综合利用钢铁冶炼炉渣资源的方法及系统和高炉渣罐技术方案

本发明专利技术涉及转炉炼钢领域，尤其涉及一种综合利用钢铁冶炼炉渣资源的方法及系统和高炉渣罐。上述综合利用钢铁冶炼炉渣资源的方法包括：将炼钢过程产生的工业废弃物加入熔融高炉渣中，得到炉渣混合料；将所述炉渣混合料进行补热和保温，使其在1000℃以上，保温2～3h，得到改质炉渣；将所述改质炉渣在保温坑内自然冷却至室温；将冷却后的改质炉渣进行后续处理。该方法具有如下优点：能够高效回收多种炉渣的有价成分和热值；对钢渣进行改质，提高钢渣易磨性和稳定性；可以实现对钢渣以及废旧耐火材料的回收再利用，从而为钢铁生产流程产生的多种炉渣资源和能源的后续利用，以及减少环境污染提供产品和技术支持。

【技术实现步骤摘要】
综合利用钢铁冶炼炉渣资源的方法及系统和高炉渣罐
本专利技术涉及转炉炼钢领域，尤其涉及一种综合利用钢铁冶炼炉渣资源的方法及系统和高炉渣罐。
技术介绍
转炉炼钢是国内外最主要的炼钢方式。该工艺流程上游产生大量的高炉渣，下游产生铁水预处理渣、转炉渣以及钢水精炼渣；同时钢铁企业产生大量的废旧耐火材料。高炉渣、铁水预处渣、转炉渣以及精炼渣均为转炉炼钢生产过程中产生的工业固体废弃物，其中高炉渣和转炉渣的产生量最大，合计约为70％。转炉炼钢过程每生产1吨钢将伴随产生约0.20吨钢渣(包括铁水预处理渣、转炉渣和精炼渣)，其温度1350℃～1550℃左右。其中还含有如CaO、MgO、SiO2、Fe2O3、金属铁等大量有价成分。但由于上述炉渣普遍存在较多游离CaO或MgO、尖晶石相以及多种含铁的化合物，造成钢渣易磨性和稳定性差。目前，其中只有金属铁成分得到回收利用，其它大部分只是简单堆弃，造成资源和能源浪费以及环境破坏。高炉炼铁是转炉炼钢的上游工序，高炉渣是该工序产生的主要固体废弃物，每冶炼1t生铁约产生0.3～0.5t的高炉渣，其温度约1350℃～1450℃，每吨渣含有相当于60kg标准煤的热量。目前，我国普遍采用水冲渣法处理熔融高炉渣，多用作水泥的原料，其产品附加值低，并造成能源浪费。专利技术专利CN108642224A公开了一种利用高炉渣和铁水改质转炉渣的方法，该方法提出利用铁水中的还原剂碳和硅将转炉渣中的铁氧化物还原，同时利用高炉渣中的SiO2来降低转炉渣中游离CaO含量和碱度，其热量来源于电炉电极加热。该方法还原反应需要消耗大量的热，且还原出的铁水磷含量较高，适用性差；该方法并未提出有效促进炉渣粉化的后续工艺制度。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种综合利用钢铁冶炼炉渣资源的方法及系统和高炉渣罐，至少部分解决现有技术中存在的问题。首先，本专利技术提供一种综合利用钢铁冶炼炉渣资源的方法，包括如下步骤：a)、将转炉炼钢过程产生的工业废弃物加入熔融高炉渣中，得到炉渣混合料；所述工业废弃物至少包括液态钢渣，所述液态钢渣包括：铁水预处渣、转炉渣和精炼渣中的一种或几种；b)、将所述炉渣混合料在保温坑内进行补热和保温，使其在1000℃以上，保温2～3h，得到改质炉渣；c)、将所述改质炉渣在保温坑内缓冷至200℃以下；将高炉渣罐吊出，将其内的改质炉渣倒入渣坑中自然冷却至室温；d)、将在渣坑中冷却至室温的改质炉渣进行后续处理。进一步地，所述工业废弃物还包括废旧耐火材料。进一步地，步骤a中，所述炉渣混合料中高炉渣、钢渣和耐火材料的质量比为1:(1～3):(0～0.3)。进一步地，所述步骤a具体为：将转炉炼钢过程产生的工业废弃物加入盛有熔融高炉渣的高炉渣罐中，得到炉渣混合料，而后在高炉渣罐顶部加盖罐盖；所述罐盖设置有可对罐体内部进行加热的加热装置。进一步地，所述加热装置为煤气-压缩空气燃烧器。进一步地，所述步骤b具体为：将盛有炉渣混合料的高炉渣罐置于保温坑内，开启加热装置进行补热，补热时间为30～60min，以使高炉渣罐内的炉渣混合料在1000℃以上，保温2～3h；所述保温坑与用于吸收渣罐放出热量的蒸汽锅炉相连。进一步地，所述步骤c具体为：关闭加热装置，使高炉渣罐在保温坑中缓冷20～25h后至200℃以下，将高炉渣罐吊出，将其内的改质炉渣倒入渣坑中自然冷却至室温。进一步地，步骤d中，所述后续处理包括：将所述改质炉渣进行破碎、筛分和磁选，以获得不同的原材料。其次，本专利技术还提供一种高炉渣罐，其包括：罐体和罐盖，并且所述罐盖上设置有用于对罐体内部加热的加热装置。最后，本专利技术还提供一种综合利用钢铁冶炼炉渣资源的系统，其包括：上述高炉渣罐，用于盛放炉渣混合料并对炉渣混合料进行补热和保温；保温坑，其顶部设置有坑盖；所述保温坑用于对所述高炉渣罐进行保温；渣坑，用于盛接从高炉渣罐倒出的改质炉渣；所述渣坑上部设置有除尘装置。