【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钢渣处理，具体涉及一种高温钢渣熔态高效处理全量资源化利用系统及方法。
技术介绍
1、钢渣的主要化学成分有cao、sio2、feo、fe2o3等氧化物。从化学组成上讲钢渣是具有铁、硅酸钙两类物料资源回收价值。此外，钢渣出渣温度超过1600℃，吨渣热值超过50kg标煤，具有重大的热能回收价值。总之，钢渣是一种具有铁、硅酸钙及热能3种资源利用价值。钢渣中有5~10%的残钢，往往通过破碎磁选加工进行部分回收，得到废钢和磁选粉返回钢铁生产流程，但主流工艺处理后仍剩余近80%的钢渣尾渣无法有效的资源化利用。
2、传统钢渣处理主要回收了其中金属铁资源，大量尾渣中的铁氧化物无法有效回收，整体铁元素回收率仅为30~40%，超过60%的铁元素随尾渣白白浪费。目前钢渣处理主要以热闷法为主，但热闷仅能部分解决钢渣的安定化问题，无法彻底解决尾渣利用过程中产生的膨胀开裂问题。同时，因尾渣中含有较高的铁氧化物，导致其中硅酸钙等胶凝活性物质比例偏低，尾渣粉磨制备微粉存在活性低、粉磨能耗等问题，均不利于尾渣的资源化利用。传统主流钢渣处理工艺不能从根本上解决钢渣中铁、硅酸钙无机材料物料回收特性，且处理过程不具备余热回收条件，无法真正有效的回收钢渣中全部资源。
技术实现思路
1、技术目的：针对上述现有钢渣资源回收存在的不足，本专利技术公开了一种可充分利用高温钢渣的余热资源，并对铁资源及钢渣处理尾渣进行利用的高温钢渣熔态高效处理全量资源化利用系统及方法。
2、技术方案：为实现上述技术
3、一种高温钢渣熔态高效处理全量资源化利用系统，包括用于钢渣熔炼还原的钢渣熔炼还原装置，用于对熔炼产生的还原铁水进行脱磷处理的脱磷装置，用于对钢渣熔炼产生的改性渣进行处理的改性渣水淬装置以及用于对熔炼产生的高温烟气进行处理的高温烟气超净排放装置；所述脱磷装置包括脱磷罐、脱磷罐车、扒渣器以及电极加热器，所述脱磷罐设置在脱磷罐车上，通过脱磷罐车带动脱磷罐在钢渣熔炼还原装置、扒渣器和电极加热器之间移动，还原铁水在脱磷罐内与脱磷剂反应进行脱磷处理，电极加热器用于在脱磷时对还原铁水进行加热以维持还原铁水处于合适的脱磷温度。
4、优选地，本专利技术的钢渣熔炼还原装置包括用于存放和转运钢渣的钢渣罐、用于对钢渣进行冶炼处理的钢渣熔炼炉以及内置有还原剂的还原剂仓，所述钢渣熔炼炉上设置用于对钢渣进行加热熔炼的中空管式电极，所述中空管式电极与还原剂仓连通，还原剂通过中空管式电极进入钢渣熔炼炉内。
5、优选地，本专利技术的钢渣熔炼炉下部设置用于将还原铁水排放至脱磷罐的出铁口，在钢渣熔炼炉的炉壁上设置用于向炉内供氧进行冶炼的氧枪以及用于将冶炼还原形成的改性渣排出的出渣口，改性渣水淬装置与出渣口相连通。
6、优选地，本专利技术的改性渣水淬装置包括冲渣沟和冲渣池，所述冲渣池设置在钢渣熔炼炉的一侧，冲渣沟设置在出渣口处，将改性渣导入冲渣池内。
7、优选地，本专利技术的脱磷装置还设有用于进行脱磷剂供给的脱磷粉仓，所述脱磷粉仓底部设置喷吹管，所述喷吹管连接有压缩空气气源，通过压缩空气带动粉状的脱磷剂进入还原铁水内。
8、优选地，本专利技术的高温烟气超净排放装置包括用于烟气收集的高温烟气罩以及在高温烟气罩出口端依次连接的补充燃烧室、沉降室、调温室、布袋除尘器、排气管、引风机和烟囱；在补充燃烧室内安装有燃烧器，沉降室内设置用于对烟气余热进行回收利用的换热器。
