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摘 要：转炉炼钢在生产过程中产生大量的除尘灰（16～18kg/t钢），按广西钢铁集团年产920万吨钢计，全年产生除尘灰约16万吨。目前柳钢除尘灰的回收利用难度较大，烧结使用后对烧结矿质量影响较大等问题。为有效解决由此产生的环保问题，消除环境污染风险，实现环保高效处理转炉除尘灰、污泥等固废，合理利用资源，本文在研究钢铁行业发展循环经济的必要性和分析柳钢循环经济发展现状的基础上，简述防城港钢铁基地转炉除尘灰冷压球团处理与厂区污泥均化工程项目设计工艺技术方案。
关键词：防城港钢铁;转炉除尘灰;污泥;环保处理;工艺设计
一、概述
目前炼钢厂产生的转炉除尘灰及氧化铁皮基本转入烧结配料，炼钢用冷料需外购生铁或废钢。转炉除尘灰及氧化铁皮直接进入烧结配料，影响配料的水碳配比，影响碱度的稳定，特别是其中的碱金属等有害元素进入高炉后，对炉况产生影响，不利于高炉的顺行。同时，转炉除尘灰和氧化铁皮经过烧结-炼铁-炼钢，增加了燃料消耗和除尘系统的负荷，增加了生产成本。
为了有效解决上述问题，使转炉除尘灰、棒线泥、热轧泥和氧化铁皮等物料能够进行有效循环利用，同时降低环境污染、节约能源消耗，实现炼钢过程的良性循环。参考并广泛调研国内钢厂成熟的转炉除尘灰冷压球生产技术改造项目，采用干灰压块，压块成型后不需要烘烤，经过24-48个小时的放置，靠内部在自然状态下从内到外的放热反应，强度高，不易破碎，水份基本控制在4%以内，考虑到防钢环境，增加高温热气管道烘干设施，经烘干后压块直接进入炼钢，质量达到炼钢厂要求，技术成熟可靠，使用情况好。
二、项目背景
柳钢防城港钢铁基地项目投产后，产生大量的转炉除尘灰、氧化铁皮、棒线泥和热轧泥等尘泥固废，必须循环回收利用，进行环保处理，该项目符合国家的产业政策以及柳钢发展规划的要求，具有较好的环保效益和经济效益。防钢转炉除尘灰冷压球团处理与厂区污泥均化工程项目的设计建设，可有效回收利用转炉除尘灰、氧化铁皮、棒线泥等固废，实现变废为宝，降低环境污染，节约能源消耗，促进柳钢环保产业的可持续发展。
三、工艺技术方案设计
1、防钢转炉除尘灰、污泥等固废资源情况
（1）冷压球团原料：防城港钢铁基地（一期）固废处理系统炼钢所产生的转炉除尘灰、氧化铁皮等，年产量约为16万t。其中：
①转炉除尘细灰：炼钢转炉在生产过程中产生大量的除尘灰（16～18kg/t钢），按防钢年产920万吨钢计，全年产生除尘灰约16万吨。
②氧化铁皮：棒型厂、热轧厂、转炉厂等轧机轧制钢材过程中产生，全年产生氧化铁皮约1.2万吨。
（2）污泥均质化原料：转炉一次除尘细灰、转炉二次除尘灰、各废水站污泥以及各单位湿法除尘产生的含铁尘泥（动力厂、冷轧厂、热轧厂、转炉厂、棒线厂）等，总量约10万吨/年。
2、设计规模
（1）设计规模与转炉除尘灰等产量相匹配，冷压球生产线设计产能为 20万t/a ;预留二期产能10万t/a。
（2）污泥均质化：年均质化污泥产能10万t。
（3）在规划的场地上新建两条年生产能力合计20万吨的转炉除尘灰冷压球加工生产线、10万吨污泥均质化生产线，以及配套的公辅设施。
3、设计原则
