八鋼燒結配加除塵灰的影響及分析

王雪超，秦斌

（新疆八一鋼鐵股份有限公司煉鐵廠）

除塵灰是鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品，對除塵灰的回收利用一直是鋼鐵企業(yè)治理環(huán)境污染和資源再利用的主要措施。對各類除塵灰的綜合回收利用，不僅能減輕環(huán)境壓力，還可增加資源的供應量，使得大部分的除塵灰變“廢”為寶，很大程度上能夠降低企業(yè)生產(chǎn)成本，實現(xiàn)節(jié)能降耗、減污增效。

1 八鋼除塵灰的生產(chǎn)組織現(xiàn)狀

目前八鋼公司有三座2500m3高爐、一座歐冶爐和兩臺265m2、一臺430m2燒結機在線生產(chǎn)，每年產(chǎn)出鐵水600萬t，八鋼每年產(chǎn)生的可利用各類除塵灰36萬余噸。結合燒結工藝的特性以及國內(nèi)外消化處理除塵灰的經(jīng)驗，在確保燒結礦堿度穩(wěn)定的條件下通過試驗研究，探索燒結配加除塵灰的最佳配加比例，在降低燒結返礦率及成本的同時降低廢舊除塵灰對環(huán)境的污染。通過對各類除塵灰進行綜合回收利用，不僅解決了除塵灰消化困難等問題，也實現(xiàn)了一定的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。

2 除塵灰性質及對燒結生產(chǎn)環(huán)境影響

2.1 除塵灰的種類和性質

鋼鐵冶煉過程中各種窯爐排出的工藝廢氣中含有大量的固體微粒，經(jīng)除塵系統(tǒng)處理收集后形成的灰，因其中含鐵較高，稱之為含鐵粉塵，其產(chǎn)生量約為生鐵產(chǎn)量的2.5%。同時因除塵處理方法不同，其產(chǎn)出形態(tài)也不同。

濕法除塵收集物即污泥，呈現(xiàn)半固態(tài)，含水較高，脫水困難，一般采用晾曬等方法。干法除塵收集物稱作除塵灰，呈固態(tài)狀。常見的有燒結粉塵、高爐粉塵、轉爐粉塵、電爐粉塵等。

各類除塵灰一般都具有以下特性：（1）粒度小，直徑多在0.07mm，在除塵系統(tǒng)中會發(fā)生惡性循環(huán)。（2）價值高，質量、品質均與成品礦相近，同時有較多的其它有價資源。

2.2 除塵灰對燒結生產(chǎn)以及環(huán)境的影響

除塵灰在燒結過程中循環(huán)利用需解決的問題：

（1）除塵灰種類繁多、量多、成分偏差大，嚴重影響燒結精準配料，導致燒結礦指標不穩(wěn)定。

（2）除塵灰的燒結性能差。國內(nèi)外研究資料表明，過多配加除塵灰，會降低燒結設備的生產(chǎn)能力。

（3） 部分除塵灰中含有 K、Na、Zn、Cd、Pb 等元素，極易在高爐冶煉過程中富集，影響生產(chǎn)穩(wěn)定順行，誘發(fā)二次生產(chǎn)事故。

（4）除塵灰在裝卸、運輸中極易揚塵，除塵灰外排污染環(huán)境。

3 除塵灰的資源化再利用

隨著關于廢棄物綜合利用技術的發(fā)展，除塵灰的資源化綜合回收利用也備受關注，除塵灰既能用于制造活性炭，還原鐵粉、鐵氧體，也可通過混合造塊作為煉鋼原料加以利用。

鋼鐵企業(yè)對除塵灰的利用主要途徑：

（1）作為燒結混勻原料綜合回收利用。根據(jù)除塵灰不同種類的特點，應用于燒結配料、料場混勻，多措并舉，綜合使用。在進一步降低處理難度的同時，資源綜合利用最大化，進而達到降低成本的目的。

（2）集中參與燒結生產(chǎn)循環(huán)再利用，以分類處理、配料優(yōu)化、配比優(yōu)化等方式達到一定的處理效果。但此技術水平未能根本消化處理，部分有害元素通過燒結、高爐冶煉、富集轉而影響到后道工序及設備穩(wěn)定。

（3）國內(nèi)外多種綜合利用方法表明，環(huán)境類除塵灰可以作為部分原料參與燒結生產(chǎn)，但布袋類除塵灰不能在燒結生產(chǎn)過程中循環(huán)利用。

