一种钢渣连续热焖系统及其处理方法技术方案

本发明专利技术公开了一种钢渣连续热焖系统及其处理方法，包括:钢渣破碎装置；连续热焖装置，热态钢渣依次通过布料区、降温区、热焖区、冷却区、出料区，最后得到合格热焖钢渣，其中各区之间分别设有分隔板；除尘装置。根据本发明专利技术实施例的钢渣连续热焖系统，通过钢渣破碎装置将热态钢渣破碎至280mm以下，然后均匀布置在连续热焖装置内，在特定温度制度下进行连续热焖，可实现钢渣快速热焖分解，得到粉化率较高、游离氧化钙较低、含水率较低的热焖钢渣。在保证清洁化生产下，该系统装备化、自动化程度高，劳动定员少，运营成本低。运营成本低。运营成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种钢渣连续热焖系统及其处理方法


[0001]本专利技术涉及冶金节能环保领域，具体而言，本专利技术涉及一种钢渣连续热焖系统及其处理方法。

技术介绍

[0002]钢渣是炼钢产生的主要固体废物，近年钢铁企业的快速发展，钢渣的产生量随之增加，2015年全国粗钢产量8.04亿t，钢渣的产生量约1亿t左右。目前我国钢渣利用率较低，仅为20%。大量钢渣堆弃，占用了大量土地，对环境造成污染。我国钢铁企业对钢渣的处理方法有：热泼法、热闷法、浅盘法、水淬法、风淬法、粒化轮法及滚筒法等。其中热闷法越来越受到关注。
[0003]热焖工艺是将热熔钢渣直接倒入热焖渣池中，用水使钢渣冷却到800℃以下，加盖、喷水雾，钢渣与水进行反应。由于钢渣中含有游离氧化钙，遇水生成氢氧化钙并产生膨胀，因而促使钢渣开裂并粉化。目前国内多使用热闷坑对钢渣进行热闷，主要工艺过程包括以下五步：(1)初冷钢渣；(2)将钢渣倒入热闷坑；(3)加盖喷水热闷；(4)挖掘机挖渣；(5)装车外运。此工艺存在以下缺点：
①
热闷时间长，一次热闷一般需要12小时；
②
间歇性热焖，自动化程度低，劳动人员多，生产成本高；
③
挖渣过程中蒸汽、粉尘大，污染环境。

