一种用于冶炼熔渣成分调整的工业炉及生产工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种用于冶炼熔渣成分调整的工业炉及生产工艺，包括：进行混合和预熔的混合炉、高低位倾斜的连接料槽、用于熔制的熔制炉和出料槽，所述连接料槽高位一端连接所述混合炉的混合炉出料口、低位一端连接所述熔制炉的进料口；所述出料槽与所述熔制炉的熔制炉出料口连接；结合冶炼熔渣出渣工艺条件对工业炉的炉体结构、加料方式、流量控制、二次固废回用等进行针对性设计，既能充分利用冶炼渣的有效成分，同时最大限度回收熔渣所含显热，实现利用各类冶炼熔渣进行多品种高附加值产品的资源化利用。

【技术实现步骤摘要】
一种用于冶炼熔渣成分调整的工业炉及生产工艺
本专利技术属于工业节能环保
，涉及高温熔融态冶炼炉渣成分调整装置，具体涉及一种用于冶炼熔渣成分调整的工业炉及生产工艺。
技术介绍
随着我国经济的迅速发展，冶金工业(黑色金属和有色金属)得到迅猛发展，各种工业固体废物的产出量相应增加，不仅占用大量土地、严重污染环境，而且造成资源浪费。其中，黑色和有色金属冶炼过程中均排放大量的高温熔融态炉渣，其数量巨大、种类繁多。这些熔渣温度均在1400～1500℃，含有大量显热，平均热焓约为1670MJ/t，相当于55～61kg标煤燃烧所产生的热量，属于高品质的余热资源，具有很高的回收价值。据统计，当前我国冶金工业固废年产生量约4.3亿吨，其中工业尾矿2.84亿吨，冶炼渣1.15亿吨，除尘灰等0.31亿吨，其综合利用途径多为简单的物质回收型，缺乏资源、能源双回收的高效技术。传统各种渣处理工艺显热的回收效率都很低，无法大规模推广应用，熔渣一般经过水淬或自然冷却后，再用作生产水泥、制砖、修路等的原料，既浪费了热能，还产生废水、废气、废渣等二次污染，产品附加值低。近年来，我国众多拥有冶炼熔渣如钢铁、铁合金、有色金属、铸造企业相继建成利用冶炼熔渣生产附加产品的生产线，虽初步可实现生产，但均存在技术缺陷。现有技术中，用于上述冶炼熔渣成分调整的工业炉大多为电弧炉，类似于矿热炉，通过高温电弧对熔体进行加热，热效率低，冶炼过程中的高压电弧波动对电网造成较大污染；炉型体积庞大，通常采用水冷炉壳，热损失严重；对熔渣的适应性小，对高温态物料的混合能力不足，造成熔体成分调整范围有限且不均匀，产品质量无法控制；而且寿命较短，通常为1～2年，操作环境恶劣，生产稳定性差，特别是电极消耗迅速，需频繁更换(2～3天)，增加操作难度和生产成本，且无法进行废料回用，会产生二次固废。
技术实现思路
为克服现有技术的上述缺陷，本专利技术的目的在于提供一种用于冶炼熔渣成分调整的工业炉及生产工艺，结合冶炼熔渣出渣工艺条件对工业炉的炉体结构、加料方式、流量控制、二次固废回用等进行针对性设计，既能充分利用冶炼渣的有效成分，同时最大限度回收熔渣所含显热，实现利用各类冶炼熔渣进行多品种高附加值产品的综合利用。本专利技术的上述目的通过以下技术方案实现：一种用于冶炼熔渣成分调整的工业炉，包括：混合炉、高低位倾斜的连接料槽、熔制炉和出料槽，所述连接料槽高位一端连接所述混合炉的混合炉出料口、低位一端连接所述熔制炉的进料口；所述出料槽与所述熔制炉的熔制炉出料口连接，其中，所述混合炉包括受料口、直接加热电极、鼓泡系统和混合炉高温液位仪；且所述受料口底部为加厚坡面结构，上部设有除尘罩，侧面设有受料口盖板；所述熔制炉包括微量成分调整剂料仓、直接加热电极和熔制炉高温液位仪，所述微量成分调整剂料仓置于所述连接料槽上方，所述熔制炉高温液位仪置于所述熔制炉顶部。进一步地，所述受料口上方设有冷态成分调整剂料仓，所述冷态成分调整剂料仓底部设有下料溜管。进一步地，所述混合炉的直接加热电极包括若干个分布于所述混合炉内不同位置的混合炉平插电极、混合炉顶插电极和混合炉出料口电极。进一步地，所述熔制炉的直接加热电极包括若干个分布于所述熔制炉内不同位置的熔制炉平插电极、熔制炉顶插电极、熔制炉底插电极、熔制炉斜插电极和熔制炉出料口电极。