專利名稱：一種熾熱鋼渣裂解方法
一種熾熱鋼渣裂解方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種冶金渣處理方法，尤其是涉及一種熾熱鋼渣裂解方法。背景技術(shù)：
煉鋼過程實(shí)際就是造渣過程，我國(guó)粗鋼產(chǎn)能已達(dá)到了 6億噸/年，每生產(chǎn)一 噸鋼約能產(chǎn)生200kg鋼渣，自煉鋼爐排出的熾熱鋼渣溫度在130(TC 155(rC之間 而呈液態(tài)，熾熱渣中不僅包裹有約5%左右的金屬鐵，且每噸熾熱鋼渣的顯熱不 少于60kg標(biāo)煤的發(fā)熱量。年產(chǎn)6億噸鋼就意味著有約1億多噸鋼渣產(chǎn)生，其中 有約500萬噸/年金屬鐵有待于回收，600萬噸/年標(biāo)煤的發(fā)熱量有待于利用。
由于鐵礦資源的日見緊缺，國(guó)內(nèi)各種規(guī)模的鋼鐵企業(yè)都高度重視鋼渣中金 屬料的回收，成功開發(fā)應(yīng)用了多種鋼渣破碎、磁選、分級(jí)技術(shù)，以盡可能多地 回收金屬料，其中以鋼渣熱燜技術(shù)應(yīng)用最多，前景最廣。鋼渣熱燜工藝的原理 是將熱態(tài)鋼渣置于燜罐中，在燜罐中向鋼渣表面霧化噴水，使其內(nèi)外溫差過大 而產(chǎn)生熱應(yīng)力、蒸壓過程中礦相變化而產(chǎn)生相變應(yīng)力等，使鋼渣快速冷卻、自 然破碎，從而實(shí)現(xiàn)/金屬和渣之間的較好分離，之后經(jīng)多級(jí)分級(jí)磁選后，將金 屬料和非金屬料分離開來，使之各盡其用。
但是，時(shí)至今日所有的鋼渣熱燜技術(shù)與裝備都存在有很多缺陷，主耍有
一是需要將來自煉鋼車間渣罐中的熾熱渣(IOO(TC以上)傾倒于露天場(chǎng) 經(jīng)自然冷卻到中溫(300 80(TC)后，再由鏟車裝入燜罐中燜制，即不能燜制熾 熱渣，有些技術(shù)雖能炯制高溫液態(tài)渣，但是其操作十分復(fù)雜，生產(chǎn)效率極其低下;
二是在燜罐中鋼渣熱燜過程為周期性操作， 一個(gè)周期內(nèi)包含有鏟車裝罐、 霧化噴水熱燜、靜置冷卻、挖掘機(jī)鉤料出罐等四個(gè)過程， 一個(gè)周期需12小時(shí)左 右，這必然造成燜罐數(shù)量過多(通常在4個(gè)以上)，鏟車和挖掘機(jī)在狹小的燜罐 旁輪翻作業(yè)，不盡很不利于安全生產(chǎn)，也增大了裝出料操作過程中的能源消耗;
三是燜罐內(nèi)料層過厚(通常在4米以上)，水從料層上部噴到熱態(tài)鋼渣的
表面時(shí)瞬間氣化而溢出燜罐，只有當(dāng)表層溫度降落后，水才會(huì)逐層滲透到料層
下部，且燜罐內(nèi)存在死角，造成熱燜時(shí)間太長(zhǎng)，燜渣均勻性很差；
四是燜罐底部容易集水，當(dāng)裝入熾熱鋼渣時(shí)極容易發(fā)生爆炸而導(dǎo)致人員 傷亡或財(cái)產(chǎn)損失，同時(shí)罐底罐壁材料在冷熱交替、裝出料過程中難免的機(jī)械碰 撞等多種因素的作用下而頻繁地?fù)p壞；