技术实现思路

[0004]本专利技术为了克服现有技术的缺陷，设计了一种可实现连续热焖、热焖时间短、自动化程度高、劳动定员少、清洁化生产钢渣连续热焖系统及其使用方法。
[0005]专利技术提出了一种钢渣连续热焖系统，该系统包括：钢渣破碎装置，所述钢渣破碎装置对热态钢渣进行预处理，以形成280mm以下块状钢渣。
[0006]连续热焖装置，所述连续热焖装置接收所述280mm以下块状钢渣，并将所述钢渣连续热焖成热焖钢渣（20mm以下占75%），且所述连续热焖装置包括：布料区，所述布料区设有连续均匀布料设备，将钢渣均匀布置在连续热焖装置内；降温区，所述降温区将均匀布置的钢渣降至热焖反应温度；热焖区，所述热焖区对降温后钢渣进行保温热焖；冷却区，所述冷却区对热焖后钢渣进行急速冷却，达到可出料温度；出料区，所述布料区设有连续出料装置，实现钢渣连续出料。
[0007]除尘装置，所述除尘装置对上述过程中产生的含尘烟气进行集中净化处理，达到烟气排放标准。
[0008]另外，根据本专利技术的钢渣连续热焖系统还可以具有如下附加的技术特征：优选地，所述连续热焖装结构为封闭的环形结构，包括：环形壳体、可转动的环形炉底、水封结构以及传动装置。环形壳体罩在可转动的环形炉底之上形成环形腔体，两者之间采用水封结构进行密封，防止气体外溢。环形结构沿圆周依次设置有布料区、降温区、热
焖区、冷却区和出料区，且布料区与出料区相邻。优选地，其中各区之间分别设有分隔板。更优选地，所述热焖区内所有气体进入冷却区，冷却区连接烟囱将气体外排。
[0009]优选地，所述除尘装置进气口与钢渣破碎装置烟气出口和连续热焖装置的布料区、冷却区的粉尘出口相连。
[0010]根据本专利技术的钢渣连续热焖系统，通过将高温钢渣由钢渣破碎装置先进行预处理，以形成280mm以下块状钢渣。块状钢渣运至连续热焖装置，通过布料区的布料设备将钢渣连续均匀的布置在可转动的环形炉底上，环形炉底携带钢渣，依次通过布料区、降温区、热焖区、冷却区和出料区，最后在出料区由出料设备排出连续热焖装置，获得合格的热焖钢渣。在降温区，主要采用水作为降温介质对钢渣进行快速降温，降温后的钢渣与水蒸气一同进行热焖区进行快速钢渣热焖反应。反应完成后，钢渣和水蒸气一同进入冷却区。在冷却区主要采用水作为降温介质对钢渣进行快速降温，冷却区的水蒸汽主要通过烟囱进行外排。冷却后的钢渣，进入出料区由出料设备连续排出。最终得到合格热焖钢渣，粒度要求为20mm以下占75%，含游离氧化钙2%以下，为下一步渣铁磁选分离、尾渣制作建材工序提供可行性基础。
[0011]优选地，预处理后的280mm以下块状钢渣温度为500℃
‑
1000℃。
[0012]优选地，所述连续热焖装置中，降温区可将钢渣从1000℃降低至500℃。优选地，降温区采用80℃以上热水进行冷却。采用80℃以上热水冷却有利于控制钢渣温度在合适区间内，便于后续快速热焖反应。
[0013]更优选地，降温过程产生的水蒸气进入热焖区参与热焖反应。
[0014]优选地，所述连续热焖装置中，热焖区内钢渣热焖温度为500℃
‑
280℃，热焖区钢渣料层厚度优选为100mm
‑
600mm。
[0015]优选地，所述连续热焖装置中，冷却区可将钢渣从400℃降低至90℃以下。
[0016]优选地，所述冷却区，优选地采用80℃以上热水进行冷却。采用80℃以上热水冷却有利于控制最终热焖钢渣水分，方便后续处理得到干燥产品，省去烘干或晾晒环节。
[0017]更优选地，冷却过程产生的部分水蒸气进入降温区。
[0018]优选地，钢渣在热焖区停留时间约为30~180分钟；优选地，合格热焖钢渣的水分可控制在4%以内，为后续钢渣进一步加工，省去烘干过程。
[0019]钢渣在连续热焖装置内通过发生钢渣热焖反应实现自粉化，钢渣热焖发应包括物理变化和化学反应：1、物理变化物理变化是指高温钢渣遇水蒸气急速冷却，由于钢与渣的膨胀系数不同，产生不均匀冷缩，致使渣壳爆裂分开。
[0020]另外，随着钢渣温度的降低，在500℃时，渣中的β
‑
C2S开始发生晶形转变，转化为γ
‑
C2S体积膨胀12%，钢渣进一步粉化。因此在500℃缓慢降温，可提高钢渣粉化率。
[0021]2、化学反应化学反应是指钢渣中游离的氧化钙和氧化镁遇水蒸气发生水解反应。这种水解反应消除了钢渣的不稳定性，是钢渣资源化利用的基础。具体反应为:CaO+H2O==Ca(OH)2体积膨胀97.8%;MgO+H2O==Mg(OH)2体积膨胀148%。
[0022]CaO+H2O(g)=Ca(OH)2该反应属于放热反应，在0
‑
300℃阶段，温度为影响反应速率最大影响因子，高于300℃时压力影响大于温度，因此在常压下钢渣热焖温度大于300℃，游离氧化钙反应最快。当温度高于580℃时，发生逆反应，即钢渣中游离氧化钙不与水蒸气反应。MgO+H2O(g)=Mg(OH)2该反应在常压下380℃时，发生逆反应，游离氧化镁不与水蒸气反应。
[0023]所以常压下，钢渣热焖最佳温度区间选280
‑
500℃为宜，控制钢渣温度由500℃缓慢下降，可以实现快速热焖。根据本专利技术的钢渣连续热焖系统热焖反应时间可缩短至1小时，甚至更短。
[0024]传统钢渣热焖料层太厚，高达2米，水滴无法穿透料层直击料层内部，导致温度场不均匀，表层钢渣温度低于200℃，热焖反应速度慢，内部钢渣温度又高于550℃，游离氧化钙、镁与水蒸气不发生反应，所以整体热焖时间长大12小时。
[0025]热焖反应可实现钢渣的自粉化和游离氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.发明公开了一种钢渣连续热焖系统，其特征在于，包括：钢渣破碎装置，所述钢渣破碎装置对热态钢渣进行预处理，得到块状钢渣；连续热焖装置，所述连续热焖装置接收所述块状钢渣快速热焖得到热焖钢渣，且所述连续热焖装置包括：布料区，所述布料区设有连续均匀布料设备，将钢渣连续均匀布置在连续热焖装置内；降温区，所述降温区将钢渣降至热焖反应温度；热焖区，所述热焖区对降温后钢渣进行保温热焖；冷却区，所述冷却区对热焖后钢渣进行急速冷却，达到可出料温度；出料区，所述布料区设有连续出料装置，实现钢渣连续出料；除尘装置，所述除尘装置对上述过程中产生的含尘烟气进行集中净化处理，达到烟气排放标准。2.据权利要求1所述的一种钢渣连续热焖系统，其特征在于，进一步包括：所述钢渣破碎装置预处理后的钢渣温度为500℃
‑
1000℃。3.据权利要求1所述的一种钢渣连续热焖系统，其特征在于，进一步包括：所述连续热焖装结构为封闭的环形结构，包括：环形壳体、可转动的环形炉底、水封结构以及传动装置；环形壳体罩在可转动的环形炉底之上形成环形腔体，两者之间采用水封结构进行密封，防止气体外溢；环形结构沿圆周依次设置有布料区、降温区、热焖区、冷却区和出料区，且布料区与出料区相邻。4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈文亮，张鑫，孟建基，王华辰，陈飞，张天有，
申请(专利权)人：北京天朗致达节能环保股份有限公司朝阳分公司，
类型：发明
国别省市：