介紹目前比較流行的幾種鋼渣處理工藝(doc31頁)-資料下載頁

【導讀】熱熔鋼渣倒入渣罐后，用車輛運到鋼渣熱潑車間，利用吊車將渣罐的液態渣。機、電鏟等設備進行挖掘裝車，再運至棄渣場。需要加工利用的，則運至鋼渣處理間進行粉。碎、篩分、磁選等工藝處理。渣盤內．渣層一般為30一120mm厚，然后噴以適量的水促使急冷破裂。在渣車上，驅車至池邊噴水降溫，再將渣卸至水池內進一步降溫冷卻。渣子粒度一般為5. 為防止爆炸，有的采用渣罐打孔，在水渣溝水淬的方法并通過渣罐孔徑限制。渣罐接渣后，運到風淬裝置處，傾翻渣罐，熔渣經過中間罐流出，被一種。經過風淬而成微粒的轉爐渣，可做建筑材料；由鍋爐產生的中溫蒸汽可用于。此種處理工藝可顯著減少鋼渣破碎加工量并減少粉碎設備磨損。高年產量不斷遞增。作為燒結礦的原料和煉鋼的返回料。爐的流動性，增加鐵的還原產量。元素的富集；配加轉爐渣的燒結礦品位、堿度有所降低。目前馬鋼混勻燒結礦中只加入1%左右，而且是間斷式配加。

　　

【正文】 的經濟效益、環境效益，有較高的實用價值和推廣意義。 轉爐鋼渣處理中能源利用的探索與研究 摘要 ： 熔融轉爐鋼渣含有大量熱能，如何有效的回收是鋼鐵企業面臨的重大課題。本文通過對熔渣熱能利用戰略意義的探討，介紹熱悶工藝和閃蒸發電技術，提出利用液壓推拉桿熱悶法回收熔融鋼渣中顯熱的構想，并闡述轉爐熔渣在熱能回收過程中存在的問題和技術的可行性，從社會效益、經濟效益和環保效益等角度說明轉爐鋼渣能源利用的重要性。 關鍵詞： 轉爐鋼渣 能源利用 Exploration and Research about Energy Use of Processing BOF Slag 英文署名 Slag Development Company of Anshan Iron amp。Steel Group Co. Abstract： Molten BOF slag contains large amounts of heat, how to effectively recycling is a major issue facing the steel industry. This article through to the slag heat energy use strategic sense39。39。s discussion, introduced the hot stuffy craft and the flash vaporization power technology, Proposes using the hydraulic pressure pushpull rod hot stuffy method recycling fusing steel slag in the manifested heat conception , and elaborated the BOF slag the question which and the technical feasibility exists in the heat energy recycling process, from social efficiency, economic efficiency and environmental protection benefit explanation BOF steel slag energy use necessity. Keyword： BOF slag Energy use 前言 轉爐鋼渣是煉鋼過程中產生的副產品，轉爐鋼渣的產生釋放大量的熱能。