（1）按照投资少、见效快、效益好的原则。针对本工程的具体情况和实际生产特点，采用成熟、稳定、实用、经济合理的处理工艺，以达到节省投资和运行管理费用的目的。
（2）本项目设计在柳钢本部现有冷压球生产线工艺流程基础上，针对生产存在问题进行工艺流程的合理优化与改进完善，使本项目的生产流程更加合理顺畅，生产线更易于满足生产需要和环保的要求。设计两条独立运行的生产线，增大压球机型号，合理扩大设备产能，从而消除单个设备故障而导致全线停产、并严重影响产量的不利问题;同时预留一条待扩能生产线配置场地。根据防钢基地气候条件，增设翻板式热风烘干机，确保球团成品合格率和库存、外运周转率;新增氧化铁皮等预筛分生产线，有利于确保混匀物料的合理粒度构成，提高一次压球成品率。
4、工艺设计
（1）冷压球团设计工艺流程为：转炉除尘灰+细氧化铁皮泥→双轴搅拌机→混合料仓→（加粘接剂）混料机→压球机→烘干机→成品库→返回转炉冶炼使用。
工艺流程图如下：
工艺流程简述如下：
筛分工艺：氧化铁皮、棒线泥等采用自卸车运送到筛分车间，物料通过铲车依次经给料斗、皮带运输机、振动筛除渣后，筛下细料再经由皮带运输机运至压球生产线的氧化铁皮仓;筛上粗物料（+12mm）就地进入粗料仓暂存、适时汽车运往炼钢厂。
压球工艺：将转炉除尘灰、氧化铁皮等通过配料、加湿、双轴搅拌机一段混匀后，经斗式提升机送入混合料仓（消解）;混合料随后按比例添加粘结剂，经混料机进行二段混匀;混料机排料通过皮带运输机送入压球系统，经压球机、棒条筛、皮带机闭路返料作业，产出+12mm的冷压球团成品。
（2）污泥均质化生产系统
将含杂质少、可回收Fe、C、CaO的尘泥，统一收集，混匀处理并调节水分，作为烧结配料使用或进入压球生产线制球送入转炉炼钢厂使用，减轻各物料成分差异大、粉尘颗粒细对烧结厂或转炉炼钢厂带来的不利影響，同时根据物料混配成分兼顾考虑外销给水泥厂消化使用。
工艺：转炉除尘灰（粉料加湿）、污泥等通过自卸车运输至污泥均质化厂房内，卸入污泥均化堆场;转炉一次除尘细灰与转炉二次除尘灰、污泥通过装载机按比例在堆场内进行配料，混配均匀后进行分批堆存。
（3）成品球团物化指标要求（见表1至表3）
5、自动化控制
（1）设计带式输送机、斗式提升机、双轴搅拌机、混料机、压球机等设备，设置机旁控制和PLC自动控制两种方式，生产线设备在中控室电脑上实现全部PLC联动启停（包括混料机加水、搅拌一定时间后放料、关闭闸门）和单独启停（包括混料机加水、搅拌一定时间后放料、关闭闸门）;料位计可图像和数字显示仓内储存和放料的情况;主要设备胶带输送机、混料机、压球机启停设语音提示功能;污泥均质化生产线自动控制和压球生产线自动控制系统单独分开运行。
（2）储灰仓内设料位指示仪，料位数据远程传送到中控室进行实时监控;储灰仓、粘接剂仓等排出的物料采用电子皮带秤封闭称量，数据同步传送到中控室，同时通过变频调速器实时调节粉灰原料、粘结剂和水添加量。
（3）生产流程数据集中控制室显示;生产重点区域：压球机、混料机、斗式提升机、烘干机、粘接剂仓、储灰仓、成品球堆放处、氧化铁皮筛分线及污泥均质化生产线设置高清摄像头，视频画面集中控制室显示;以实现厂区生产及设备监控全覆盖，便于中控及管理人员及时掌握生产现场及设备运行状况，提高效率、消除安全隐患。
四、结语