4五是熱態(tài)鋼渣的余熱無法回收利用，而隨蒸汽散失于大氣環(huán)境中； 六是由于燜罐數(shù)量多、裝料需要鏟車、出料需要挖掘機(jī)、燜罐壽命短而 造成系統(tǒng)投資過大、運(yùn)行費(fèi)用高、安全隱患多。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明提供一種熾熱鋼渣裂解方法，本發(fā) 明能夠?qū)碜詿掍撥囬g渣罐中的熾熱鋼渣直接倒入鋼渣裂解爐內(nèi)，在鋼渣裂解 爐內(nèi)先后完成熾熱渣速冷、噴霧熱燜裂解，冷卻干燥后自動(dòng)出料等全過程，同 時(shí)可不斷地產(chǎn)生高溫蒸汽、再經(jīng)熱交換裝置而實(shí)現(xiàn)鋼渣余熱的回收利用。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是 一種熾熱鋼渣裂解方法，包 括將熾熱鋼渣直接傾倒入鋼渣裂解爐、噴霧熱燜裂解，冷卻干燥后自動(dòng)出料和 蒸汽熱能回收，其工藝步驟是
A、 首先開啟鋼渣裂解爐底部出料裝置，使?fàn)t內(nèi)料面下降1 2m，高度視渣
罐大小而定，然后打開鋼渣裂解爐加料門，將來自煉鋼車間裝有熾熱鋼渣的渣 罐由天車或汽車或火車或其它翻罐裝置，將渣罐中的熾熱鋼渣緩慢地由鋼渣裂
解爐加料門直接倒入鋼渣裂解爐內(nèi)，關(guān)閉鋼渣裂解爐加料門；
B、 開啟鋼渣裂解爐各組霧化噴頭調(diào)節(jié)控制閥，由位于鋼渣裂解爐中部的導(dǎo) 氣梁下的若干個(gè)噴頭，自上向下均勻地向已經(jīng)蒸汽速冷至80(TC以下的料面噴射 水霧，產(chǎn)生的蒸汽則自下而上地穿過新裝入的熾熱鋼渣層對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)制蒸汽速 冷，熾熱鋼渣層溫度迅速由IOO(TC降到80(TC以下，蒸汽溫度則被提高到300 。C以上，由設(shè)于鋼渣裂解爐頂部的引氣裝置到爐外，經(jīng)一定時(shí)間(根據(jù)煉鋼爐 排渣周期而確定)后重復(fù)A的步驟；
c、 在周期性的裝出料過程中，熾熱鋼渣在鋼渣裂解爐內(nèi)由上而下先后通過 蒸汽速冷帶、噴霧裂解帶、冷卻干燥帶，熾熱鋼渣在其自身重力的作用下自上 而下移動(dòng)，與此同時(shí)鋼渣被逐步熱燜裂解，其溫度則逐歩由100(TC以上降到80 t:以下，冷卻干燥后的鋼渣由爐底出料裝置自動(dòng)卸出，經(jīng)鏈板機(jī)、皮帶機(jī)等提 升運(yùn)輸設(shè)備自動(dòng)送到鋼渣粒度分級(jí)系統(tǒng)；
D、 溫度300"C以上、流量穩(wěn)定的蒸汽不斷地從鋼渣裂解爐排出，將其由導(dǎo) 入蒸汽熱能回收系統(tǒng)進(jìn)行余熱回收。
所述步驟A中的鋼渣裂解爐由上而下分為蒸汽速冷帶、噴霧裂解帶、冷卻 干燥帶；鋼渣裂解爐由頂部裝料、中部噴霧、底部出料；鋼渣裂解爐可以是一 座或若干座成組使用，組內(nèi)任一座爐可以單獨(dú)或與其它爐同時(shí)自動(dòng)連續(xù)進(jìn)行， 單爐每次裝出料量大小及裝出料周期與煉鋼爐排渣周期相同或相近，單座鋼渣裂解爐容積大小根據(jù)煉鋼爐的大小而確定。
所述步驟B中，由位于鋼渣裂解爐中部的導(dǎo)氣梁下的若干個(gè)噴頭，由自上
向下地向已經(jīng)速冷至80(TC以下的料面噴射水霧，產(chǎn)生的蒸汽則自下而上地穿過
新裝入的熾熱鋼渣層對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)制蒸汽速冷。
所述步驟C中，位于蒸汽速冷帶的熾熱鋼渣在重力作用下向下移動(dòng)，移動(dòng) 過程中被來自噴霧裂解帶、冷卻干燥帶的低溫蒸汽速冷、溫度降低至80CTC以下 后進(jìn)入噴霧裂解帶進(jìn)行蒸汽熱燜裂解，裂解后的鋼渣進(jìn)入冷卻干燥帶，在冷卻 干燥帶鋼渣受其自身余熱而被干燥，其溫度降低到8CTC、水份降低到質(zhì)量百分 比含量為5%以下，由爐底出料裝置自動(dòng)卸出，經(jīng)鏈板機(jī)、皮帶機(jī)等提升運(yùn)輸設(shè) 備自動(dòng)送到鋼渣磁選分級(jí)工序。
