[发明专利]一种液态钢渣处理工艺及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种液态钢渣粒化技术，特别是集钢渣粒化、冷却、显热回收为一体的液态钢渣处理工艺及装置，属冶金生产技术领域。

背景技术

钢渣是炼钢过程中的副产品，出炉温度在1550℃～1650℃，物理热1.7GJ/t，相当于每吨渣60kg标煤左右，是目前钢铁企业唯一未能进行有效回收利用的高品质余热资源。此外，固态钢渣全铁量在15％～28％，相当一部分以单质铁形式存在，约占总量的8％～10％。提铁后的钢渣尾渣也具有很高的矿物价值，主要化学成分为CaO、SiO₂、FeO、MgO等，是不可再生的矿物资源。

钢渣处理是钢渣实现资源化的前提与条件。目前，国内外应用的钢渣处理工艺主要以热泼、热焖和水淬为主。近年来，国内外研究者针对冶金渣显热回收提出了各种干式粒化工艺，包括风淬法、滚筒转鼓法和离心粒化法等，但由于上述方法都存在难以克服的问题，目前都没有真正实现工业化。现有钢渣显热回收试验工艺主要有：(1)NKK转炉渣空气制粒试验：转炉渣从盛渣桶倒入，由空气射流击碎制成渣粒后，吹入罩式锅炉，渣粒被传送装置排出，液态渣滴通过辐射和对流方式、高温固体渣粒通过传导和对流方式将热量传递给锅炉管，可回收40％～45％的炉渣热量；(2)NKK冷却转鼓工艺：将熔渣注入两转鼓之间，渣在两个转鼓的挤压下形成一层薄渣片并黏附在转鼓上，薄渣片在转鼓表面迅速冷却，热量由转鼓内高沸点流体带走。热量回收用于发电、供暖等。这种方法的主要缺点是工作效率低、设备的热回收率和寿命低，而且得到的冷渣以片状的形式排出，不利于其综合利用。与NKK转炉渣空气制粒试验工艺相近的液态钢渣处理工艺为风淬法，该方法利用空气将液态钢渣破碎成液滴、用水进一步冷却固化，由于得到的粒化钢渣粒径较小，为尾渣矿物的综合利用创造了有利条件。目前，该工艺在国内一些钢铁企业已有应用。但风淬工艺尚存在渣中单质铁在空气淬过程中全部氧化、液渣显热回收率低甚至无法回收等缺陷。

综上所述可见，冶金钢渣余热回收工艺大多处于研究探索阶段，目前尚缺乏适合工业化应用的工艺。若能实现钢渣粒化过程中显热充分回收利用，无疑对冶金行业节能降耗、提高经济效益具有重要的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种利用惰性气体在密闭状态下粒化钢渣，在得到细小均匀渣粒的同时实现液态钢渣显热回收的液态钢渣处理工艺及装置。

本发明所称问题是由以下技术方案解决的：

一种液态钢渣处理工艺，其特别之处是：它包括如下步骤：

a.液态钢渣气淬粒化：将液体钢渣导入密闭的粒化罐中进行气淬粒化，由气淬气体喷嘴提供的气体射流击碎粒化成液态渣滴，液态渣滴飞行过程中在逆流换热的惰性冷却气体的作用下快速冷却，从而在粒化罐出口得到粒径小于3mm的高温固态渣粒；

b.高温固态渣粒冷却：上述高温固化渣粒进入密闭冷却罐，在冷却罐内，固态渣粒与冷却气体逆流换热后，排出低温渣粒；

c.钢渣显热回收：上述粒化罐和冷却罐内经换热升温后的高温冷却气体经重力除尘器粗除尘后，进入余热锅炉回收蒸汽，降温后的冷却气体经布袋除尘器精除尘；

d.冷却气体循环利用：将经过上述精除尘后的冷却气体分为两路，一路经循环风机作为冷却气体分别进入粒化罐和冷却罐；另一路经气水冷却器进一步冷却、加压机升压后作为气淬气体进入粒化罐，实现气体循环使用，上述冷却气体为惰性气体。

上述液态钢渣处理工艺，所述惰性气淬气体进入气淬气体喷嘴的压力为0.3Mpa～0.6Mpa，流量为20Nm³/min～40Nm³/min，所述粒化罐和冷却罐进口惰性冷却气体压力为4000Kpa～6000Kpa，粒化罐进口冷却气体流量1000Nm³/min～1200Nm³/min，冷却罐冷却气体流量1000Nm³/min～1200Nm³/min。

上述液态钢渣处理工艺，所述高温冷却气体经重力除尘器粗除尘后，温度为450℃-550℃，进入余热锅炉进行换热，产生温度300℃、压力0.8MPa的饱和水蒸汽，所述进入布袋除尘器精除尘冷却气体温度为150℃-200℃。