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冷压球团技术的节能环保作用

冶金球团的制备是冶金工艺的重要组成部分,它不仅能够改善物料的冶金物理化学性质,还是实现工业固体废弃物资源化利用与循环经济的重要途径。冷压成型技术不仅可以改善其燃烧或反应性能,而且可以通过脱除剂的加人,降低污染物的形成与排放。因此,冷压球团技术是实现节能、环保与利用废弃资源的重要途径。

  冷压球团是将冶金行业生产中所需的全部物料均匀混合后进行冷压制,经低温干燥制成球团的生产方法。该工艺具有工程投资省、工艺流程简单及加工费用低、粉料粒度范围选择广等特点。其中原料可由除尘灰、冶金污泥、粉矿以及还原剂等组成,目前在铝硅合金和锰铁合金领域中已经有成功案例。

  一、冷压球团的理化指标

  冷压球团的物理指标主要是指湿球落下强度、生球抗压强度、生球落下强度、热强度、孔隙率等,而化学指标主要是指人炉的各种反应性能,如还原性状、高温软化及熔融特性等。

  1)湿球落下强度

  经过压球机冷压成型的湿球要经筛分和一次转运到烘干窑,因此需要一定的落下强度保证在运输过程中不破裂又很少变形。

  2)生球落下强度

  经过烘干窑烘干的生球要经过多次转运并且最后要跌落人炉,因此需要足够的落下强度保证在运输过程中不破裂又很少变形。

  3)生球抗压强度

  生球必须具有一定的抗压强度,以承受生球在烘干过程中的各种应力,如布料上层压力,成品料仓堆积压力等等。

  4)热强度

  生球在烧结过程中要保证一定的热强度,以免破裂粉化。

  5)孔隙率

  是指生球体积内孔隙体积占生球总体积的百分率,孔隙的大小和分布特性与球团的强度有密切关系,随着孔隙率的减小和晶粒半径的缩小,球团强度逐步提高。

  6)还原性状

  球团还原性状是指球团在炉中还原时的体积膨胀和球团还原后的强度。一般要求炉内球团还原度达60%,还原后残余抗冷压强度不小于25kg/cm2。

  7)高温软化及熔融特性

  球团矿在冶炼过程中会被还原,并随着温度的升高,逐步熔化。为避免粘稠的熔化带扩大,要求球团软化区间不能太宽,熔点不能太低。

  二、冷压球团是节能减排的重要手段

  在我国冶金行业球团工艺应用越来越广泛,其工艺特性决定了它在资源利用、环境保护方面具有一定的优势,是节能减排的重要手段。

  1)实现循环经济

  传统的冶炼工艺是将块状物料和块状焦炭同时投人电炉中进行冶炼,块矿受热反应时会粉化,其中有20%-30%的有用成分被收尘系统收集。以锰系列合金产品的粉尘为例,一般烟尘中MnO的含量高达22%-30%左右。使用冷压球团可以实现粉尘的二次利用,达到循环经济的目的。

  2)降低还原剂用,降低能耗

  在锰铁合金冶炼过程中焦炭(煤)作为还原剂直接还原MnO,传统冶炼工艺物料和还原剂的接触属于点接触而冷压球团的方法是将矿粉和焦炭(煤)混合冷压成球进行冶炼还原的,矿粉和还原剂属于面接触,接触面积大,使含碳球团具有反应快、熔化效率高的特点。在高炉炉料中配用20%的含碳球团,球团配煤量为5%,与基准期相比,高炉冶炼系数从1.485t/m3?d提高到1.831t/m3?d,入炉焦比由789kg/t降低到711kg/t。用电炉冶炼锰铁合金也取得相同效果。

  近年来,我国大中型硅铁电炉普遍应用组合型还原剂冶炼75%硅铁,取得了优质、高产、低电耗的良好效果,以永昌硅业12.5MVA矿热炉为例:传统工艺冶炼1t硅铁电耗为9000kW?h,而采用冷压球团工艺后,稳定电耗为8400kW?h,一般每吨产品可节电600-1000kW?h。