大部分鋼渣處理方法都是將熱態鋼渣進行冷卻后進行破碎 篩分 磁選加工，提取金屬后再加以利用。而熔融鋼渣從 1600℃冷卻到常溫，鋼渣中含有豐富熱能都被浪費，在冷卻過程中浪費大量的水，通過自然冷卻的方法處理鋼渣則需要大量的占地并造成對周圍環境的污染。如能利用熔渣中的顯熱不但能減少污染，且節約資源巨大，如何利用鋼渣顯 熱成為需要攻克的一個難題。 1 鋼渣能源利用的戰略意義 環保效益分析 作為全世界共同面對的問題，溫室效應嚴重威脅著人類的生存，二氧化碳的過度排放是產生溫室效應的罪魁禍首，低碳經濟在世界發展中成為共同關注的話題， 2020 年聯合國在哥本哈根召開世界氣候大會，來自 192 個國家首腦和環境部長討論如何應對氣候變化和溫室氣體，節能減排在能源發展中具有重大的戰略意義， 2020 年國內鋼產量約為 億噸，要產生約 10 億噸 二氧化碳， 全球約 4﹪ 5﹪的二氧化碳來自鋼鐵業，減少傳統燃料式能源利用新型環保能源將成為未來鋼鐵業能源發展的方向， 工業鍋爐 每燃燒一噸煤 就產生二氧化碳 噸 ,如果將熔融鋼渣回收的余熱代替燃煤所產生的熱量，就會減少燃煤所產生的二氧化碳，同時也減少煉鋼過程中二氧化碳的產生， 2020 年鞍鋼排放鋼渣約 300 萬噸，如果將其熱能利用代替燃煤，就能減少約 13 萬噸標準煤所產生的 35 萬噸二氧化碳的排放，全國排放的鋼渣熱量就能減少燃煤所帶來大約 1000 萬噸的二氧化碳的排放，熔融鋼渣能源的合理利用再發展低碳經濟的同時，也減少對不可再生資源的肆意開采，環保意義重大。 節能效益分析 國家大力提倡循環經濟，建資 源節約型、清潔型企業，熔渣熱能是典型的清潔節約型能源。據測算， 2020 年鋼鐵企業電力總消耗為 2153 億千瓦時，其中鋼廠自發電比例約占總用電量的 28﹪，外購電量約占 72﹪，即 1550 億千瓦時，隨著電價的不斷升高，鋼鐵業的電力成本不斷加大，積極利用二次能源發電，擴大自發電量成為節約能源和降低成本的最有效措施。如果將 2020 年全國鋼渣熱能 100﹪回收用于發電，可發電 440 億千瓦時，接近全國年發電總量的 1/70，相當于 3 個葛洲壩水電站發電量，相當于 22 個中等火力發電站的發電量，既減少鋼鐵企業外購電量，又節約能源，同 時大大降低企業成本。熔渣余熱除用于發電外，還可以用于余熱鍋爐的供熱、供水、供氣等領域，真正實現清潔能源的循環利用。 經濟效益分析 煉鋼產生的熔融態鋼渣在 1600℃左右，含有大量熱能。據實驗測得，每千克鋼渣含有熱量 2020KJ（ 1600℃）。如全部回收， 09 年鞍鋼產生的 300 萬噸鋼渣所蘊含的總熱量超過 6 1012KJ。單從降低煤耗一點即可為企業每年節省上億元。而 全國每年產生約 8 千萬噸的鋼渣，其熱量值達 1. 6 1014KJ，相當于節省約 350 萬噸標準煤，省煤效益超到 28 億元，如熱量全部回收用于發電， 經濟效益超過 200 多億元。 鋼渣能源利用的戰略意義主要體現在既節能減排，減少了能源的浪費，且在環境保護等方面有著重大綜合效益，高品質、高效的回收轉爐熔渣顯熱也將成為鋼鐵企業降低綜合能耗的重要手段，給企業帶來巨大經濟效益的同時，實現低碳經濟。 