[发明专利]一种高炉炉渣干法粒化的热力回收系统及其回收工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属冶炼领域中的热力回收系统，更具体的说，本发明主要涉及一种高炉炉渣干法粒化的热力回收系统及其回收工艺。

背景技术

高炉炉渣是高炉炼铁产生的一种副产品，是一种性能良好的硅酸盐材料，经加工处理，主要用于制作建筑材料和化肥的原料。同时，高炉生产过程中，入炉的各种原、燃料经冶炼后，除获得铁水(炼钢生铁或铸造生铁)和副产品高炉煤气以外，铁矿石中的脉石，燃料中的灰分与熔剂融合就形成液态炉渣，其一般温度为1450～1650℃，定时从渣口、铁口排出。通常将从渣口排出的熔渣称为“上渣”，从铁口随同铁水排出的称为“下渣”，下渣中往往混有少量铁水。高炉炉渣的化学成分取决于原料成分、冶炼铁种、操作方法和冶炼过程中的炉况变化。高炉渣中主要成分为CaO、MgO、SiO₂和A1₂O₃，占总量的95％以上，这四种成分基本可以决定高炉渣的冶金性能。攀枝花钒钛磁铁矿含有较多的TiO₂，包头白云鄂博矿含有较多的CaF₂，用这些特殊铁矿石冶炼，炉渣中相应的TiO₂、CaF₂较多。除此之外，渣中还含有少量FeO、MnO和CaS以及一些微量化合物，其碱度一般为O.9～1.25。高炉冶炼正常进行时，炉渣成分变化不大，但在生产过程中有时需要调整炉料配比，此时炉渣成分相应变化，炉况变化炉渣成分也会改变，炉冷时渣中Feo、SiO₂含量会稍有增多。每生产1吨生铁要副产300～400Kg炉渣，排出温度在1450～1650℃，1t高炉渣约含1800MJ的热量，折合64Kg标准煤。2011年我国的高炉生铁产量为6.3亿t，高炉渣的产生量约为2.14亿t，所含热量折合1370万t标准煤。

目前，我国液态高炉炉渣90％以上采用水淬法制取水渣，水冷后的高炉炉渣可用于制造水泥等建筑材料，常用的水处理法有因巴法、图拉法、拉萨法等。该方法存在的主要问题有：水消耗严重，处理每吨炉渣耗水1吨，且产生的大量H₂S和SO_X气体随水蒸汽排入大气，造成环境污染。处理1t炉渣产生800m³水蒸汽，其中H₂S含量19mg/m³，SO₂含量4.319mg/m³；炉渣的余热没有得到有效的回收利用；同时水渣含水率高，作为水泥原料仍需干燥处理，需消耗一定的能源；系统的投资和运行成本高，一座日产2500t的高炉要建造两套水冲渣设备，建设投资一般在4000万元左右，在水冲渣过程中，含铁较高的炉渣易引起爆炸；并且水渣用途较单一。产生的H₂S和SO_X等有害气体随蒸汽排入大气，促进酸雨的形成，水淬渣的堆积占用了大量土地面积，甚至会出现扬沙，恶化工作环境，造成严重的环境污染。国内高炉渣余热回收利用仅限于冲渣水余热供暖，首钢、济钢、宣钢、鞍钢、本钢、莱钢、安钢等企业都有过采用冲渣水余热解决厂区部分采暖或浴室供热水的报道。但这种利用仅占高炉渣全部显热的很少部分，余热回收率低，仅为10％左右，且受时间和地域限制，在夏季和无取暖设施的南方地区，这部分能量只能浪费，因此推广应用受到了限制。

可见，熔融高炉渣干式粒化处理及余热回收已成为了钢铁企业环境保护及节能降耗的重要途径。在保证成品渣粒经济效益的前提下，常规干式粒化处理高温渣粒余热回收技术无法解决需兼顾粒化渣的冷却速率和余热回收效果的技术难题，在工程实践当中无法同时满足实用性和经济性。

发明内容

本发明的目的之一在于解决上述不足，提供一种高炉炉渣干法粒化的热力回收系统及其回收工艺，以期望解决现有技术中高温渣粒余热回收技术在保证余热回收效果的基础上无法兼顾粒化高炉炉渣渣粒的冷却速率等技术问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：