冷壓球團——節(jié)能減排的重要手段

冷壓球團是將冶金行業(yè)生產(chǎn)中所需的全部物料均勻混合后進行冷壓制，經(jīng)低溫干燥制成球團的生產(chǎn)方法。該工藝具有工程投資省、工藝流程簡單及加工費用低、粉料粒度范圍選擇廣等特點。其中原料可由除塵灰、冶金污泥、粉礦以及還原劑等組成，目前在鋁硅合金和錳鐵合金領(lǐng)域中已經(jīng)有成功案例。

一、冷壓球團的理化指標(biāo)

冷壓球團的物理指標(biāo)主要是指濕球落下強度、生球抗壓強度、生球落下強度、熱強度、孔隙率等，而化學(xué)指標(biāo)主要是指人爐的各種反應(yīng)性能，如還原性狀、高溫軟化及熔融特性等。

1）濕球落下強度

經(jīng)過壓球機冷壓成型的濕球要經(jīng)篩分和一次轉(zhuǎn)運到烘干窯，因此需要一定的落下強度保證在運輸過程中不破裂又很少變形。

2）生球落下強度

經(jīng)過烘干窯烘干的生球要經(jīng)過多次轉(zhuǎn)運并且最后要跌落人爐，因此需要足夠的落下強度保證在運輸過程中不破裂又很少變形。

3）生球抗壓強度

生球必須具有一定的抗壓強度，以承受生球在烘干過程中的各種應(yīng)力，如布料上層壓力，成品料倉堆積壓力等等。

4）熱強度

生球在燒結(jié)過程中要保證一定的熱強度，以免破裂粉化。

5）孔隙率

是指生球體積內(nèi)孔隙體積占生球總體積的百分率，孔隙的大小和分布特性與球團的強度有密切關(guān)系，隨著孔隙率的減小和晶粒半徑的縮小，球團強度逐步提高。

6）還原性狀

球團還原性狀是指球團在爐中還原時的體積膨脹和球團還原后的強度。一般要求爐內(nèi)球團還原度達60％，還原后殘余抗冷壓強度不小于25kg/cm2。

7）高溫軟化及熔融特性

球團礦在冶煉過程中會被還原，并隨著溫度的升高，逐步熔化。為避免粘稠的熔化帶擴大，要求球團軟化區(qū)間不能太寬，熔點不能太低。

二、冷壓球團是節(jié)能減排的重要手段

在我國冶金行業(yè)球團工藝應(yīng)用越來越廣泛，其工藝特性決定了它在資源利用、環(huán)境保護方面具有一定的優(yōu)勢，是節(jié)能減排的重要手段。

1）實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟

傳統(tǒng)的冶煉工藝是將塊狀物料和塊狀焦炭同時投人電爐中進行冶煉，塊礦受熱反應(yīng)時會粉化，其中有20％-30％的有用成分被收塵系統(tǒng)收集。以錳系列合金產(chǎn)品的粉塵為例，一般煙塵中MnO的含量高達22％-30％左右。使用冷壓球團可以實現(xiàn)粉塵的二次利用，達到循環(huán)經(jīng)濟的目的。

2）降低還原劑用，降低能耗

在錳鐵合金冶煉過程中焦炭（煤）作為還原劑直接還原MnO，傳統(tǒng)冶煉工藝物料和還原劑的接觸屬于點接觸而冷壓球團的方法是將礦粉和焦炭（煤）混合冷壓成球進行冶煉還原的，礦粉和還原劑屬于面接觸，接觸面積大，使含碳球團具有反應(yīng)快、熔化效率高的特點。在高爐爐料中配用20％的含碳球團，球團配煤量為5％，與基準(zhǔn)期相比，高爐冶煉系數(shù)從1.485t/m3?d提高到1.831t/m3?d，入爐焦比由789kg/t降低到711kg/t。用電爐冶煉錳鐵合金也取得相同效果。

近年來，我國大中型硅鐵電爐普遍應(yīng)用組合型還原劑冶煉75％硅鐵，取得了優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低電耗的良好效果，以永昌硅業(yè)12.5MVA礦熱爐為例：傳統(tǒng)工藝冶煉1t硅鐵電耗為9000kW?h，而采用冷壓球團工藝后，穩(wěn)定電耗為8400kW?h，一般每噸產(chǎn)品可節(jié)電600-1000kW?h。