魯逢霖，劉國勝

（甘肅酒鋼集團宏興鋼鐵股份有限公司，甘肅 嘉峪關 735100）

摘 要：針對不銹鋼除塵灰造成的環保問題，進行了配加不銹鋼除塵灰燒結杯試驗及燒結礦冶金性能試驗，研究燒結法處理不銹鋼除塵灰的可行性。 試驗結果表明：隨著不銹鋼除塵灰配比的增加，燒結利用系數、成品率、轉鼓強度均呈逐漸降低的趨勢；配加不銹鋼除塵灰后，燒結礦軟化熔滴性能有劣化的趨勢，燒結礦低溫還原粉化率RDI（+3.15mm） 、900 ℃還原度基本持平。

關鍵詞：不銹鋼除塵灰；燒結杯試驗；燒結礦冶金性能；軟化熔滴性能

1 引言

不銹鋼除塵灰含有較高的 Fe、Cr、Ni等有用元素，具有比較高的資源利用價值。 酒鋼不銹鋼除塵灰分為 300 系列和 400系列兩種，月產生量分別為2500t、2200t，年產生量分別為 30000t、26000 t。 截止 2021 年 8月，在冶金渣場已堆存約10.4 萬 t， 環保壓力日益加大，急需解決該難題。 為此，進行了配加不銹鋼除塵灰燒結杯試驗及燒結礦冶金性能試驗，研究燒結法處理不銹鋼除塵灰的可行性。 通過配加不同比例不銹鋼除塵灰燒結杯試驗，研究不銹鋼除塵灰配比對燒結指標及燒結礦冶金性能的影響，探尋合適的不銹鋼除塵灰配比及燒結工藝參數，為后續工業化處理不銹鋼除塵灰提供技術支持。

2 試驗原料

本試驗所用自產精礦、啟源精礦、酸返、瓦斯灰、生石灰、石灰石、焦粉均取自酒鋼煉鐵廠 1＃～3＃燒結機生產現場；不銹鋼除塵灰取自酒鋼不銹鋼分公司，為酒鋼不銹鋼分公司壓球生產線提前消化、潤濕過的不銹鋼除塵灰。 試驗原料化學成分見表1。 由表 １ 可以看出，不銹鋼除塵灰TFe 36.10％、 Cr₂O₃ 16.54％，含有較高的 Fe、Cr 等有用元素；CaO含量高達 19.80％，屬堿性物料；S含量偏高，達到0.137％。

3 試驗方案

3.1 配料比

燒結礦堿度按照 1.90 控制，模擬現場燒結生產，分別進行配加不銹鋼除塵灰 0.1％、3％、5％、7％ 等 5組燒結杯試驗，研究配加不銹鋼除塵灰后對燒結技術經濟指標及燒結礦冶金性能的影響。 燒結杯試驗配料比見表2。

3.2 試驗工藝參數控制

點火時間6min，點火負壓6000Pa，燒結負壓10000Pa  ，料層高度700mm，壓料 30mm，混合料水分控制參考值9.5％ ～10.0％。

4 試驗結果及分析

燒結杯試驗結果見表3，燒結礦化學成分見表4。 不銹鋼除塵灰配比對燒結利用系數的影響見圖1，不銹鋼除塵灰配比對燒結時間和垂直燒結速度的影響見圖2，不銹鋼除塵灰配比對燒結礦成品率的影響見圖 3，不銹鋼除塵灰配比對轉鼓指數的影響見圖 4。

由表 3、圖 1、圖 2、圖 3、圖4 可以看出，隨著不銹鋼除塵灰配比的增加，燒結利用系數呈逐漸降低的趨勢，配加7％不銹鋼除塵灰時，燒結利用系數最低僅為 1.24 t ／ （m ²·h ）， 與基準期相比降低了0.32t／ （m²· h），降低20.51％；隨著不銹鋼除塵灰配比的增加，燒結時間延長、垂直燒結速度呈逐漸降低的趨勢，燒結礦成品率也呈逐漸下降的趨勢，配加7％不銹鋼除塵灰時，成品率為77.88％，與基準期相比降低了4.57％；隨著不銹鋼除塵灰配比的增加，燒結礦轉鼓指數呈逐漸下降的趨勢，配加7％不銹鋼除塵灰時，轉鼓指數為57.50％，與基準期相比降低了3.75％。

