專利名稱：一種鋼渣余熱回收與鋼渣綜合加工利用的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋼渣處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是提供了一種鋼渣余熱回收與鋼渣綜合加工 利用的方法。在熱態(tài)鋼渣處理過程中，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)鋼渣顯熱回收利用、鋼渣中游離 氧化鈣(氧化鎂)的快速穩(wěn)定化處理、金屬分離回收利用、鋼渣尾渣深加工綜合利用。 適用于鋼鐵冶金工業(yè)煉鋼過程中產(chǎn)生的各種流動(dòng)度的熱態(tài)鋼渣的熱量回收和金屬回 收，并同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)鋼渣穩(wěn)定化處理及尾渣的深加工利用。
背景技術(shù)：
鋼鐵企業(yè)余熱資源的回收與高效轉(zhuǎn)換一直是世界各國冶金工作者關(guān)注的焦點(diǎn)問 題。2005年我國鋼鐵工業(yè)的噸鋼余熱資源總量為288 kgce/t-s,平均回收率不足26%， 而各種熔渣的顯熱回收率僅為1.6%。隨著能源瓶頸問題的日益加劇，開發(fā)高溫熔渣顯 熱回收利用技術(shù)，填補(bǔ)鋼鐵企業(yè)節(jié)能領(lǐng)域的這一空白，將會(huì)成為我國鋼鐵行業(yè)內(nèi)重要 的節(jié)能技術(shù)之一。
目前，國內(nèi)外鋼鐵企業(yè)均未能實(shí)現(xiàn)鋼渣顯熱的回收利用。大多數(shù)鋼廠都采用露天 潑渣打水冷卻，個(gè)別鋼廠采用淺盤熱潑法、悶罐法、?；喫惴?、滾筒法以及風(fēng)淬 法等對鋼渣進(jìn)行處理，但是這些處理方法均未能實(shí)現(xiàn)鋼渣顯熱的回收利用。事實(shí)上， 液態(tài)鋼渣溫度為1500°C~1700°C，余熱品質(zhì)較高，極具開發(fā)利用價(jià)值。
鋼渣處理利用技術(shù)開發(fā)已經(jīng)得到了廣大冶金節(jié)能科技工作者的高度關(guān)注，而且開 展了大量研究工作，也取得了較大的技術(shù)進(jìn)步。
專利號為ZL200520023652.3的專利《鋼渣粒化裝置》，描述了在?；骱透邏核?的作用下，對液態(tài)鋼渣進(jìn)行粒化處理。其中粒化器的罩體上安裝有高壓水組合噴嘴和 弧形撞擊板，?；鞯牧；喼糜谡煮w內(nèi)，粒化輪為空腔灌流水冷輪毅和單齒嵌裝灌 流水冷球面齒結(jié)構(gòu)。申請?zhí)枮镃N88211276U的專利《鋼渣風(fēng)碎?；b置》描述了一種 鋼渣風(fēng)碎粒化裝置，它使風(fēng)冷和水冷相結(jié)合，起到?；撛男Ч?。申請?zhí)枮?02135756.0的專利《傾翻式鋼渣水淬處理方法》，描述了一種傾翻式鋼渣水淬處理方法， 當(dāng)熔融鋼渣倒入渣罐車上的渣罐內(nèi)之后，運(yùn)至水淬池處通過巻揚(yáng)機(jī)的吊鉤與渣罐上吊 耳的配合，使渣罐以柱體轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)緩慢向水淬池內(nèi)傾翻鋼渣，同時(shí)粒化器的有 壓水己噴出形成水幕，使鋼渣進(jìn)入水幕后粒化，然后進(jìn)入水淬池內(nèi)，經(jīng)水淬后的鋼渣 置放在存渣場即可。申請?zhí)枮?1105800的專利《雙腔式滾筒鋼渣處理裝置》和申請?zhí)?