī)理及影響因素 去除氧化鐵皮 氧化鐵皮的收集 氧化鐵皮的綜合利用概述概述 軋鋼是把符合要求的鋼錠或連鑄坯按照規(guī)定的尺寸和形狀加工成鋼材的工序。軋制是利用塑性變形的原理將鋼錠或連鑄坯放到兩個(gè)相向旋轉(zhuǎn)的軋輥之間進(jìn)行加工，除獲得所需要的形狀和斷面外，還可以改善質(zhì)量，使鋼材材質(zhì)致密、晶粒細(xì)化均勻，提高鋼的力學(xué)性能。 軋鋼廠的固體廢棄物主要有氧化鐵皮，鋼在加熱爐內(nèi)加熱時(shí)，由于爐氣中含有O2,CO2 , H2O，鋼的表面層要

2、發(fā)生氧化反應(yīng)，而且從鋼錠到成品材往往加工多次，每加熱一次，有0.5%-3%的鋼由于氧化而燒損，所以整個(gè)加熱過(guò)程中燒損量高達(dá)4%-5%。氧化鐵皮造成的損失有 氧化生銹可以造成金屬損失，鋼坯加熱時(shí)生成的一次氧化鐵皮重量約占鋼坯總量的4%-5%。 使加熱爐生產(chǎn)率降低，因?yàn)檠趸F皮較鋼的基體組織疏松得多，它覆蓋在鋼的表面，降低鋼的熱導(dǎo)率，影響加熱速度。 影響爐底材料壽命，使之容易損壞，因?yàn)檠趸F皮成堿性，它對(duì)酸性黏土磚有侵蝕作用。 氧化鐵皮大量堆積在爐底造成爐底升高、起包、迫使加熱爐停爐清渣，這不僅影響爐子產(chǎn)量，而且使操作條件惡化，嚴(yán)重時(shí)加熱爐被迫停產(chǎn)。 氧化鐵皮還會(huì)影響鋼的質(zhì)量，在軋制時(shí)氧化鐵皮易打

3、滑，增加咬入難度，增加孔型磨損。氧化鐵皮壓入鋼材表面造成斑點(diǎn)和麻坑缺陷，降低產(chǎn)品表面質(zhì)量。氧化鐵皮的形成機(jī)理及影響因素氧化鐵皮的形成機(jī)理及影響因素 氧化鐵皮的形成機(jī)理 鋼在常溫下就會(huì)氧化生銹，在干燥的條件，這一氧化過(guò)程是很緩慢的，到了200-300C，表面會(huì)生成氧化膜，但如果濕度不大，這時(shí)的氧化還是比較緩慢的，溫度繼續(xù)升高，氧化的速度也會(huì)隨之加快，到了1000以上氧化過(guò)程開(kāi)始激烈進(jìn)行，當(dāng)溫度超過(guò)1300以后，氧化鐵皮開(kāi)始熔化，氧化進(jìn)行得更劇烈。 影響氧化鐵皮生成的因素 加熱溫度、時(shí)間、爐內(nèi)氣氛與原料的化學(xué)成分是影響生成氧化鐵皮的主要因素。在低溫階段加熱時(shí)生成的氧化鐵皮較少，當(dāng)加熱溫度超過(guò)850

4、-900時(shí)，則氧化鐵皮增加速度很快，溫度超過(guò)1200后，氧化鐵皮則急劇增加，加熱溫度愈高，時(shí)間愈長(zhǎng)，生成氧化鐵皮愈厚。即 (1) 加熱溫度的影響。 (2) 加熱時(shí)間的影響。 (3) 爐氣成分的影響。 (4) 鋼中化學(xué)成分的影響。氧化鐵皮的分類及組成 氧化鐵皮的形成過(guò)程是氧和鐵兩種元素的擴(kuò)散過(guò)程，氧由表面向鐵的內(nèi)部擴(kuò)散，而鐵則向外部擴(kuò)散。外層氧的濃度大，鐵的濃度小，生成鐵的高價(jià)氧化物;內(nèi)層鐵的濃度大，而氧的濃度小，生成氧的低價(jià)氧化物。所以氧化鐵皮的結(jié)構(gòu)是分層的。一般氧化鐵皮的層次有三層:最外一層為Fe2O3，約占整個(gè)氧化鐵皮厚度的10%，其性質(zhì)是:細(xì)膩有光澤、松脆、易脫落，并且有阻止內(nèi)部繼續(xù)劇烈