进一步地，所述混合炉底部设有混合炉应急排渣口，顶部设有混合炉加料机，所述混合炉出料口设有混合炉出料口闸板。进一步地，所述熔制炉底部设有熔制炉应急排渣口，顶部设有熔制炉加料机，所述熔制炉出料口设有熔制炉出料口闸板。进一步地，所述混合炉和所述熔制炉还包括远程自动安全监控系统、流量控制系统和温度控制系统。另一方面，一种上述工业炉用于调整冶炼熔渣成分的生产工艺，包括以下步骤：S1、进料；将温度为1400～1500℃的冶炼熔渣按照1～2t/min的速度倾倒入所述混合炉的受料口内，冷态成分调整剂按照与冶炼熔渣质量比为20～60：40～80，从所述冷态成分调整剂料仓底部的所述下料溜管与冶炼熔渣同时加入所述混合炉内；S2、混合和预熔；在所述鼓泡系统强力搅拌和分层加热电极的电磁场双重作用下，混合炉内温度保持1400～1500℃，冷、热物料充分混合至成分趋于均一，炉内液面迅速上升，在液位压力作用下，熔体不断由混合炉出料口流出，通过调整混合炉出料口闸板和混合炉高温液位仪，控制混合炉内熔体流出速率为2～10t/hr；S3、熔制；步骤S2中在混合炉内混合和预熔后的熔体流入熔制炉内，同时微量成分调整剂按步骤S1中所述流出熔体的0.01～3％从微量成分调整剂料仓加入到所述连接料槽内，采用分层垂直熔化，控制所述不同区域加热电极的加热电功率控制熔制温度在1450～1550℃范围内，其中，位于上层区域的熔制炉顶插电极加热电功率为每公斤物料800～1000kw，熔制温度为1500～1550℃；位于中层区域的熔制炉平插电极加热电功率为每公斤物料600～1000kw，熔制温度为1450～1500℃；位于下层区域的熔制炉底插电极和熔制炉斜插电极加热电功率为每公斤物料400～800kw，熔制温度为1450～1480℃；熔制炉出料口电极加热电功率为每公斤物料600～800kw，熔制温度为1450～1520℃，保证出料温度满足熔体流动性要求；通过调整熔制炉出料口闸板和熔制炉高温液位仪，使液位波动在±5％以内，且连续不断由熔制炉出料口流出，控制熔制炉内熔体流出速率为2～10t/hr；S4、出料；从熔制炉内流出的熔体沿出料槽进入后续加工生产。进一步地，步骤S1中，所述冶炼熔渣包括赤泥、铜渣、铁渣、钢渣、铅渣、锌渣、镍渣、硅锰渣、铸余渣、铬铁渣、镁渣、锂渣、锰铁渣和脱硫脱磷渣一种或两种以上。进一步地，步骤S1中，所述冷态成分调整剂包括：硅砂、硼砂、纯碱、碳酸钡、三氧化二铁、长石、粉煤灰和碎玻璃中的一种或两种以上。进一步地，步骤S3中，所述微量成分调整剂包括：作为着色剂的三氧化二锰、一氧化钴、一氧化镍、硫酸铜、氧化铬、五氧化二钒、氧化亚铁中的一种或两种以上；作为助熔剂的萤石、硝酸钠、硫酸钡、硼酸中的一种或两种以上；作为脱色剂的三氧化二锑、氯化钠、氟硅酸钠中的一种或两种以上；作为乳浊剂的磷酸钙、磷酸二氢铵、氧化锡中的一种或两种以上；作为氧化剂的三氧化二砷和/或二氧化铈；作为还原剂的碳粉、酒石酸钾、金属锑粉、金属铝粉中的一种或两种以上。需要说明的是，本专利技术所述工业炉为连续熔制电炉，从加料方式和加热方式两方面看：(1)加料方式为冷、热态料间歇加入，不同于通常的冷态物料加料方式，冶炼熔渣采用渣罐直接倾倒的方式进入混合炉，受料口需承受巨大的物理机械冲刷和急剧的冷热冲击；受料口的底部采用加厚和坡面设计起缓冲作用，有利于冷热态物料同时滑入炉内，在受料口的上部设置除尘罩，回收在短期加料过程中产生的高温粉尘和烟气，在受料口的侧面设置受料口盖板，防止在非加料时间的热量散失。另外，冶炼熔渣的出渣温度通常在1400～1500℃，具有较好的流动性，采用渣罐车将熔渣运输至生产车间，时间间隔一般为2～4小时，极端最大间隔为6小时，采用倾倒模式进行加料，倾倒速度为1～2吨/分钟，冷态成分调整剂同时按预先设定的比例进行添加。