為200420114008.2的專利《滾筒法渣處理裝置筒體》分別描述了在濕法處理鋼渣時(shí)所 需的新型滾筒裝置。申請?zhí)枮?00410054165.3的專利《滾筒法高粘度熔態(tài)爐渣的處理 方法》描述了采用滾筒法處理高粘度冶金渣的處理方法，本發(fā)明中的筒體內(nèi)壁上安裝 有抄板，在處理過程中可使鋼球和渣料從內(nèi)筒體上部的抄板拋落，落在內(nèi)筒體的落渣區(qū)，渣料被鋼球沖擊、破碎及混和，增加了高粘度渣料的冷卻和碎化效果。
專利號為ZL200720021048.6的專利《冶金渣顯熱利用裝置》，描述了一種冶金渣 顯熱利用裝置，包括熱交換塔和熱交換器，兩者通過空氣管道連接，熱交換塔包括儲(chǔ) 存室、粒化輪、換熱室和出渣口，換熱室的上部設(shè)置風(fēng)淬噴嘴。申請?zhí)枮?4107284.3 的專利《鋼鐵渣顯熱回收新方法》描述了一種鋼鐵渣顯熱回收新方法。它是采用液態(tài) 金屬錫作為熱載體與呈球團(tuán)狀的液體或固體鋼鐵渣進(jìn)行直接接觸式換熱來回收鋼鐵渣 的高溫顯熱，被加熱的液態(tài)錫通過廢熱鍋爐來產(chǎn)生蒸汽并用來發(fā)電。
俄羅斯在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)利用滾筒法處理鋼渣，在滾筒內(nèi)生成的蒸氣混合氣體溫度為 90~170°C，可直接用于生活設(shè)施，熱利用系數(shù)可達(dá)到50%。寶鋼引進(jìn)了滾筒法處理技 術(shù)，并進(jìn)行了技術(shù)改進(jìn)，具有流程短、成本低、節(jié)能環(huán)保等多方面優(yōu)點(diǎn)，克服了傳統(tǒng) 工藝流程長、占地面積大、揚(yáng)塵嚴(yán)重等環(huán)保問題，但這一處理工藝沒有考慮鋼渣的熱 能回收利用問題。
目前，國內(nèi)應(yīng)用成熟的鋼渣處理技術(shù)大都采用噴水冷卻方法。這種方法不僅浪費(fèi) 了大量水資源，白白浪費(fèi)了鋼渣中寶貴的顯熱，而且由于水與熔渣的直接接觸而存在 著一定的安全隱患。隨著煉鋼技術(shù)的進(jìn)步，近幾年鋼渣粘度有增大趨勢，這不利于液 態(tài)鋼渣的安全與高效處理，并從而顯著降低了現(xiàn)有鋼渣處理技術(shù)的作業(yè)率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種鋼渣余熱回收與鋼渣綜合加工利用的方法，解決了現(xiàn) 有鋼渣處理技術(shù)在鋼渣余熱回收、鋼渣快速穩(wěn)定化處理、鋼渣尾渣深加工利用等方面 存在的缺陷，能夠?qū)崿F(xiàn)鋼渣余熱回收、鋼渣快速穩(wěn)定化處理，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)鋼渣 尾渣深加工利用。
本發(fā)明的方法是通過對流換熱和熱輻射換熱，回收鋼渣中的顯熱；采用機(jī)械力、 重力與磁力相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)鋼渣的?；c渣鋼分離；以水和二氧化碳為介質(zhì)，在 物料加工過程中，完成鋼渣尾渣中游離氧化鈣(氧化鎂)的快速穩(wěn)定化處理；利用鋼 渣磨細(xì)粉的自身膠凝活性，與其他物料的復(fù)合疊加效應(yīng)，制備鋼渣混凝土制品，實(shí)現(xiàn) 鋼渣尾渣的綜合利用。