所述步驟D中，溫度30(TC以上、流量穩(wěn)定的蒸汽不斷地從鋼渣裂解爐排出， 將其導(dǎo)入蒸汽熱能回收系統(tǒng)進(jìn)行余熱回收；蒸汽熱能回收系統(tǒng)可以是利用熱交 換器對(duì)冷空氣進(jìn)行加熱，空氣被加熱到20(TC左右后，作為熱風(fēng)引入烘干機(jī)中對(duì) 小粒度鋼渣進(jìn)行烘干；也可以是直接利用蒸汽發(fā)電；也可以是利用蒸汽供熱； 也可以是利用蒸汽間接或直接地對(duì)其它物料進(jìn)行烘干、蒸養(yǎng)、加熱或保溫等系
L本發(fā)明的有益效果是來自煉鋼車間的熾熱鋼渣不再需要專用堆場(chǎng)堆放冷 卻，即可直接倒入鋼渣裂解爐內(nèi)進(jìn)行熱燜裂解；自裝爐到出爐的全過程不需要 鏟車和挖掘機(jī)；由于鋼渣裂解爐內(nèi)不可能積水而杜絕了爆炸事故的發(fā)生；鋼渣 裂解爐爐壁材料工作條件穩(wěn)定、不受人為的機(jī)械損壞，故其使用壽命可達(dá)5年 以上；可以穩(wěn)定高效地回收利用熾熱鋼渣的顯熱，全過程可實(shí)現(xiàn)PLC自動(dòng)化控 制。
本發(fā)明的系統(tǒng)投資約為現(xiàn)有技術(shù)的50%，運(yùn)行費(fèi)用約為燜罐工藝的60%，提 高金屬回收率10%以上，出爐渣水份低于5%; —條50萬噸/年鋼渣處理線，年 回收的鋼渣余熱相當(dāng)于10000噸標(biāo)煤的發(fā)熱量。

圖1是本發(fā)明中的工藝流程方框圖2是本發(fā)明中的鋼渣裂解與熱能回收工藝原理圖。
圖中l(wèi)-出料裝置，2-霧化噴頭，3-導(dǎo)氣梁，4-調(diào)節(jié)控制閥，5-加料門， 6-引氣裝置，7-調(diào)節(jié)閥，8-保溫蒸汽管，9-保溫蒸汽匯總管，10-鋼渣篩分設(shè)備， ll-水泵，12-調(diào)節(jié)閥，13-水管，14-換熱器，15-引風(fēng)機(jī)，16-提升運(yùn)輸設(shè)備， 17-保溫?zé)犸L(fēng)管，18-烘干機(jī)，19-除塵器。具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明
參見圖1和圖2， 一種熾熱鋼渣裂解方法，由煉鋼車間運(yùn)來的裝有熾熱鋼渣
的渣罐到來時(shí)，首先開啟1#鋼渣裂解爐出料裝置1，使?fàn)t內(nèi)料面下降1 2m， 出鋼渣裂解爐的物料經(jīng)提升運(yùn)輸設(shè)備16送入鋼渣篩分設(shè)備10中進(jìn)行粒度分級(jí)， 然后打開I tt鋼渣裂解爐加料門5，由天車或汽車或火車或其它翻罐裝置將熾熱 鋼渣倒入鋼渣裂解爐內(nèi)，倒料完畢關(guān)閉加料門5。
開啟I #鋼渣裂解爐調(diào)節(jié)控制閥4，使冷凝水回水池中的水經(jīng)泵ll、調(diào)節(jié)閥 12、水管13、調(diào)節(jié)控制閥4、霧化噴頭2，在導(dǎo)氣梁3下方由上而下向來自蒸汽 速冷帶的已經(jīng)速冷至80(TC以下的料面噴射水霧，水霧與溫度為500°C 800°C 的中溫鋼渣相遇而急速蒸發(fā)，溫度約150。