9、本专利技术还公开一种基于上述高温钢渣熔态高效处理全量资源化利用系统的利用方法，将钢渣加入钢渣熔炼炉中加热至还原温度范围后，加入还原剂对熔融钢渣进行还原处理形成还原铁水和改性渣，还原铁水从钢渣熔炼炉的出铁口进入脱磷装置进行脱磷处理，改性渣从钢渣熔炼炉的出渣口进入改性渣水淬装置进行处理，钢渣熔炼炉的烟气进入高温烟气超净排放装置进行处理后排放。
10、优选地，本专利技术的还原铁水从钢渣熔炼炉的出铁口进入脱磷装置进行脱磷处理的过程包括：先在脱磷罐内放入脱磷粉，然后通过脱磷罐车带动脱磷罐移动至钢渣熔炼炉的出铁口下方，还原铁水从出铁口进入脱磷罐内与脱磷粉混合进行一次脱磷反应，并在一次脱磷反应完成后，通过脱磷罐车将脱磷罐移动至扒渣器处对脱磷渣进行扒渣处理；
11、然后通过脱磷罐车将脱磷罐移动至电极加热器处，通过电极加热器对一次脱磷后的还原铁水进行加热，使还原铁水再次达到脱磷反应温度范围，然后通过脱磷粉仓下方的喷吹管将脱磷粉吹入脱磷罐的还原铁水中，进行二次脱磷反应，并在二次脱磷反应完成后，通过脱磷罐车将脱磷罐移动至扒渣器处对脱磷渣进行二次扒渣处理，得到符合要求的铁水，两次脱磷反应产生的脱磷渣作为磷化工产业原料使用。
12、优选地，本专利技术的改性渣水淬装置对改性渣处理的过程包括：当钢渣在钢渣熔炼炉冶炼时，冶炼产生的改性渣漂浮在还原铁水上，在改性渣累积到排渣量时，打开钢渣熔炼炉的炉壁上的出渣口，熔态的改性渣经出渣口流向冲渣沟，并在冲渣沟内压力水冲击作用下进入冲渣池，急冷形成可用于制备矿渣微粉的改性水渣。
13、优选地，本专利技术的高温烟气超净排放装置对烟气处理的过程包括：钢渣熔炼炉冶炼产生的高温烟气钢渣熔炼炉上方发生二次燃烧反应部分消除了还原反应产生的co，高温烟气经高温烟气罩收集进入补充燃烧室，在补充燃烧室内燃烧器的作用下将烟气中剩余的，co全部燃烧完毕，然后通过引风机使气体在沉降室中换热器的作用下降温至一定温度，进而在调温室中加湿器喷水冷却至满足布袋除尘器作业温度，最终达标的烟气通过烟囱外排。
14、有益效果：本专利技术所提供的一种高温钢渣熔态高效处理全量资源化利用系统及方法具有如下有益效果：
15、1、本专利技术的系统具有装备自动化程度高，生产效率高，系统处理周期短，经济成本合理，系统能耗低等优势，高温钢渣转变为合格铁水、改性水渣和富磷渣三种有价资源，具有突出的经济效益，实现了钢渣的全量资源化利用，工艺铁元素回收率超过90%，远超过传统工艺不到40%的铁元素回收率；处理所得改性水渣活性指数超过90%，可以制备高活性矿渣微粉，彻底解决了传统钢尾渣利用难题。
16、2、本专利技术的的脱磷装置通过脱磷罐车带动脱磷罐移动，在钢渣熔炼还原装置、扒渣器和电极加热器之间移动，可以接受熔炼产生的还原铁水进行脱磷处理，并通过电极加热器可以维持还原铁水在脱磷工序中维持在合适的脱磷反应温度范围内，从而保证脱磷效果，从而使脱磷后的还原铁水磷含量符合转炉炼钢的需求，从而实现对铁元素资源高效回收利用，回收率可达90%以上。
17、3、本专利技术对于熔炼产生的改性渣进行水淬处理，从而形成改性水渣，改性水渣具有胶凝活性好，浸水膨胀率低、粉磨能耗低等优点，从根本上解决了传统钢渣尾渣难以利用的难题。