本發(fā)明中，物料通過熱態(tài)鋼渣倒料系統(tǒng)進(jìn)入熱態(tài)鋼渣受料系統(tǒng)，通過熱態(tài)鋼渣流 速控制系統(tǒng)、熱態(tài)鋼渣冷卻粒化系統(tǒng)和熱態(tài)鋼渣余熱回收系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對鋼渣余熱的回收， 經(jīng)過余熱回收后的鋼渣進(jìn)入鋼渣穩(wěn)定化處理系統(tǒng)進(jìn)行鋼渣的穩(wěn)定化處理，隨后通過渣 鋼分離系統(tǒng)處理后，所得鋼渣尾渣進(jìn)入鋼渣混凝土制品加工制備系統(tǒng)，所得金屬返回 煉鐵煉鋼系統(tǒng)回用。
熱態(tài)鋼渣倒料系統(tǒng)(1)、熱態(tài)鋼渣受料系統(tǒng)(2)、熱態(tài)鋼渣流速控制系統(tǒng)(3)、 熱態(tài)鋼渣冷卻?；到y(tǒng)(4)、熱態(tài)鋼渣余熱回收系統(tǒng)(5)、鋼渣穩(wěn)定化處理系統(tǒng)(6)、 渣鋼分離系統(tǒng)(7)、鋼渣混凝土制品加工制備系統(tǒng)(8);
本發(fā)明的鋼渣余熱回收與鋼渣綜合加工利用是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的 通過熱態(tài)鋼渣倒料系統(tǒng)，將鋼渣傾倒于熱態(tài)鋼渣受料系統(tǒng)中進(jìn)行初步破碎；破碎 后的鋼渣經(jīng)由熱態(tài)鋼渣流速控制系統(tǒng)，經(jīng)過二次破碎后定量給至熱態(tài)鋼渣冷卻?；到y(tǒng)中再次進(jìn)行破碎和冷卻，冷卻過程中產(chǎn)生的高溫?zé)犸L(fēng)通過熱態(tài)鋼渣余熱回收系統(tǒng)收 集后，進(jìn)入熱交換系統(tǒng)，形成蒸汽用于發(fā)電或供熱；冷卻后的鋼渣進(jìn)入鋼渣穩(wěn)定化處 理系統(tǒng)，經(jīng)過穩(wěn)定化處理后的鋼渣，通過渣鋼分離系統(tǒng)，分別獲得鋼渣尾渣微粉和金 屬渣鋼；鋼渣微粉與其他物料配合后，通過鋼渣混凝土制品加工制備系統(tǒng)進(jìn)行混凝土 制品制備。
煉鋼車間盛滿鋼渣的渣罐在鋼渣處理場，通過熱態(tài)鋼渣倒料系統(tǒng)，將鋼渣傾倒于 熱態(tài)鋼渣受料系統(tǒng)中，在重力作用下，通過鋼渣與受料系統(tǒng)中破料裝置之間的相互作 用，進(jìn)行鋼渣的初步破碎。破碎后的鋼渣經(jīng)由熱態(tài)鋼渣流速控制系統(tǒng)，經(jīng)過二次破碎 后定量給至熱態(tài)鋼渣冷卻?；到y(tǒng)中再次進(jìn)行破碎和冷卻，冷卻過程中產(chǎn)生的高溫?zé)?風(fēng)通過熱態(tài)鋼渣余熱回收系統(tǒng)收集后，進(jìn)入熱交換系統(tǒng)，形成蒸汽用于發(fā)電或供熱。 冷卻后的鋼渣進(jìn)入鋼渣穩(wěn)定化處理系統(tǒng)，以水和二氧化碳為介質(zhì)，在物料加工過程中， 完成鋼渣尾渣中游離氧化鈣(氧化鎂)的快速穩(wěn)定化處理，通過渣鋼分離系統(tǒng)，分別 獲得鋼渣尾渣微粉和金屬渣鋼。鋼渣微粉與其他物料配合后，通過鋼渣混凝土制品加 工制備系統(tǒng)進(jìn)行混凝土制品制備。