相对于现有技术，采用本专利技术提供的方法对钢铁冶炼炉渣资源进行综合利用具有如下优点：1、设置在钢铁企业炼铁和炼钢生产工序末端，对上述工序产生的液态炉渣直接进行处理，能够高效回收多种炉渣的有价成分和热值；2、对钢渣进行改质，提高钢渣易磨性和稳定性；3、可以实现对钢渣以及废旧耐火材料的回收再利用，从而为转炉炼钢生产流程产生的多种炉渣资源和能源的后续利用，以及减少环境污染提供产品和技术支持；4、操作简便，能耗低，得到的改质炉渣可自然粉化，方便后续处理工序；自然粉化后，大于50mm的渣块质量占比≤20％，小于5mm的渣粒质量占比≥40％，其中自由CaO的含量小于4％。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本专利技术实施例提供的综合利用钢铁冶炼炉渣资源的方法的工艺流程图。图2为本专利技术实施例1处理后的改质炉渣的XRD分析结果。图3为本专利技术实施例2处理后的改质炉渣的XRD分析结果。图4为本专利技术实施例3处理后的改质炉渣的XRD分析结果。具体实施方式下面结合附图对本专利技术实施例进行详细描述。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合；并且，基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。本专利技术实施例提供一种综合利用钢铁冶炼炉渣资源的方法，其包括如下步骤：a)、将转炉炼钢过程产生的工业废弃物加入熔融高炉渣中，得到炉渣混合料；所述工业废弃物至少包括液态钢渣，所述液态钢渣包括：铁水预处渣、转炉渣、精炼渣中的一种或几种；b)、将所述炉渣混合料在保温坑内进行补热和保温，使其在1000℃以上，保温2～3h，得到改质炉渣；c)、将所述改质炉渣在保温坑内缓冷至200℃以下；将高炉渣罐吊出，将其内的改质炉渣倒入渣坑中自然冷却至室温；d)、将在渣坑中冷却至室温的改质炉渣进行后续处理。本专利技术提供的上述方法是在转炉炼钢生产流程各工序末端，通过向熔融高炉渣中兑入液态钢渣，同时可添加废旧耐火材料，对钢渣进行改质，提高钢渣易磨本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种综合利用钢铁冶炼炉渣资源的方法，其特征在于，包括如下步骤：/na)、将转炉炼钢过程产生的工业废弃物加入熔融高炉渣中，得到炉渣混合料；所述工业废弃物至少包括液态钢渣，所述液态钢渣包括：铁水预处渣、转炉渣和精炼渣中的一种或几种；/nb)、将所述炉渣混合料在保温坑内进行补热和保温，使其在1000℃以上，保温2～3h，得到改质炉渣；/nc)、将所述改质炉渣在保温坑内缓冷至200℃以下；将高炉渣罐吊出，将其内的改质炉渣倒入渣坑中自然冷却至室温；/nd)、将在渣坑中冷却至室温的改质炉渣进行后续处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种综合利用钢铁冶炼炉渣资源的方法，其特征在于，包括如下步骤：
a)、将转炉炼钢过程产生的工业废弃物加入熔融高炉渣中，得到炉渣混合料；所述工业废弃物至少包括液态钢渣，所述液态钢渣包括：铁水预处渣、转炉渣和精炼渣中的一种或几种；
b)、将所述炉渣混合料在保温坑内进行补热和保温，使其在1000℃以上，保温2～3h，得到改质炉渣；
c)、将所述改质炉渣在保温坑内缓冷至200℃以下；将高炉渣罐吊出，将其内的改质炉渣倒入渣坑中自然冷却至室温；
d)、将在渣坑中冷却至室温的改质炉渣进行后续处理。


2.根据权利要求1所述的综合利用钢铁冶炼炉渣资源的方法，其特征在于，所述工业废弃物还包括废旧耐火材料。


3.根据权利要求2所述的综合利用钢铁冶炼炉渣资源的方法，其特征在于，步骤a中，所述炉渣混合料中高炉渣、钢渣和耐火材料的质量比为1:(1～3):(0～0.3)。


4.根据权利要求1所述的综合利用钢铁冶炼炉渣资源的方法，其特征在于，所述步骤a具体为：将转炉炼钢过程产生的工业废弃物加入盛有熔融高炉渣的高炉渣罐中，得到炉渣混合料，而后在高炉渣罐顶部加盖罐盖；所述罐盖设置有可对罐体内部进行加热的加热装置。


5.根据权利要求4所述的综合利用钢铁冶炼炉渣资源的方法，其特征在于，所述加...

【专利技术属性】
技术研发人员：张芳，赵立杰，彭军，常宏涛，王艺慈，罗果萍，
申请(专利权)人：内蒙古科技大学，
类型：发明
国别省市：内蒙古;15