18、4、本专利技术的脱磷装置使用粉状的脱磷剂与还原铁水混合进行脱磷处理，在进行脱磷处理时，通过喷水管连接压缩空气气源将粉状的脱磷剂喷吹进入还原铁水内，从而保证在二次脱磷时，脱磷剂与还原铁水的混合均匀性，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高温钢渣熔态高效处理全量资源化利用系统，其特征在于，包括用于钢渣熔炼还原的钢渣熔炼还原装置（1），用于对熔炼产生的还原铁水（2）进行脱磷处理的脱磷装置（3），用于对钢渣熔炼产生的改性渣（4）进行处理的改性渣水淬装置（5）以及用于对熔炼产生的高温烟气进行处理的高温烟气超净排放装置（6）；所述脱磷装置（3）包括脱磷罐（7）、脱磷罐车（8）、扒渣器（9）以及电极加热器（10），所述脱磷罐（7）设置在脱磷罐车（8）上，通过脱磷罐车（8）带动脱磷罐（7）在钢渣熔炼还原装置（1）、扒渣器（9）和电极加热器（10）之间移动，还原铁水（2）在脱磷罐（7）内与脱磷剂反应进行脱磷处理，电极加热器（10）用于在脱磷时对还原铁水（2）进行加热以维持还原铁水（2）处于合适的脱磷温度。
2.根据权利要求1所述的一种高温钢渣熔态高效处理全量资源化利用系统，其特征在于，所述钢渣熔炼还原装置（1）包括用于存放和转运钢渣的钢渣罐（11）、用于对钢渣进行冶炼处理的钢渣熔炼炉（12）以及内置有还原剂（13）的还原剂仓（14），所述钢渣熔炼炉（12）上设置用于对钢渣进行加热熔炼的中空管式电极（15），
3.根据权利要求2所述的一种高温钢渣熔态高效处理全量资源化利用系统，其特征在于，所述钢渣熔炼炉（12）下部设置用于将还原铁水（2）排放至脱磷罐（7）的出铁口（16），在钢渣熔炼炉（12）的炉壁上设置用于向炉内供氧进行冶炼的氧枪（17）以及用于将冶炼还原形成的改性渣（4）排出的出渣口（18），改性渣水淬装置（5）与出渣口（18）相连通。
4.根据权利要求3所述的一种高温钢渣熔态高效处理全量资源化利用系统，其特征在于，所述改性渣水淬装置（5）包括冲渣沟（19）和冲渣池（20），所述冲渣池（20）设置在钢渣熔炼炉（12）的一侧，冲渣沟（19）设置在出渣口（18）处，将改性渣（4）导入冲渣池（20）内。
5.根据权利要求1所述的一种高温钢渣熔态高效处理全量资源化利用系统，其特征在于，所述脱磷装置（3）还设有用于进行脱磷剂供给的脱磷粉仓（21），所述脱磷粉仓（21）底部设置喷吹管（22），所述喷吹管（22）连接有压缩空气气源，通过压缩空气带动粉状的脱磷剂进入还原铁水（2）内。
6.根据权利要求1所述的一种高温钢渣熔态高效处理全量资源化利用系统，其特征在于，所述高温烟气超净排放装置（6）包括用于烟气收集的高温烟气罩（23）以及在高温烟气罩（23）出口端依次连接的补充燃烧室（24）、沉降室（25）、调温室（26）、布袋除尘器（27）、排气管（28）、引风机（29）和烟囱（30）；在补充燃烧室（24）内安装有燃烧器（31），沉降室（25）内设置用于对烟气余热进行回收利用的换热器（32）。
7.一种高温钢渣熔态高效处理全量资源化利用方法，使用如权利要求1-6任一所述的利用系统，其特征在于，将钢渣加入钢渣熔炼炉中加热至还原温度范围后，加入还原剂对熔融钢渣进行还原处理形成还原铁水和改性渣，还原铁水从钢渣熔炼炉的出铁口进入脱磷装置进行脱磷处理，改性渣从钢渣熔炼炉的出渣口进入改性渣水淬装置进行处理，钢渣熔炼炉的烟气进入高温烟气超净排放装置进行处理后排放。
8.根据权利要求7所述的一种高温钢渣熔态高效处理全量资源化利用方法，其特征在于，所述还原铁水从钢渣熔炼炉的出铁口进入脱磷装置进行脱磷处理的过程包括：先在脱磷罐内放入脱磷粉，然后通过脱磷罐车带动脱磷罐移动至钢渣熔炼炉的出铁口下方，还原铁水从出铁口进入脱磷罐内与脱磷粉混合进行一次脱磷反应，并在一次脱磷反应完成后，通过脱磷罐车将脱磷罐移动至扒渣器处对脱磷渣进行扒渣处理；