C的蒸汽自下而上地經(jīng)導(dǎo)氣梁3，穿過 噴霧裂解帶到達(dá)新裝入的熾熱鋼渣層對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)制蒸汽速冷，熾熱鋼渣層溫度 迅速由100(TC以上降到80(TC以下，蒸汽溫度則由15(TC提高到了 30(TC以上， 由引氣裝置6經(jīng)調(diào)節(jié)閥7、保溫蒸汽管8、保溫蒸汽匯總管9到換熱器14，在換 熱器14內(nèi)蒸汽被冷空氣冷卻，部份低溫蒸汽經(jīng)引風(fēng)機(jī)15排入大氣，部份蒸汽 被冷凝后流入冷凝水回水池循環(huán)利用；冷空氣被加熱到20(TC以上經(jīng)保溫?zé)犸L(fēng)管 17，進(jìn)入烘干機(jī)18，低溫廢氣經(jīng)除塵器19、引風(fēng)機(jī)20排入大氣；而來自鋼渣 磁選分級(jí)系統(tǒng)的粒度《30皿的，含水5%左右的小顆粒鋼渣，由于其本身溫度在 5(TC左右、被溫度為20(TC的熱空氣加熱而烘干至水份2%以下后，由提升運(yùn)輸 設(shè)備送入干法磁選粉富集系統(tǒng)。
當(dāng)又有新的裝有熾熱鋼渣的渣罐到來時(shí)，則開啟IIft鋼渣裂解爐出料裝置， 使?fàn)t內(nèi)料面下降1 2m，出鋼渣裂解爐的物料經(jīng)提升運(yùn)輸設(shè)備16送入鋼渣篩分 設(shè)備10中進(jìn)行粒度分級(jí)，然后打開IItt鋼渣裂解爐加料門，由天車或汽車或火 車或其它翻罐裝置將熾熱鋼渣倒入鋼渣裂解爐內(nèi)，倒料完畢關(guān)閉II #鋼渣裂解爐 加料門，其余操作程序與1#鋼渣裂解爐相同，兩爐輪流裝入熾熱鋼渣，即來渣 即裝爐以確保進(jìn)入蒸汽熱能回收系統(tǒng)的蒸汽溫度、流量均勻穩(wěn)定，并以兩爐各 自的調(diào)節(jié)閥7對(duì)各爐進(jìn)行爐內(nèi)蒸汽壓力與出爐蒸汽量的控制。兩爐的切換周期 可與煉鋼爐排渣周期相同，也可根據(jù)蒸汽溫度進(jìn)行切換，即當(dāng)蒸汽溫度低于300 。C時(shí)裝入新的熾熱鋼渣，但兩座爐可以同時(shí)出料。
權(quán)利要求
1、一種熾熱鋼渣裂解方法，其特征是包括將熾熱鋼渣直接倒入鋼渣裂解爐、噴霧熱燜裂解，冷卻干燥出料和蒸汽熱能回收；其工藝步驟是A、首先開啟鋼渣裂解爐底部出料裝置，使?fàn)t內(nèi)料面下降1～2m，下降高度視渣罐大小而定，然后打開鋼渣裂解爐加料門，將來自煉鋼車間裝有熾熱鋼渣的渣罐由天車或汽車或火車或其它翻罐裝置，將渣罐中的熾熱鋼渣緩慢地由鋼渣裂解爐加料門直接倒入鋼渣裂解爐內(nèi)，關(guān)閉鋼渣裂解爐加料門；B、開啟鋼渣裂解爐各組霧化噴頭調(diào)節(jié)控制閥，由位于鋼渣裂解爐中部的導(dǎo)氣梁下的若干個(gè)噴頭，自上向下均勻地向已經(jīng)蒸汽速冷至800℃以下的料面噴射水霧，產(chǎn)生的蒸汽則自下而上地穿過新裝入的熾熱鋼渣層對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)制蒸汽速冷，熾熱鋼渣層溫度迅速由1000℃降到800℃以下，蒸汽溫度則被提高到300℃以上，由設(shè)于鋼渣裂解爐頂部的引氣裝置到爐外，一定時(shí)間后重復(fù)A的步驟；C、在周期性的裝出料過程中，熾熱鋼渣在鋼渣裂解爐內(nèi)由上而下先后通過蒸汽速冷帶、噴霧裂解帶、冷卻干燥帶；熾熱鋼渣在其自身重力的作用下自上而下移動(dòng)，與此同時(shí)鋼渣被逐步熱燜裂解，其溫度則逐步由1000℃以上降到80℃以下，冷卻干燥后的鋼渣由爐底出料裝置自動(dòng)卸出，經(jīng)鏈板機(jī)、皮帶機(jī)類型的提升運(yùn)輸設(shè)備自動(dòng)送到鋼渣粒度分級(jí)系統(tǒng)；D、溫度300℃以上、流量穩(wěn)定的蒸汽不斷地從鋼渣裂解爐排出，將其由導(dǎo)入蒸汽熱能回收系統(tǒng)進(jìn)行余熱回收。
