汽碎浅闷处理转炉熔融钢渣
- 《汽碎浅闷处理转炉熔融钢渣》是一种金属冶炼技术。大部分方法主要重点在于废钢回收和渣利用，此类技术已经比较成熟；另一类技术侧重于熔融渣的显热利用，此类技术多数处于研究阶段。
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汽碎浅闷余热回收法可回收转炉熔融渣所含全部资源。它是在结合传统风碎原理和传统热闷原理的基础上，采用高压蒸汽代替压缩空气，用浅闷池代替深闷池，并整合热管余热回收系统，从而达到全部回收废钢、显热、废渣的目的。汽碎浅闷余热回收的原理主要包括熔渣冷却原理、渣铁分层原理、汽碎原理、浅闷原理及热原理
（1）熔渣冷却原理：关于高温液态渣从1600℃冷却到100℃以下室温的过程，根据所选择的冷却工艺的不同，最后的终渣成分也十分不同。因此，为了获得高品位的可供水泥行业使用的终渣，必须对熔渣的冷却过程实行严格控制，这样就必须对冷却过程中所发生的内涵有所了解。基本上，在不同温度段，有如下关键反应： 1600℃—液态渣 炉内高温形成稳定熔融渣 1200℃—半液态渣 C3S分解成C2S800℃－700 ℃ —固态渣 β－C2S分解 500℃以下—固态渣 活性稳定，但安定性未定采用淬冷方式，数秒钟之内渣温度从1600℃降到600℃，快速通过了两个不稳定温度区，使分解反应较少发生，因此渣成分基本上保持炉内高温渣成分（95%），活性成分得以保留。
（2）渣铁分层原理：关于渣和铁在液态下的存在状态，有两种不同的看法。传统的看法，认为液态渣铁由于比重、粘度等物理特性的不同，在包内存在一个分层接触的界面。另一种看法认为，实际上这一明显界面并不存在，而是液态渣铁相互混溶与共存。本文认为，实际情况应为拆衷情况：在倒渣初期，应是混溶状态；通过搅拌、静置一段时间后，应会分层，铁沉于底部。由于铁渣的重量比一般在10%左右，而铁的密度比渣的密度大2－3倍，所以铁的体积一般只占总熔渣体积的3%－5%，也即很薄的一层。渣铁是否分层对于后续各工序都有影响，甚至与是否加磁选设备和能否渣铁预分离都有重要关系。
（3）汽碎的原理比较简单，也是利用高压蒸汽在空中将落下的高温液态钢渣流股迅速击碎为细小液滴，液滴落下至筛板并与气流介质换热以回收显热，该过程中渣温被冷却至400℃左右。 汽碎有4个主要优点：1）高温液态铁极易氧化，采用蒸汽淬冷可减少氧化从而多回收废钢；2）同等条件下，蒸汽对渣粒的冲击力优于空气和氮气；3）蒸汽的实质是H2O，处理过程可参与改善废渣成分；4）蒸汽便于自产自用。
（4）浅闷的原理类似于传统的热闷渣工艺，也是利用水或带压蒸汽的作用稳定化处理渣成分，但是将闷渣时间大大缩短，即浅闷。传统的热闷渣约需十几个小时，而浅闷的时间尽量控制在一小时以内，以减小占地和投资。浅闷的原因如下：采用蒸汽淬冷方法，可使液态渣瞬间粒化并成分基本稳定。淬冷过后的渣粒径约φ2mm左右，已经达到普通热闷的粉化效果； 蒸汽淬冷过后，主要活性物质C2S和C3S含量高，活性好；f－CaO含量在1%上下，渣稳定性好。风碎或汽碎钢渣的活性成分要优于热闷渣，而要加强稳定性，只需浅闷即可。汽碎过后渣温仍有400℃左右，从安全和余热角度，需再降到常温，因此需再闷，目的之一是换热，因此浅闷即可。
（5）热管原理：热管是一种利用工质的相变来实现高效传热的元件。在余热回收场合，由于余热烟气的温度、含尘、间歇与波动等复杂性，使得换热器的安全和寿命提到很重要的位置。热管正适合这类场合的应用。
实际的系统可能在渣传送及浅闷池等部分因工艺不同而有所不同，但整个汽碎浅闷余热回收法的流程基本上由以下几大系统构成：
（1）进料系统：主要包括渣罐、流槽等；（2）处理塔：汽碎粒化系统：主要包括蒸汽喷嘴等；预分布室，送料系统：主要包括筛板、振动器等；挡板塔体 （3）浅闷池 （4）热管换热系统：包括软化水箱、给水泵、除氧器、汽包、蒸汽蓄热器、热管束等；（5）磁选系统（6）除尘器及烟道系统技术经济性分析
