一種鋼渣熱量回收利用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鋼鐵冶金技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種鋼渣熱量回收利用方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鋼渣作為煉鋼的廢渣，一般為粗鋼產(chǎn)量的15%左右，近年來(lái)，隨著我國(guó)鋼鐵工業(yè)的 快速發(fā)展，鋼渣的堆積量逐年增長(zhǎng)，不僅占用了大量的土地，也造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。鋼 渣蘊(yùn)含大量熱能，是一種寶貴的次生資源。而目前國(guó)內(nèi)外大部分鋼鐵企業(yè)都是將熱態(tài)鋼渣 進(jìn)行各種不同的冷卻處理后破碎篩分、磁選加工，提取其中的金屬后再加以利用，上述方式 處理效率低不說(shuō)，對(duì)鋼渣所含豐富熱量并沒(méi)有很好地應(yīng)用。如其中的水淬法處理鋼渣不僅 沒(méi)有回收鋼渣余熱，還會(huì)消耗大量新水，同時(shí)還會(huì)對(duì)空氣產(chǎn)生污染；風(fēng)淬法雖然熱量回收效 率高，但要求鋼渣流動(dòng)性好，近年來(lái)由于鋼渣堿度增大，粘度增高，一般能夠風(fēng)淬處理的鋼 渣不超過(guò)總鋼渣的50%。熱悶法為在中國(guó)最先進(jìn)、最實(shí)用的鋼渣處理方法，縱觀其流程也幾 乎對(duì)鋼渣的熱量沒(méi)有利用，至于滾筒法、?；喎ㄒ约盁釢姺ǜ菍?duì)鋼渣的熱量置之不理。
[0003] 當(dāng)然，現(xiàn)有技術(shù)中也有很多關(guān)于鋼渣熱量有效利用問(wèn)題的研宄。但是由于高溫下 鋼渣遇水會(huì)發(fā)生反應(yīng)生成氫氣，容易產(chǎn)生爆炸，造成生產(chǎn)事故。所以，大部分研宄利用的都 是鋼渣在800°C以下釋放的熱量，鋼渣的能量利用率很低。
[0004] 經(jīng)檢索，中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?01310654811. 9,申請(qǐng)日為2013年12月6日，發(fā)明創(chuàng)造 名稱為：一種液態(tài)鋼渣余熱還原鐵礦石的生產(chǎn)方法；該申請(qǐng)案包括以下具體步驟：第一步， 用破碎機(jī)將鐵礦石破碎；第二步，將破碎后的鐵礦石與焦炭粉送入攪拌機(jī)攪拌；第三步，在 鋼渣坑底部鋪設(shè)液態(tài)鋼渣，然后將待用的鐵礦石和焦炭粉的混合物放置在液態(tài)鋼渣上，最 后在混合物的上方覆蓋液態(tài)鋼渣，保持該狀態(tài)1. 5h ;第四步，鐵礦石在鋼渣坑完成還原反 應(yīng)，生成還原鐵，反應(yīng)完成后由磁選機(jī)磁選出還原鐵。該申請(qǐng)案使用液態(tài)鋼渣余熱作為熱 源，降低了鐵礦石還原的生產(chǎn)成本；同時(shí)避免了煤炭或天然氣的燃燒造成的環(huán)境污染，但該 申請(qǐng)案上下兩層鋼渣凝固后組織結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大，不易破碎；且只利用了 600°C~1200°C溫度 區(qū)間的鋼渣余熱，熱量利用率仍不高，此外，該申請(qǐng)案鋼渣余熱傳遞慢，處理時(shí)間需要1. 5h， 處理效率跟不上鋼鐵連續(xù)化生產(chǎn)的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 1.發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0006] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有鋼渣余熱利用模式存在的：1)液態(tài)鋼渣熱量利用危 險(xiǎn)系數(shù)高，易出事故；2)鋼渣的熱量利用率不到50%，熱量利用率低；3)鋼渣余熱利用水資 源消耗量大，環(huán)境污染嚴(yán)重；提供了一種鋼渣熱量回收利用方法。采用本發(fā)明的鋼渣余熱回 收技術(shù)，在不消耗水的條件下能夠有效利用液態(tài)鋼渣熱量區(qū)間在400°C以上的熱量，液態(tài)鋼 渣的余熱回收范圍得到擴(kuò)展，提高了鋼渣潛熱的利用率，也節(jié)約了水資源。
