冷壓球團(tuán)——節(jié)能減排的重要手段

冷壓球團(tuán)是將冶金行業(yè)生產(chǎn)中所需的全部物料均勻混合后進(jìn)行冷壓制，經(jīng)低溫干燥制成球團(tuán)的生產(chǎn)方法。該工藝具有工程投資省、工藝流程簡(jiǎn)單及加工費(fèi)用低、粉料粒度范圍選擇廣等特點(diǎn)。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(tuán)的理化指標(biāo)

冷壓球團(tuán)的物理指標(biāo)主要是指濕球落下強(qiáng)度、生球抗壓強(qiáng)度、生球落下強(qiáng)度、熱強(qiáng)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(qiáng)度

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

2）生球落下強(qiáng)度

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

3）生球抗壓強(qiáng)度

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

4）熱強(qiáng)度

生球在燒結(jié)過(guò)程中要保證一定的熱強(qiáng)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(tuán)的強(qiáng)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(tuán)強(qiáng)度逐步提高。

6）還原性狀

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

7）高溫軟化及熔融特性

球團(tuán)礦在冶煉過(guò)程中會(huì)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(kuò)大，要求球團(tuán)軟化區(qū)間不能太寬，熔點(diǎn)不能太低。

二、冷壓球團(tuán)是節(jié)能減排的重要手段

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

1）實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)

傳統(tǒng)的冶煉工藝是將塊狀物料和塊狀焦炭同時(shí)投人電爐中進(jìn)行冶煉，塊礦受熱反應(yīng)時(shí)會(huì)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(dá)22％-30％左右。使用冷壓球團(tuán)可以實(shí)現(xiàn)粉塵的二次利用，達(dá)到循環(huán)經(jīng)濟(jì)的目的。

2）降低還原劑用，降低能耗

在錳鐵合金冶煉過(guò)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(diǎn)接觸而冷壓球團(tuán)的方法是將礦粉和焦炭（煤）混合冷壓成球進(jìn)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(tuán)具有反應(yīng)快、熔化效率高的特點(diǎn)。在高爐爐料中配用20％的含碳球團(tuán)，球團(tuán)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(lái)，我國(guó)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(tuán)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。