钢渣在线处理系统技术方案

本实用新型专利技术为一种钢渣在线处理系统，包括，设置于电炉出渣口下方的预处理装置，预处理装置用于对高温钢渣通过碳粉和粉煤灰进行高温还原改性、余热回收和搅拌破碎；预处理装置的出口处设置复合喷嘴；回转结构，能转动地设置于预处理装置的出口处，用于承接和有压热焖预处理装置排出的钢渣；复合喷嘴复合喷吹氮气和电炉余热蒸气以使预处理装置排出的钢渣进入回转结构；钢渣存储仓；余热锅炉用于回收高温钢渣余热；除尘过滤系统用于为来自余热锅炉的废气除尘，除尘后的废气与蒸汽混合循环再利用。本实用新型专利技术能高效回收钢渣显热和渣中铁；提高钢渣安定性，提高钢渣回收利用率。提高钢渣回收利用率。提高钢渣回收利用率。

【技术实现步骤摘要】
钢渣在线处理系统


[0001]本技术涉及钢铁冶金
，尤其涉及一种钢渣在线处理系统。

技术介绍

[0002]目前，钢渣作为炼钢工业排出的一种冶炼废渣，其综合利用已成为炼钢厂的头号难题。由于产生量巨大、缺乏有效的综合利用途径，导致钢渣的综合利用率一直较低，目前主要用作道路材料、回填材料和水泥、混凝土原料等。
[0003]钢渣也是一种优质的废热资源，液态钢渣温度为1450～1650℃，比热容为1.2kJ/(kg
·
℃)，热焓值可达2000MJ/t，相当于61kg标准煤。
[0004]实质上，钢渣是一种可二次利用的资源，但在钢渣的大规模应用中，存在体积安定性差、胶凝活性低、化学波动大等问题，降低了钢渣的利用率和利用效率。钢渣主要是由钙、镁、铁、硅和少量的铝、钠、锰等的氧化物组成，由于炼钢工艺和炼钢要求不同，使得钢渣的化学组成有一定的波动性，但主要以CaO、SiO2、Fe2O3、FeO、Al2O3、MgO、MnO和P2O5等氧化物存在。钢渣中的CaO是钢渣的主要氧化物，其含量一般为40％～60％，主要作为钢渣的钙源。钢渣中含有的f
‑
CaO(游离氧化钙)和f
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MgO(游离氧化镁)水化后会产生体积膨胀，这成为了影响钢渣安定性的重要因素。钢渣中的f
‑
CaO水化后会生成Ca(OH)2，使得钢渣的体积增大1.98倍，钢渣中的f
‑
MgO水化会生成Mg(OH)2，使钢渣的体积增大2.48倍；因此钢渣在混凝土中的使用有很大的局限性，不适用于钢渣掺量过高时；钢渣掺量过高，容易引起混凝土开裂，导致建筑物结构破坏，带来重大的安全隐患。
[0005]钢渣难以大规模推广应用的主要原因有：(1)炼钢时加入的过多石灰导致钢渣中含有较多的游离氧化钙，作建材时易膨胀造成破坏；(2)钢渣中含有一定量的水硬胶凝性矿物硅酸三钙和硅酸二钙，但含量较少，活性较差，难以满足水泥和混凝土行业对辅助性胶凝材料的技术要求；(3)钢渣中含铁矿物如铁酸二钙、RO相等含量较多，导致钢渣磨细制备钢渣粉时，粉磨电耗高。为此，改善钢渣的体积稳定性和水硬胶凝性，是钢渣实现在道路工程、回填工程及水泥、混凝土行业大规模应用的关键。
[0006]因此钢渣处理应有四个目标：
[0007]1)降低钢渣中游离CaO的含量至1％以下，提高钢渣安定性；
[0008]2)回收渣中金属铁，降低渣中RO相氧化物；
[0009]3)在高温状态下与钢渣生成较多的硅酸三钙、硅酸二钙和铝酸三钙等水硬胶凝性矿物；
[0010]4)回收钢渣余热。
[0011]目前应用的钢渣的稳定化处理工艺主要有热泼法、风淬法、滚筒法、常压池式热闷法和辊压破碎
‑
余热有压热闷法等。热泼法占地面积大，处理周期长，蒸汽量大且无组织排放，处理后的钢渣游离氧化钙残留较多；风淬法仅能处理流动性良好的液态熔融钢渣，而对于转炉钢渣来说，液态渣粘度高使得风淬法对于钢渣的处理率难以突破50％；滚筒法也只能处理流动性良好的钢渣，对设备磨损较重；常压池式热闷法占地少，可处理任何液态或固
体钢渣，处理后的钢渣游离氧化钙含量低，但处理周期需24h；钢渣辊压破碎
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余热有压热闷法虽然可以快速消解钢渣中的游离氧化钙，但无法有效提高钢渣的水硬胶凝性。
[0012]钢渣水硬胶凝性低的主要原因是炼钢完毕产生的钢渣中SiO2、Al2O3、CaO成分含量较低，难以生成较多的水硬胶凝性矿物硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙等，因此改善钢渣的水硬胶凝性可在高温状态下与钢渣生成较多的硅酸三钙、硅酸二钙和铝酸三钙等水硬胶凝性矿物。
[0013]无论是余热回收、热焖粉化还是辊压破碎的钢渣处理的方法基本都是属于“冷却——破碎——磁选”的物理处理方法的范畴，虽然能够达到回收钢渣余热、回收渣中金属和尾渣进一步利用的目的，但仍存在高温显热未充分利用,钢渣中铁氧化物回收低的问题。
[0014]现有技术中存在一种钢渣改性及综合利用系统，采用改性电炉对液态钢渣进行提温改性处理，该技术存在以下问题：
[0015]1)该技术可在一定程度上实现钢渣的处理目标，然而其冶炼过程仍依赖煤基还原剂，还原过程温室气体和污染物排放量大，而且生产过程所需能源来源于化石燃料等不可再生资源，无法有效解决钢铁生产过程的能源消耗问题；
[0016]2)钢渣中的全铁含量一般不超过20％，因此从钢渣中还原出的金属铁占比很少，并沉积在炉子的底部。该技术中炉渣与还原出的金属铁共处一室，并且炉渣因比重小而覆盖在金属铁的上方，因此电极很难穿越对铁水进行加热，冶炼效率大幅降低；
[0017]3)此技术用碳热还原氧化铁的同时，也会将CaO、MgO从铁/硅酸钙等物象中置换出来，导致钢渣中CaO、MgO含量上升，不利于提升钢渣作为水泥掺和料的安定性，从而限制了钢渣的进一步回收利用。
[0018]现有技术中还存在一种钢渣辊压破碎余热有压白解和余热回收利用综合处理系统，该技术存在以下问题：
[0019]1)钢渣辊压破碎
‑
余热有压热闷法虽然可以快速消解钢渣中的游离氧化钙，但无法有效提高钢渣的水硬胶凝性；
[0020]2)本技术钢渣余热回收利用效率比较低，主要是因为先用空气与钢渣换热，然后空气再与水换热形成蒸汽，换热次数多，能源损耗多。
[0021]由此，本专利技术人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种钢渣在线处理系统，以克服现有技术的缺陷。

