一种熔渣调质复合炉窑，包括电弧炉和布置在电弧炉右侧下方的电熔窑，两者之间通过一条向下倾斜的沟道连通，电弧炉立式布置，炉内开设圆形炉腔，炉腔顶部为开口端，端口覆盖活动的炉盖，电弧炉的立式侧壁与水平底壁之间通过倒角连接；电熔窑窑腔为横向布置的长条形，包括左、右两个相互独立的混合室和均化室，两者之间通过隔墙分隔开，隔墙底部开设熔体过流孔连通混合室和均化室，均化室右端底部开设熔体排放口，熔体排放口上方布置加热钼电极，靠近熔体排放口、均化室底部向上凸起与隔墙平行的挡墙。本发明专利技术与传统的冲天炉工艺相比，能耗低，污染少；与双电弧炉调质工艺技术相比，调质品混合充分，静置均化彻底，排放流量稳定，利于下道工序加工。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及熔渣的调质处理，尤其涉及一种热态熔渣的调质装置及其操作工艺。
技术介绍
冶金行业每年要排放大量的热态熔渣，如炼铁熔渣、炼钢熔渣、铁合金熔渣、有色冶炼熔渣、电厂旋风燃烧室液态排渣等。这些热态熔渣一般经过淬水处理或自然冷却后，再用作生产矿棉板制品等的原料。考虑到矿棉板制品对熔体的品质要求，需要在熔渣中配加一定比例的调质原料，从而改变熔渣的酸度系数等特性来提升产品的档次，新配加的调质原料主要以石英砂等酸性颗粒物料为主，由于熔渣的导电性随温度的升高而有所改善，在熔渣导电性不足时还需要配加一定比例的K或Na等化合物来提升导电能力。调质料需要在常温下加入到热态熔渣中，在1450°C 1600°C的高温下进行融化和均化，最终获得熔融的混合熔体，这一工艺过程被称为熔渣调质工艺。目前的熔渣调质工艺普遍是利用冲天炉设备对预加工后成具有一定粒度的冷态炉渣进行进行调质处理、加热处理生产矿棉，冲天炉调质工艺一般包括以下几步首先将出炉的热态熔渣经过淬水处理或自然冷却，这些熔渣的出炉温度均在1400 1600°C，一般而言，I吨熔渣带有1600 1800MJ热量，大约相当于55 61kg标准煤完全燃烧后所产生的热量，属于高品质的余热资源，具有很高的回收价值。但是冷却工序既浪费了热能，还产生废水等二次污染，产品附加值低；然后，将冷态的固态炉渣转化为具有一定粒度的矿渣，其中所消耗的能源又进一步增加了冶金废渣处理的能耗；最后，利用冲天炉加热并熔融冷态矿渣和调质原料，将满足要求的原料分批从冲天炉的顶部装入炉内，炉内的焦炭在下部含有一定比例氧气的热风作用下燃烧产生高温，非焦炭原料在高温作用下逐步熔化并滴落至最下部的炉缸内，最终由熔体排放口直接排放到后道工序生产矿棉、微晶玻璃等新型材料。冲天炉内燃烧焦炭后所产生的煤气经过冲天炉的顶部煤气导出管排出，由于煤气中存在一定比例的CO含量，需要进行焚烧处理后才能在大气中排放，同时由于煤气中还含有较大比例的N2，在进行煤气焚烧时会产生NOx的有害气体，不仅能耗高，并且污染严重。目前还有一种新兴的双电弧炉调质工艺技术，其特点是环境清洁，污染小。首先是将冷态的炉渣和调质原料加入到第一个电弧炉中，然后通电加热升温熔化，在原料完全熔化并温度达到1400°C以上后，将熔体倒入第二个电弧炉中进行保温和临时储存，第二个电弧炉开孔将熔体排放到后道工序生产矿棉。由于双电弧炉工艺采用的是电加热形式，故排放的废气量非常少。但是，双电弧炉采用的是间断式操作，熔体在电弧炉之间的运输采用倾倒的形式来完成，熔体在第二个电弧炉中很难充分混合，并且由于熔体在倾倒前后液面波动大,从而造成熔体排放的流量变化较大；在跨炉倾倒过程中，熔体内会产生大量的气泡，气泡将导致熔体排放流量大幅波动的加剧。此外，由于双电弧炉工艺中熔体在电弧炉中停留的时间较短和混合不充分，在熔体排放前的均化效果无法达到后道工序的生产要求，因 此推广受到限制。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种利用电加热对热态熔渣进行调质处理，污染小、能耗低，并且混合均匀、混合后静止时间充分、排放流速稳定的熔渣调质复合炉窑及其操作工艺。