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绿色高效转底炉协同处理钢铁厂固危废成套工艺及示范——宝武转底炉技术通过科技成果评价

来源:火狐体育官网登录入口    发布时间:2025-10-31 10:07:19

  12月14日,由中国金属学会组织,宝武集团环境资源科技有限公司研发的“绿色高效转底炉协同处理钢铁厂固危废成套工艺及示范”科技成果评价会在北京召开。出席会议的有中国工程院院士殷瑞钰院士、中国金属学会王天义主任、北京科技大学郭占成教授、各位业界专家评委,宝武集团环科资源科技有限公司党委书记、董事长陈在根、总经理助理刘晓轩、联峰钢铁(张家港)有限公司、广东华欣环保科司等相关领导和专家。

  会议听取了宝武集团环境资源科技有限公司的“成果完成单位技术汇报”、“科技成果查新结论汇报”、业主单位的“用户使用报告”。经专家评委的评定得出:

  宝武集团环境资源科技有限公司的转底炉技术针对钢厂多元固废复杂、成分波动大的特点,系统研究了转底炉协同处理多元固废技术及其装备并实现了工业化应用。

  由殷瑞钰院士任评审主任的专家委员会认为该项科技成果整体达到国际领先水平,其中系统能效达到国际领先水平。建议加快推广力度。

  2009年,马钢建设的国内第一套20万吨工业化转底炉运行至今,宝武转底炉技术历经多次迭代、创新,已形成宝武独有的转底炉技术。以智慧云系统为轴心,连接虚拟模拟与现实工况,实现了转底炉技术高效处置钢铁厂多元固、危废的能力。本次科技成果主要包含四大创新点:

  解决了转底炉烟气堵塞粘结的技术难点,集成开发应用了游离CaO消解、水洗预处理、富氧燃烧技术、新型粘结剂等转底炉全量高效处置多固废工艺技术;实现了转底炉高效稳定运行,作业率超过90%。

  采用转底炉工艺协同处置出铁场灰、高炉二次灰、瓦斯泥、电炉灰、LT灰、OG泥、含锌冷轧污泥等多源固废,电炉灰与LT灰消解率75%以上,保证了含碳球团的强度,对含水高、粘性大的OG泥、瓦斯泥与冷轧含锌污泥实现了烘干配料,100%处置电炉灰与冷轧污泥危险废物,保障了钢铁厂固废不出厂。(代表单位:上海转底炉)

  针对高氯机头灰、高炉二次灰直接配料入炉,氯元素易造成余热锅炉堵塞,侵蚀耐材的弊端,采用水洗工艺回收高氯尘泥中的氯化钾与氯化钠,不仅实现了尘泥的梯级利用,提高了转底炉作业率,同时提高了次氧化锌粉质量,锌品位最高可达68%以上。(代表单位:永钢转底炉)

  采用温度、气氛及流场的分段控制技术,再结合转底炉烟尘物化性质,合理设计配料方案、优化锅炉设计及操作控制参数,解决了含锌粉尘烟气系统的粘堵问题。采用该技术后,余热锅炉顺行,锅炉压差从500~800Pa下降至~300Pa,避免了因为烟气系统堵塞引起的停产事故,提高了转底炉生产线作业率及余热回收效率。该自主知识产权烟气系统运行稳定,转底炉顺行且无粘堵情况出现,球团金属化率70%~92%,抗压强度2000~3000N/个,平均作业率超过90%,平均脱锌率超过90%。(代表单位:永钢转底炉韶关转底炉)

  对转底炉进行功能性分区,合理设计、配置烧嘴,确保各区域的温度场稳定性和均匀性,维持强还原性气氛,保障铁、锌元素的还原效果;采用富氧燃烧技术,减少了排烟量及排烟热损失,能轻松实现节能降耗。(代表单位:永钢转底炉富氧技术,韶关转底炉整体集成设计、建设)

  研发集成了新型混料机、内循环水膜式间接水冷筒、对辊压球机、超强钢带烘干机等关键装备,保障了转底炉绿色高效水平的提升。

  实现了新型强力混合机、对辊压球机、金属化球团冷却筒、超强带式烘干机关键设备的研发,整机投资分别降低50%、60%、36%和60%,大幅度降低备件成本。开发的组合式辊皮缩短了维修时间,降低了成本;(代表单位:永钢转底炉、湛江转底炉2期)

  开发的超强带式烘干机占地面积比传统链篦机减少30%,球团直接入炉,减少跌落次数,保障了球团强度。(代表单位:湛江2期转底炉)

  针对传统冷却设备外喷水造成耗水量大、产生的蒸汽外排形成白色污染、冷却筒体腐蚀、设备投资高、备件和检修维护量大的缺点,采用内循环水膜式壁筒体冷却方式,有效实现了高温球团冷却的目的。创新点(代表单位:永钢转底炉、湛江2期转底炉)

