鋼渣處理余熱回收技術(shù)

摘 要：鋼渣處理過(guò)程中鋼渣顯熱是重要的二次能源，把這部分熱量加以回收利用，是我國(guó)冶金工業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵之一。針對(duì)現(xiàn)有鋼鐵企業(yè)處理爐渣時(shí)只考慮爐渣的后續(xù)利用，基本沒(méi)有回收其熱量的現(xiàn)狀，本文介紹一種新的鋼渣處理余熱回收工藝技術(shù)，在風(fēng)淬法處理鋼渣工藝的基礎(chǔ)上，增加余熱回收工藝，實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼渣余熱的回收，達(dá)到投入實(shí)際生產(chǎn)的條件。

關(guān)鍵詞：鋼渣處理；余熱回收；新能源

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.07.055

0 引言

近些年，我國(guó)的鋼鐵工業(yè)在能源消耗上已經(jīng)有了顯著改善，但與世界較先進(jìn)國(guó)家的水平相比還有一定的不足。目前，鋼鐵企業(yè)處理爐渣時(shí)通常只考慮爐渣的后續(xù)利用，基本沒(méi)有回收其熱量。節(jié)約型社會(huì)對(duì)冶金企業(yè)節(jié)能降耗的要求越來(lái)越高，開(kāi)發(fā)冶金熔渣余熱的高效回收利用技術(shù)是有效而實(shí)用的節(jié)能措施，高效、高品質(zhì)地回收冶金熔渣顯熱將成為鋼鐵企業(yè)降低綜合能耗的一個(gè)重要手段和潛力所在。煉鋼生產(chǎn)工藝產(chǎn)生的鋼渣顯熱是公認(rèn)的重要的二次能源。煉鋼過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的高溫熔渣，主要包括轉(zhuǎn)爐渣、電爐渣、精煉渣，通常溫度達(dá)1450℃-1650℃，屬于高品質(zhì)的余熱資源。即使熔渣平均溫度以1400℃計(jì)，經(jīng)熱量回收后溫度以400℃計(jì)，則每噸渣也可回收約1.2GJ的顯熱。煉鋼工序如果在渣處理余熱回收工藝上進(jìn)行開(kāi)發(fā)研究把這些熱量加以回收利用，這將是未來(lái)鋼鐵工業(yè)節(jié)能減排的一項(xiàng)重要發(fā)展。

1 鋼渣余熱回收技術(shù)現(xiàn)狀

目前國(guó)內(nèi)外的鋼鐵企業(yè)傳統(tǒng)渣處理工藝都是先將高溫熔渣進(jìn)行適當(dāng)?shù)睦鋮s處理后再加工，提取其中的金屬作為物資來(lái)利用；而在處理鋼渣的過(guò)程中，鋼渣顯熱的回收問(wèn)題一直沒(méi)有得到有效地解決。我國(guó)鋼鐵企業(yè)大多采用堆棄法、水淬法處理鋼渣。堆棄在鋼廠附近的龐大的渣山一直占據(jù)著大量土地，并且造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。

國(guó)內(nèi)大部分鋼鐵企業(yè)采用的渣處理方法都是先將熱態(tài)鋼渣進(jìn)行不同的冷卻處理后，再進(jìn)行破碎-篩分-磁選-加工，之后進(jìn)一步提取鋼渣中的金屬加以利用，或者將鋼渣直接用于生產(chǎn)水泥，鋪路以及生產(chǎn)建筑材料等用途；在這樣的處理過(guò)程中鋼渣中所含的大量顯熱沒(méi)有得到充分的回收利用。我們希望在研發(fā)鋼渣處理工藝的同時(shí)兼顧鋼渣的資源化利用以及鋼渣所含熱量的回收利用。隨著能源緊缺問(wèn)題日益嚴(yán)重，國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)需要在各個(gè)方面探索可持續(xù)發(fā)展的途徑，鋼渣處理是一個(gè)重要的組成部分。有關(guān)鋼渣余熱回收利用技術(shù)的研究在國(guó)外已獲得了重視，并成效顯著，國(guó)內(nèi)對(duì)于鋼渣余熱回收技術(shù)的相關(guān)研究還需得到個(gè)鋼鐵企業(yè)的重視。

風(fēng)淬法鋼渣余熱回收技術(shù)兼顧鋼渣余熱回收與鋼渣處理，產(chǎn)品是粒化顆?？蛇_(dá)到5mm以下的鋼渣，鋼渣處理后利用率100%，熱量回收率大于50%，減少了后續(xù)破碎工序，便于鋼渣的高附加值利用。近年來(lái)鋼渣利用研究出現(xiàn)了新的熱點(diǎn)，該類(lèi)研究針對(duì)轉(zhuǎn)爐渣含有多種有價(jià)組分和其特殊的結(jié)構(gòu)形態(tài)等特點(diǎn)，將其應(yīng)用在海洋環(huán)境、水質(zhì)凈化、土壤改良、材料制備、機(jī)械制造、脫硫脫硝等方面，為提高轉(zhuǎn)爐渣的附加值提供了新的途徑。

