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  2. 【技術文獻】鋅渣回收再利用系統的應用

    發布時間:2018-09-19 21:31  

    鋅渣回收再利用系統的應用

    馬 斌

    [摘 要] 介紹了鞍鋼天鐵公司鍍鋅機組鋅渣回收系統的組成、工作原理及操作使用規范。該系統的應用實現了廢鋅渣的循環再利用,減少了污染物排放,創效增收效果明顯。

    [關鍵詞] 熱鍍鋅;鋅渣;節能;環保;回收;再利用

    0 引言

    天津鞍鋼天鐵冷軋薄板有限公司鍍鋅機組是由意大利達涅利引進的,具有國際先進水平的熱處理線,其設備和工藝及自動化水平都非常高。整個機組主要由上卷運輸系統、入口開卷、入口活套、清洗段、退火爐、鋅鍋、光整拉矯、化學段、出口活套、出口卷取和卸卷運卷系統組成。其中,鋅鍋作為熱鍍鋅處理線最為關鍵的設備,又分為鍍鋅 GI 和鍍鋁鋅 GL。鍍鋅機組設計產能為 30 萬 t/年,近年來,鞍鋼天鐵公司鍍鋅機組平均月產在 2.5~3.5 萬 t,基本達到甚至超過設計負荷,因此鍍后附產品鋅渣量非常大。公司目前廢鋅渣處理方式比較單一粗略,環保不達標,且產品附加值極低。通過將廢鋅渣回收再利用,不但滿足了環保要求,且創效增收效果明顯。

    1 鋅渣回收系統基本組成及工作原理

    1.1 概述

    MZR(metuallics zinc recovery,MZR)煉鋅爐可以從鋅灰或浮渣中提煉出金屬鋅。設備配置有天燃氣燒嘴。操作時熔煉桶最多可以放入 750 kg 鋅灰,然后把它裝入加熱室進行操作。煉鋅爐用來處理干燥且未經處理過的熱鍍鋅浮渣或鋅灰,用加熱法把游離鋅從干燥的浮渣或鋅灰中分離出來。用煉鋅爐處理的浮渣不能含有濕法處理所用的精煉劑。

    MZR-750 一次操作能夠處理 750 kg 鋅灰。煉鋅爐的最大操作溫度為 536 ℃。

    1.2 設備組成

    1.2.1 機架

    煉鋅爐機架由表面經過熱鍍鋅處理的型鋼焊接而成。整個設備組成見圖 1。

    1.2.2 爐壁和爐底

    在爐壁和底部用礦物棉作為保溫材料。爐壁內外表面使用不銹鋼板。

    1.2.3 爐門及頂蓋

    爐門由鋼板拼焊而成,外壁噴涂高溫漆。頂蓋材料為鋼板,可以拆除或移走。煉鋅產生的煙可以通過頂蓋煙囪排放。

    1.2.4 轉動機構

    轉動軸由減速器通過齒輪鏈條帶動。

    1.2.5 熔煉桶

    熔煉桶由鋼板焊接而成,在底部開有一個排放孔,用來排放鋅液。

    1.2.6 澆注模

    澆注模由鋼板拼焊而成,能盛 500 kg 鋅。

    1.2.7 燒嘴

    設備配置天然氣燒嘴燒嘴,燒嘴功率不超過200 kW,最大為 20 立方/h,操作所需的最低壓力1.5 kPa(15 mbar)。

    1.2.8 電控柜

    電控柜安裝在煉鋅爐機架上。電控柜中所有的電器元件都預先連接好線。熱電偶為鎧裝熱電偶(WRN-K-191)。

    1.3 系統基本工作原理

    鋅是重要的基體金屬,廣泛應用于冶金、機械加工等領域。隨著資源的日益枯竭,提高冶煉過程中鋅合金的產出效率及廢渣回收利用率顯得尤為重要。鞍鋼天鐵公司鋅渣提純采用熔融法,將廢舊鋅渣置于熔煉爐內,設定工藝參數,啟動流程,鋅渣及鋅灰等在爐內處于液態,鋅從渣中分離聚合成鋅液,在重力的作用下向下沉積,上浮物即為鋅浮渣,通過排渣操作將鋅浮渣與鋅液分離,同時附加產品鋅灰通過回收裝置吸收到專用包裝袋,避免了二次污染。

    2 鋅渣回收系統操作使用規范

    2.1 概述

    MZR 煉鋅爐控制面板有 3 個設備運行狀況指示燈,綠色的“電源指示燈”和“運行指示燈”,以及紅色的“運行時間到報警”指示燈。到設定的操作時間后,位于控制柜面板上紅色“運行時間到報警”指示燈亮,提示“操作完成”。此時,按下“停止”按鈕,結束紅色指示燈。加熱開關必須擰到“停止”位置,燒嘴熄火后,才可以排鋅液。

    2.2 設備參數

    參數可以根據現場實際情況進行設備,見表 1。

    2.3 密封熔煉桶排鋅口

    2.3.1 陶瓷纖維棉塞到排鋅口

    清理排鋅口殘留的鋅渣。把陶瓷纖維棉搓成堵頭狀,將陶瓷纖維棉的尖端塞入排鋅口,然后將整個陶瓷纖維棉堵緊排鋅口。用手指擠壓陶瓷纖維棉,檢查排鋅口是否堵緊。擠壓時,陶瓷纖維棉既不脫出,也不掉入熔煉桶內。