  开发出转底炉协同处置含铬废水新工艺,将六价铬转化成三价铬,实现了含铬废水与含锌尘泥的协同处置。

  首次采用转底炉工艺协同处置钢铁厂含铬废水,将冷轧厂含六价铬废水解毒转化成三价铬废水,代替工业水加入混料机,利用转底炉强还原性气氛,有很大效果预防三价铬再次氧化为六价铬,实现含铬废水与含锌尘泥的协同处置,无需委外处置,减少了处理成本,实现了减量化与无害化,有较好的经济效益、环保效益和社会效益,该项成果已在湛江转底炉实现工程化应用,在整个钢铁行业具有示范与引领作用。(代表单位:湛江1期转底炉)

  运用5G、大数据等技术方法,构建转底炉一总部多基地信息互联、数据共享的智能化运营管控平台,保证了转底炉的精益、高效稳定运行。

  通过“冶金尘泥智慧中心”实现转底炉“一总部多基地”运营模式,沉淀转底炉建设、生产、运营、维护的行业KNOW-HOW。实现转底炉业务专业化管控和同质化发展。

  各基地数据对标展示,使生产、能源等数据可视化实现产线在生产的全部过程自动化、透明化、可视化、精益化,同时产品检验测试、质量检验和分析、生产物流也与生产的全部过程实现闭环监视。实现信息共享、协同作业与效益提升。

  宝武转底炉技术的特点是追求高效、多元的运行能力,使用最低的能耗与成本解决多元固、危废处置的难点与痛点。以稳定的运行效率,快速的响应速度,合格的产品指标,助力无废工厂的建设与运营。截止今年以建设、投产、运营的转底炉产生了良好的经济效益与社会效益:

  永钢集团25万吨/年转底炉项目是全面采用宝武环科自主集成工艺,是中国宝武对外部企业的首次输出。其基本的产品:富铁料14000吨/年、氯化钾1200吨/年、氯化钠5000吨/年、DRI球/粉15.9万吨/年、氧化 锌粉5700吨/年、蒸汽15.9万吨/年。永钢转底炉项目在工艺、技术指标达到了国际领先水平。

  永钢转底炉项目自投产以来,取得了良好的经济效益。2021年生产周期为1月份~8月份,共处理高炉布袋灰3.84万吨、炼钢污泥11.14万吨;共生产DRI产品9.75万吨,回收氧化锌粉尘0.42万吨,回收蒸汽量9.55万吨,累计出售的收益16051.89万元。

  永钢集团25万吨/年转底炉生产线对钢铁生产的全部过程中产生的粉尘、污泥进行再回收利用,减少了外售及污染,通过转底炉工艺脱除尘泥中的锌、铅等有害于人体健康的物质,产品金属化球团返回电炉、转炉炼钢工序,次氧化锌粉外售给锌冶炼厂,副产蒸汽返生产循环利用,有较好的环境效益。项目提供了约70人的就业岗位,有较好的社会效益。

  韶钢25万吨/年转底炉项目2020年直接经济效益:项目年产DRI球/粉14.4万吨/年,氧化锌粉0.6万吨/年、蒸汽14.4万吨/年,年销售额17691.6万元。

  该项目利用转底炉技术资源化处置了钢铁行业的含锌尘泥,充分解决该类尘泥流向社会可能会造成的环境风险,积极探索转底炉在处理含铬废渣、受铬污染土壤、电炉除尘灰、废旧活性炭等危废上面的应用,目前已开展危废经营许可证申请,重点处理电炉除尘灰、含铬废渣、废旧活性炭,向着产城融合迈进,开发城市矿山。资源有限,循环无限,循环经济驱动钢铁行业绿色发展向深处迈进, 转底炉技术不仅给钢铁公司能够带来了较好的经济效益,更是实现了巨大的环保效益和社会效益。

  湛江钢铁2019年委外处置含铬废液695.47吨,全年平均处置单价8300元/吨, 处置费用577.24万元。2020年处置含铬废液522.28吨,2021年预计处置含铬废液 650吨,合计处置量为1172.28吨。对湛江转底炉公司的直接经济效益:2020年与2021年两年合计产生经济效益 209万元。

  项目不仅为湛江钢铁节省了废物处置费,创造了经济效益,同时助力湛江钢铁100%固废不出厂,实现了固废减量化与无害化,同时减少了委外处置的运输风险,有较高的环境效益与社会效益。

  下阶段,宝武环科将转底炉技术纵向研究,横向发展,深入研究转底炉技术在节能减排领域的技术攻关,为实现国家“双碳”目标,大力推进转底炉能源介质转变的研究,使用清洁能源如:氢能源、光伏电能替代的可能性与经济性。在处置自身钢铁主业固、危废的同时,协同研究有色领域,如赤泥、红土镍矿;城市固、危废,如:建筑垃圾、飞灰等。宝武环科将赋予转底炉新的动能,使其作为推进绿色钢铁发展,构建钢铁生态圈的利器与重器,让转底炉慢慢的变成为产城融合的纽带与转化器。

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