2 風(fēng)淬法余熱回收技術(shù)

（1）風(fēng)淬法余熱回收的優(yōu)點(diǎn)。1）避免了熔渣遇水爆炸的問(wèn)題，增加了生產(chǎn)上的安全性，鋼渣?；?mm以下，減少了后續(xù)破碎工序。2）粒化渣全部進(jìn)入罩式鍋爐內(nèi)，改善了處理爐渣時(shí)的高溫、粉塵多的操作環(huán)境。3）顯著降低渣中的不穩(wěn)定成分，有利于鋼渣的后續(xù)利用；能夠以蒸汽形式回收熔渣熱量，實(shí)現(xiàn)鋼渣余熱利用。

（2）風(fēng)淬法余熱回收的原理。高溫液態(tài)下鋼渣分子間的引力較小，用高速氣流將在空中降落下的高溫液態(tài)鋼渣流迅速擊碎為細(xì)小液滴，并隨氣體定向飛行，在飛行過(guò)程中迅速冷卻為半固態(tài)渣粒。

風(fēng)淬后，渣中不穩(wěn)定成分都轉(zhuǎn)化為鐵酸鈣、鐵酸鎂等穩(wěn)定成分，可以有效降低渣中fCaO和fMgO含量，有利于鋼渣的后續(xù)利用。另外由于液態(tài)鋼水和渣液表面張力不同，風(fēng)淬過(guò)程可使渣鐵得到良好分離，減少后續(xù)破碎工序。

?；屠鋮s過(guò)程中鋼渣中的不穩(wěn)定相基本消失，由于冷卻速度快，鋼渣顆粒表面非晶態(tài)礦物相顯著增加，鋼渣的潛在活性提高。

風(fēng)淬法余熱回收工藝流程：渣罐接渣后，由行車(chē)運(yùn)到傾翻裝置（或吊車(chē)吊運(yùn)傾翻渣灌），傾翻渣罐，熔渣進(jìn)入中間渣罐后從中間渣罐流出，被?；鲊娮靽姵龅母邏簹饬鳎ǖ?dú)饣驂嚎s空氣）吹散，鋼渣破碎成微粒，在罩式鍋爐內(nèi)回收高溫空氣和微粒中所散發(fā)的熱量并捕集渣粒，鍋爐排除的廢氣可用于干燥設(shè)備或物料。

（3）技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

（4）技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)。1）鋼渣?；蛇_(dá)到5mm以下，鋼渣處理后利用率100%，熱量回收率大于50%，減少了后續(xù)破碎工序。2）粒化渣全部進(jìn)入罩式鍋爐內(nèi)，改善了處理爐渣時(shí)的高溫、粉塵的操作環(huán)境，有效減少熱量的損失。3）顯著降低渣中不穩(wěn)定成分，有利于鋼渣的后續(xù)利用；能夠以蒸汽形式回收熔渣熱量，實(shí)現(xiàn)鋼渣余熱利用。4）性質(zhì)穩(wěn)定的粒化渣便于開(kāi)展后續(xù)綜合利用。

3 結(jié)論

作為高溫余熱資源的鋼渣（1400～1600℃），每噸渣會(huì)帶走大量的熱量。由于該部分熱量回收的效率不高，鋼鐵企業(yè)基本沒(méi)有回收其熱量。新形勢(shì)下，鋼鐵企業(yè)提高能效，除了提高一次能源的利用效率外，提高二次能源的利用率變得越來(lái)越重要。節(jié)約型社會(huì)對(duì)冶金企業(yè)節(jié)能降耗的要求也越來(lái)越高，開(kāi)發(fā)高效的鋼渣回收利用技術(shù)是一項(xiàng)有效而實(shí)用的節(jié)能措施，高效、高品質(zhì)地回收冶金熔渣顯熱將成為鋼鐵企業(yè)降低綜合能耗的一個(gè)重要手段和潛力所在。

在風(fēng)淬法處理鋼渣工藝的基礎(chǔ)上，增加余熱回收工藝，實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼渣余熱的回收，該技術(shù)技術(shù)指標(biāo)較好，熱量回收率高，是一種有效的鋼渣余熱回收技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：李平（1985-），女，遼寧遼陽(yáng)人，工程師，從事冶金工程方向的研究。