2 鋼渣能源利用的可行性 熱悶工藝 熱悶法是近些年興起的一種先進的鋼渣預處理工藝，它利用熔融鋼渣余熱使水汽化，從而達到快速膨脹自解的過程，熱悶后鋼渣中 fCaO 和 fMgO 狀態發生根本變化，使 fCaO 和 fMgO 由有害物質變成有用物質，變害為利的同時使鋼渣應用的穩定性得到保證。熱悶工藝的原理是利用鋼渣余熱使水迅速汽化，產生飽和蒸汽，飽和蒸汽與鋼渣中 CaO、 MgO 以及游離態 CaO、 MgO 迅速發生反應，在這個過程中產生化學應力、相變應力和熱應力，在這些力的作用下，鋼渣發生迅速自膨現象。 主要反應方程式： CaO+H2O=CaOH2 MgO+H2O=MgOH2 fCaO+H2O=CaOH2 fMgO+H2O=MgOH2 閃蒸發電技術 閃蒸是指水的一種相變過程，即在一定 壓力和溫度下的未飽和水，當壓力下降至某溫度下的飽和壓力時，就會進入飽和區而開始汽化，并且隨著壓力的下降，其汽化程度不斷提高。閃蒸余熱發電技術是在常規余熱發電系統的主機以外增設閃蒸和閃蒸型除氧器，當機組正常運行帶負荷后，從省煤器集箱中抽取達到參數要求的一部分熱水引入閃蒸器，熱水在閃蒸器內迅速擴容降壓后閃蒸分離出低壓飽和蒸汽和低壓飽和熱水。分離出的低壓飽和蒸汽和余熱鍋爐的主過熱蒸汽分別進入多進汽汽輪機的低壓氣缸和高壓氣缸做功發電，而分離出的低壓飽和水進入除氧器作為除氧熱源進行充分利用。充分利用余熱發電緩解電力資 源的緊張，利用回收的余熱代替傳統火力發電燃煤所產生的熱量不但減少燃煤對環境的污染，同時大大增加企業的經濟效益。 熱悶法是通過打水將熱悶裝置內的高溫熔渣冷卻的過程，閃蒸技術是利用高溫蒸汽、熱水帶動汽輪機發電，即熱能→動能→電能的過程，將 1600℃的熔渣通過噴淋降溫至 200℃以下，其本身是一種熱能浪費過程，而閃蒸發電技術恰恰能夠利用熔渣降溫的熱能，將鋼渣熱悶技術和閃蒸發電技術有效結合不但能夠解決熱能的浪費，也減少熱悶噴淋打水過程中大量水資源的浪費，鋼渣熱能用于發電是鋼渣顯熱回收的一種新途徑。 3 熱悶法顯熱 回收構想 熱悶顯熱回收總體上可以分為兩個過程，第一個過程是以余熱水的方式回收，另一個回收過程是對蒸汽的回收。回收顯熱除用于發電外，還可用于工業余熱鍋爐和民用的供暖、供熱等。 熱悶法顯熱回收工藝流程圖見圖 1。 將熔融鋼渣從渣罐倒入熱悶裝置中，啟動悶渣池壁和液壓推拉桿中水循環系統 ，使水注入其中并保持動態循環，啟動液壓系統推動液壓推拉桿（圖 2）向上運動，此時液壓推拉桿均勻而有效的分布在悶渣池中并充分接觸熔融鋼渣，推拉桿和悶渣池壁中的水循環系統充分吸收熱能并將其輸送出去，將回收的余熱水通入發電裝置內進行發電，待悶渣池內鋼渣溫度達到熱悶要求時，打開水霧噴淋裝置進行熱悶，同時打開蒸汽回收裝置進行蒸汽回收，同樣將回收的蒸汽也通入發電裝置，待悶渣結束后，關閉蒸汽回收裝置，使液壓推拉桿向下運動至悶渣池底，停止所有水循環系統，打開熱悶蓋，將鋼渣清出。熱悶顯熱裝置俯視圖見圖 3。 4 熱悶顯熱回收的問題和技術可行性 熱悶顯熱回收的問題 硅酸鹽類爐渣有如下特點：①導熱系數低， 1400～ 1500℃的液相階段約為～ W／ m K；②粘度隨溫度降低急劇升高。雖然熔渣熱焓大，但是由于其導熱率低，換熱慢，換熱介質難以選擇，鋼渣中的熱含量隨著渣的溫度變化波動很大見圖 4，其中液態階 段溫度為 1400℃ ~1600℃，當溫度進一步下降，逐漸喪失流動性。 