Ресурсосберегающая технология электросталеплавильного производства

В настоящее время сталеплавильные шлаки на металлургических предприятиях в основном перерабатываются в твердом виде на щебень различных фракций. Проблема заключается в том, что при этом безвозвратно теряется аккумулируемое в них физическое тепло. Одной тонной огненно-жидких шлаков можно обработать до 0,6-0,8 т сухих отходов. При этом происходит сухая грануляция шлака и обогащение оксидами, содержащимися в отходах, а при использовании отходов с добавкой восстановителя - возгонка цветных металлов.

Поэтому для условий электросталеплавильного производства разработана рациональная ресурсо-энергосберегающая технология извлечения цинка из цинксодержащих пылей и шламов с использованием физического тепла жидких сталеплавильных шлаков (схема на рис. 1). В общем виде технология может быть осуществлена как при сливе шлака из сталеплавильного агрегата, так и при переливе шлака из шлаковой чаши на отдельном участке.

Последовательность технологических операций: технологическая схема предусматривает улавливание пылей от электросталеплавильного агрегата (1) в электрофильтре или в тканевом фильтре (2) и накопление пылевыноса в бункерах (3). В случае использования мокрой газоочистки шлам после вакуумфильтров (6) проходит подсушку в барабане (7). Пыль через вибрационный увлажнитель (5) подается в барабанный или двухвальный лопастной смеситель (8), куда предусмотрена также добавка из бункеров (4) цинксодержащих отходов от других источников и, при необходимости, углеродсодержащие добавки и связующие. Брикетирование смеси производится в валковом прессе (9). Мелочь после отсева на грохоте (10) возвращается в смеситель, а брикеты накапливаются в бункерах (11) и подаются в сталеплавильный агрегат на повторное использование. Сталеплавильный шлак из шлаковой чаши (12) сливается по стационарному желобу (13) в другую шлаковую чашу (14) со снимаемой крышкой. Предварительно подготовленная смесь цинксодержащих пылей и шламов с необходимой добавкой углерода дозируется из бункера (15) на желоб. При заливке этих отходов шлаком при температуре 1000-1100 °С происходит восстановление цинка и свинца из оксидов и их возгонка. Возгоны цинка улавливаются в рукавном фильтре (17), накапливаются в бункере (20), и затем периодически затариваются в мешки или специальные ёмкости (21) для отгрузки на заводы цветной металлургии. Подсосом воздуха между чашей (14) и крышкой регулируется степень окисления цинка. Отсос газов от реактора осуществляется дымососом (18) и выбрасываются через дымовую трубу (19). При необходимости обработки других отходов по предлагаемой схеме указанные материалы могут дозироваться из отдельного бункера (16), а подача материалов из бункера (15) прекращается.

Такая технологическая схема позволяет производить рециклинг пылевыноса за счёт повторного использования пыли с низким содержанием цинка. После достижения необходимого уровня цинка (10-15 %) пыль периодически брикетируется с углеродистым связующим и такие брикеты направляются на участок по окускованию отходов жидкими сталеплавильными шлаками.

Цинксодержащий продукт с содержанием 30-35 % цинка и 5-10 % свинца затаривается и направляется на переработку на заводы цветной металлургии, а гранулированный шлак выгружается из шлаковой чаши (например, на шлаковый двор), охлаждается и после грохочения в требуемых количествах в зависимости от баланса фосфора может использоваться в агломерационном производстве крупностью до 10 мм и доменном переделе крупностью более 10 мм.

Пировосстановительный процесс будет тем более экономичным, чем больше в отходах содержится цинка. Для осуществления рециклинга пылевынос необходимо подвергать окускованию. Особые требования к прочности окускованного материала будут предъявляться при конвертерном производстве стали, где наблюдается значительное количество перегрузок по тракту подачи шихтовых материалов и падения их с больших высот. Обычно прочность до 40 кг на гранулу считается достаточной для этого передела. При других способах ввода пылевыноса в сталеплавильные агрегаты (например, вдувание) его можно использовать без соответствующей подготовки.

Окускованные жидкими сталеплавильными шлаками железосодержащие отходы подлежат использованию в доменном производстве (на заводах без аглофабрик). При этом фракция отходов до 10 мм отсеивается и снова возвращается на обработку жидкими шлаками, а более 10 мм направляется в доменную плавку. На заводах с аглофабриками после грохочения смесь отходов поступает на аглофабрику (-10 мм) и в доменный цех (+10 мм). Использование частично металлизованной шихты на базе сталеплавильных шлаков положительно скажется на производительности доменных печей и расходе кокса.

Таким образом, разработанная ресурсо-энергосберегающая технология обработки и окускования железосодержащих отходов жидкими сталеплавильными шлаками может быть использована предприятиями для возгонки цветных металлов из сталеплавильных пылей и шламов за счет аккумулируемого в них физического тепла с последующей их утилизацией в цветной металлургии, а железосодержащий продукт в переделах чёрной металлургии.