技术实现思路

[0022]本技术的目的在于提供一种钢渣在线处理系统，本技术能高效回收钢渣显热和渣中铁；消除钢渣中游离氧化钙提高钢渣安定性，满足钢渣后续作为水泥掺和剂的使用要求，提高钢渣回收利用率；增加钢渣中硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙等矿物改善钢渣的水硬胶凝性，满足钢渣后续作为水泥掺和剂的使用要求，提高钢渣回收利用率。
[0023]本技术的目的是这样实现的，一种钢渣在线处理系统，包括，
[0024]设置于电炉出渣口下方的预处理装置，所述预处理装置用于对高温钢渣通过碳粉和粉煤灰进行高温还原改性、余热回收和搅拌破碎；所述预处理装置的出口处设置复合喷嘴；
[0025]回转结构，能转动地设置于所述预处理装置的出口处，用于承接和有压热焖所述
预处理装置排出的钢渣；所述复合喷嘴复合喷吹氮气和电炉余热蒸气以使所述预处理装置排出的钢渣进入所述回转结构；
[0026]钢渣存储仓，设置于所述回转结构的出口处，用于接收存储自所述回转结构排出的钢渣；
[0027]余热锅炉，与所述预处理装置和所述回转结构连通，用于回收高温钢渣余热；
[0028]除尘过滤系统，与所述余热锅炉连通，用于为来自所述余热锅炉的废气除尘，除尘后的废气与蒸汽混合循环再利用。
[0029]在本技术的一较佳实施方式中，所述预处理装置包括换热装置、换热结构和中空的圆盘结构，所述圆盘结构的入口处设置粉本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢渣在线处理系统，其特征在于，包括，设置于电炉出渣口下方的预处理装置，所述预处理装置用于对高温钢渣通过碳粉和粉煤灰进行高温还原改性、余热回收和搅拌破碎；所述预处理装置的出口处设置复合喷嘴；回转结构，能转动地设置于所述预处理装置的出口处，用于承接和有压热焖所述预处理装置排出的钢渣；所述复合喷嘴复合喷吹氮气和电炉余热蒸气以使所述预处理装置排出的钢渣进入所述回转结构；钢渣存储仓，设置于所述回转结构的出口处，用于接收存储自所述回转结构排出的钢渣；余热锅炉，与所述预处理装置和所述回转结构连通，用于回收高温钢渣余热；除尘过滤系统，与所述余热锅炉连通，用于为来自所述余热锅炉的废气除尘，除尘后的废气与蒸汽混合循环再利用。2.如权利要求1所述的钢渣在线处理系统，其特征在于，所述预处理装置包括换热装置、换热结构和中空的圆盘结构，所述圆盘结构的入口处设置粉煤灰喷吹口和碳粉喷吹管，所述圆盘结构内能转动的设置所述换热结构，所述换热结构用于对圆盘结构内高温钢渣余热回收和搅拌破碎，所述换热结构与所述换热装置连通。3.如权利要求2所述的钢渣在线处理系统，其特征在于，所述圆盘结构内设置换热仓，所述换热结构包括沿周向间隔设置于所述换热仓内的换热片和换热辊，所述换热片用于与高温钢渣换热且用于推动钢渣由所述圆盘结构的入口处移向出口处；所述换热辊用于搅拌破碎钢渣且与高温钢渣换热；所述换热片和所述换热辊的径向内侧一端均连接于竖直的旋转轴上，所述旋转轴上连接驱动电机，所述驱动电机驱动所述旋转轴带动所述换热片和所述换热辊转动。4.如权利要求3所述的钢渣在线处理系统，其特征在于，所述换热片和所述换热辊内均设置换热介质通道，所述旋转轴内隔离设置轴内介质流出腔和轴内介质回流腔，所述轴内介质流出腔和所述轴内介质回流腔均与各所述换热介质通道连通，所述旋转轴密封穿过所述圆盘结构，且所述轴内介质流出腔和所述轴内介质回流腔均与所述换热装置连通。5.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘宏涛，常旭，常海，王永涛，黄伟，李佳辉，王少臣，郭豪，
申请(专利权)人：中冶京诚工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：