[實用新型]一種余熱回收的高爐渣旋流處理裝置

有效

• 申請號: 201721600260.8
• 申請日: 2017-11-27
• 公開（公告）號: CN207581840U
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 陳光;包向軍;李顯寶;程燦;錢錢
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: C21B3/08
• 分類號: C21B3/08;F27D17/00;F22B1/04
• 代理公司: 安徽知問律師事務所 34134
• 代理人: 劉佳偉;胡鋒鋒

本實用新型公開了一種余熱回收的高爐渣旋流處理裝置，屬于鋼鐵冶金行業中的高爐渣處理工藝領域。本實用新型的處理裝置，包括：筒體，高爐渣自筒體頂部落入，由筒體底部排出；旋流冷卻單元，旋流冷卻單元用于對落入筒體內的高爐渣進行沖擊，使得高爐渣貼著筒體的內壁呈螺旋線狀下降。本實用新型顯著減少了冷卻水量的消耗，有效提高了余熱回收效率。

技術領域

本實用新型涉及鋼鐵冶金行業中的高爐渣處理工藝，更具體地說，涉及一種余熱回收的高爐渣旋流處理裝置。

背景技術

在生產鐵水的同時，高爐還產出大量的液態高爐渣。液態高爐渣出爐溫度在 1400～1500℃，蘊含著很高的熱能，每噸液態高爐渣蘊含的熱量相當于約64kg標準煤所含的熱量，屬于高品位的余熱資源，具有很高的回收利用價值。同時高爐渣是一種性能良好的硅酸鹽材料，可以作為生產建筑材料和化肥的原料。急冷處理后的高爐渣具有潛在的水硬膠凝性能，是優良的水泥原料，因此國內外各研發機構在借鑒前人經驗的基礎上爭相針對高爐渣的顯熱回收及其渣的資源化利用展開研究。現有的水淬高爐渣工藝，會形成大量低品質的溫水及飽和蒸氣，但很難被回收利用，且其中大約15％的沖渣水會蒸發吸熱變成水蒸氣而放散掉，不僅造成了能量和水資源的浪費，同時水蒸氣中含有大量有害物質，嚴重污染環境。因此研究高爐渣的新型回收方法成為該領域的一個新研究課題，目前，國內外均已開展了該項研究，并設計了轉杯式成渣工藝、滾筒式成渣工藝、噴吹散射工藝和鋼球成渣工藝，具體如下。

轉杯式成渣工藝：液態高爐渣通過注渣管流入位于中心的旋轉氣流粒化器，在旋轉杯的邊緣，液態渣在離心力的作用下甩出粒化，在旋轉杯的邊周圍同時引入環形空氣射流，使液態渣薄膜產生不穩定的波動，以促進液態渣的破碎。高溫渣粒撞擊內壁，與外壁冷卻水管中冷卻水進行熱交換，粒化渣反彈至初級流化床內，與流化空氣和埋在床層內的換熱管道進行熱交換，約回收43％熱量。隨后，渣粒溢出至二級流化床內，約回收20％熱量。最后，爐渣通過排渣槽排出，熱空氣出口溫度達400～600℃，進入余熱回收系統加以利用。該工藝的優點是渣粒冷卻速度快，粒化中玻璃相大于90％；缺點是工藝回收設備較復雜，水冷壁易沾渣，空氣消耗大導致動力消耗大。

滾筒式成渣工藝：滾筒式冷渣器由傳熱滾筒、進渣裝置、出渣裝置、轉動機構、冷卻水系統及控制裝置等組成。它由兩個直徑不等的內外鋼筒套裝在一起，并構成封閉的水環形空腔，在內筒內壁焊接螺旋狀葉片，在螺旋葉片間密布縱向葉片。在滾筒的轉動下，鍋爐排渣在螺旋葉片形成的溝槽內流動，并沿滾筒軸線方向向冷渣器出口移動。該工藝的優點是安裝方便，易操作，對渣粒度要求不嚴，可靠性高，設備造價低，運行電耗低；缺點是長期運行容易發生旋轉接頭軸向偏移，螺旋肋片(導流片)易損壞，出渣量及出渣溫度有時不能達到設計值，旋轉接頭易漏水。

噴吹散射工藝：日本新日鐵建立了專門進行高爐渣熱量回收的工廠，將液態渣倒入傾斜的渣溝中，渣溝下設鼓風機，液渣從渣溝末端流出時與鼓風機吹出的高速空氣流接觸后迅速粒化并被吹到換熱器內，渣在運行過程中從液態迅速凝結成固態，通過輻射和對流進行熱交換，渣溫從1500℃降到1000℃。渣在熱交換器內冷卻到300℃左右后，通過傳送帶送到儲渣槽內。該工藝的優點是熱回收率高(40～45％)、各項性能參數均比水沖渣好；缺點是風量大、動力消耗大，噴吹散射得到的粒化渣的顆粒直徑分布范圍較寬，不利于后續處理。

鋼球成渣工藝：俄羅斯文獻號RU2018494專利公開了一種《渣處理方法及實施裝置》，該方法是將液態爐渣注入裝置的滾筒內，當爐渣與置于滾筒內的鋼球接觸時被急冷，爐渣由液態轉成脆狀可塑態并凝固在球體表面，由于球體的運動和彼此碰撞，爐渣被破碎成700℃左右粒狀的固態渣，固態渣連續輸送到氣渣熱交換器內與循環氣體進行熱交換。NKK公司則將熔融的高爐渣通過管道進入2個轉鼓之間，轉鼓連續轉動將渣擠壓形成一層薄渣片，轉鼓內通入交換氣體冷卻渣，熱氣體回收用于發電、供暖等。該工藝的優點是冷卻速度快，成渣速度快；缺點是工藝步驟復雜、故障率高、成本高，滾筒易磨損、高溫變形。