本专利技术是通过以下技术方案实现的一种熔渣调质复合炉窑，其特征在于 所述熔渣调质复合炉窑包括电弧炉和布置在电弧炉右侧下方的电熔窑，两者之间通过一条向下倾斜的沟道连通，所述电弧炉立式布置，炉内开设圆形炉腔，炉腔顶部为开口端，端口覆盖活动的炉盖，炉盖底部呈“品”字形配置三个柱形电极，电极伸入炉腔内，炉腔底壁上开设惰性气体吹入口，电弧炉的立式侧壁与水平底壁之间通过倒角连接，电弧炉右侧开设熔体排出口，左侧开设残铁排出口，熔体排出口位于倒角顶部，残铁排出口位于倒角底部；所述电熔窑窑腔为横向布置的长条形，包括左、右两个相互独立的混合室和均化室，两者之间通过隔墙分隔开，隔墙底部开设熔体过流孔连通混合室和均化室，混合室内配置搅拌器，底部开设残渣紧急排出口，均化室右侧底部开设熔体排放口，熔体排放口上方周围布置加热钥电极，靠近熔体排放口、均化室底部向上凸起与隔墙平行的挡墙，挡墙高度与熔体过流孔孔顶高度相匹配，挡墙左侧的均化室顶部开设惰性气体进口和惰性气体出口，挡墙右侧的均化室内配置液位计，挡墙左侧的均化室长度大于混合室长度；所述沟道上端连通电弧炉的熔体排出口，下端伸入混合室左侧顶部，沟道上配置开堵口组件。一种使用上述熔渣调质复合炉窑的操作工艺，包括下列步骤①将从高炉排渣口排出的、温度大于1300°C的热态熔渣通过保温容器转运至电弧炉，对热态熔渣进行电加热升温；②当电弧炉中电极极心圆内熔体温度上升到大于等于高炉调质料的熔点温度时，向电弧炉中匀速添加常温或具有一定温度的固态调质料，并持续对电弧炉进行加热；③当所加的调质料完全熔化后、从电弧炉底部向炉内吹入惰性气体,利用吹气对热态熔渣和调质料的混合熔体进行初步搅拌；④利用沟道，将电弧炉中经过初步搅拌的混合熔体排入密封隔热的电熔窑；⑤在电熔窑的混合室中，利用搅拌器对混合熔体进行连续搅拌混合；⑥搅拌混合后的熔体在均化室静置均化，静置时间大于I小时，静置时保持电熔窑窑腔温度在1400 1500°C ；⑦均化后，通过惰性气体进口向均化室内吹入可调整压力的正压惰性气体以控制电熔窑中的气压、保持混合熔体液面高度，使混合熔体以0. 01 0.1mVrnin的速度从熔体排放口排放。本装置及工艺是将高炉副产品的温度大于1300°C热态熔渣直接通过保温容器转运至电弧炉，无中间冷却环节；当热态熔渣在电弧炉中弓I弧成功、且电极极心圆中熔体温度上升到能够熔化调质料的基础上再匀速添加调质料，当所加的调质料完全熔化后再采用从电弧炉底部向上吹入惰性气体的方式、对混合熔体进行初步搅拌，从而实现熔体初级混合；电弧炉与电熔窑之间采用沟道进行连接，当熔体在电弧炉中完全熔化并进行简单混合后，打开熔体排出口、通过定期排放的方式排放混合熔体，混合熔体经过一定倾角且采用耐热保温材砌筑的沟道直接流入电熔窑中，由于采用了沟道排放的方式，进入电熔窑中的混合熔体流速比较稳定，不会有大量气泡产生；然后，初步混合后的熔体在混合室中经过机械搅拌充分混合和控制温度后、从混合室经过隔墙通道进入均化室均化，由于挡墙的存在，熔体先进入挡墙左侧的均化室静置均化，随着熔体持续排入，熔体液面逐渐升高，直至越过挡墙进入挡墙右侧的均化室，此时液面处的熔体已静置均化充分；最后，通过向均化室内吹入惰性气体、以控制均化室中的压力，从而将混合熔体的液面保持在一定高度，确保熔体的排放速度始终保持稳定。考虑到将热态熔渣直接加入电弧炉进行调质时，热态熔渣中很难避免少量铁水的进入，但是铁水作为矿棉生产的有害物质必须予以分离。因此在电弧炉底部设计一定高度差的熔体排出口和残铁排出口，热态熔渣飘浮在铁水上方，从上方的熔体排出口排出，残铁在炉内底部留存而不排进后道电熔窑中，当炉内残铁积存一定数量的残铁后，可以打开专门设计的残铁排出口进行残铁排放，这样既可以确保电弧炉工作长期稳定运行，又有利于炉衬的快速更换。同时考虑到，如果电弧炉底部为直角，铁水易在直角处形成涡流、淤积在电弧炉内部，因此电弧炉底部设计有倒角结构，避免铁水淤积。