BSSF滚筒法钢渣处理技术发展现况研究.pdf

BSSF 滚筒法钢渣处理技术发展现况研究 李嵩 宝钢工程技术集团有限公司， 上海 201900 摘要 介绍了 BSSF 滚筒法渣处理技术的原理和发展现状， 通过对主体设备的不断优化完善及工艺系统的再次开发， 对钢渣黏度适应性增强， 钢渣处理率从 30 提高到 85 ， 系统运行稳定， 为钢渣资源化利用提供了良好的条件， 符合 当今社会对环保及固废资源循环利用的需求。 关键词 BSSF; 滚筒法; 钢渣处理; 资源利用 DOI 10. 7617 /j. issn. 1000 － 8942. 2013. 03. 029 A REVIEW ON DEVELOPMENT OF BSSF TECHNOLOGY Li Song Baosteel Engineering ＆ Technology Group Co． ，Ltd，Shanghai 201900， China AbstractIt was introduced the development of the BSSF technology，through the continuous optimization of the main equipment ＆ development of process system，slag viscosity adaptability was enhanced． The technology has been able to treat a variety of viscosity slag，steel slag processing rate is raised from 30 to 85 and also the system operates stably，which provides good conditions for the slag resource utilization; also is in line with the needs of todays society on environmental protection and solid waste resource recycling． KeywordsBSSF;cylinder ;slag processing;resource utilization 炼钢是钢铁生产中的重要环节， 钢渣是炼钢过程 中的副产物， 主要包括 脱硫、 脱磷、 脱氧产物及因之 而加入的造渣剂， 如石灰、 萤石、 脱氧剂等; 金属料中 带入的泥砂; 铁水和废钢中的铝、 硅、 锰等形成的氧化 物; 作为冷却剂或氧化剂使用的铁矿石、 氧化铁皮、 含 铁污泥等; 炼钢过程中侵蚀下来的炉衬材料等。以清 洁生产为中心发展循环经济， 在不断提升钢铁产业竞 争力的同时， 强化节能减排、 环境保护和再生资源综 合利用是钢铁产业发展的必然选择。钢渣处理在钢 铁生产中的地位也变得日益重要。 1滚筒法钢渣处理的原理 宝钢 BSSF 滚筒法渣处理技术是由宝钢历时十 余年开发， 具有短流程、 清洁化、 资源化的冶金熔态渣 处理技术， 其工作原理如图 1 所示。将高温熔态冶金 渣在一个转动的密闭容器中进行处理， 在工艺介质和 冷却水的共同作用下， 高温渣被急速冷却、 固化和碎 化， 实现破碎和渣钢分离同步完成。在这个工艺过程 中， 由于熔渣与钢水冷却的收缩率不同， 所以互不包 容; 同时熔渣的处理是在滚筒的介质中进行的， 熔渣 无法包裹水形成密闭空间， 所以不会发生爆炸， 安全 性好; 在处理过程中， 滚筒的工艺介质将熔渣充分的 颗粒化， 同时冷却水又将游离氧化钙消解， 因此渣的 稳定性好。处理过程污水循环使用， 蒸汽集中排放。 图 1宝钢 BSSF 熔渣处理原理 311 环境工程 2013 年 6 月第 31 卷第 3 期 2原有滚筒法钢渣处理工艺 1998 年 5 月， 在宝钢三期工程的 250 t 转炉分厂 目前宝钢二炼钢 建成了世界上第一台滚筒法处理 液态钢渣的工业化装置。随后， 宝钢一炼钢、 南昌钢 厂、 宣化钢厂、 罗泾钢厂等企业陆续部分采用了滚筒 法处理工艺。 液态钢渣自转炉倒入渣罐后， 经渣罐台车运输到 渣处理场， 由吊车将渣罐吊运到滚筒装置的进渣溜槽 顶上， 并倒入滚筒装置内， 液态钢渣在滚筒内同时完 成冷却、 固化、 破碎及渣钢分离， 时长 10 min。经板式 输送机排出到渣场后， 用卡车运输到粒铁分离车间进 行粒铁分离。 但由于钢渣黏度变化以及设备的稳定性不足影响 了钢渣处理率， 设备检修维护工作量较大， 运行成本居 高不下， 渣处理区域的环境并未得到根本性改善。 3滚筒法钢渣处理技术的发展 近几年通过对钢渣处理技术的不断探索， 对处理 流程和系统配置进行了完善设计， 并已在多处工程实 践中进行应用。如今， 滚筒渣处理技术有了很大的进 步， 形成了系列化产品， 特别是“三位一体” 技术及 “渣不落地” 技术的成功应用， 其稳定性、 可靠性、 处 理能力及其对转炉渣的适应性有了快速的提高， 运行 成本明显降低。 3. 1核心设备性能提升 滚筒法渣处理技术的核心设备滚筒装置在原有单 腔立式基础上， 开发出了双腔型滚筒和多种处理能力的 单腔倾斜型滚筒， 具备了 1 ～3 t/min 的处理钢渣能力， 能满足各类转炉、 电炉的出渣量及排渣周期。BSSF 滚筒 机型如表 1 所示。不同机型结构示意图如图 2 所示。 