熱態(tài)鋼渣的余熱回收是在對鋼渣進(jìn)行?；幚硗瑫r(shí)，通過對流換熱和熱輻射換熱， 以熱風(fēng)形式回收鋼渣中的顯熱。所述的鋼渣?；幚硎窃阡撛氖芰线^程和定量給料 過程中，采用重力與機(jī)械力相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)對鋼渣的?；幚怼?br> 鋼渣綜合加工利用是在對鋼渣冷卻、穩(wěn)定化處理以及渣鋼分離的基礎(chǔ)上，獲得鋼 渣尾渣微粉，并通過與其他物料的配合制備鋼渣混凝土制品。所述的鋼渣穩(wěn)定化處理 是以水和二氧化碳為介質(zhì)，在物料加工過程中，完成鋼渣尾渣中游離氧化鈣或氧化鎂 的快速穩(wěn)定化處理。所述的鋼渣混凝土制品制備是在對鋼渣穩(wěn)定化處理以及渣鋼分離 的基礎(chǔ)上，利用鋼渣磨細(xì)粉的自身膠凝活性，與其他物料的復(fù)合疊加效應(yīng)，制備鋼渣 混凝土制品，實(shí)現(xiàn)鋼渣尾渣的綜合利用。
本發(fā)明重點(diǎn)解決了如下幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)問題
(1) 鋼渣種類的適應(yīng)性問題，就是通過在鋼渣受料系統(tǒng)中對鋼渣的預(yù)?；约?在鋼渣流速控制系統(tǒng)中，通過鋼渣流量控制器的機(jī)械交割作用，可處理不同流動(dòng)度的 熱態(tài)鋼渣物料；
(2) 鋼渣流動(dòng)速度控制問題，就是通過鋼渣流速控制系統(tǒng)的機(jī)械交割作用，實(shí)現(xiàn) 對后續(xù)處理的定量給料，從而保證回收熱量的持續(xù)穩(wěn)定，便于利用；
(3) 熱態(tài)鋼渣表面持續(xù)更新問題，就是在鋼渣余熱回收系統(tǒng)中，通過機(jī)械力作用 對鋼渣進(jìn)行?；幚?，使鋼渣表面不斷更新，從而保證鋼渣中熱量的徹底、均勻釋放。
本發(fā)明的主要特點(diǎn)在于-
(1) 處理系統(tǒng)中的熔融鋼渣不與水直接接觸，有效防止熱量的品質(zhì)下降，提高能 量利用效率，同時(shí)有效避免熔融鋼渣遇水爆炸，保證操作安全；
(2) 鋼渣在全密閉系統(tǒng)中完成換熱和?；幚?，有效解決了傳統(tǒng)鋼渣處理過程中 的環(huán)境污染問題；
(3) 鋼渣在系統(tǒng)處理過程中同時(shí)實(shí)現(xiàn)顯熱回收、粒化、金屬回收與尾渣快速穩(wěn)定化"四大"功能。
本發(fā)明系統(tǒng)具有連續(xù)化、密閉化、高效化等特點(diǎn)，同時(shí)具有處理鋼渣的種類適應(yīng) 范圍廣、操作環(huán)境好、無二次污染產(chǎn)生等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明適用于鋼鐵冶金工業(yè)煉鋼過程 中產(chǎn)生的各種流動(dòng)度的熱態(tài)鋼渣的熱量回收和金屬回收，并同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)鋼渣穩(wěn)定化 處理及尾渣的深加工利用。


如圖1所示為本發(fā)明所涉及的一種鋼渣余熱回收與鋼渣綜合加工利用的工藝流程圖。
如圖2所示為本發(fā)明所涉及的一種鋼渣余熱回收與鋼渣綜合加工利用的設(shè)備系統(tǒng) 圖。其中，熱態(tài)鋼渣倒料系統(tǒng)l、熱態(tài)鋼渣受料系統(tǒng)2、熱態(tài)鋼渣流速控制系統(tǒng)3、熱 態(tài)鋼渣冷卻?；到y(tǒng)4、熱態(tài)鋼渣余熱回收系統(tǒng)5、鋼渣穩(wěn)定化處理系統(tǒng)6、渣鋼分離 系統(tǒng)7、鋼渣混凝土制品加工制備系統(tǒng)8。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明涉及一種鋼渣余熱回收與鋼渣綜合加工利用的處理方法，其實(shí)現(xiàn)步驟結(jié)合