[0007] 2?技術(shù)方案
[0008] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：
[0009] 本發(fā)明的一種鋼渣熱量回收利用方法，利用碳酸鹽礦物吸收液態(tài)鋼渣熱量，對(duì)液 態(tài)鋼渣進(jìn)行熱量回收利用。
[0010] 作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，碳酸鹽礦物吸收液態(tài)鋼渣熱量通過(guò)混合或傳熱的方 式實(shí)現(xiàn)。
[0011] 作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，碳酸鹽礦物和液態(tài)鋼渣采用對(duì)沖法或?qū)盈B法混合。
[0012] 作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，碳酸鹽礦物和液態(tài)鋼渣采用對(duì)沖法混合時(shí)，碳酸鹽 礦物與液態(tài)鋼渣的加料速率之比等于碳酸鹽礦物與液態(tài)鋼渣的質(zhì)量之比，速度太慢會(huì)使鋼 渣熱量被浪費(fèi)，速度過(guò)快易產(chǎn)生濺渣，導(dǎo)致生產(chǎn)事故。
[0013] 作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，通過(guò)將碳酸鹽礦物和液態(tài)鋼渣置于一改進(jìn)渣包中， 實(shí)現(xiàn)液態(tài)鋼渣與碳酸鹽礦物之間的熱量傳遞；所述改進(jìn)渣包包括渣包、焙燒筒和渣包蓋，焙 燒筒設(shè)置于渣包內(nèi)部中心位置，該焙燒筒的筒壁嵌入渣包底部；所述碳酸鹽礦物置于焙燒 筒中，液態(tài)鋼澄饒入澄包中；所述的澄包蓋上設(shè)置有孔，該澄包蓋蓋于澄包上。
[0014] 作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述碳酸鹽礦物占碳酸鹽礦物與液態(tài)鋼渣質(zhì)量總和 的質(zhì)量百分比為15. 0 %~40. 0 %，所述質(zhì)量百分比低于15. 0 %，對(duì)鋼渣的熱量利用不充 分；高于40. 0%鋼渣的熱量無(wú)法滿足碳酸鹽礦物完全分解的需要。
[0015] 作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述的碳酸鹽礦物為白云石、石灰石、菱鎂礦、菱鐵 礦中的一種或多種。
[0016] 作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述碳酸鹽礦物的粒度均小于200mm。
[0017] 作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述液態(tài)鋼渣的溫度不低于1350°C，此處設(shè)定主要 是為了保證鋼渣的流動(dòng)性。
[0018] 3?有益效果
[0019] 采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與已有的公知技術(shù)相比，具有如下顯著效果：
[0020] (1)本發(fā)明的一種鋼渣熱量回收利用方法，利用碳酸鹽分解吸收鋼渣余熱，鋼渣溫 度在400°C以上的熱量區(qū)間均能夠得到高效利用，液態(tài)鋼渣的余熱回收范圍得到擴(kuò)展，鋼渣 潛熱的利用率達(dá)到了 70%以上；同時(shí)，碳酸鹽礦物的分解產(chǎn)物多為冶金領(lǐng)域普遍運(yùn)用的輔 料，相比于在市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)這些輔料，通過(guò)購(gòu)買(mǎi)碳酸鹽礦物再使用本發(fā)明提供的方法制備得 到，無(wú)疑將在很大程度上降低鋼鐵冶金企業(yè)的生產(chǎn)成本；
[0021] (2)本發(fā)明的一種鋼渣熱量回收利用方法，整個(gè)過(guò)程沒(méi)有任何水的參與，規(guī)避了因 水存在，發(fā)生生產(chǎn)事故的風(fēng)險(xiǎn)，還有利于環(huán)境保護(hù)，整個(gè)方案的實(shí)用價(jià)值很高。
