不同种类及规格的废钢处理技术研究_耿少锋.pdf

不同种类及规格的废钢处理技术研究耿少锋（河北省机械科学研究设计院有限公司，河北石家庄050057）摘要：为实现废钢铁资源的回收利用，钢厂需针对不同来源的废钢种类和规格去选择适合的废钢处理技术。鉴于此，重点对废钢处理技术展开研究，详细阐述废钢处理技术的不同种类及相应特点，并针对几种常见的废钢处理技术进行比较分析，以此来指导钢厂选择更为适合的废钢处理技术，以期促进废钢产业更好、更快发展。关键词：废钢；处理技术；分选；研究中图分类号：TF702+.3文献标识码：A文章编号：1672-1152（2023）05-0091-030引言随着我国经济的长期高速发展，钢铁积蓄量快速增加，废钢资源量持续攀升，环境保护和资源循环利用理念已融入现代经济发展中，而且国家从政策层面大力支持循环经济的发展，鼓励废钢铁资源回收利用。当前，我国废钢来源主要有自产废钢、社会废钢、进口废钢，不同来源的废钢种类和规格不尽相同，需要针对钢厂要求，根据废钢的种类和规格，选择适合的废钢处理技术，精细化分选流程，把废钢往小而纯的方向加工，做到产品规格、材质分类精细，从而保证出水率高、环保、下炉更加方便1-3。在我国经济快速发展时期，钢铁需求较大，钢铁产量已多年居世界第一，但我国钢铁产业的技术水平与国际先进水平相比还有较大差距。如何提高整体加工水平，提高环境保护、资源综合利用水平，以及提升冶金工业固体废物处理的科技水平，已成为我国钢铁行业的研究重点，而废钢铁的再次回收利用就成为缓解环保压力、提升固废利用的重要方式之一4。因此，对废铜处理技术进行研究有重要意义。废钢铁具有种类形态各异、轻重不等、尺寸长短不齐等特点，如果仅仅按照 GB/T 42232017 废钢铁标准 规定进行分类，无法满足我国钢铁企业的需求，因此需要对废钢铁进行加工处理，把不同种类、不同规格的废钢铁按照冶炼生产要求，选择适合的废钢处理技术对其进行深加工，以便能够更好地满足废钢铁的冶炼需求5-7。1废钢处理技术的分类及介绍废钢铁按照其结构特点一般分为轻薄纯净废钢铁、轻薄混杂废钢铁和厚重废钢铁。为了满足钢铁企业的入炉要求，需要根据废钢铁的结构特点进行深加工，进一步增大密度，进而更好地进行分类、分选及净化，达到更适于运输、装卸及有效熔炉的需求。我国的废钢铁加工起步较晚，但经过近几十年的摸索，目前形成了几种比较成熟的废钢加工方法。1.1落锤破碎法落锤破碎法是一种传统的破碎方法，广泛应用于建材、冶金等行业，主要是通过落锤在自由落体过程中产生的冲击力将物体破碎。落锤破碎法主要是用于加工大块、易碎废钢铁，在破碎机工作时，通过转子高速旋转将废钢铁原材料运送至破碎腔内，落锤不断冲击废钢铁原材料，进而将原材料破碎，破碎后的废钢铁原材料再经过筛板、筛条排除破碎腔，未达到使用要求的原材料会继续受到落锤的冲击，直至所有废钢铁原材料全部被破碎至所需粒度。1.2火焰切割法火焰切割法是一种常用的、较为古老的切割方法，广泛应用于钢板、钢筋等粗切割，此方法优势是价格低廉，污染较少。火焰切割法主要是利用气体火焰（氧气与燃气形成的火焰）加热钢板表面，使之局部达到燃烧温度，然后通入高纯度、高速度的切割氧流，使金属发生剧烈的燃烧反应并释放热量，同时借助高速切割氧流的巨大动能将燃烧生成的产物吹除并形成割缝，以此来达到切割废钢铁原材料的目的。1.3爆破破碎法爆破破碎法是一种传统的破碎方法，通常应用于矿山、建筑等行业。在废钢铁处理过程中使用爆破法需要专用的爆破坑，将钢铁结块、铸造件、废钢锭等大型且不易破碎或剪切的废钢铁放入爆破坑中，然后根据废钢铁原材料的数量，埋置适量炸药，通过炸药的爆炸力将废钢原材料进行爆破解体，从而得到体积更小、质量更轻的小型废钢件，以便于搬运和入炉。1.4机械剪切法剪切法是一种常用且相对成熟的废钢铁加工方法。首先将废钢铁原材料运至液压剪切机中，通过液压剪切机运动的上刀片和固定的下刀片，按照设定尺寸对废钢铁原材料施加强大的剪切力，从而将废钢原收稿日期：2022-12-07作者简介：耿少锋（1989），男，河北邢台人，硕士研究生，工程师，从事机械行业产业政策、技术研究工作。