从资源价值分析可知，钢渣中废钢的价值最大，因此钢渣中废钢的实际比例关系重大。从文献资料报道来看，钢渣中废钢的比例可达10%，但实际调查发现，普遍只有7%左右。这其中有5%较易形成大块铁，容易回收；另2%混杂在废渣中，大部分必须磁选才能选出，剩余约0．5%左右存在于尾渣中无法简单回收。因此，作为一个有代表性的经济分析，我们取6．5%的废钢回收率比较符合普遍情况。 关于废渣的品位，热闷渣虽然稳定性好，但活性较差，必须再粉磨成钢渣微粉激发活性才有利用价值。风碎渣稳定性也可，最重要是活性成分保留最多，而且粒度均匀细小。虽然实践证明，无论哪两种渣，都不适合直接用于水泥行业，但是，风碎渣的品位要高于热闷渣这一点，是可以得到证实的。汽碎法比风碎法，Fe的氧化少。汽碎浅闷的终渣由于综合汽碎与热闷的优点，比风碎渣又要好些。几类方法回收废钢与废渣的情况比较见表2。 可见，汽碎浅闷法对于回收废钢和废渣利用来说，是最优的方案。我国钢渣利用率还较低（2009年只有22%左右），未来几年我国的钢渣处理可能以提高钢渣利用率为主，重点解决好废钢渣的出路问题。钢渣要做到“零排放”，其销售出路必须要有一个广阔、长期、稳定的市场来接纳，这只有水泥行业符合条件。
从这两点来说，钢渣热闷先求成分稳定化保证安全，再配套钢渣微粉工艺以便水泥应用，追求高附加价值，最适合我国的国情。但是，从长期的行业发展趋势来看，汽碎浅闷余热回收法有着更强的生命力，更接近钢渣利用的完美目标。其一，采用汽碎可以方便回收液态渣余热，余热效益甚至可与废渣利用相提并论。钢渣的余热利用，乃大势所趋。其二，汽碎过程中，液态渣的活性成份更多地得以保留，并且初步得到稳定，有利于后续的废渣升值利用。其三，汽碎粒化过程，使渣颗粒直径达到2mm左右这对于后续的粉磨环节，可节省大量能耗。其四，汽碎过程耗时短，每吨渣只需3－5分钟即同时完成余热回收、粒化、成分稳定等环节。尤其是粒化和成分稳定的耗时短，相比热闷工艺，占地更少，投资更省，更节能。其五，汽碎过程中，1600℃的液态渣瞬间冷却到600℃以下，整个冷却过程在密闭塔内进行，并且不与水直接接触，无爆炸危险，安全性优于热闷工艺。
鉴于转炉钢渣流动性渣约70%，固态渣（含护炉渣、炉底渣）约30%的基本现状、对钢渣采用汽碎浅闷处理流动渣 常规热闷工艺处理固态渣，可根本改变渣处理车间环境脏乱差和场地拥挤不堪的老大难局面。
热闷法：将液态的钢渣运至热闷处理生产线，直接倾翻至热闷装置中，盖上装置盖，自动化控制喷水产生蒸汽对钢渣进行消解处理，8～12小时后装置内温度降至60℃，打开装置盖，用挖掘机将钢渣铲出放入振动给料筛，<200mm的钢渣输送至筛分、磁选、提纯加工生产线。
风碎法：用高速气流在空中将落下的高温液态钢渣流股迅速击碎为细小液滴，并随气流定向飞行，在飞行过程中迅速冷却为半固态渣粒，直径2mm左右，然后分散落入水中，迅速冷却至常温。
其它方法：主要有渣山冷弃法、浅盘热泼水淬法、渣箱热泼法、滚筒法等。熔融渣的显热利用方法，分为熔融渣物理热回收技术和熔融渣化学热回收技术。
熔融渣物理热回收技术主要有风碎粒化余热锅炉热能回收法、风碎粒化振动流化床热能回收法、连铸式余热锅炉热能回收法、双内冷转筒粒化热能回收法、转杯粒化气流化床热能回收法、液态锡做热载体的热能回收方法、滚筒钢渣粒化及热能回收法。熔融渣化学热回收技术主要有生产矿棉、钢渣热态成型生产陶瓷产品、利用炉渣显热制氢技术、利用炉渣显热制煤气技术等。
对于钢渣处理，最完美的方案应该是：钢渣所含全部资源（废钢、显热、终渣）能够100%回收利用，并对环境不造成二次污染。作为实际方案，还可以加上经济成本最低这一条。综合分析国内外技术，还没有一种技术能同时回收高温熔融渣的显热、废钢并提高废渣附加值。而随着节能环保的大趋势日渐到来，正是研发这一代新技术的大好时机。从回收废钢的角度来说，热闷法也许是最合适的，最多可回收废钢10%，回收率90%以上；从有效回收熔融渣显热的角度来说，粒化技术最便于回收高品位余热；从提高废渣附加值的角度来说，热闷法和风碎法都比较合适，其废渣产品稳定性和活性较好，可作水泥原料使用，粒径等物理化学成分可控。
转炉钢渣中含铁量是多少? 钢渣热焖处理后磁选率一般是多少???