圖1描述如下
(1) 熱態(tài)鋼渣通過倒料系統(tǒng)在倒料過程中，在進(jìn)行初步?；耐瑫r(shí)進(jìn)入鋼渣受料
系統(tǒng)；
(2) 熱態(tài)鋼渣通過流速控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對后續(xù)工序的定量給料，并在該系統(tǒng)內(nèi)實(shí) 現(xiàn)對熱態(tài)鋼渣的二次粒化；
(3) 經(jīng)過初步冷卻和粒化后的熱態(tài)鋼渣進(jìn)入鋼渣余熱回收系統(tǒng)，由于在該系統(tǒng)中 熱態(tài)鋼渣表面持續(xù)更新，使鋼渣中熱量徹底、均勻釋放，以熱風(fēng)、蒸汽等形式回收鋼 渣余熱，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對鋼渣的?；幚恚?br> (4) 經(jīng)余熱回收后的鋼渣進(jìn)入鋼渣穩(wěn)定化處理系統(tǒng)，以水、二氧化碳等為介質(zhì)， 完成鋼渣中游離氧化鈣(氧化鎂)的穩(wěn)定化處理；
(5) 經(jīng)過渣鋼分離處理后的鋼渣尾渣，與包括水泥、礦渣粉以及粉煤灰等在內(nèi)的 物料復(fù)合后，制備鋼渣混凝土制品，實(shí)現(xiàn)鋼渣尾渣的綜合利用。
采用重力與機(jī)械力相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)鋼渣的?；幚?；通過通入氣體實(shí)現(xiàn)鋼渣 的冷卻；以水、二氧化碳等為介質(zhì)，完成鋼渣中游離氧化鈣(氧化鎂)的穩(wěn)定化處理; 通過與其他物料的復(fù)合，實(shí)現(xiàn)鋼渣尾渣的綜合加工利用。
本發(fā)明設(shè)計(jì)一種鋼渣余熱回收與鋼渣綜合加工利用的設(shè)備系統(tǒng)，結(jié)合圖2描述如
下
鋼渣經(jīng)由熱態(tài)鋼渣倒料1進(jìn)入熱態(tài)鋼渣受料系統(tǒng)2;經(jīng)過初次?；匿撛?jīng)由熱態(tài) 鋼渣流速控制系統(tǒng)3進(jìn)入熱態(tài)鋼渣冷卻粒化系統(tǒng)4，同時(shí)實(shí)現(xiàn)鋼渣的二次?；?；在經(jīng)熱 態(tài)鋼渣冷卻粒化系統(tǒng)4處理后，鋼渣余熱通過熱態(tài)鋼渣余熱回收系統(tǒng)5，以熱風(fēng)、蒸汽 等形式回收，冷卻后的鋼渣經(jīng)由鋼渣穩(wěn)定化處理系統(tǒng)6，再通過渣鋼分離系統(tǒng)7，實(shí)現(xiàn) 鋼渣中金屬與鋼渣尾渣的分離；鋼渣尾渣進(jìn)入鋼渣混凝土制品加工制備系統(tǒng)8，與其他 物料復(fù)合制備成鋼渣混凝土及其制品。
權(quán)利要求
1、一種鋼渣余熱回收與鋼渣綜合加工利用的方法，其特征在于通過熱態(tài)鋼渣倒料系統(tǒng)(1)，將鋼渣傾倒于熱態(tài)鋼渣受料系統(tǒng)(2)中進(jìn)行初步破碎；破碎后的鋼渣經(jīng)由熱態(tài)鋼渣流速控制系統(tǒng)(3)，經(jīng)過二次破碎后定量給至熱態(tài)鋼渣冷卻?；到y(tǒng)(4)中再次進(jìn)行破碎和冷卻，冷卻過程中產(chǎn)生的高溫?zé)犸L(fēng)通過熱態(tài)鋼渣余熱回收系統(tǒng)(5)收集后，進(jìn)入熱交換系統(tǒng)，形成蒸汽用于發(fā)電或供熱；冷卻后的鋼渣進(jìn)入鋼渣穩(wěn)定化處理系統(tǒng)(6)，經(jīng)過穩(wěn)定化處理后的鋼渣，通過渣鋼分離系統(tǒng)(7)，分別獲得鋼渣尾渣微粉和金屬渣鋼；鋼渣微粉與其他物料配合后，通過鋼渣混凝土制品加工制備系統(tǒng)(8)進(jìn)行混凝土制品制備。