总第 208 期2023 年第 5 期山西冶金Shanxi MetallurgyTotal 208No.5，2023DOI:10.16525/14-1167/tf.2023.05.035行业纵横山西冶金E-mail:第 46 卷材料剪切成适合尺寸。1.5机械破碎法破碎法是一种成熟的废钢铁加工方法，该法利用破碎机对废钢铁原材料进行破碎、分选，从而得到优质、纯净的废钢铁。通过上料机将废钢铁原材料运送至破碎机中，破碎机中高速转动的破碎锤头和刀片对废钢铁原材料进行击打，再经过分选将杂质清除掉，从而得到纯度较高的优质废钢铁破碎料。1.6机械打包法打包法是处理轻薄废钢的主要方法之一，将各种边角料、金属结构件等轻薄料放进废钢压力机中，通过压力机的挤压力进行多道压缩，最终将废钢轻薄料压缩成长方形包块，从而增大其密度，以便于装卸、运输和冶炼。2废钢处理技术的特点比较分析废钢铁的种类和形态多种多样，体积、密度和尺寸长短等也各不相同。因此，不同种类、形态、材质、易碎度的废钢铁在处理过程中需选用不同的处理方法，各种废钢处理方法所能处理的废钢种类等也各不相同。按照 GB/T 42232017 废钢铁标准规范 中熔炼用废钢的分类规定，在不考虑废钢的碳、硫、磷、镍、铜等元素的具体含量情况下，按照废钢的外观形态、规格尺寸和单个废钢件重量等因素来分类，大致可以将废钢分为重型废钢、中型废钢、小型废钢、轻薄料废钢、打包块、破碎废钢、渣钢、钢屑等 8 个型号，其中重型废钢、破碎废钢可细分成、两个类别，不同类型的废钢的外观形态、体积密度以及易碎度差距很大，因此需要针对废钢的类型选择适合的废钢处理方法。当前，国内比较成熟的废钢处理方法主要有落锤破碎法、火焰切割法、爆破破碎法、机械剪切法、机械破碎法、机械打包法，每种处理方法都有其适用性和优缺点。2.1落锤破碎法落锤破碎法主要用于处理形状不规格以及易碎度较高的大型废钢件，其生产能力较高且破碎比非常大，设备生产功率消耗较少，维护相对简单，缺点是落锤与圆盘的磨损较为严重，需要定期更换落锤与圆盘，容易产生噪声污染。2.2火焰切割法对于尺寸较长、厚度较大的大型废钢件则适宜用火焰切割法。火焰切割法切割范围广，火焰切割成本较低，适用于多种废钢原材料的处理。但火焰切割的精度较低、切割速度慢、工作环境较差，同时，燃烧过程会对环境造成污染。2.3爆破破碎法爆破破碎法主要用于破碎大型废钢件，破碎的废钢原材料块度较小，容易满足装卸和运输要求。同时，爆破的成本较低，爆破过程相对简单。但此方法危险系数较高，不容易通过审批，而且爆炸的破坏性较大，噪音和粉尘污染也较为严重。2.4机械剪切法机械剪切法主要用于处理大型、厚重的废钢板、型钢、条钢等硬度较高的废钢，该方法应用范围广泛且通用性较强，几乎所有的废钢原材料都能切割。与火焰切割法相比，该方法具有机械化程度高、作业效率高、废钢损耗小、没有大气污染等优点。但其生产效率较低，剪切设备造价较高。2.5机械破碎法机械破碎法的应用范围广泛，从汽车壳体到易拉罐体都可以用该方法进行破碎，且工作效率非常高，废钢产出量相对比较理想，效益较好。另外，该方法处理的废钢与其他废钢混合进料时，可以填补间隙并增加进料密度，进一步降低冶炼过程中的进料频率和电极损坏，同时污染也相对较小，自动化程度高，操作较为简单。此外，该方法利用锤子高速旋转产生的动能来撕裂废钢，可以通过破碎来剥离废钢表面附带的部分铁锈、塑料、油漆及其他金属件，再经过磁选可以获得纯净度较高的优质撕裂钢。该方法缺点是废钢破碎线技术相对复杂，用电量较大，生产成本相对较高。2.6机械打包法机械打包法主要利用金属打包机的挤压力将轻薄废钢料压制成一定尺寸、形状的包块。该方法可根据用户的实际需求，调整包块的形状、尺寸和出包方式，可以直接入炉冶炼，不但节省了运输成本，还在一定程度上降低了运输过程中的污染。