    2.3.2 擰緊排鋅口堵頭

    為了方便拆下堵頭,建議在堵頭的內螺紋以及排鋅口外螺紋涂抹高溫油脂。使用 T 型扳手把堵頭擰緊到排鋅口上。

    2.4 熔煉桶裝填鋅灰

    (1)將鋅灰裝入熔煉桶內。鋅灰不超過 750 kg,為熔煉桶容量的 2/3。加入鋅灰至熔煉桶錐度底部即可,不可超重。撇渣時可以直接把浮渣放入桶內,或先放入 208 L 桶內,隨后再裝入熔煉桶。

    (2)裝好鋅灰后,關好熔煉桶蓋子。

    (3)檢查熔煉桶蓋子鎖緊機構,確認沒有損壞。

    2.5 熔煉桶裝入加熱室

    吊裝設備(叉車)的載重至少為 1 000 kg,包括桶內鋅灰和熔煉桶。

    (1)將控制面板上“爐體,傾斜-水平”旋鈕,擰到“水平”位置,將加熱室調至水平位置。

    (2)打開爐門,用叉車把熔煉桶水平地裝入加熱室。熔煉桶平穩地裝入轉動軸上。

    (3)關緊爐門。

    (4)把“爐體,傾斜-水平”旋鈕,擰到“傾斜”位置,將加熱室調至傾斜位置。

    2.6 操作時間設置

    每個爐次操作時間一般為 3 h 或稍短。鋅灰質量和放入鋅灰量會影響到設備操作時間長短。

    2.7 啟動設備

    以下操作步驟,可參考下圖-控制面板。

    (1)把“電源開關”打到“ON”位置,設備供電。

    (2)設置“操作時間”定時器,使之介于 2.5~3 h。

    (3)設置好“溫控表”參數,使之介于 530~535 ℃。

    (4)對于有傾斜/水平設備的煉鋅爐而言,將“爐體”開關,扳到“傾斜”位置,將加熱室調至傾斜的操作位置。

    (5)將“煉鋅桶”旋鈕,打到”正轉”檔位。

    (6)按下綠色“啟動”按鈕,熔煉桶開始逆時針(從爐門方向看)轉動。此時,位于按鈕上方的綠色“運行指示燈”變亮。

    (7)將“加熱”按鈕,打到運行位置,點燃燒嘴。

    2.8 溫度監控

    加熱室溫度由鎧裝熱電偶(WRN-K-191)測量,由溫控表根據設置值來控制溫度。此設置值一般介于 530~535 ℃。當溫度到達此設置值時,燒嘴自動熄火;當溫度低于此設置值時,燒嘴自動點火,可以根據工藝條件設置其它值。整個控制的核心為溫度閉環控制,見圖 2。

    2.9 熔煉結束

    (1)當操作時間到達定時器設置值,設備將提示“報警”。此時,控制面板前的紅色“運行時間到報警”指示燈變亮。

    (2)關閉“加熱開關”,關閉燒嘴。

    (3)按下紅色“停止”按鈕,停止熔煉桶轉動。

    2.10 排鋅液

    (1)打開側面的觀察窗。把“煉鋅桶”旋鈕擰至“反轉”,順時針旋轉熔煉桶,使得操作員可以通過觀察窗看到排鋅口。

    (2)用 T 型扳手拆下排鋅口堵頭。

    (3)用一根干燥的圓棒,把陶瓷纖維棉捅入熔煉桶內。

    (4)把澆注模放在流槽下。

    (5)按下“煉鋅桶”旋鈕“反轉”,順時針方向緩慢地旋轉熔煉桶,直至鋅液從排鋅口經流槽流到澆注模。

    (6)鋅液停止流動后,把吊環放入鋅液中,便于鋅錠脫模。

    (7)把熔煉桶蓋好堵頭后,繼續逆時針轉動,直至冷卻。

    2.11 熔爐桶冷卻

    (1)打開爐門。

    (2)按下控制米阿尼版按鈕到“反轉”位置,順時針轉動熔煉桶。

    (3)熔煉桶連續轉動 1~2 h,直至冷卻。

    2.12 操作結束

    操作結束時,把“電源開關”打到“OFF”位置,設備斷電。

    3 改造效果

    經過實驗室初步統計,鞍鋼天鐵公司鋅渣回收率可達到 80%以上,提純后附加產品分為鋅錠和鋅灰,提煉出來的鋅錠精度可達到 99%以上,基本可以滿足直接回鍋再利用,預期經濟效果比較可觀。

    4 鋅渣回收系統維修注意事項

    4.1 監控溫度檢查

    如果實際溫度和顯示溫度不一致,檢查電偶、補償導線、補償導線接頭、溫控表等零部件。

    4.2 爐次后檢查

    150~200 爐次后,檢查熔煉桶壁厚。隨后每 25~30 爐次檢查一次。如有必要,可更換熔煉桶。

    4.3 每周檢查

    檢查軸承。如果需要加潤滑油,那么加入高溫鋰基潤滑脂。清潔熔煉桶內壁。

    4.4 檢查周期

    每 3 個月給齒輪和鏈條加潤滑油。

    4.5 每年檢查

    檢查減速箱、軸承座、以及傳動軸連接套的緊固螺絲是否松動。

    5 結束語

    如今全球資源枯竭問題日益凸顯,對環保要求越來越高,提高廢舊物資綜合利用率,減少污染物排放,促進廢舊資源循環利用水平及產業可持續發展,顯得尤為重要。鞍鋼天鐵公司集思廣益,開發上馬如余熱回收、鋅渣回收、冷凝水回收等能源回收系統,經濟、社會效益顯著,能源回收再利用創效明顯,各類排放都達到了環保要求,初步達到了預期效果。

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