防钢转炉除尘灰冷压球团处理与厂区污泥均化工程项目的设计建设，通过对尘泥固废深加工，资源综合循环利用，有效解决防钢基地生产中产生的除尘灰、污泥等固废堆放在露天场地，导致雨天物料水分大无法进行生产作业，晴天干燥易扬尘，以及装卸车及混拌料时，扬尘严重，造成环境污染的问题，消除环境污染隐患，实现环保、高效地处理尘泥固废，变废为宝，可获得良好的环保效益和经济效益。
关键词：防城港钢铁;转炉除尘灰;污泥;环保处理;工艺设计
一、概述
目前炼钢厂产生的转炉除尘灰及氧化铁皮基本转入烧结配料，炼钢用冷料需外购生铁或废钢。转炉除尘灰及氧化铁皮直接进入烧结配料，影响配料的水碳配比，影响碱度的稳定，特别是其中的碱金属等有害元素进入高炉后，对炉况产生影响，不利于高炉的顺行。同时，转炉除尘灰和氧化铁皮经过烧结-炼铁-炼钢，增加了燃料消耗和除尘系统的负荷，增加了生产成本。
为了有效解决上述问题，使转炉除尘灰、棒线泥、热轧泥和氧化铁皮等物料能够进行有效循环利用，同时降低环境污染、节约能源消耗，实现炼钢过程的良性循环。参考并广泛调研国内钢厂成熟的转炉除尘灰冷压球生产技术改造项目，采用干灰压块，压块成型后不需要烘烤，经过24-48个小时的放置，靠内部在自然状态下从内到外的放热反应，强度高，不易破碎，水份基本控制在4%以内，考虑到防钢环境，增加高温热气管道烘干设施，经烘干后压块直接进入炼钢，质量达到炼钢厂要求，技术成熟可靠，使用情况好。
二、项目背景
柳钢防城港钢铁基地项目投产后，产生大量的转炉除尘灰、氧化铁皮、棒线泥和热轧泥等尘泥固废，必须循环回收利用，进行环保处理，该项目符合国家的产业政策以及柳钢发展规划的要求，具有较好的环保效益和经济效益。防钢转炉除尘灰冷压球团处理与厂区污泥均化工程项目的设计建设，可有效回收利用转炉除尘灰、氧化铁皮、棒线泥等固废，实现变废为宝，降低环境污染，节约能源消耗，促进柳钢环保产业的可持续发展。
三、工艺技术方案设计
1、防钢转炉除尘灰、污泥等固废资源情况
（1）冷压球团原料：防城港钢铁基地（一期）固废处理系统炼钢所产生的转炉除尘灰、氧化铁皮等，年产量约为16万t。其中：
①转炉除尘细灰：炼钢转炉在生产过程中产生大量的除尘灰（16～18kg/t钢），按防钢年产920万吨钢计，全年产生除尘灰约16万吨。
②氧化铁皮：棒型厂、热轧厂、转炉厂等轧机轧制钢材过程中产生，全年产生氧化铁皮约1.2万吨。
（2）污泥均质化原料：转炉一次除尘细灰、转炉二次除尘灰、各废水站污泥以及各单位湿法除尘产生的含铁尘泥（动力厂、冷轧厂、热轧厂、转炉厂、棒线厂）等，总量约10万吨/年。
2、设计规模
（1）设计规模与转炉除尘灰等产量相匹配，冷压球生产线设计产能为 20万t/a ;预留二期产能10万t/a。
（2）污泥均质化：年均质化污泥产能10万t。
（3）在规划的场地上新建两条年生产能力合计20万吨的转炉除尘灰冷压球加工生产线、10万吨污泥均质化生产线，以及配套的公辅设施。
3、设计原则
（1）按照投资少、见效快、效益好的原则。针对本工程的具体情况和实际生产特点，采用成熟、稳定、实用、经济合理的处理工艺，以达到节省投资和运行管理费用的目的。