物料在所述工业炉内进行高温熔制，将成分调整到满足后续本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于冶炼熔渣成分调整的工业炉，其特征在于，包括：混合炉(1)、高低位倾斜的连接料槽(5a)、熔制炉(2)和出料槽(6a)，所述连接料槽(5a)高位一端连接所述混合炉(1)的混合炉出料口(105)、低位一端连接所述熔制炉(2)的进料口；所述出料槽(6a)与所述熔制炉(2)的熔制炉出料口(206)连接，其中，所述混合炉(1)包括受料口(2a)、直接加热电极、鼓泡系统(104)和混合炉高温液位仪(41)；且所述受料口(2a)底部为加厚坡面结构，上部设有除尘罩(1d)，侧面设有受料口盖板(2b)；所述熔制炉(2)包括位于微量成分调整剂料仓(5b)、直接加热电极和熔制炉高温液位仪(42)，所述微量成分调整剂料仓(5b)置于所述连接料槽(5a)上方，所述熔制炉高温液位仪(42)置于所述熔制炉(2)顶部。

【技术特征摘要】
1.一种用于冶炼熔渣成分调整的工业炉，其特征在于，包括：混合炉(1)、高低位倾斜的连接料槽(5a)、熔制炉(2)和出料槽(6a)，所述连接料槽(5a)高位一端连接所述混合炉(1)的混合炉出料口(105)、低位一端连接所述熔制炉(2)的进料口；所述出料槽(6a)与所述熔制炉(2)的熔制炉出料口(206)连接，其中，所述混合炉(1)包括受料口(2a)、直接加热电极、鼓泡系统(104)和混合炉高温液位仪(41)；且所述受料口(2a)底部为加厚坡面结构，上部设有除尘罩(1d)，侧面设有受料口盖板(2b)；所述熔制炉(2)包括位于微量成分调整剂料仓(5b)、直接加热电极和熔制炉高温液位仪(42)，所述微量成分调整剂料仓(5b)置于所述连接料槽(5a)上方，所述熔制炉高温液位仪(42)置于所述熔制炉(2)顶部。2.一种如权利要求1所述用于冶炼熔渣成分调整的工业炉，其特征在于，所述受料口(2a)上方设有冷态成分调整剂料仓(1b)，所述冷态成分调整剂料仓(1b)底部设有下料溜管(1c)。3.一种如权利要求1所述用于冶炼熔渣成分调整的工业炉，其特征在于，所述混合炉(1)的直接加热电极包括若干个分布于所述混合炉(1)内不同位置的混合炉平插电极(101)、混合炉顶插电极(102)和混合炉出料口电极(103)。4.一种如权利要求1所述用于冶炼熔渣成分调整的工业炉，其特征在于，所述熔制炉(2)的直接加热电极包括若干个分布于所述熔制炉(2)内不同位置的熔制炉平插电极(201)、熔制炉顶插电极(202)、熔制炉底插电极(203)、熔制炉斜插电极(204)和熔制炉出料口电极(205)。5.一种如权利要求1所述用于冶炼熔渣成分调整的工业炉，其特征在于，所述混合炉(1)底部设有混合炉应急排渣口(106)，顶部设有混合炉加料机(107)，所述混合炉出料口(105)设有混合炉出料口闸板(31)；所述混合炉(1)还包括远程自动安全监控系统、流量控制系统和温度控制系统。6.一种如权利要求1所述用于冶炼熔渣成分调整的工业炉，其特征在于，所述熔制炉(2)底部设有熔制炉应急排渣口(207)，顶部设有熔制炉加料机(208)，所述熔制炉出料口(206)设有熔制炉出料口闸板(32)；所述熔制炉(2)还包括远程自动安全监控系统、流量控制系统和温度控制系统。7.一种如权利要求1～6任一项所述工业炉用于调整冶炼熔渣成分的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1、进料；将温度为1400～1500℃的冶炼熔渣按照1～2t/min的速度倾倒入混合炉(1)的受料口(2a)内，冷态成分调整剂按照与冶炼熔渣质量比为20～60：40～80从冷态成分调整剂料仓(1b)底部的下料溜管(1c)与冶炼熔渣同时加入混合炉(1)内；S2、混合和预熔；在...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱春江，孙灵，李菊芳，
申请(专利权)人：上海荣丰科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31