2、 如權(quán)利要求1所述的熾熱鋼渣裂解方法，其特征是所述步驟A中的鋼 渣裂解爐由上而下分為蒸汽速冷帶、噴霧裂解帶、冷卻干燥帶；鋼渣裂解爐采 取頂部裝料、中部噴霧、底部出料的工作方式；鋼渣裂解爐是一座或若干座成 組使用，組內(nèi)任一座爐能單獨(dú)或與其它爐同時(shí)自動(dòng)連續(xù)進(jìn)行，單爐每次裝出料 量大小及裝出料周期與煉鋼爐排渣周期相同或相近，單座鋼渣裂解爐容積大小 根據(jù)煉鋼爐的大小而確定。
3、 如權(quán)利要求1所述的熾熱鋼渣裂解方法，其特征是所述步驟B中，由 位于鋼渣裂解爐中部的導(dǎo)氣梁下的若干個(gè)噴頭，由自上向下地向已經(jīng)速冷至800 'C以下的料面噴射水霧，產(chǎn)生的蒸汽則自下而上地穿過新裝入的熾熱鋼渣層對(duì) 其進(jìn)行強(qiáng)制蒸汽速冷。
4、 如權(quán)利要求1所述的熾熱鋼渣裂解方法，其特征是所述步驟C中，位 于蒸汽速冷帶的熾熱鋼渣在重力作用下向下移動(dòng)，移動(dòng)過程中被來自噴霧裂解帶、冷卻干燥帶的低溫蒸汽速冷、溫度降低至80(TC以下后進(jìn)入噴霧裂解帶進(jìn)行蒸汽熱燜裂解，裂解后的鋼渣進(jìn)入冷卻干燥帶，在冷卻干燥帶鋼渣受其自身余熱而被干燥，其溫度降低到8(TC、水份降低到質(zhì)量百分比含量為5%以下，由爐底出料裝置自動(dòng)卸出，經(jīng)鏈板機(jī)、皮帶機(jī)類型的提升運(yùn)輸設(shè)備自動(dòng)送到鋼渣磁選分級(jí)工序。
5、如權(quán)利要求1所述的熾熱鋼渣裂解方法，其特征是所述步驟D中，溫度30(TC以上、流量穩(wěn)定的蒸汽不斷地從鋼渣裂解爐排出，將其導(dǎo)入蒸汽熱能回收系統(tǒng)進(jìn)行余熱回收；蒸汽熱能回收系統(tǒng)是利用熱交換器對(duì)冷空氣進(jìn)行加熱，空氣被加熱到20(TC左右后，作為熱風(fēng)引入烘干機(jī)中對(duì)小粒度鋼渣進(jìn)行烘干；或是直接利用蒸汽發(fā)電；或是利用蒸汽供熱；或是利用蒸汽間接或直接地對(duì)其它物料進(jìn)行烘干、蒸養(yǎng)、加熱或保溫系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及熾熱鋼渣裂解方法，包括將熾熱鋼渣直接倒入鋼渣裂解爐、噴水熱燜裂解、冷卻干燥出料和蒸汽熱能回收。來自煉鋼車間的熾熱鋼渣不再需要專用堆場(chǎng)堆放冷卻，即可直接倒入鋼渣裂解爐內(nèi)進(jìn)行熱燜裂解；自裝爐到出爐的全過程不需要鏟車和挖掘機(jī)；由于鋼渣裂解爐內(nèi)不可能積水而杜絕了爆炸事故的發(fā)生；鋼渣裂解爐爐壁材料工作條件穩(wěn)定、不受人為的機(jī)械損壞，故其使用壽命可達(dá)5年以上；可以穩(wěn)定高效地回收利用熾熱鋼渣的顯熱，全過程可實(shí)現(xiàn)PLC自動(dòng)化控制；系統(tǒng)投資約為現(xiàn)有技術(shù)的50％，運(yùn)行費(fèi)用約為燜罐工藝的60％，提高金屬回收率10％以上，出爐渣水份低于5％；一條50萬噸/年鋼渣處理線，年回收的鋼渣余熱相當(dāng)于10000噸標(biāo)煤的發(fā)熱量。
文檔編號(hào)C21B3/00GK101475998SQ20091003702
公開日2009年7月8日 申請(qǐng)日期2009年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月23日
發(fā)明者郭心嶺 申請(qǐng)人:郭心嶺