2、 按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于熱態(tài)鋼渣的余熱回收是在對鋼渣進(jìn) 行粒化處理同時(shí)，通過對流換熱和熱輻射換熱，以熱風(fēng)形式回收鋼渣中的顯熱。
3、 按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于鋼渣綜合加工利用是在對鋼渣冷卻、穩(wěn)定化處理以及渣鋼分離的基礎(chǔ)上，獲得鋼渣尾渣微粉，并通過與其他物料的配合制 備鋼渣混凝土制品。
4、 按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述的鋼渣?；幚硎窃阡撛氖?料過程和定量給料過程中，采用重力與機(jī)械力相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)對鋼渣的?；幚?。
5、 按照權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述的鋼渣穩(wěn)定化處理是以水和二 氧化碳為介質(zhì)，在物料加工過程中，完成鋼渣尾渣中游離氧化鈣或氧化鎂的快速穩(wěn)定 化處理。
6、 按照權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述的鋼渣混凝土制品制備是在對 鋼渣穩(wěn)定化處理以及渣鋼分離的基礎(chǔ)上，利用鋼渣磨細(xì)粉的自身膠凝活性，與其他物 料的復(fù)合疊加效應(yīng)，制備鋼渣混凝土制品，實(shí)現(xiàn)鋼渣尾渣的綜合利用。
全文摘要
一種鋼渣余熱回收與鋼渣綜合加工利用的方法，屬于鋼渣處理技術(shù)領(lǐng)域。通過熱態(tài)鋼渣倒料系統(tǒng)，將鋼渣傾倒于熱態(tài)鋼渣受料系統(tǒng)中進(jìn)行初步破碎；破碎后的鋼渣經(jīng)由熱態(tài)鋼渣流速控制系統(tǒng)，經(jīng)過二次破碎后定量給至熱態(tài)鋼渣冷卻粒化系統(tǒng)中再次進(jìn)行破碎和冷卻，冷卻過程中產(chǎn)生的高溫?zé)犸L(fēng)通過熱態(tài)鋼渣余熱回收系統(tǒng)收集后，進(jìn)入熱交換系統(tǒng)，形成蒸汽用于發(fā)電或供熱；冷卻后的鋼渣進(jìn)入鋼渣穩(wěn)定化處理系統(tǒng)，經(jīng)過穩(wěn)定化處理后的鋼渣，通過渣鋼分離系統(tǒng)，分別獲得鋼渣尾渣微粉和金屬渣鋼；鋼渣微粉與其他物料配合后，通過鋼渣混凝土制品加工制備系統(tǒng)進(jìn)行混凝土制品制備。優(yōu)點(diǎn)在于，具有處理鋼渣的種類適應(yīng)范圍廣、操作環(huán)境好、無二次污染。
文檔編號F27D17/00GK101413037SQ20081022782
公開日2009年4月22日 申請日期2008年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月28日
發(fā)明者余廣煒, 馮仕章, 馮向鵬, 唐衛(wèi)軍, 廖洪強(qiáng), 時(shí)朝昆, 李世青, 王金花, 賽音巴特爾 申請人:首鋼總公司