[發明專利]熔融態高爐渣顯熱的高效利用方法

有效

• 申請號: 201610054079.5
• 申請日: 2016-01-27
• 公開（公告）號: CN105731804B
• 公開（公告）日: 2019-03-05
• 發明（設計）人: 宋春燕;貴永亮;張偉;秦榮環;胡桂淵
• 申請（專利權）人: 華北理工大學
• 主分類號: C03C10/00
• 分類號: C03C10/00;C03C6/10
• 代理公司: 唐山永和專利商標事務所 13103
• 代理人: 張云和

本發明涉及一種熔融態高爐渣顯熱的高效利用方法。在高爐煉鐵生產現場，取出高溫液態高爐渣，與制備微晶玻璃所需的其它輔料一起，直接加入到恒溫電爐的石墨坩堝內，利用高溫熔融態高爐渣顯熱對石墨坩堝內的輔料熔融，并控制石墨坩堝溫度使全部物料在石墨坩堝內完成成分均勻化；將完成全部熔融及成分均勻化的液態物料澆注到恒溫控制的模具中，在模具中完成微晶玻璃的形核和長大，最終獲得高爐渣微晶玻璃。本發明充分且高效地利用了熔融態高爐渣顯熱，避免了目前高爐渣處理工藝中的能源浪費，并使高爐渣微晶玻璃制備工藝中的輔料無需提前熔融，節省了熔融輔料所需要的能源，降低了生產成本，縮短了生產周期。

技術領域

本發明涉及冶金能源回收及固體廢棄物綜合利用，具體是一種熔融態高爐渣顯熱的高效利用方法。

背景技術

煉鐵生產過程產生的高爐渣其顯熱能級很高，在冶金行業屬于高品質余熱資源。高爐渣從高爐內排出的溫度通常在1450℃以上，每噸高爐渣所含的一次顯熱大致相當于60kg標準煤的熱值。目前，我國的高爐渣大部分采用水淬法制取水渣，然后作為水泥原料使用。雖然有些企業利用沖渣水的余熱用于供暖，能夠解決廠區內部部分采暖或浴室的供熱，但是這種利用僅占高爐渣全部顯熱的10%左右，并且受時間和地域的限制，在夏季或者無取暖設施的南方地區，這部分能源也只能白白浪費掉。同時，沖水渣工藝還需要浪費大量寶貴的水資源。

作為鋼鐵冶煉的副產品，高爐渣的主要成分是氧化鈣、二氧化硅、氧化鋁和氧化鎂等氧化物，是制作微晶玻璃的良好原材料。針對利用高爐渣制備微晶玻璃的現有技術，主要是熔融法或者燒結法。熔融法要經過配料、熔制、成型、核化和晶化等一系列過程，燒結法需要配料、冷壓或熱壓成型、高溫燒結及后續熱處理等工序。顯然這些工藝技術使用的都是固態高爐渣用于配料，對高溫熔融態高爐渣的顯熱利用無能為力，不僅沒有利用高溫液態高爐渣的顯熱資源，而且還額外需要大量的能源來進行熔制、燒結和熱處理。

發明專利[申請號：201010274345.8]提出了利用液態高爐渣直接制作微晶玻璃的方法，雖然使用的是液態高爐渣，但是并沒有提出液態高爐渣的熱量利用及回收，而且加入的輔料SiO₂必須是熔融態，配料爐窯需要提前預熱至高爐出渣溫度，這也都需要消耗大量的能源。

發明內容

本發明針對熔融態高爐渣具有高熱值的特點，提供一種工藝簡單且高效利用熔融態高爐渣顯熱的方法，以提高高爐渣的利用價值，同時降低高爐渣微晶玻璃的生產成本和制造周期。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種熔融態高爐渣顯熱的高效利用方法，其特別之處在于：

在高爐煉鐵生產現場，取出高溫液態高爐渣，與制備微晶玻璃所需的其它輔料一起，直接加入到恒溫電爐的石墨坩堝內，利用高溫熔融態高爐渣顯熱對石墨坩堝內的輔料熔融，并控制石墨坩堝溫度使全部物料在石墨坩堝內完成成分均勻化；

將完成全部熔融及成分均勻化的液態物料澆注到恒溫控制的模具中，根據預設的高爐渣微晶玻璃的化學成分的不同，選用一段或兩端恒溫的熱處理方式，在模具中完成微晶玻璃的形核和長大，最終獲得高爐渣微晶玻璃。

采用上述技術方案的本發明，與現有技術相比，其優點是：

充分且高效地利用了熔融態高爐渣顯熱，避免了目前高爐渣處理工藝中的能源浪費，并使高爐渣微晶玻璃制備工藝中的輔料無需提前熔融，節省了熔融輔料所需要的能源，降低了生產成本，縮短了生產周期。

本發明進一步的技術方案是：

高爐渣用量占制備微晶玻璃總原料的45-70%，高爐渣顯熱的利用效率在90%以上。