表 1 BSSF 系列化机型 结构特点立式双腔式倾斜式倾斜式 型号BSSF-ABSSF-BBSSF-CBSSF-D 适用性A、 B 渣A、 B、 C 渣A、 B、 C、 D 渣罐底渣 处理能力1 t/min2 t/min1， 2， 3 t/min20 t/罐 3. 2三位一体技术 原有滚筒渣处理系统的进渣是通过行车吊罐倾 倒进行的， 由于钢厂普遍采用了溅渣护炉工艺， 炉渣 变黏， 很难控制进渣均匀， 易产生安全生产隐患。随 着扒渣机的开发应用， 部分黏渣和渣壳可以通过扒渣 进入， 但由于行车吊罐不稳且行车作业率问题不能长 期占用行车， 处理率仍然不高。 为解决倒渣过程对行车的占用及倒渣的安全稳 图 2滚筒设备机型系列化 定性， 开发了渣罐倾动装置， 为机电液一体化设备， 平 移和倾动台架装置布置在滚筒渣处理工艺平台上， 位 于滚筒进渣漏斗的上方; 液压站布置在液压室内。渣 罐倾动装置具有 3 个基本功能 1 支承夹紧渣罐， 将 渣灌可靠地固定在倾动台架上; 2 平移渣罐， 台架移 动带动渣灌前、 后移动; 3 倾转渣罐， 旋转倾动台架 带动渣灌翻转。操作以上这些动作功能， 可实现安 全、 可靠、 准确地向滚筒中倾入熔融钢渣。 渣灌倾动装置关键技术如下 稳定进料 通过比例阀控制液压马达速度， 能够 安全、 稳定、 准确控制渣罐的倾翻， 避免加料过快可能 导致设备爆炸等危险， 避免加料慢影响设备有效处理 率。行走同步 倾翻台架是由二个独立的平移机构组 成， 分别由液压缸驱动， 采用编码器检测位移， 调节二 个平移机构的速度和位移量， 达到同步的目的。安全 保障 通过设计保证重心位置， 并配置蓄能器， 避免加 料过程中出现断电等不可预见性问题导致倾翻动作 失效， 造成设备甚至人员的伤害。环境友好 熔渣温 度可达 1 400 ℃ ， 采用视频系统、 遥控系统避免作业 人员长时间处于高温、 噪声等恶劣环境下， 影响作业 效率和作业人员的身体健康。 与系统配套的渣罐倾动装置也已系列化， 开发出 了能适应不同容积规格的渣灌及承载能力的倾动装 置， 目前已经应用的渣罐承载能力为 150， 120， 75 t。 渣灌倾动装置的使用主要有以下优势 1 解放行车， 行车仅需将渣灌吊入倾动装置就可离 开; 2 进渣作业方便， 通过渣罐倾动装置的前后移动、 倾 转实现进渣， 其速度可控且均由遥控器操作; 3 进渣准 411 环境工程 2013 年 6 月第 31 卷第 3 期 确安全; 4 给全渣处理创造条件， 在倾动装置的配合下， 可以将更多的渣扒进滚筒; 5 提高滚筒作业率。 将滚筒设备 渣灌倾动装置 扒渣机的成功组合 称为 “三位一体” 技术， 其模型见图 3。利用这种技术， 滚 筒渣处理装置能处理转炉高温熔态的不同流动性的 A、 B、 C 渣和部分 D 渣， 满足目前溅渣护炉工艺后黏稠钢渣 的处理要求， 每罐渣的处理率从 30提高到 85。 图 3滚筒法三位一体技术模型 3. 3“渣不落地” 技术 原有处理后的钢渣是通过输送机直接落入渣场， 然后再通过铲车、 卡车进行倒运。为减少二次倒运带 来的污染， 通过增设斗提机或链斗机， 将处理好的钢 渣通过斗提机斗提至料仓， 卡车在料仓下接料， 实现 了“渣不落地” 技术。为了回收废钢及渣钢， 还可以 增设振动筛及在线磁选机， 为钢渣分选创造条件。 “渣不落地技术” 作业现场见图 4。 优化完善后滚筒法工艺流程如图 5 所示。 4应用效果 优化完善后的 BSSF 滚筒法渣处理技术显著提 图 4滚筒法渣不落地技术现场 图 5优化完善后滚筒法工艺流程 高了渣处理率。目前， 每套滚筒渣处理系统年处理能 力达到 19 万 t 以上， 钢球消耗仅为过去的 1 /7， 衬板 消耗仅为过去的 1 /3， 运行成本显著降低， 并可连续 进行稳定的生产。宝钢二炼钢运行主要指标见表 2。 宝钢二炼钢钢渣成分见表 3。 表 2宝钢二炼钢滚筒运行主要指标 项目数值 单台滚筒年处理钢渣 /万 t19 滚筒单炉平均进渣量 /t24 每炉总渣量占比 /80 系统周运行率 /95 滚筒处理量占二炼钢总渣量 /80 ～ 90 粉尘排放 / mg m － 3 ＜ 80 吨球处理渣量 /t2500 ～ 3000 表 3滚筒渣与热泼渣钢渣成分对比 项目CaO SiO2Al2O3MgOPSMnOFeOFe2O3f － CaO 滚筒渣38. 712. 62. 448. 40. 7510. 0263. 016. 7211. 281. 06 热泼渣43. 87. 41. 6613. 70. 4450. 0512. 310. 508. 907. 30 滚筒法渣处理技术作为一种清洁化、 短流程、 资 源化的渣处理技术， 符合当今社会对环保及固废资源 循环利用的需求， 有显著的技术经济优势和社会环保 效益。针对目前滚筒法无法处理的罐底渣， 未来将继 续开发完善滚筒法工艺及设备， 实现滚筒法对炼钢钢 渣类型的全覆盖。 参考文献 ［1］崔健， 肖永力， 李永谦， 等． 渣处理技术的发展和钢铁行业的环 境经营［J］． 宝钢技术， 2010 3 5- 9． 作者通信处李嵩201900上海市宝山区同济路 999 号 13 号楼 2 楼 宝钢工程技术集团环资事业部 E- maillisong baosteel． com 2012 － 11 － 28 收稿 511 环境工程 2013 年 6 月第 31 卷第 3 期