[发明专利]提高炼铁工序能效的方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于高炉炼铁技术领域，具体涉及一种提高炼铁工序能效的方法及装置。

背景技术

高炉炼铁是钢铁企业的耗能大户，其能耗约占钢铁生产总能耗的60%左右，很明显，炼铁工序是钢铁企业减少能源消耗、提高能源利用效率的重中之重。高铁炼铁工序能耗约为390kgce，其能耗支出项目主要为铁矿石还原反应吸热、铁水显热、炉渣显热、煤气带走热量、冷却水及其他散热等，减少各支出项目的能耗或回收各支出项目的余热均可降低高炉炼铁能耗，提升炼铁工序能效。分析可知，在高炉炼铁能耗支出项目中，炉渣显热量大、温度高，并且目前尚无任何回收利用，因此，充分回收利用高炉渣显热是提升炼铁工序能耗的重要途径。高炉每冶炼1吨生铁，将产生250～350kg炉渣，炉渣温度高达1400～1550℃，其蕴含的显热相当于50～60kgce/t，是重要的二次能源。

目前，国内外高炉渣的处理方法主要采用水淬法，根据炉渣流量的大小，用一定压力和流量的水，通过喷头、专用喷嘴、冲制箱等设备，形成多股水流，将液态熔渣打散、击碎，使熔渣与水迅速混合、冷却，变成水渣。水淬法具有消耗水量巨大、熔渣热量几乎得不到回收、熔渣遇水产生大量水蒸气、H₂S、SO₂等污染环境及水渣烘干消耗额外能源等缺点。此外，国内外冶金、能环等领域的工作者们陆续提出了各种高炉渣干式处理方法，主要可分为风淬法、离心粒化法、机械粒化法等，这些方法的工艺流程设计中虽然都包含对高炉渣余热的回收环节，但是，这些方法均存在动力消耗大、设备结构庞大复杂、运行不稳定、炉渣粒化效果欠佳等问题，因此，开发一种低能耗、高稳定性的炉渣余热回收方法和装置是提升高炉炼铁工序能效亟需解决的重要问题之一。

发明内容

本发明实施例涉及一种提高炼铁工序能效的方法及装置，至少可解决现有技术的部分缺陷。

本发明实施例涉及一种提高炼铁工序能效的方法，将液态高炉渣引入余热回收箱体内，同时向该余热回收箱体内加入固体冷却剂，所述固体冷却剂至少包括含铁固体颗粒，渣流与冷却剂料流汇合，形成热固体混合物料流；所述热固体混合物料流下落过程中被冲击破散，散落的热固体混合物与逆流的冷却气体进行换热，换热后的高温气体排出余热回收箱体回收利用，换热后的低温固体混合物排出余热回收箱体，经破碎、磁选得到含铁固体颗粒和玻璃态高炉渣，含铁固体颗粒可作为固体冷却剂原料返回利用。

作为实施例之一，所述固体冷却剂为含铁固体颗粒与水渣的混合物。

作为实施例之一，所述含铁固体颗粒为磁铁矿颗粒、钢块、钢球的至少一种。

作为实施例之一，所述热固体混合物料流的冲击破散为机械式冲击破散，具体为，在所述余热回收箱体内设置有旋转滚筒，该旋转滚筒位于所述热固体混合物料流正下方，且轴向与所述热固体混合物料流宽度方向平行。

作为实施例之一，在所述旋转滚筒周围的箱体上设置多个冷却气体喷口，向所述旋转滚筒喷吹冷却气体。

本发明实施例还涉及一种提高炼铁工序能效的装置，包括余热回收箱体，所述余热回收箱体上部设有高炉渣入口、气体出口及固体冷却剂料斗，所述高炉渣入口与高炉出铁渣沟连接，所述固体冷却剂料斗与所述高炉渣入口的位置相适配以使得渣流与冷却剂料流汇合形成热固体混合物料流；所述余热回收箱体中部设有料流破散机构，所述料流破散机构位于所述热固体混合物料流正下方，至少于所述余热回收箱体下部设有多个冷却气体喷口，于所述余热回收箱体底部设有卸料口。

作为实施例之一，所述料流破散机构包括旋转滚筒，所述旋转滚筒位于所述热固体混合物料流正下方，且轴向与所述热固体混合物料流宽度方向平行。

作为实施例之一，在所述旋转滚筒周围的箱体上还设有多个冷却气体喷口，向所述旋转滚筒喷吹冷却气体。

作为实施例之一，位于所述旋转滚筒下方的箱体部分呈裤衩形，包括两换热筒体，各所述换热筒体上沿竖直方向间隔布置有多个冷却气体喷口带，每个所述冷却气体喷口带包括环设于所述换热筒体上的多个冷却气体喷口。

作为实施例之一，所述气体出口连接有排气管道，所述排气管道连接至余热锅炉。