但该方法也有一定的不足之处，比较明显的缺点就是没有分选除杂功能，不能保证包块的纯洁度，对炼钢质量有一定的影响。3结语废钢的种类和形态多种多样，在选择废钢处理方法时，应该根据废钢的类别充分考虑各种废钢处理技术的优缺点，再进行科学、合理、有针对性地选择，从而保障废钢处理的经济性、环保型和可持续性。参考文献1刘瑞杰.废钢加工处理技术及工艺设计研究J.中国金属通报，2021（10）：238-240.2张凯炎.废钢综合利用及高效化钢铁生产技术研究与探讨J.冶金与材料，2020，40（2）：95-96.3第二十四届鲁、冀、晋、粤、川、辽、陕、京八省市金属学会秘书处.2017 年废钢资源利用技术研讨会在唐山召开J.山东冶金，2017，39（5）：3.4李泽理，李葆生，吕进锋.钢渣处理工艺与装备的现状与创新J.矿山机械，2016，44（2）：1-6.5李明波，孙宜华，李德容，等.我国废钢加工装备发展现状与展望J.再生资源与循环经济，2015，8（7）：32-36.922023 年第 5 期4邱云龙.循环流化床烟气脱硫技术D.沈阳：东北大学，2011.5吴迪，孙冰冰，吕建明，等.唐山中厚板材有限公司 2210 m2烧结机配套烟气净化装置的工艺选择与应用J.冶金管理，2019（3）：104-105.6李鹏，胡进.烧结烟气循环流化床-半干法脱硫工艺优化J.河北冶金，2017（7）：72-75.7卢熙宁.半干法脱硫后的烧结烟气低温 SCR 脱硝催化剂的研发D.北京：北京科技大学，2015.8邱云龙.循环流化床烟气脱硫技术D.沈阳：东北大学，2011.9赵利明，陈海波.SCR 烟气脱硝技术在宝钢股份 4#烧结机的应用J.烧结球团，2018，43（6）：24-28；37.10李顺心，吴礼云，刘恩辉，等.SCR 脱硝技术应用于烧结烟气对环境保护税影响分析J.冶金动力，2021（1）：91-94.11雷淑琳，邢金栋，李振东.烧结烟气脱硫脱硝技术分析J.河北冶金，2019（S1）：52-54.（编辑：武倩倩）Research Progress of CFB Desulfurization+Medium Temperature SCR Denitration Processfor Sintering Flue GasXie Chunshuai1,Yan Zhanhai1,Wang Tao1,Dai Bing2（1.Iron-making Plant,HBIS Group Hansteel Company,Handan Hebei 056015；2.HBIS Group HansteelDesign Institute,Handan Hebei 056015）Abstract:The iron and steel industry is an important basic industry in China,and it is also a major high pollution industry.Among them,the sintering process,an important link in the steel production process,is accompanied by the production of a large number of air pollutants,sulfur dioxide(SO2)and nitrogen oxides(NOx).With the implementation of ultra-low emission standards in the iron and steel industry,thesintering process urgently needs a process technology with mature technology,stable operation and high environmental benefits for flue gastreatme