5、氧化的作用; 第二層是Fe2O3和FeO的混合體，通常寫成Fe3O4，約占全部厚度的50%;與金屬本體相連的第三層是FeO，約占氧化鐵皮厚度的40%，F(xiàn)eO的性質(zhì)發(fā)黏，黏到鋼料上不易除掉。氧化鐵皮可分為一次氧化鐵皮、二次氧化鐵皮、三次氧化鐵皮和紅色氧化鐵皮。 對(duì)熱軋去除氧化鐵皮，國(guó)內(nèi)外有高壓水去除氧化鐵皮、機(jī)械法去除氧化鐵皮、化學(xué)法去除氧化鐵皮、軋制法去除氧化鐵皮和氣體法去除氧化鐵皮等。較普遍的辦法就是高壓水去除氧化鐵皮，特殊情況下是高壓水去除氧化鐵皮加上機(jī)械法、或化學(xué)法、或軋制法、或氣體法聯(lián)合。 一般磨料高壓水去除氧化鐵皮法將一定粒徑的磨料，一般磨料高壓水去除氧化鐵皮法將一定粒徑的磨料，在高

6、壓水噴射時(shí)同時(shí)混入高壓水中，再噴射到板坯或鋼在高壓水噴射時(shí)同時(shí)混入高壓水中，再噴射到板坯或鋼板表面，其去除氧化鐵皮方法見(jiàn)圖板表面，其去除氧化鐵皮方法見(jiàn)圖6-8。去除氧化鐵皮去除氧化鐵皮 高壓水去除氧化鐵皮 新磨料高壓水去除氧化鐵皮法 新磨料高壓水去除氧化鐵皮系統(tǒng)采用機(jī)械法去除氧化鐵皮與磨料高壓水去除氧化鐵皮相結(jié)合的去除氧化鐵皮新工藝，它可以完全取代酸洗去除氧化鐵皮。磨料高壓水去除氧化鐵皮裝置是將硬度較高的很細(xì)小的磨料(80-100目)，加入到高壓水噴嘴中，利用高壓水的能量，使磨料猛烈沖擊鋼材表面，將鋼材表面的氧化鐵皮清除干凈。 軋制法去除氧化鐵皮 一是利用一種用剪切式軋制法的軋機(jī)，通過(guò)減小輥徑

7、，用機(jī)械法去除熱軋板表面的氧化物。 二是通過(guò)改變粗軋中各道次的壓下率和精軋前的累計(jì)壓下率，可提高氧化鐵皮的剝離性。 化學(xué)法去除氧化鐵皮 A 堿金屬碳酸鹽法去除氧化鐵皮 B 酸洗法去除氧化鐵皮機(jī)械法去除氧化鐵皮 剝殼法。機(jī)械法去除氧化鐵皮裝置主要部分是五輥剝殼機(jī)，剝殼輥由平輥改為較密的尖槽的型輥，增加了局部壓力和破壞力，提高了剝殼率 磨削法。利用磨削法去除熱軋板表面的氧化鐵皮，其設(shè)備為磨削輥或銑削輥。它能均勻有效地作用在整個(gè)鋼板表面，從而能去除氧化物。因此，在軋機(jī)機(jī)架中裝有帶壓下傳動(dòng)裝置的磨削輥，輥中裝有輥軸，輥面呈s形，該輥面的磨削輥能與鋼板緊密配合，與鋼板兩側(cè)均勻接觸，適當(dāng)移動(dòng)磨削輥，可保證

