不锈钢EAF渣无害化处置及作为水泥基材料的工程性能

 不锈钢电弧炉(EAF)渣具有胶凝活性,其主要化学成分及矿物组成与水泥材料相似,可作为水泥基材料加以利用。但不锈钢EAF渣中含有一定量的CaCrO4使其存在六价铬浸出风险。利用碳热还原干式解毒法对EAF渣进行无害化处理,对还原温度、配碳量及碱度进行控制,可有效将电炉渣中铬氧化物还原。还原后渣中CaCrO4相消失,总铬及六价铬浸出值明显低于标准限值。对解毒后EAF渣进行胶凝性能测试,其活性指数、凝结时间均符合GB/T 20491—2006规范要求,可应用于建材领域以达到安全排放及资源化利用目的。     

风口前端氧煤燃烧NOx生成行为分析及控制

 以高炉风口前端煤粉燃烧过程为研究对象,通过热力学计算系统分析了不同约束条件下煤气成分及NO_x的生成规律,探讨了温度、煤种比例及煤粉成分、富氧、喷煤等不同工况参数对NO_x生成行为的影响,并提出降低NO_x生成的方向性建议。研究结果表明,高炉风口前端煤粉燃烧生成NO_x兼具热力型、快速型、燃料型3种途径。温度是影响热力型NO_x生成的重要因素,温度大于2 000 ℃时,温度每升高100 ℃,高炉风口前端NO_x生成量增幅大于30%以上,计算温度范围内(2 000～2 400 ℃),NO_x生成量由4 056 mg/m3增加到12 942 mg/m3,NO_x生成量远超传统燃煤锅炉;其他工况条件不变,高炉烟煤配比由0提高至50%,NO_x的生成量由4 152 mg/m3增加至7 486 mg/m3,增幅达到80%;高炉煤比为80 kg/t时,即使不富氧,NO_x生成量依然达到了18 006 mg/m3;喷吹煤粉中1 mol碳素供氧量由2.0 mol降至1.2 mol,NO_x生成量显著减少了68%。综上所述,高炉通过采取调整理论燃烧温度、减少烟煤配比、使用低挥发分煤种、合理匹配富氧喷煤水平等措施,可以实现NO_x生成的源头控制。此外,就高炉NO_x排放角度而言,炉顶煤气中NO_x的含量水平亦显著受高炉内部还原作用的影响。正常冶炼条件下,生成的NO_x在炉内能够被充分还原,高炉炉顶煤气NO_x量通常为50 mg/m3以下,但应关注亏尺、悬料、休送风等特殊工况时高炉煤气及下游煤气用户NO_x的排放水平。     

印尼矿对港陆钢铁公司烧结过程的影响

模拟港陆钢铁公司烧结厂的工艺条件进行了添加印尼矿的烧结杯试验,建议在该厂的原料条件下,印尼矿的配比应在20%左右。     

烧结工序能耗限额解读与节能分析

通过对烧结工序能耗进行计算和分析,确定降低烧结固体燃耗、提高烧结余热利用效率为降低烧结工序能耗的主要途径。针对烧结工序能耗结构特征,结合国家、地方产业政策,分析并提出烧结节能潜力及措施。     

不锈钢渣毒性浸出特征及无害化处置现状

 自然界堆存的不锈钢渣中,铬的存在状态复杂,且由于其中Cr3+向剧毒的Cr6+转化,故此类不锈钢渣存在严重的铬污染风险,其无害化处置必须引起足够重视。研究显示,不锈钢渣中的6价铬主要以CaCrO4形式存在,毒性较大;而通常认为,以3价或0价存在于铬尖晶石、金属态及氧化物中的铬污染风险小;不锈钢渣铬浸出量在酸性环境下略高于中性环境,而在碱性条件下,随pH值增大,铬浸出量大幅增加;通过现有几种含铬不锈钢渣无害化处置技术的优劣对比,认为若实现含铬不锈钢渣的彻底解毒,宜控制其中铬以稳定矿相存在。     

不锈钢渣基础性能研究及资源化利用风险评价

针对不同工序不锈钢渣进行基础性能研究,应用化学分析、X射线衍射、扫描电镜、固体废弃物毒性浸出方法对不锈钢渣的成分、矿物组成及元素浸出特征进行分析。研究表明,不锈钢渣中主要矿物为Ca2SiO4;其中,电炉渣碱度最低,金属含量略高;LF渣、AOD渣和转炉渣性质类似,碱度高,易粉化为较小颗粒。电炉渣中铬浸出量远远高于其它渣种,存在一定浸出风险,故考虑其资源化利用的环境安全性,此类不锈钢渣应妥善处置。     

基于界面技术的钢渣热态转运路径优化

 为实现熔融钢渣显热高效回收,以转炉-渣处理界面为研究对象,采用时序分析、冶金流程虚拟仿真等方法对熔融钢渣热态转运流程进行优化,由渣罐转运路径、运行时间、在线运行数量、界面能量损失等几个方面进行解析,确定熔融钢渣低热损转运的最优路径,以实现工序界面间物质流、能量流的高效传递。虚拟仿真和试验结果显示,渣罐在线运行数量为8个时即可满足现有转炉的生产要求,单个渣罐的周转次数为7.88 次/d,渣罐周转效率提高约37.50%,钢渣转运过程中温降约为209 ℃,界面能量损失较初始条件减少30.4%。     

炼铁工序余热余能资源优化利用的实践

针对高炉炼铁工序不同余能资源的特点,分析当前余能资源利用现状及提升潜力,通过工艺参数优化以及技术装备的升级改造,拓展了炼铁工序余能资源回收途径,实现了炼铁余能综合利用水平的提升。     

不锈钢AOD渣粉尘控制及其工程性能

 不锈钢AOD渣在冷却过程中由于晶格转变体积膨胀导致粉化,易造成粉尘污染。研究表明,出渣时喷入含硼改质剂能有效抑制AOD渣从β-C2S相向γ-C2S相的晶格转变,从而使粉化扬尘率降低90.1%。对无害化处理后的不锈钢AOD渣进行资源化利用探讨,结果显示,由于钢渣具有水硬胶凝活性,可作为水泥砂浆掺合料取代部分水泥,掺量范围应在0～30%之间。同时,对AOD渣及其水泥试块进行毒性浸出检测,结果表明,其中总铬、六价铬等浸出值均低于标准限值,不存在重金属浸出的问题,可进行后续资源化利用。