【附圖說(shuō)明】
[0022] 圖1為本發(fā)明采用傳熱方式實(shí)現(xiàn)鋼渣熱量回收時(shí)使用的改進(jìn)渣包結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023] 示意圖中的標(biāo)號(hào)說(shuō)明：
[0024] 1、渣包；2、焙燒筒；3、渣包蓋。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為進(jìn)一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。
[0026] 實(shí)施例1
[0027] 本實(shí)施例的一種鋼渣熱量回收利用方法，選取粒度小于200mm的白云石并進(jìn)行干 燥混勻。使用某煉鋼廠的LF爐精煉渣，1650°C時(shí)出渣（該溫度下鋼渣流動(dòng)性強(qiáng)），將混勻干 燥后的白云石與液態(tài)鋼渣采用對(duì)沖法，同時(shí)控制白云石與液態(tài)鋼渣的加料速率之比等于白 云石與液態(tài)鋼渣的質(zhì)量之比倒入渣包中，并控制白云石占總混料的質(zhì)量百分比為40. 0%， 將白云石和液態(tài)鋼渣混料冷卻至500°C，最后對(duì)混料進(jìn)行破碎，重力篩分，其中白云石分解 產(chǎn)生的氧化物作為冶金輔料（相比于在市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)這些輔料，采用本實(shí)施例的方案將在很 大程度上降低鋼鐵冶金企業(yè)的生產(chǎn)成本）；分離出來(lái)的鋼渣再進(jìn)行熱悶，磁選，篩分等深加 工。
[0028] 申請(qǐng)人指出，由于白云石是以固態(tài)形式與液態(tài)鋼渣混合，投入的白云石體積過(guò)大， 將會(huì)出現(xiàn)受熱分解不充分或受熱分解時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題，本實(shí)施例選取粒度小于200mm的白云 石，能夠在短時(shí)間內(nèi)得到很好地受熱分解，無(wú)需再進(jìn)一步粉碎細(xì)化，浪費(fèi)能量。同時(shí)，本實(shí)施 例利用液態(tài)鋼渣傾倒的沖擊力能夠?qū)自剖弯撛旌暇鶆?，避免了因?yàn)榘自剖芏缺纫?態(tài)鋼渣低，出現(xiàn)白云石浮在液態(tài)鋼渣上部，受熱分解不充分，不能完全利用液態(tài)鋼渣熱量的 問(wèn)題。此外，本實(shí)施例控制液態(tài)鋼渣和白云石同時(shí)加入渣包中，且白云石與液態(tài)鋼渣的加料 速率之比等于白云石與液態(tài)鋼渣的質(zhì)量之比，保持該加料速率既能夠充分利用液態(tài)鋼渣熱 量，加料也不至過(guò)快產(chǎn)生濺渣，導(dǎo)致生產(chǎn)事故。還需說(shuō)明的是，本實(shí)施例控制白云石占總混 料的質(zhì)量百分比為40.0%，該配比能夠保證白云石充分吸收液態(tài)鋼渣余熱，同時(shí)白云石不 致產(chǎn)生浪費(fèi)。本實(shí)施例控制冷卻結(jié)束溫度為500°C，則是由于該溫度下碳酸鹽已停止分解， 在進(jìn)行重力篩選后，還可對(duì)塊狀鋼渣進(jìn)行快速熱悶，最終得到的鋼渣粒度小且均勻，熱悶時(shí) 間也大大縮短。
[0029] 本實(shí)施例利用碳酸鹽礦物白云石吸收液態(tài)鋼渣熱量，白云石為二重碳酸鹽 (CaC0 3 ? MgC03)，由于白云石中CaCOjP MgCO 3結(jié)合成復(fù)雜化合物，降低了彼此的活度，所以 白云石中MgC03的分解溫度要比單獨(dú)存在的MgCO 3的分解溫度高。又因?yàn)镃aCO 3比MgCO 3穩(wěn) 定，所以加熱時(shí)MgC03先分解。故白云石的分解分兩個(gè)階段：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種鋼渣熱量回收利用方法，其特征在于：利用碳酸鹽礦物吸收液態(tài)鋼渣熱量，對(duì) 液態(tài)鋼渣進(jìn)行熱量回收利用。