转炉高钙除尘灰冷压造球，怎样做到高成球率、低返粉？

摘要：钢铁企业所产生的除尘灰具有粒度细、含铁量高、富含游离 f-CaO/MgO是其主要特征。高炉除尘灰含铁量一般在20-30%之间，含氧化钙3-5%。转炉除尘灰含铁量50%以上，粒度细（大概在5000目左右），比表面积大，同时含有大量的CaO（10%左右）等碱性氧化物。下面分为物料本身特性难点、输送储存难点、成型造块难点等三大维度整理。

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一、物料固有理化特性核心痛点

（图片来源网络）

1. 游离f-CaO/MgO水化膨胀效应

反应剧烈放热，固相体积增大 1.5～2.5倍。

遇水汽、喷水加湿、空气受潮均会缓慢发生水化；

成型球团内部持续产生膨胀应力，出现开裂、粉化、溃散；

存在滞后膨胀：成型初期完好，堆放数天之后逐步崩解；

2. 粒度细、塑性差、易扬尘

粒径多集中 1～20μm，堆密度低、流动性差；干灰转运全程无组织扬尘，密闭输送要求极高，普通皮带输送、卸料极易造成厂区粉尘污染，环保管控压力大。

3. 成分波动幅度大

随冶炼工况、除尘制度波动：CaO 15%～35%、f-CaO 变化明显，同时伴锌、碱金属、氯、硫周期性波动，无法固定一套工艺参数长期稳定运行，需要常态化在线检测调整。

二、输送、仓储过程难题

（图片来源网络）

1. 吸潮黏壁、堵仓、架桥

从除尘灰的成分上看都含有生石灰（CaO），生石灰遇水发生反应生成氢氧化钙。
该反应一方面放出大量热，同时体积会发生膨胀（1.5到2.5倍），物料黏性急剧上升，仓壁、螺旋输送机、溜槽持续积料结壳；灰仓经常性起拱、下料不畅，需要持续振动、人工清堵，运维成本高。

2. 密闭转运安全隐患

加水消解时大量放热，密闭仓内水汽压力上升；干灰粉体具备静电积聚风险，长期存在自燃、闪爆隐患。

3. 露天堆存不可行

露天堆放遇雨水快速水化膨胀、形成泥状碱性渗滤液；高碱性渗滤液 pH＞12，易污染土壤与地下水，固废堆场防渗、渗滤液处置成本高昂。

三、冷压成型资源化难点

1. 加水尺度难平衡

水分太少：f-CaO/MgO 无法充分预消解，后期持续膨胀破坏球团；物料缺少塑性，成型率低；

水分过多：表面形成水膜，降低粘结效果，生球强度低、烘干能耗激增，烘干过程球团脱水收缩叠加钙膨胀，双重开裂。

2. 普通粘合剂体系普遍失效

淀粉、膨润土等传统粘合剂无法抵抗钙水化产生的内应力；
碱性环境破坏有机高分子粘合剂结构，易出现成型当时合格，静置后碎球，返粉率居高不下。

3. 预处理消解工序成本高

想要稳定造球，必须配套预消解仓、强力混碾、恒温养护设施；消解周期长，占用场地，新增整套预处理投资，很多中小企业难以配套。

针对于高钙除尘灰目前最常用的工艺就是生产冷压球团，将处理后的除尘灰配上合适的粘合剂，加上合适的水搅拌均匀，在对辊压球机上制备成球团。

目前，根据原料成分、设备情况不同，河南建杰实业有限公司经过长期的实验研制出了适合高钙除尘灰的粘合剂（专利号:Z201910962773.0），克服了传统粘合剂的缺点，具有适用性强，性价比高等特点。

①　成球率高达98%；初始强度好，2米自由落体不碎；干燥后单个球体抗压强度≥2000N。
②　不增加灰分，不降低热值，不降低品位；粘结力强，成型效果好，外观均匀美观。
③　各项指标均符合钢厂要求。

建杰热搜问题解答：

FAQ问答一：什么是高钙除尘灰？

一、定义

高钙除尘灰是钢铁冶金行业按成分划分的一类除尘固废，行业通用判定标准：氧化钙 CaO 质量占比≥15%，由炼钢工序、套筒窑、烧结配料仓等点位的除尘设备捕集得到的粉状粉尘。它区别于高铁除尘灰、高碳除尘灰，核心特征是钙基氧化物含量突出。

二、主要来源

典型产出工位：炼钢二次除尘系统、炼钢散料间、石灰套筒窑除尘、烧结联合料仓除尘等；生产时石灰、白云石造渣粉料随烟气飘散，被除尘器截留后形成高钙灰。

三、理化成分特点

钙系组分占主导：活性CaO、MgO含量高，还含有氢氧化钙、方解石、白云石矿物，碱性强、遇水易消解放热、粉料黏性偏大；

铁含量中等偏低：常见全铁 TFe 为 20%–25%，以氧化铁矿物形态存在；

杂质构成：附带少量SiO2、氧化铝、硫、碱金属（钾钠），部分批次含微量锌铅；

物性：粒度极细、易吸潮结块，堆放遇水会体积膨胀。

FAQ问答二：钢厂用高钙灰的用途

一、烧结工序：替代碱性熔剂

1. 调配烧结矿碱度

高钙灰内活性CaO可顶替生石灰、石灰石、白云石，掺入烧结配料，拉高烧结矿二元碱度CaO/SiO2，匹配高炉冶炼碱度要求，减少外购熔剂采购成本。

2. 强化烧结固结效果

活性氧化钙能和烧结料里的二氧化硅、氧化铝反应生成铁酸钙粘结相，提升烧结矿强度、降低返矿率；掺配时需控制比例，避免钾、钠等碱金属富集。

二、转炉炼钢：制备造渣剂回用

1. 预消解造球后回炉造渣

高钙灰加水消解CaO，搭配少量粘合剂冷压成球团，送入转炉替代部分生石灰：快速形成碱性炉渣，脱去钢水中硫、磷杂质；

2. 缩短成渣时间

粉料粒度细、活性钙含量高，造渣速度优于块状石灰，可降低喷溅风险、缩短冶炼周期。

三、高炉辅助调节

低锌、低碱金属的优质高钙灰少量配入高炉炉料：

调节炉渣碱度，优化炉渣流动性；

不可大比例添加，防止钾钠富集引发高炉结瘤、风口结垢。