配加不銹鋼除塵灰后燒結利用系數降低的原因分析：①由于不銹鋼除塵灰 Cr₂O₃含量 16.54％，鉻的熔點高于鐵，因此配加不銹鋼除塵灰不利于燒結過 程中粘結相的生成^［1］ ，導致成品率降低，從而降低 了產量。 ②由于不銹鋼除塵灰具有粒度細、親水性差的特點^［2－3］ ，在抽風燒結過程中，極細粒級的不銹鋼除塵灰會隨燒結廢氣被抽走，堵塞料層中的毛細孔道，使料層透氣性變差，導致燒結時間延長、垂直燒結速度降低，從而降低了產量。 ③由于過濕層的存在，燒結廢氣中含有水蒸氣，這些水蒸氣、極細粒級的不銹鋼除塵灰遇到低溫的燒結機篦條，就會冷凝、逐漸粘結在燒結機篦條上，從而造成燒結機糊篦條的現象，這也是導致燒結機產量降低的一個因素。

5 冶金性能試驗

5.1 低溫還原粉化率

燒結礦低溫還原粉化率試驗結果見表5。

由表 5 可以看出，配加不銹鋼除塵灰后，燒結礦低溫還原粉化率 RDI（+3.15 mm）變化不大，基本持平。我國冶金行業標準（YB／ T421－2014）規定低溫還原粉化率RDI（+3.15 mm） ≥68％，按照此標準本次試驗基準期和配加不銹鋼除塵灰的4個試驗組均大于冶金行業標準。

5.2 900 ℃還原度

燒結礦900 ℃還原度試驗結果見表 6。

由表6、圖5 可以看出，配加不銹鋼除塵灰后，燒結礦900 ℃還原度變化不大，基本持平。 指標 900 ℃還原度的優劣是燒結礦質量的一項基本，對高堿度燒結礦而言，常規要求 RI＞85％，高 要求 RI 應＞90％。 按照此標準本次試驗基準期和配 加不銹鋼除塵灰的 5.3 軟化熔滴性能4個試驗組均大于常規要求。 燒結礦軟化熔滴性能試驗結果見表7。

由表7可知， 配加不銹鋼除塵灰后，燒結礦軟化區間略加寬，軟化區間由132 ℃ ，加寬到134 ～139 ℃ ，加寬 2 ～ 7℃ ；熔滴區間也呈逐漸加寬的趨勢，配加 7％不銹鋼除塵灰時，熔滴區間＞315 ℃ ，與基準期相比，熔滴區間加寬 36 ℃ 以上。 分析認為，這是由于不銹鋼除塵灰 Cr₂O₃含量較高，因而導致燒結礦軟化、熔滴區間加寬^［4－5］ 。 另外，配加不銹鋼除塵灰后，最大壓差總體上呈升高的趨勢，雖有個別樣有所反常，但總的趨勢不變；配加 ７％不銹鋼除塵灰時， 最大壓差 10.1kPa ， 與基準期相比升高0.9kPa 。

6 結語

⑴燒結杯試驗結果表明，隨著不銹鋼除塵灰配比的增加，燒結時間延長、垂直燒結速度降低，燒結利用系數、成品率均呈逐漸降低的趨勢。 配加 ７％不銹鋼除塵灰時，燒結利用系數最低僅為1.24t／ （m ²·h），與 基準期相比降低了 0.32 t／ （m²·h），降低20.51％。

⑵ 隨著不銹鋼除塵灰配比的增加，燒結礦轉鼓指數呈逐漸下降的趨勢，配加7％不銹鋼除塵灰時，轉鼓指數為57.50％，與基準期相比降低了3.75％。

⑶配加不銹鋼除塵灰后燒結利用系數降低的原因：①由于不銹鋼除塵灰Cr₂O₃ 含量 16.54％，不利于 燒結過程中粘結相的生成，導致成品率降低，從而降低了產量；②由于在抽風燒結過程中，極細粒級的不 銹鋼除塵灰會隨燒結廢氣被抽走，堵塞料層中的毛 細孔道，使料層透氣性變差，導致燒結時間延長、垂直燒結速度降低，從而降低了產量。

⑷冶金性能試驗結果表明，配加不銹鋼除塵灰后，燒結礦低溫還原粉化率 RdI（+3.15mm）、 燒結礦 900 ℃還原度變化不大，基本持平。

⑸配加不銹鋼除塵灰后，燒結礦軟化熔滴性能有劣化的趨勢。 燒結礦軟化區間由 132 ℃ ，加寬到134～139 ℃ ，加寬 2 ～7 ℃ ；熔滴區間也呈逐漸加寬的趨勢， 配加 7％ 不銹鋼除塵灰時，熔滴區間＞3.15 ℃ ，與基準期相比加寬 36 ℃以上。 分析認為， 這是由于不銹鋼除塵灰Cr₂O₃含量較高，導致燒結 礦軟化、熔滴區間加寬。

參考文獻：

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