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼渣熱量回收利用方法，其特征在于：碳酸鹽礦物吸收 液態(tài)鋼渣熱量通過(guò)混合或傳熱的方式實(shí)現(xiàn)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鋼渣熱量回收利用方法，其特征在于：碳酸鹽礦物和液 態(tài)鋼渣采用對(duì)沖法或?qū)盈B法混合。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鋼渣熱量回收利用方法，其特征在于：碳酸鹽礦物和液 態(tài)鋼渣采用對(duì)沖法混合時(shí)，碳酸鹽礦物與液態(tài)鋼渣的加料速率之比等于碳酸鹽礦物與液態(tài) 鋼渣的質(zhì)量之比。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種鋼渣熱量回收利用方法，其特征在于：通過(guò)將碳酸 鹽礦物和液態(tài)鋼渣置于一改進(jìn)渣包中，實(shí)現(xiàn)液態(tài)鋼渣與碳酸鹽礦物之間的熱量傳遞；所述 改進(jìn)渣包包括渣包（1)、焙燒筒（2)和渣包蓋（3)，焙燒筒（2)設(shè)置于渣包（1)內(nèi)部中心位 置，該焙燒筒（2)的筒壁嵌入渣包（1)底部；所述碳酸鹽礦物置于焙燒筒（2)中，液態(tài)鋼渣 澆入渣包（1)中；所述的渣包蓋（3)上設(shè)置有孔，該渣包蓋（3)蓋于渣包（1)上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種鋼渣熱量回收利用方法，其特征在于：所述碳酸鹽礦物 占碳酸鹽礦物與液態(tài)鋼渣質(zhì)量總和的質(zhì)量百分比為15. 0%~40. 0%。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼渣熱量回收利用方法，其特征在于：所述的碳酸鹽礦 物為白云石、石灰石、菱鎂礦、菱鐵礦中的一種或多種。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種鋼渣熱量回收利用方法，其特征在于：所述碳酸鹽礦物 的粒度均小于200mm。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種鋼渣熱量回收利用方法，其特征在于：所述液態(tài)鋼渣的 溫度不低于1350°C。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種鋼渣熱量回收利用方法，屬于鋼鐵冶金技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明利用碳酸鹽礦物吸收液態(tài)鋼渣熱量，所述的碳酸鹽礦物為白云石、石灰石、菱鎂礦、菱鐵礦中的一種或多種；碳酸鹽礦物吸收液態(tài)鋼渣熱量可通過(guò)混合或傳熱的方式實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明利用碳酸鹽分解吸收鋼渣余熱，鋼渣溫度在400℃以上的熱量區(qū)間均能夠得到高效利用，液態(tài)鋼渣的余熱回收范圍得到擴(kuò)展，鋼渣潛熱的利用率達(dá)到了70％以上；同時(shí)，碳酸鹽礦物的分解產(chǎn)物多為冶金領(lǐng)域普遍運(yùn)用的輔料，相比于在市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)這些輔料，通過(guò)購(gòu)買(mǎi)碳酸鹽礦物再使用本發(fā)明提供的方法制備得到，無(wú)疑將在很大程度上降低鋼鐵冶金企業(yè)的生產(chǎn)成本。
【IPC分類(lèi)】C21B3-08, F27D17-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104694679
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510116833
【發(fā)明人】范鼎東
【申請(qǐng)人】馬鞍山市華東冶金科技發(fā)展有限公司
【公開(kāi)日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2015年3月17日