9.根据权利要求7所述的一种高温钢渣熔态高效处理全量资源化利用方法，其特征在于，所述改性渣水淬装置对改性渣处理的过程包括：当钢渣在钢渣熔炼炉冶炼时，冶炼产生的改性渣漂浮在还原铁水上，在改性渣累积到排渣量时，打开钢渣熔炼炉的炉壁上的出渣口，熔态的改性渣经出渣口流向冲渣沟，并在冲渣沟内压力水冲击作用下进入冲渣池，急冷形成可用于制备矿渣微粉的改性水渣。
10.根据权利要求7所述的一种高温钢渣熔态高效处理全量资源化利用方法，其特征在于，高温烟气超净排放装置对烟气处理的过程包括：钢渣熔炼炉冶炼产生的高温烟气钢渣熔炼炉上方发生二次燃烧反应部分消除了还原反应产生的CO，高温烟气经高温烟气罩收集进入补充燃烧室，在补充燃烧室内燃烧器的作用下将烟气中剩余的，CO全部燃烧完毕，然后通过引风机使气体在沉降室中换热器的作用下降温至一定温度，进而在调温室中加湿器喷水冷却至满足布袋除尘器作业...
【技术特征摘要】
1.一种高温钢渣熔态高效处理全量资源化利用系统，其特征在于，包括用于钢渣熔炼还原的钢渣熔炼还原装置（1），用于对熔炼产生的还原铁水（2）进行脱磷处理的脱磷装置（3），用于对钢渣熔炼产生的改性渣（4）进行处理的改性渣水淬装置（5）以及用于对熔炼产生的高温烟气进行处理的高温烟气超净排放装置（6）；所述脱磷装置（3）包括脱磷罐（7）、脱磷罐车（8）、扒渣器（9）以及电极加热器（10），所述脱磷罐（7）设置在脱磷罐车（8）上，通过脱磷罐车（8）带动脱磷罐（7）在钢渣熔炼还原装置（1）、扒渣器（9）和电极加热器（10）之间移动，还原铁水（2）在脱磷罐（7）内与脱磷剂反应进行脱磷处理，电极加热器（10）用于在脱磷时对还原铁水（2）进行加热以维持还原铁水（2）处于合适的脱磷温度。
2.根据权利要求1所述的一种高温钢渣熔态高效处理全量资源化利用系统，其特征在于，所述钢渣熔炼还原装置（1）包括用于存放和转运钢渣的钢渣罐（11）、用于对钢渣进行冶炼处理的钢渣熔炼炉（12）以及内置有还原剂（13）的还原剂仓（14），所述钢渣熔炼炉（12）上设置用于对钢渣进行加热熔炼的中空管式电极（15），所述中空管式电极（15）与还原剂仓（14）连通，还原剂通过中空管式电极（15）进入钢渣熔炼炉（12）内。
3.根据权利要求2所述的一种高温钢渣熔态高效处理全量资源化利用系统，其特征在于，所述钢渣熔炼炉（12）下部设置用于将还原铁水（2）排放至脱磷罐（7）的出铁口（16），在钢渣熔炼炉（12）的炉壁上设置用于向炉内供氧进行冶炼的氧枪（17）以及用于将冶炼还原形成的改性渣（4）排出的出渣口（18），改性渣水淬装置（5）与出渣口（18）相连通。
4.根据权利要求3所述的一种高温钢渣熔态高效处理全量资源化利用系统，其特征在于，所述改性渣水淬装置（5）包括冲渣沟（19）和冲渣池（20），所述冲渣池（20）设置在钢渣熔炼炉（12）的一侧，冲渣沟（19）设置在出渣口（18）处，将改性渣（4）导入冲渣池（20）内。
5.根据权利要求1所述的一种高温钢渣熔态高效处理全量资源化利用系统，其特征在于，所述脱磷装置（3）还设有用于进行脱磷剂供给的脱磷粉仓（21），所述脱磷粉仓（21）底部设置喷吹管（22），所述喷吹管（22）连接有压缩空气气源，通过压缩空气带动粉状的脱磷剂进入还原铁水（2）内。...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴龙，张旭，杜刚，顾军，李占才，
申请(专利权)人：大峘集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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