專利名稱：一種耦合處理煉鐵、煉鋼爐渣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種綜合利用高溫液態(tài)轉(zhuǎn)爐渣和高爐渣處理的方法，回收顯熱的同時(shí)，易于回收渣中殘鐵。
背景技術(shù)：
高爐渣是鋼鐵冶煉過程中的主要副產(chǎn)品，每冶煉It生鐵大約產(chǎn)生300 350kg的高爐渣，按照我國年生鐵年產(chǎn)量56316萬t計(jì)算，產(chǎn)渣量達(dá)19710萬t。高爐渣出渣溫度約1450°C，每噸渣含有相當(dāng)于60kg標(biāo)準(zhǔn)煤的熱量。轉(zhuǎn)爐渣是煉鋼工業(yè)的主要固體廢料，每冶煉It鋼約產(chǎn)生100 130kg轉(zhuǎn)爐渣，以我國現(xiàn)有煉鋼產(chǎn)能計(jì)算，每年將產(chǎn)生轉(zhuǎn)爐渣近7000萬t。轉(zhuǎn)爐渣中含有36 55%的CaO和15 33%的FeO，同時(shí)渣中還含有Si、Mg、Al等有價(jià)元素，如果不加以利用，這些資源將白白浪費(fèi)。轉(zhuǎn)爐渣溫度在1500 1650°C之間，與高爐渣一樣具有豐富的熱能，而現(xiàn)有的爐渣處理技術(shù)基本未能利用這些顯熱，熱量全部散失。堆 積如山的爐渣不僅占用大量的土地，而且污染空氣，破壞水源，影響植被生長。因此，做好高爐渣和轉(zhuǎn)爐渣的綜合處理并有效回收爐渣余熱，是鋼鐵行業(yè)節(jié)能降耗，實(shí)現(xiàn)鋼鐵工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的的重要途徑。目前我國常見的處理高爐渣的方法有干渣坑冷卻法和水沖渣法。水沖渣法的技術(shù)的核心還是對高爐熔渣進(jìn)行噴水水淬，冷卻、?；伤缓筮M(jìn)行水渣分離，沖渣的水經(jīng)過沉淀過濾后再循環(huán)使用。水沖渣法無法從根本上改變?；乃墓に囂攸c(diǎn)，爐渣物理熱基本全部散失，沖渣過程中S02、H2S等污染物的排放不但影響作業(yè)環(huán)境而且對空氣造成污染。而常見的轉(zhuǎn)爐渣處理的方法有淺盤法、滾筒?；?、熱潑法、熱燜法、風(fēng)淬法和水淬法。這些方法中除熱燜法外，其余鋼渣處理方法均需要鋼渣具有較好的流動(dòng)性能，而在鋼廠實(shí)際生產(chǎn)過程中，由于諸多原因，鋼渣流動(dòng)性很難保證，此時(shí)需增設(shè)爐渣吹煉升溫設(shè)備，增加了投資成本和能耗。而熱燜法處理周期長，尾渣粒度不均勻。在設(shè)備復(fù)雜程度、投資和運(yùn)營成本上，淺盤法工藝環(huán)節(jié)多，滾筒法設(shè)備復(fù)雜，維修難度高，均需較高的運(yùn)行費(fèi)用。水淬法操作不當(dāng)容易引起爆炸，耗水量大，尾渣難處理。另外上述鋼渣處理工藝均未對鋼渣熱能進(jìn)行回收，鋼渣顯熱全部散失。對于淺盤法和風(fēng)淬法還存在水蒸氣產(chǎn)生量大，腐蝕廠房及重工設(shè)備等問題。在處理后鋼渣的活性和穩(wěn)定性上，只有熱燜法和風(fēng)淬法處理得到的鋼渣穩(wěn)定性較好。因此開發(fā)出一種利用高溫液態(tài)轉(zhuǎn)爐渣處理高溫液態(tài)高爐渣的方法，結(jié)合兩種爐渣的特點(diǎn)，使兩種爐渣在高溫下熔融結(jié)合，高爐渣中的SiO2與轉(zhuǎn)爐渣中的CaO在高溫下結(jié)合形成2Ca0 · SiO2，與現(xiàn)有的渣處理方法相比大大降低了渣處理成本，且更為節(jié)能環(huán)保。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題是針對現(xiàn)有技術(shù)，提出一種耦合處理煉鐵、煉鋼爐渣的方法，利用高溫液態(tài)轉(zhuǎn)爐渣處理高溫液態(tài)高爐渣，使?fàn)t渣冷卻后自然粉化，便于爐渣顯熱和殘鐵回收。