8、將鋼板表面的氧化物均勻去除掉.氧化鐵皮的收集氧化鐵皮的收集 鋼錠或鋼坯在爐內(nèi)加熱時(shí)，表面將形成較厚的氧化鐵皮。這層氧化鐵皮脫落后，高溫軋件在空氣作用下將再次生成氧化鐵皮。通常在軋制前后，需要用各種方法去除氧化鐵皮。通常用水將這些含有大量氧化鐵皮和潤(rùn)滑油的廢品，通過(guò)沿軋制線布置的氧化鐵皮溝收集并進(jìn)入處理構(gòu)筑物。為了順利地輸送氧化鐵皮，在氧化鐵皮溝的起點(diǎn)就要加入一定數(shù)量的沖鐵水，以滿足氧化鐵皮水力輸送所需的流速和水深。* 常用的軋鋼污水循環(huán)系統(tǒng)大致有以下幾種: (1)平流式沉淀池法處理污水。 (2)重力旋流沉淀池處理污水。 (3)連續(xù)式磁性法處理軋鋼污水。 (4)永磁分離法處理軋鋼污水。氧化鐵皮的

9、綜合利用氧化鐵皮的綜合利用 燒結(jié)輔助含鐵原料 利用氧化鐵皮作為輔助材料，即在混勻礦中配加氧化鐵皮，一方面，氧化鐵皮相對(duì)粒度較為粗大，可改善燒結(jié)料層的透氣性;另一方面，氧化鐵皮在燒結(jié)過(guò)程中氧化放熱，可降低固體燃料消耗。 利用氧化鐵皮作為輔助材料燒結(jié)的燒結(jié)礦有以下特點(diǎn): (1) 氧化鐵皮燒結(jié)礦在電爐煉鋼上應(yīng)用，化渣快、脫碳快、脫磷多脫硫效果顯著，提溫好等作用，可提高鋼水質(zhì)量，縮短冶煉時(shí)間。 (2) 氧化鐵皮燒結(jié)礦比普通鐵礦石含SiO2等雜質(zhì)少，加入后不降低熔渣堿度，可節(jié)省螢石、石灰等的用量。 (3) 燒結(jié)礦含鐵量高，比鐵礦石高15%，加It燒結(jié)礦多回收150kg鋼水量，降低金屬料1-1.5kg/t

10、鋼，提高鋼產(chǎn)量。 粉末冶金原料 在粉末冶金工業(yè)中，氧化鐵皮是生產(chǎn)還原鐵粉的主要原料。生產(chǎn)還原鐵粉的工藝流程是:氧化鐵皮經(jīng)干燥爐干燥去油去水后，經(jīng)磁選、破碎、篩分入料倉(cāng)，作為還原劑的焦粉配入10%-20%的脫硫劑(石灰石)后經(jīng)干燥處理入料倉(cāng)。將氧化鐵皮按環(huán)裝法裝入碳化硅還原罐內(nèi)，中心和最外邊裝焦炭粉，將裝好料的還原罐放在窯車上送入隧道窯進(jìn)行一次還原，停留90h后冷卻出窯。此時(shí)氧化鐵皮被還原成海綿鐵，含鐵量98%以上，卸錠機(jī)將還原鐵卸出，經(jīng)清渣、破碎、篩分磁選后，進(jìn)行二次精還原，生產(chǎn)出合格的還原鐵粉。應(yīng)用化工行業(yè)： 在化工行業(yè)，氧化鐵皮可用作生產(chǎn)氧化鐵紅、氧化鐵黃、氧化鐵黑、氧化鐵棕、三氯化鐵、硫

11、酸亞鐵、硫酸亞鐵按、聚合硫酸鐵等產(chǎn)品的原料。這些化工產(chǎn)品用途廣泛。回收鐵、鎳等金屬： 用環(huán)形爐處理軋鋼氧化鐵皮、電爐除塵粉塵和酸洗沉渣等廢物，除回收鐵外，還回收廢渣中的鎳、鉻等有價(jià)的合金成分。生產(chǎn)海綿鐵 海綿鐵作為廢鋼短缺的一種補(bǔ)充，隨著電爐產(chǎn)鋼量的不斷上升，海綿鐵顯得越來(lái)越重要。用礦粉生產(chǎn)海綿鐵由于設(shè)備投資大，工藝復(fù)雜，目前在我國(guó)仍難以取得迅速發(fā)展。用氧化鐵皮生產(chǎn)海綿鐵可以解決以上間題。 用煤粉還原氧化鐵皮和轉(zhuǎn)爐煙塵生產(chǎn)海綿鐵生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單，投資少，工藝簡(jiǎn)便可行。 用氧化鐵皮生產(chǎn)的海綿鐵含鐵量高，雜質(zhì)含量低且成分穩(wěn)定，較之用礦石生產(chǎn)的海綿鐵不含脈石雜質(zhì)，可作優(yōu)質(zhì)廢鋼使用。 用氧化鐵皮和轉(zhuǎn)爐煙塵

