大同特鋼知多PRIME副產品再循環(huán)化
近年，全球對資源、能源和環(huán)境問題的關注度日益高漲。在此背景下，日本鋼鐵行業(yè)正在大力推進 CO2減排和渣、粉塵等副產品再循環(huán)利用率的提高。大同特殊鋼公司知多廠為了提高氧化鐵皮(FeO)等副產品在煉鋼電爐上的再循環(huán)利用率和利用效果，及實現煉鋼粉塵等副產品(即廢棄物)的再循環(huán)化，開發(fā)了采用“粉體副產品造粒(成球)設備的創(chuàng)新方法(PRIME)，并于2007年3月投產。
知多廠產生的副產品(即廢棄物)中煉鋼渣占62%、氧化鐵皮占18%、粉塵占9%、廢舊耐材占5%、污泥(塵泥)占3%。這些副產品的再循環(huán)利用情況如下:煉鋼渣主要是經消化(熟化)處理后用作路基材料，可100%再循環(huán)利用；氧化鐵皮可返回煉鐵或煉鋼，也能完全再利用；該廠的電爐煉鋼粉塵也由于采用大同公司特殊的熔煉方法(DSM工藝)而基本上實現了100%的再利用；對于部分冶煉SUS系不銹鋼粉塵和不含Zn的粉塵，因考慮到再循環(huán)效率等問題，一直是對之進行無害化處理后再填埋，故其再循環(huán)利用率停留于72%；對于污泥，因采用了直接還原和熔融還原的大同公司特殊再循環(huán)工藝(DSR工藝)，故其再循環(huán)利用率達82%；至于使用過的廢舊耐材，由于對其再利用技術和代替輔助材料有效利用技術的開發(fā)，其再循環(huán)利用率已達75%。綜合計算，知多廠2006年度的副產品整體再循環(huán)利用率已達94%。
PRIME設備造粒機內部的刮板和旋轉葉片，在控制適應造粒工程的旋轉速度和方向的條件下，造粒成球。因此，該設備和工藝最大的特點是將原來必須多臺設備才能完成的原粉粉碎、混合、造粒等各工序都集成到一臺設備來完成。PRIME設備將氧化鐵皮和粉塵造粒成球的原理，在設備內刮板和葉輪的轉動下，原料粒子的長大過程可分為以下三個階段:一是在原料顆粒的破碎與混合中完成新的凝聚核的生成；二是造粒轉動中使顆粒不斷長大；三是最終造粒成球。隨著轉動粒子致密化的進行，的過剩水分向顆粒表面浸出，從而使小粒向大粒附著、合并，或大小粒子之間互相碰撞，以及小粒破碎后再被大粒吸附等，從而使球團長大并致密化。
調查了向電爐加入上述球團時金屬鐵在冶金反應中的質量平衡。結果表明，球團熔化時的鐵損減少到了9.4%，金屬鐵的回收率約提高了20%。并且該設備的引進使用，也提高了原來必須填埋的不銹鋼冶煉粉塵的再循環(huán)利用率，將粉塵填埋量減少了80%，相應也減少了占地和環(huán)境的污染。
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