不动的
钢渣的用途因成分而异。迄今，人们已开发了多种有关钢渣综合利用的途径，主要包括冶金、建筑材料、农业利用几个领域。 用作冶金原料 钢渣在冶金生产中可代替石灰石或石灰做烧结熔剂、高炉熔剂、化铁炉熔剂，作炼钢...
日照钢铁的钢渣处理工艺很完善，也可以说是国内比较先进的啦，具体工艺流程是：先粗碎，分离出大渣钢；其后中细碎，处理分离出大渣钢后的钢渣，将钢渣破碎到10mm以下，使其中的渣铁绝大部分分离处理。目的一是尽...
熔融钢渣池式热闷在新余钢铁钢渣处理中的应用
熔融钢渣池式热闷在新余钢铁钢渣处理中的应用
介绍了钢渣池式热闷新工艺应用于新余钢铁集团钢渣处理工程的情况,并将其与原有钢渣处理工艺在处理效果上相对比,发现应用钢渣热闷处理工艺,最大限度地消除钢渣的不稳定因素并实现金属铁与其他连生体的充分解离和尾渣充分利用是钢渣资源化处理利用的最佳途径,采用钢渣热闷处理工艺后钢渣产品中渣钢品位在85%以上,磁选粉铁品位达到40%以上,尾渣铁品位降至1.6%,钢渣中f-CaO含量小于3%,且钢渣粉化效果较好,满足用于生产钢渣微粉的原料要求,为钢渣的资源化利用提供了良好的前提条件。
转炉钢渣不同处理工艺对钢渣性能的影响研究
转炉钢渣不同处理工艺对钢渣性能的影响研究
本文以宝钢转炉钢渣的处理为例,分析转炉渣滚筒法处理工艺、转炉渣热泼处理工艺不同钢渣处理工艺及其技术特点。对不同处理工艺处理的钢渣密度、易磨性、游离氧化钙含量、金属铁含量、化学组成、钢渣活性指数性能的分析。根据钢渣的主要性质、利用途径、利用条件和发展方向,比较各种工艺的优缺点,比较两种转炉钢渣处理的最佳工艺,以期为钢铁企业选择合理的钢渣处理工艺提供一定的指导。
《一种熔融钢渣余热有压热闷处理方法》的目的是提供一种熔融钢渣余热有压热闷处理方法。
《一种熔融钢渣余热有压热闷处理方法》的实施步骤为：
1）倾倒熔融钢渣，将温度为800℃-1600℃的熔融钢渣倾倒于钢渣预处理室中；
2）辊压破碎，对钢渣预处理室内的熔融钢渣表面喷水雾冷却并通过辊压破碎装置进行辊压破碎至一定的温度、粒度，所述的辊压破碎装置包括破碎辊与行走台车，所述一定的温度为200-800℃，所述一定的粒度为300毫米以下，所述的喷水雾与辊压破碎为交替进行或同时进行；
3）推渣，辊压破碎装置将预处理室内已冷却的块状高温钢渣推至卸料口入渣槽内；
4）转运，转运台车将盛有所述块状高温钢渣的渣槽转运至余热有压热闷罐；
5）消解，对所述的块状高温钢渣表面喷水产生蒸汽且在交变的蒸汽压力下消解f-CaO、f-MgO使钢渣自解粉化，喷水流量随热闷罐内的蒸汽压力变化而自动调整。在某一喷水流量下，当蒸汽压力随时间呈正相关时，增大喷水流量；反之，减小喷水流量，蒸汽压力≥0.1兆帕的消解时间为1-1.5小时。
6）出渣，待罐内温度小于100℃时，停止喷水雾，打开罐门出渣。
《一种熔融钢渣余热有压热闷处理方法》占地空间小，无污染，自动化程度高，钢渣水冷破碎效率高，钢渣经余热有压自解后性能稳定，适用于建材行业。
2016年12月7日，《一种熔融钢渣余热有压热闷处理方法》获得第十八届中国专利优秀奖。 2100433B