圖 4 鋼渣熱含量隨溫度變化曲線 熱悶顯熱回收的技術可行性 由于鋼渣導熱性差，粘度隨溫度降低急劇升高，鋼渣冷卻成坨后中心熱量不易回收，導致顯熱回收效率低，液壓推拉桿法采用均勻分布的多個水冷系統與熔渣內外部充分接觸的 方式，從而有效的吸收鋼渣不易被吸收的中心熱量，克服熔渣粘度大、導熱性差的缺點，充分回收鋼渣釋放的熱量，顯熱回收率高，并且克服傳統熱悶法熱能和水資源大量浪費的缺點。 熱悶法顯熱回收采用水冷壁與熔渣內外部充分接觸的熱能回收方式，利用水冷璧和蒸汽回收裝置回收余熱水和熱蒸汽，從根本上解決傳統顯熱回收中熱能回收率低的弊端，其回收率預計可達 80﹪，從經濟效益上看，按 2020 年鞍鋼的鋼渣排放量 300 萬噸計算，熱量回收值可超過 1012KJ，回收的熱量相當于14 億千瓦時的電量，發電創造的經濟效益可達 6 億 元，由此可見，熔融鋼渣熱能回收是非常必要的。 鋼渣處理工藝及綜合利用途徑選擇、分析與實踐 目前高溫液態鋼渣處理工藝的比較 目前國內外鋼渣資源化處理工藝由于煉鋼設備、工藝、造渣制度、鋼渣物化性能的多樣性及其利用上的多種途徑呈現多樣化，有冷棄法、悶渣法、熱潑法、盤潑法、水淬法、滾筒法、風淬法、粒化輪法等。這些工藝都有各自的優缺點。具體情況見表 3。表 3 鋼渣處理工藝優缺點及應用實例 處理方式 工藝特點及過程 優點 缺點 應用廠家 熱悶法 利用高溫液態渣的顯熱灑水產生物理力學作用和游離氧化 鈣的水解作用使渣碎化 工藝簡單，適于處理高堿度鋼渣、鋼渣活性較高、安定性較好，并能處理固態渣 粒度不均勻、后續破碎加工量大、處理周期長 鞍鋼、首鋼、漣鋼、寶鋼 熱潑法 在爐渣高于可淬溫度時，以有限的水向爐渣噴灑，使渣產生的溫度應力大于渣本身的極限應力，產生碎裂，游離氧化鈣的水化作用使渣進一步裂解 排渣速度快，冷卻時間短、便于機械化生產，處理能力大；鋼渣活性較高、生產率高 設備損耗大，占地面積大，破碎加工粉塵大，蒸汽量大；鋼渣加工量大。對環境和節能兩方面都不利。鋼渣安定性差 唐鋼、武鋼二煉鋼 盤潑法 是將 熱熔渣倒在渣罐中，運至渣盤邊，用吊車將罐中的渣均勻倒在渣盤中，待表面凝固即噴淋大量水急冷，再傾翻到渣車中噴水冷卻，最后翻入水池中冷卻 快速冷卻、占地少、處理量大、粉塵少、鋼渣活性較高 渣盤易變形、工藝復雜、運行和投資費用大。鋼渣安定性差 新日鐵、寶鋼 水淬法 高溫液態渣在流出、下降過程中被壓力水分割、擊碎，再加上高溫熔渣遇水急冷收縮產生應力集中而破裂，同時進行了熱交換，使熔渣在水幕中粒化 排渣快、流程簡單、占地少、投資少，處理后鋼渣粒度小 (5ｍｍ左右 )，性能穩定 熔渣水淬時操作不當，易發生爆炸，鋼渣粒度均 勻性差。只能處理液渣 濟鋼、齊齊哈爾車輛廠、美國伯利恒鋼鐵公司 滾筒法 高溫液態鋼渣在高速旋轉的滾筒內，以水作冷卻介質，急冷固化、破碎 排渣快、占地面積較小，污染小，渣粒性能穩定 鋼渣粒度大，不均勻 ( 9.5ｍｍ達 18%)，活性差，設備較復雜，且故障率高，設備投資大。只能處理液態渣 寶鋼二煉鋼 風淬法 用壓縮空氣作冷卻介質，使液態鋼渣急冷、改質、粒化 安全高效，排渣快、工藝成熟，占地面積較小。污染小，渣粒性能穩定，粒度均勻且光滑 ( 5ｍｍ沒有 )，投資少 只能處理液態渣 日本鋼管公司福山廠、臺灣中鋼集團、重鋼 粒化輪法 將液態鋼渣落到高速旋轉的粒化輪上，使熔渣破碎渣化，排渣快、適宜于流動性好的高爐渣 設