（2）本项目设计在柳钢本部现有冷压球生产线工艺流程基础上，针对生产存在问题进行工艺流程的合理优化与改进完善，使本项目的生产流程更加合理顺畅，生产线更易于满足生产需要和环保的要求。设计两条独立运行的生产线，增大压球机型号，合理扩大设备产能，从而消除单个设备故障而导致全线停产、并严重影响产量的不利问题;同时预留一条待扩能生产线配置场地。根据防钢基地气候条件，增设翻板式热风烘干机，确保球团成品合格率和库存、外运周转率;新增氧化铁皮等预筛分生产线，有利于确保混匀物料的合理粒度构成，提高一次压球成品率。
4、工艺设计
（1）冷压球团设计工艺流程为：转炉除尘灰+细氧化铁皮泥→双轴搅拌机→混合料仓→（加粘接剂）混料机→压球机→烘干机→成品库→返回转炉冶炼使用。
工艺流程图如下：
工艺流程简述如下：
筛分工艺：氧化铁皮、棒线泥等采用自卸车运送到筛分车间，物料通过铲车依次经给料斗、皮带运输机、振动筛除渣后，筛下细料再经由皮带运输机运至压球生产线的氧化铁皮仓;筛上粗物料（+12mm）就地进入粗料仓暂存、适时汽车运往炼钢厂。
压球工艺：将转炉除尘灰、氧化铁皮等通过配料、加湿、双轴搅拌机一段混匀后，经斗式提升机送入混合料仓（消解）;混合料随后按比例添加粘结剂，经混料机进行二段混匀;混料机排料通过皮带运输机送入压球系统，经压球机、棒条筛、皮带机闭路返料作业，产出+12mm的冷压球团成品。
（2）污泥均质化生产系统
将含杂质少、可回收Fe、C、CaO的尘泥，统一收集，混匀处理并调节水分，作为烧结配料使用或进入压球生产线制球送入转炉炼钢厂使用，减轻各物料成分差异大、粉尘颗粒细对烧结厂或转炉炼钢厂带来的不利影響，同时根据物料混配成分兼顾考虑外销给水泥厂消化使用。
工艺：转炉除尘灰（粉料加湿）、污泥等通过自卸车运输至污泥均质化厂房内，卸入污泥均化堆场;转炉一次除尘细灰与转炉二次除尘灰、污泥通过装载机按比例在堆场内进行配料，混配均匀后进行分批堆存。
（3）成品球团物化指标要求（见表1至表3）
5、自动化控制
（1）设计带式输送机、斗式提升机、双轴搅拌机、混料机、压球机等设备，设置机旁控制和PLC自动控制两种方式，生产线设备在中控室电脑上实现全部PLC联动启停（包括混料机加水、搅拌一定时间后放料、关闭闸门）和单独启停（包括混料机加水、搅拌一定时间后放料、关闭闸门）;料位计可图像和数字显示仓内储存和放料的情况;主要设备胶带输送机、混料机、压球机启停设语音提示功能;污泥均质化生产线自动控制和压球生产线自动控制系统单独分开运行。
（2）储灰仓内设料位指示仪，料位数据远程传送到中控室进行实时监控;储灰仓、粘接剂仓等排出的物料采用电子皮带秤封闭称量，数据同步传送到中控室，同时通过变频调速器实时调节粉灰原料、粘结剂和水添加量。
（3）生产流程数据集中控制室显示;生产重点区域：压球机、混料机、斗式提升机、烘干机、粘接剂仓、储灰仓、成品球堆放处、氧化铁皮筛分线及污泥均质化生产线设置高清摄像头，视频画面集中控制室显示;以实现厂区生产及设备监控全覆盖，便于中控及管理人员及时掌握生产现场及设备运行状况，提高效率、消除安全隐患。
四、结语
防钢转炉除尘灰冷压球团处理与厂区污泥均化工程项目的设计建设，通过对尘泥固废深加工，资源综合循环利用，有效解决防钢基地生产中产生的除尘灰、污泥等固废堆放在露天场地，导致雨天物料水分大无法进行生产作业，晴天干燥易扬尘，以及装卸车及混拌料时，扬尘严重，造成环境污染的问题，消除环境污染隐患，实现环保、高效地处理尘泥固废，变废为宝，可获得良好的环保效益和经济效益。