实施例1（钢渣温度为1600℃）
1）启动渣罐倾翻车装置3将盛有熔融钢渣的渣罐送入钢渣预处理室1内，倾倒熔融钢渣后退出，此时钢渣温度为1600℃，钢渣为熔融液态；
2）对熔融液态钢渣进行打水冷却，液态钢渣表面迅速结壳，冷却水汽化后经排蒸汽除尘系统6排出；
3）停止喷水，启动辊压破碎装置3对钢渣表面硬壳进行初次破碎；
4）初次破碎完毕后，硬壳下的液态钢渣再次被暴露，停止辊压破碎，二次打水，使液态钢渣再次结壳；
5）启动辊压破碎装置2进行二次破碎，如此重复步骤2）-5），经4次喷水与破碎后，此时钢渣温度为800℃，粒度小于150毫米；
6）再次启动辊压破碎装置3将破碎完毕的固态钢渣推入渣槽并通过转运台车5送入余热有压热闷罐4；
7）余热有压热闷罐4对高温固态钢渣进行有压热闷处理。
具体操作是：启动热闷罐喷水装置对罐内钢渣进行喷水，计算机系统依据罐内蒸汽压力变化自动调整喷水流量，压力变化作为控制变量，喷水流量作为被控变量，控制方式采用模糊-PID串级控制，蒸汽压力≥0.1兆帕的消解时间为1.5小时，待罐内温度小于100℃时，停止喷水雾，打开罐门出渣。
实施例2（钢渣温度为1100℃）
1）启动渣罐倾翻车装置2将盛有熔融钢渣的渣罐进入钢渣预处理室1内，倾倒熔融钢渣后退出，此时钢渣温度为1100℃，钢渣为固液混合态；
2）对熔融液态钢渣进行打水冷却，液态钢渣表面迅速结壳，冷却水汽化后经排蒸汽除尘系统6排出；
3）停止喷水，启动辊压破碎装置3对钢渣表面硬壳进行初次破碎；
4）初次破碎完毕后，硬壳下的液态钢渣再次被暴露，二次打水，使液态钢渣再次结壳；
5）启动辊压破碎装置3进行二次破碎，如此重复步骤2）-5），经3次喷水与破碎后，此时钢渣温度为600℃，粒度小于200米；
6）再次启动辊压破碎装置3将破碎完毕的固态钢渣推入余热有压热闷罐4；
7）余热有压热闷罐4对高温固态钢渣进行有压热闷处理。
具体操作是：启动热闷罐喷水装置对罐内钢渣进行喷水，计算机系统依据罐内蒸汽压力变化自动调整喷水流量，压力变化作为控制变量，喷水流量作为被控变量，控制方式采用模糊-PID串级控制，蒸汽压力≥0.1兆帕的消解时间为1.3小时，待罐内温度小于100℃时，停止喷水雾，打开罐门出渣。
实施例3（钢渣温度为850℃）
1）启动渣罐倾翻车装置2将盛有熔融钢渣的渣罐送入钢渣预处理室1内，倾倒熔融钢渣后退出，此时钢渣温度为850℃；
2）对熔融钢渣同时进行打水冷却及辊压破碎，冷却水汽化后经排蒸汽除尘系统6排出；
3）喷水及辊压破碎10分钟后，停止预处理，此时钢渣温度为300℃，粒度小于250毫米；
4）再次启动辊压破碎装置3将破碎完毕的固态钢渣推入余热有压热闷罐4；
5）余热有压热闷罐4对高温固态钢渣进行有压热闷处理。
具体操作是：启动热闷罐喷水装置对罐内钢渣进行喷水，计算机系统依据罐内蒸汽压力变化自动调整喷水流量，压力变化作为控制变量，喷水流量作为被控变量，控制方式采用模糊-PID串级控制，蒸汽压力≥0.1兆帕的消解时间为1.1小时，待罐内温度小于100℃时，停止喷水雾，打开罐门出渣。
一种熔融钢渣余热有压热闷处理方法发明内容