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    1. 鋼渣處理余熱回收技術

      發布時間:2018-10-21 14:21        

      摘 要:鋼渣處理過程中鋼渣顯熱是重要的二次能源,把這部分熱量加以回收利用,是我國冶金工業實現可持續發展的關鍵之一。針對現有鋼鐵企業處理爐渣時只考慮爐渣的后續利用,基本沒有回收其熱量的現狀,本文介紹一種新的鋼渣處理余熱回收工藝技術,在風淬法處理鋼渣工藝的基礎上,增加余熱回收工藝,實現對鋼渣余熱的回收,達到投入實際生產的條件。

      0 引言

        近些年,我國的鋼鐵工業在能源消耗上已經有了顯著改善,但與世界較先進國家的水平相比還有一定的不足。目前,鋼鐵企業處理爐渣時通常只考慮爐渣的后續利用,基本沒有回收其熱量。節約型社會對冶金企業節能降耗的要求越來越高,開發冶金熔渣余熱的高效回收利用技術是有效而實用的節能措施,高效、高品質地回收冶金熔渣顯熱將成為鋼鐵企業降低綜合能耗的一個重要手段和潛力所在。煉鋼生產工藝產生的鋼渣顯熱是公認的重要的二次能源。煉鋼過程中會產生大量的高溫熔渣,主要包括轉爐渣、電爐渣、精煉渣,通常溫度達1450℃ -1650℃,屬于高品質的余熱資源。即使熔渣平均溫度以1400℃計,經熱量回收后溫度以400℃計,則每噸渣也可回收約1.2GJ 的顯熱。煉鋼工序如果在渣處理余熱回收工藝上進行開發研究把這些熱量加以回收利用,這將是未來鋼鐵工業節能減排的一項重要發展。

      1 鋼渣余熱回收技術現狀

        目前國內外的鋼鐵企業傳統渣處理工藝都是先將高溫熔渣進行適當的冷卻處理后再加工,提取其中的金屬作為物資來利用;而在處理鋼渣的過程中,鋼渣顯熱的回收問題一直沒有得到有效地解決。我國鋼鐵企業大多采用堆棄法、水淬法處理鋼渣。堆棄在鋼廠附近的龐大的渣山一直占據著大量土地,并且造成了嚴重的環境污染。

        國內大部分鋼鐵企業采用的渣處理方法都是先將熱態鋼渣進行不同的冷卻處理后,再進行破碎- 篩分- 磁選- 加工,之后進一步提取鋼渣中的金屬加以利用,或者將鋼渣直接用于生產水泥,鋪路以及生產建筑材料等用途;在這樣的處理過程中鋼渣中所含的大量顯熱沒有得到充分的回收利用。我們希望在研發鋼渣處理工藝的同時兼顧鋼渣的資源化利用以及鋼渣所含熱量的回收利用。隨著能源緊缺問題日益嚴重,國內鋼鐵企業需要在各個方面探索可持續發展的途徑,鋼渣處理是一個重要的組成部分。有關鋼渣余熱回收利用技術的研究在國外已獲得了重視,并成效顯著,國內對于鋼渣余熱回收技術的相關研究還需得到個鋼鐵企業的重視。

      風淬法鋼渣余熱回收技術兼顧鋼渣余熱回收與鋼渣處理,產品是?;w??蛇_到5mm 以下的鋼渣,鋼渣處理后利用率100%,熱量回收率大于50%,減少了后續破碎工序,便于鋼渣的高附加值利用。近年來鋼渣利用研究出現了新的熱點,該類研究針對轉爐渣含有多種有價組分和其特殊的結構形態等特點,將其應用在海洋環境、水質凈化、土壤改良、材料制備、機械制造、脫硫脫硝等方面,為提高轉爐渣的附加值提供了新的途徑。

      2 風淬法余熱回收技術

      (1)風淬法余熱回收的優點。1)避免了熔渣遇水爆炸的問題,增加了生產上的安全性,鋼渣?;?mm 以下,減少了后續破碎工序。2)?;窟M入罩式鍋爐內,改善了處理爐渣時的高溫、粉塵多的操作環境。3)顯著降低渣中的不穩定成分,有利于鋼渣的后續利用;能夠以蒸汽形式回收熔渣熱量,實現鋼渣余熱利用。

      (2)風淬法余熱回收的原理。高溫液態下鋼渣分子間的引力較小,用高速氣流將在空中降落下的高溫液態鋼渣流迅速擊碎為細小液滴,并隨氣體定向飛行,在飛行過程中迅速冷卻為半固態渣粒。

      風淬后,渣中不穩定成分都轉化為鐵酸鈣、鐵酸鎂等穩定成分,可以有效降低渣中fCaO 和fMgO 含量,有利于鋼渣的后續利用。另外由于液態鋼水和渣液表面張力不同,風淬過程可使渣鐵得到良好分離,減少后續破碎工序。

      ?;屠鋮s過程中鋼渣中的不穩定相基本消失,由于冷卻速度快,鋼渣顆粒表面非晶態礦物相顯著增加,鋼渣的潛在活性提高。

      風淬法余熱回收工藝流程:渣罐接渣后,由行車運到傾翻裝置(或吊車吊運傾翻渣灌),傾翻渣罐,熔渣進入中間渣罐后從中間渣罐流出,被?;鲊娮靽姵龅母邏簹饬鳎ǖ獨饣驂嚎s空氣)吹散,鋼渣破碎成微粒,在罩式鍋爐內回收高溫空氣和微粒中所散發的熱量并捕集渣粒,鍋爐排除的廢氣可用于干燥設備或物料。

      (3)技術經濟指標。

      (4)技術創新點。1)鋼渣?;蛇_到5mm 以下,鋼渣處理后利用率100%,熱量回收率大于50%,減少了后續破碎工序。2)?;窟M入罩式鍋爐內,改善了處理爐渣時的高溫、粉塵的操作環境,有效減少熱量的損失。3)顯著降低渣中不穩定成分,有利于鋼渣的后續利用;能夠以蒸汽形式回收熔渣熱量,實現鋼渣余熱利用。4)性質穩定的?;阌陂_展后續綜合利用。

      3 結論

      作為高溫余熱資源的鋼渣(1400 ~ 1600℃ ),每噸渣會帶走大量的熱量。由于該部分熱量回收的效率不高,鋼鐵企業基本沒有回收其熱量。新形勢下,鋼鐵企業提高能效,除了提高一次能源的利用效率外,提高二次能源的利用率變得越來越重要。節約型社會對冶金企業節能降耗的要求也越來越高,開發高效的鋼渣回收利用技術是一項有效而實用的節能措施,高效、高品質地回收冶金熔渣顯熱將成為鋼鐵企業降低綜合能耗的一個重要手段和潛力所在。在風淬法處理鋼渣工藝的基礎上,增加余熱回收工藝,實現對鋼渣余熱的回收,該技術技術指標較好,熱量回收率高,是一種有效的鋼渣余熱回收技術。

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