12、生產(chǎn)海綿鐵，是氧化鐵皮、轉(zhuǎn)爐煙塵的一條良好的有效利用途徑，既有利于保護(hù)環(huán)境，又節(jié)約了資源。用于煉鋼： 電爐煉鋼技術(shù)，由于耗電量高，并采取精料冶煉方針，因此對(duì)廢鋼鐵料的要求較高，但這種廢鋼鐵不僅數(shù)量少，而且價(jià)格高，雖然進(jìn)行強(qiáng)化冶煉，采取吹氧助燃等措施，縮短了時(shí)間，降低了成本，但由于原材料價(jià)格高，供應(yīng)不足，無(wú)法參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。以氧化鐵皮等為主要原料的煉鋼方法，以價(jià)格低廉且來(lái)源廣泛的氧化鐵皮、渣鋼等廢料為主要原料，取代了量少、價(jià)高的廢鋼，其主要含鐵原料是:30%左右的氧化鐵皮，70%左右的生鐵屑或渣鋼。制造助熔化渣劑 冶金過(guò)程中，一般利用轉(zhuǎn)爐作加熱源，同時(shí)為了讓鋼渣盡快分離出來(lái)，還要添加一種輔助加速劑

13、，即通常所說(shuō)的助熔化渣劑。螢石是轉(zhuǎn)爐的傳統(tǒng)化渣劑，但因雜質(zhì)多影響鋼水的質(zhì)量，而且成本也高。利用氧化鐵皮制造助熔化渣劑主要應(yīng)用于轉(zhuǎn)爐煉鋼。 利用氧化鐵皮制造助熔化渣劑主要有兩種方法，即直接法和壓球法： 直接法。利用軋鋼氧化鐵皮作轉(zhuǎn)爐煉鋼化渣劑不需要復(fù)雜的設(shè)備，只需建一條氧化鐵皮烘干生產(chǎn)線，將氧化鐵皮烘干，使水分下降到0. 91%以下，就可以滿足煉鋼要求。天鋼應(yīng)用本廠軋鋼、連鑄機(jī)下來(lái)的氧化鐵皮取代部分螢石作煉鋼化渣劑，結(jié)果證明其化渣快、渣量小、節(jié)約了煉鋼時(shí)間，爐內(nèi)熱損少，鐵耗降低，鋼的質(zhì)量也有所提高。 壓球法。利用氧化鐵皮制造助熔化渣劑的原料組成是氧化鐵皮61. 35%，轉(zhuǎn)爐污泥為28.6%，玻璃

14、水膠黏劑10. 05 %。 制造工藝流程為:將固體配料氧化鐵皮和轉(zhuǎn)爐污泥研磨成80-120 um的粉末，充分混勻，加入總質(zhì)量10. 05%的玻璃水，攪拌均勻，提升至壓球機(jī)上制成規(guī)格20mm * 30mm的球團(tuán)，再轉(zhuǎn)入烘干工藝設(shè)備，固結(jié)球團(tuán)的抗壓強(qiáng)度，要求每個(gè)球團(tuán)的抗壓力為70kg，即制得氧化鐵皮助熔化渣劑。 氧化鐵皮助熔化渣劑具有高效果的冶煉助熔材料及制造工藝，能夠在無(wú)隱患的前提下，提高煉鋼效率，延長(zhǎng)轉(zhuǎn)爐爐體的使用壽命。生產(chǎn)粒鐵與生產(chǎn)球團(tuán)礦 利用氧化鐵皮生產(chǎn)的粒鐵，可以替代廢鋼、海綿鐵等作為煉鋼的原料 利用氧化鐵皮生產(chǎn)的粒鐵有以下特點(diǎn): (1)鐵含量高，硫和其他雜質(zhì)含量低，可以作為轉(zhuǎn)爐原料替代廢鋼或生鐵，緩解煉鋼原料的緊張局面。 (2)有效地利用鋼鐵企業(yè)大量廢棄的氧化鐵皮，就地取材、變廢為寶，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。 (3)工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備投入費(fèi)用低，易于實(shí)