本發(fā)明解決上述問題采用的技術(shù)方案是一種耦合處理煉鐵、煉鋼爐渣的方法，其特征在于它包括如下步驟I)將高溫液態(tài)高爐渣倒入帶有熱交換系統(tǒng)的罐體內(nèi)；2)按高溫液態(tài)高爐渣與高溫液態(tài)轉(zhuǎn)爐渣的質(zhì)量比為I: ( I I. 5)，步驟I)進(jìn)行的同時(shí)向罐體內(nèi)添加高溫液態(tài)轉(zhuǎn)爐渣，混合均勻(充分反應(yīng));3)將混合好的爐渣燜罐，燜罐時(shí)間不小于O. 5h,回收爐渣余熱的同時(shí)實(shí)現(xiàn)爐渣自然粉化，得到顆粒狀的爐渣(或稱冷態(tài)顆粒狀爐渣);4)顆粒狀的爐渣經(jīng)過磁選回收鐵后(磁選粒鐵,粒鐵回收),用作水泥原料(水泥生 產(chǎn))。所述的高溫液態(tài)高爐渣的溫度為1400°C 1500°C。高溫液態(tài)轉(zhuǎn)爐渣的溫度為1500°C 1650°C。向高溫液態(tài)高爐渣中按比例加入高溫液態(tài)轉(zhuǎn)爐渣，使兩種爐渣在高溫下融融結(jié)合，轉(zhuǎn)爐渣中CaO與高爐渣渣中SiO2在高溫下通過固相反應(yīng)生成2Ca0 · SiO2，利用2Ca0-SiO2在爐渣冷卻過程中發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變，體積膨脹，實(shí)現(xiàn)爐渣自然粉化，得到顆粒爐渣，經(jīng)過磁選回收鐵后，可用作水泥生產(chǎn)原料。本發(fā)明的原理是高爐渣出渣溫度一般在1450°C 1500°C，主要成分為CaO、SiO2, Al2O3' MgO，其中SiO2含量為28-39%，堿度為I. 0-1. I。轉(zhuǎn)爐渣溫度一般在1500。。 1650°C，轉(zhuǎn)爐渣的主要成分為CaO、SiO2, FeO、Al2O3' MgO和P2O5，其中CaO含量為36-55%，堿度為2. 8 3. 4。在高溫高爐渣中加入高溫轉(zhuǎn)爐渣，調(diào)整渣中MgO含量在10wt%以下，形成堿度范圍在I. 8-2. 8的堿性渣，混合后的渣相組成落在CaO-SiO2-Al2O3-MgO相圖的正硅酸鈣相區(qū)內(nèi)，渣中的CaO與SiO2在高溫下通過固相反應(yīng)生成2Ca0 · Si02。2Ca0 · SiO2熔點(diǎn)2130°C，爐渣從高溫向低溫冷卻過程中，2Ca0 *Si02的晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生轉(zhuǎn)變，從a -2Ca0 · SiO2向a -2Ca0 · SiO2和β _2Ca0 · SiO2轉(zhuǎn)變，當(dāng)溫度低于670°C時(shí)轉(zhuǎn)變成Y -2Ca0 · SiO2,同時(shí)體積膨脹10%。2Ca0*Si02W β型轉(zhuǎn)變成Y型的過程中呈“開花狀”膨脹，發(fā)生自然粉化，這一過程實(shí)現(xiàn)了爐渣的自然粉化。故此，冷卻后的高爐渣呈顆粒狀。本發(fā)明的有益效果是本方法以高溫液態(tài)高爐渣和高溫液態(tài)轉(zhuǎn)爐渣為原料，利兩種爐渣固有特性使兩種渣在高溫下生成2Ca0 · SiO2，爐渣冷卻過程中2Ca0 · SiO2晶體類型的轉(zhuǎn)變和體積膨脹，實(shí)現(xiàn)爐渣的自然粉化，便于爐渣顯熱和殘鐵回收，得到粒狀爐渣可用做水泥生產(chǎn)原料，實(shí)現(xiàn)高爐渣和轉(zhuǎn)爐渣的綜合利用。