电熔窑的右端窑腔转角优选为圆角，也是考虑均化室末端熔体排放口两侧的窑体直角会产生本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种熔渣调质复合炉窑，其特征在于：所述熔渣调质复合炉窑包括电弧炉(1)和布置在电弧炉右侧下方的电熔窑(7)，两者之间通过一条向下倾斜的沟道(11)连通，所述电弧炉(1)立式布置，炉内开设圆形炉腔，炉腔顶部为开口端，端口覆盖活动的炉盖，炉盖底部呈“品”字形配置三个柱形电极(4)，电极(4)伸入炉腔内，炉腔底壁上开设惰性气体吹入口(2)，电弧炉(1)的立式侧壁与水平底壁之间通过倒角连接，电弧炉(1)右侧开设熔体排出口(5)，左侧开设残铁排出口(6)，熔体排出口(5)位于倒角顶部，残铁排出口(6)位于倒角底部；所述电熔窑(7)窑腔为横向布置的长条形，包括左、右两个相互独立的混合室(8)和均化室(9)，两者之间通过隔墙(10)分隔开，隔墙(10)底部开设熔体过流孔(101)连通混合室(8)和均化室(9)，混合室(8)内配置搅拌器(14)，底部开设残渣紧急排出口(13)，均化室(9)右端底部开设熔体排放口(15)，熔体排放口(15)上方周围布置加热钼电极(16)，靠近熔体排放口(15)、均化室(9)底部向上凸起与隔墙(10)平行的挡墙(17)，挡墙(17)高度与熔体过流孔(101)孔顶高度相匹配，挡墙(17)左侧的均化室(9)顶部开设惰性气体进口(18)和惰性气体出口(19)，挡墙右侧的均化室(9)内配置液位计(20)，挡墙(17)左侧的均化室(9)长度大于混合室(8)长度；所述沟道(11)上端连通电弧炉(1)的熔体排出口(5)，下端伸入混合室(8)左侧顶部，沟道(11)上配置开堵口组件(12)。...
【技术特征摘要】
1.一种熔渣调质复合炉窑，其特征在于 所述熔渣调质复合炉窑包括电弧炉(I)和布置在电弧炉右侧下方的电熔窑(7)，两者之间通过一条向下倾斜的沟道(11)连通， 所述电弧炉(I)立式布置，炉内开设圆形炉腔，炉腔顶部为开口端，端口覆盖活动的炉盖，炉盖底部呈“品”字形配置三个柱形电极(4)，电极(4)伸入炉腔内，炉腔底壁上开设惰性气体吹入口(2)， 电弧炉⑴的立式侧壁与水平底壁之间通过倒角连接，电弧炉⑴右侧开设熔体排出口(5)，左侧开设残铁排出口(6)，熔体排出口(5)位于倒角顶部，残铁排出口(6)位于倒角底部； 所述电熔窑(7)窑腔为横向布置的长条形，包括左、右两个相互独立的混合室(8)和均化室(9)，两者之间通过隔墙(10)分隔开，隔墙(10)底部开设熔体过流孔(101)连通混合室⑶和均化室(9)， 混合室⑶内配置搅拌器(14)，底部开设残渣紧急排出口(13)， 均化室(9)右端底部开设熔体排放口(15)，熔体排放口(15)上方周围布置加热钥电极(16)，靠近熔体排放口(15)、均化室(9)底部向上凸起与隔墙(10)平行的挡墙(17)，挡墙(17)高度与熔体过流孔(101)孔顶高度相匹配， 挡墙(17)左侧的均化室(9)顶部开设惰性气体进口(18)和惰性气体出口(19)，挡墙右侧的均化室(9)内配置液位计(20)，挡墙(17)左侧的均化室(9)长度大于混合室(8)长度； 所述沟道(11)上端连通电弧炉(I)的熔体排出口(5)，下端伸入混合室(8)左侧顶部，沟道(11)上配置开堵口组件(12)。2.根据权利要求1所述的熔渣调质复合炉窑，其特征在于 在电弧炉⑴的熔体排出口(5)开孔处，炉腔侧壁上朝向炉腔中心凸起弧形的防蚀凸台(21)，防蚀凸台(21)上部朝向炉腔侧壁倾斜，下部竖直向下与炉腔底壁相接。3.根据权利要求1所述的熔渣调质复合炉窑，其特征在于所述沟道(11)顶部敞口，中段折弯...
【专利技术属性】
技术研发人员：李军，冀蓉，朱爱萍，朱春江，沈健，冯双红，
申请(专利权)人：宝钢工程技术集团有限公司，上海宝田新型建材有限公司，
类型：发明
国别省市：
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