[发明专利]连续薄层单层热泼法高炉渣干式粒化装置及使用方法

说明书

连续薄层单层热泼法高炉渣干式粒化装置及使用方法，涉及高炉冶炼生产高炉渣的处理方法，特别是属于一种连续薄层单层热泼法高炉渣干式粒化装置及其使用方法。包括链篦机、冷却器、渣沟、破碎机和运输提升装置，其特征在于，所述链篦机布置在渣沟的沟头下方；所述链篦机以与液态渣水平流动方向程正坡度2‑5°安装；链篦机上方布置有冷凝塔；链篦机篦板由若干链板组块相互连接组成；所述链篦机上方设置有布水器、上冷却器；所述破碎机布置在链篦机机头刮渣器下方，收集槽下方布置有导料板和运输提升装置。本发明可以使高炉渣快速凝固并实现粒化和疏松多孔化，仍然保留较高的温度，有利于后续热量回收，具有高效率、低能耗、易于布置的积极效果。

技术领域

本发明涉及高炉冶炼生产高炉渣的处理方法，特别是属于一种连续薄层单层热泼法高炉渣干式粒化装置及其使用方法。

背景技术

高炉渣是高炉冶炼生产的一种副产物，其主要成分为CaO、MgO、SiO₂和Al₂O₃，其一般温度为1450～1550℃。高炉渣经急冷处理可以得到非晶态的玻璃相，具有良好的水硬活性,可作水泥原料使用，经济价值较高，因此被各冶金企业广泛使用，如拉萨(RASA)法和英巴(INBA)法等水淬工艺，而干法粒化工艺则很少使用，大部分尚处于研究阶段。水淬工艺的基本原理是将高温熔渣同水接触，使熔渣急剧冷却并细化为细小颗粒，即水渣。水淬工艺仅考虑了炉渣的后续利用，而并未对高温废渣的热量进行回收或只进行了少量回收。高炉渣每吨渣含(1260～1880)×10³kJ的显热，相当于60kg标准煤的热值。一座1000m³的高炉，按年产量90万t生铁、渣铁比为300kg/t计算，每年排渣量27万t，炉渣放散热量折合标煤1.62万t，因此水淬工艺造成的能源浪费体量巨大。熔融高炉渣的显热回收利用不仅能降低钢铁生产的能源消耗，而且还减少污染物的排放，缓解环境压力，将极大的促进我国钢铁工业的节能和技术进步，高效、高品质地回收冶金熔渣显热将成为钢铁企业降低综合能耗的一个重要手段。

熔渣显热回收技术必须要以熔渣处理后的炉渣具有优良的总和利用价值和性能为前提。熔融高炉渣的物理性质和高炉出渣的不连续性使得熔渣的显热回收存在困难:①导热系数很低,1400～1500℃的液相阶段约为0.1～0.3W/(m•K)，玻璃相阶段，导热系数为1～2W/(m·K)，所以换热速度慢;②粘度随温度降低急剧升高，为了保证显热回收操作的顺利进行，炉渣的处理温度需要维持在很高的水平，导致操作温度空间狭小；③高炉出渣的不连续性，不利于连续能源回收利用的要求；④受成分影响，不同钢厂所用的冶炼矿石产地不同，造成高炉渣成分的差异，以及高炉在冶炼过程中受工艺变化（如碱度、物理热）的影响造成熔渣物理性质的波动等，导致操作条件差。另外，炉渣情况复杂，出渣过程中渣流中经常夹杂着焦炭、渣块以及未融化的杂物等，对渣处理设备提出了新的要求。这样虽然熔渣热焓大,但是由于其导热率低,换热慢,换热介质难以选择,渣况复杂，而且回收的余热品质难以保证。高炉渣若要进行干式急冷处理,矛盾就更加突出。要提高换热速度就要尽量缩小渣粒的尺寸,这可以抵消一部分低导热率的影响。渣粒越小,则传热和固化越快,粘附的可能性越小。因此,熔渣的粒化技术是解决问题的关键,高效的干式粒化技术是显热高效回收的前提条件。

近年来国内外有关研究机构、钢铁企业均对干式粒化工艺有不少研究，有的还进行了规模工厂试验应用，取得了较大进步，但相关技术还不成熟。如日本钢管公司(NKK)的内冷双滚筒法、新日铁的风淬法、英国钢铁公司的离心粒化法、乌克兰的“连铸连轧”式干式粒化和余热回收工艺、日本住友金属和石川岛播磨重工联合开发滚筒法熔渣粒化工艺、日本住友金属机械搅拌法熔渣造粒工艺、德国设计开发Merotec工艺、俄罗斯乌拉尔钢铁研究院研制的钢渣风淬和振动床-流化床热能回收装置等。但近年来除了离心粒化技术还有人研究外,其它干式粒化工艺都未见到实体设备工业化应用的报道，未形成成熟技术。目前研究较多的离心粒化虽然处理能力大、适应性强、粒化效果好、设备较简单,但仍处于研究阶段。

发明内容