4 八鋼燒結配加除塵灰的工業(yè)試驗分析

2015年，八鋼鐵前系統(tǒng)原料分廠中控室前建設3×150m3的灰倉，儲灰量150t/倉，因除塵灰處理能力約780t/d。近幾年隨著八鋼鐵水產(chǎn)能的提升，為了進一步改善生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境，在八鋼鐵前系統(tǒng)新增12個除塵點，新增除塵灰量200t/d，導致原料除塵灰倉處理能力無法滿足現(xiàn)在產(chǎn)塵量，富余量需要直接配加在燒結配料倉進行處理。對此，在燒結礦堿度1.80倍不變的基礎上，2019年7～8月制定燒結配加除塵灰的生產(chǎn)試驗，通過6組燒結配礦試驗，研究不同配比的除塵灰配加量，對燒結礦產(chǎn)量造成的影響。

4.1 燒結配加除塵灰的成分及配比

試驗配加除塵灰的化學成分見表1，除塵灰配礦方案見表2。

表1 八鋼除塵灰、重力灰化學成分%

表2 燒結生產(chǎn)實踐中除塵灰配礦方案 %

4.2 除塵灰配加工業(yè)試驗分析

對配加不同配比除塵灰的對燒結礦技術指標進行分析，見表3，配加除塵灰對燒結礦轉鼓指數(shù)的影響見表4。

6組燒結試驗數(shù)據(jù)表明，除塵灰配比從0%逐漸提高到3.0%的過程中，燒結機負壓整體呈上升趨勢、垂直燒結速度、利用系數(shù)呈下降趨勢。除塵灰配比＜2%時，燒結生產(chǎn)情況基本無變化，利用系數(shù)基本不變，對燒結產(chǎn)量無影響。但是從2%開始燒結負壓開始呈上升、垂直燒結速度和利用系數(shù)開始下降。在達到2.5%時，燒結利用系數(shù)有了明顯下降，特別是提高到3.0%后，燒結利用系數(shù)下降幅度較大，降至0.858t/m2.h，對燒結礦產(chǎn)量影響較大。

表3 燒結礦主要技術經(jīng)濟指標

6組燒結試驗證明，在燒結礦堿度和料層厚度保持不變的情況下，燒結礦轉股指數(shù)無明顯變化。但是除塵灰配比達到3.0%后，燒結礦轉股指數(shù)最低。

表4 除塵灰配比試驗燒結礦轉股指數(shù)指標

4.3 燒結除塵灰使用分析

在正常的燒結配料方案中，配加比例約在1.5%，對燒結各項工藝指標均未產(chǎn)生較大變化，同時燒結礦品位維持在55%，料層厚度也可以保證。當配比逐步增加至2.5%以上時，燒結整體過程呈現(xiàn)出不良狀態(tài)，燒結過程不理想，透氣性差，返礦率上升。對比生產(chǎn)實踐，在除塵灰配加比例超過2.5%以上，配比每增加0.5%，燒結礦品位降低0.1%～0.3%，燒結產(chǎn)量降低8%～10%，進而影響到高爐成本以及綜合焦比。

通過表3、表4看出，除塵灰配加比例逐步增加，對燒結礦轉股、利用系數(shù)影響最大。在6個試驗方案中，當配比增加到2.5%以上，其所帶來的最終經(jīng)濟效益呈現(xiàn)明顯下降趨勢。

綜合考慮認為，隨著除塵灰的配入量的增加，對燒結成品礦的各項指標以及高爐冶煉都帶來了較大的影響，所以在保證燒結礦產(chǎn)量和質量穩(wěn)定的情況下，燒結生產(chǎn)中除塵灰的配比不易超過2.5%。

5 結束語

（1）目前八鋼公司總體生產(chǎn)節(jié)奏，每月所產(chǎn)出的除塵灰量約3萬t，為保證燒結工藝的連續(xù)性，燒結礦各項質量指標滿足高爐生產(chǎn)需要的情況下，除塵灰在燒結配料工藝中按照2.5%配比的配入量進行使用，燒結礦堿度控制在1.80～1.90，轉鼓指數(shù)達到81%～82%。

（2）隨著除塵灰配加比例的升高，燒結礦主要技術經(jīng)濟指標受到影響，轉鼓指數(shù)由80.6%降至80.2%，燒結產(chǎn)能下降明顯。

（3）從生產(chǎn)實踐情況來看，配加除塵灰雖然對燒結礦轉鼓指數(shù)（實際下降約1.2%），但從循環(huán)經(jīng)濟和降低燒結礦生產(chǎn)成本的角度考慮，配加比例控制在一定范圍內(nèi)，其所產(chǎn)生的影響是可以接受的。

（4）根據(jù)八鋼原料打灰系統(tǒng)處理能力和燒結配加除塵灰生產(chǎn)實踐，除塵灰配比在燒結生產(chǎn)實踐基本保持在2%的配比，八鋼內(nèi)部除塵灰產(chǎn)銷基本保持平衡狀態(tài)。