與傳統(tǒng)的高爐渣和轉(zhuǎn)爐渣處理方法相比，本方法具有如下優(yōu)勢首先高爐渣不再經(jīng)過水淬處理，不僅節(jié)約了大量的沖渣水資源，也避免了廢水的二次污染，節(jié)約了污水處理的資金投入；其次解決了轉(zhuǎn)爐渣由于大量f-CaO的存在而出現(xiàn)安定性不良的問題，變害為利，將轉(zhuǎn)爐渣中f-Ca0作為與高爐渣中Si02反應(yīng)的主要物質(zhì)之一；再次本方法流程簡單，對作業(yè)環(huán)境和空氣質(zhì)量影響小，更為環(huán)保，符合發(fā)展理念；最后隨技術(shù)的發(fā)展，本方法有望解決高爐渣物理熱的回收問題。與其他的干渣處理方式相比，本方法無需投入大型的高爐渣?；O(shè)備，能耗低，工藝簡單且不影響高爐渣的性能和附加值。本方法節(jié)能、環(huán)保，有利于提高鋼鐵廠資源綜合利用水平，具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。


圖I為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。實(shí)施例I本實(shí)施例選用A鋼廠高爐渣和轉(zhuǎn)爐渣作原料，高爐渣成分如表I所示，轉(zhuǎn)爐渣成分如表2所示。如圖I所示,具體實(shí)施步驟如下表I高爐渣化學(xué)成分(wt%)
權(quán)利要求
1.一種耦合處理煉鐵、煉鋼爐渣的方法，其特征在于它包括如下步驟 1)將高溫液態(tài)高爐渣倒入帶有熱交換系統(tǒng)的罐體內(nèi)； 2)按高溫液態(tài)高爐渣與高溫液態(tài)轉(zhuǎn)爐渣的質(zhì)量比為I:(I I. 5)，步驟I)進(jìn)行的同時(shí)向罐體內(nèi)添加高溫液態(tài)轉(zhuǎn)爐渣，混合均勻；3)將混合好的爐渣燜罐，燜罐時(shí)間不小于O.5h,回收爐渣余熱，得到顆粒狀的爐渣； 4)顆粒狀的爐渣經(jīng)過磁選回收鐵后，用作水泥原料。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種耦合處理煉鐵、煉鋼爐渣的方法，其特征在于，所述的高溫液態(tài)高爐渣的溫度為1400°C 1500°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種耦合處理煉鐵、煉鋼爐渣的方法，其特征在于，高溫液態(tài)轉(zhuǎn)爐渣的溫度為1500°C 1650°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種綜合利用高溫液態(tài)轉(zhuǎn)爐渣和高爐渣處理的方法。一種耦合處理煉鐵、煉鋼爐渣的方法，其特征在于它包括如下步驟1)將高溫液態(tài)高爐渣倒入帶有熱交換系統(tǒng)的罐體內(nèi)；2)按高溫液態(tài)高爐渣與高溫液態(tài)轉(zhuǎn)爐渣的質(zhì)量比為1:(1～1.5)，步驟1)進(jìn)行的同時(shí)向罐體內(nèi)添加高溫液態(tài)轉(zhuǎn)爐渣，混合均勻；3)將混合好的爐渣燜罐，燜罐時(shí)間不小于0.5h，回收爐渣余熱，得到顆粒狀的爐渣；4)顆粒狀的爐渣經(jīng)過磁選回收鐵后，用作水泥原料。利用高溫液態(tài)轉(zhuǎn)爐渣處理高溫液態(tài)高爐渣，使?fàn)t渣冷卻后自然粉化，便于爐渣顯熱和殘鐵回收，得到粒狀爐渣可用做水泥生產(chǎn)原料，實(shí)現(xiàn)高爐渣和轉(zhuǎn)爐渣的綜合利用。
文檔編號(hào)C21B3/06GK102719577SQ20121022026
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月29日
發(fā)明者劉譚璟, 周強(qiáng), 唐恩, 喻道明, 崔偉, 朱必?zé)? 李菊艷, 范小剛 申請人:中冶南方工程技術(shù)有限公司