CN106082678B - 转炉渣资源利用设备及其工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种转炉渣资源利用设备及其工艺，属于冶金技术领域，其设备包括用于热装并转运转炉渣的转炉渣罐和依次相连的炉渣调质窑、澄清窑、锡槽，所述炉渣调质窑内设置的补热装置和底吹搅拌装置，还包括用于对炉渣调质窑内加入辅料的辅料加料装置和用于转运转炉渣罐的转运装置，工艺包括用转炉渣罐热装高温转炉渣，在炉渣调质窑内将高温转炉渣、碳饱和铁水、辅料混合，经加热、搅拌后，灌入澄清窑均化，最后进入锡槽冷却，进行最终产品的后期处理。直接利用高温转炉渣自身携带的物理热只需较少能耗即可生产微晶玻璃等高附加值产品，大大降低微晶玻璃的生产成本，从根本上改善转炉渣的利用效率和质量。

Description

转炉渣资源利用设备及其工艺
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体是涉及一种转炉渣资源利用设备及其工艺。
背景技术
转炉炼钢过程中的主要副产品是转炉渣，对环境造成很大危害。转炉渣的主要成分：CaO占35％～62％，MgO占5％～13％，SiO2占7％～19％，其它还包括Fe2O3、Al2O3、FeO、MnO、TiO2、V2O5、TFe、P、S等。作为转炉炼钢过程中产生的冶金废渣，转炉渣却是一种可再利用的二次资源，充分利用转炉渣是钢铁行业创造经济效益、环境效益和社会效益的重要手段，目前我国转炉渣的利用率仅为10％，主要的处理是采用热泼法、水淬法、风淬法、闷罐法、滚筒法、粒化法、转碟法等，且产物基本为低附加值产物，如水泥等。与德国、日本、美国、澳大利亚等国接近百分之百的利用率相比，我国10％左右的利用率显得非常低。目前国内转炉渣的各种处理方法是将熔融态转炉渣冷却、破碎，以待进一步处理利用，虽然由此可使渣矿物组成与结构相对稳定，但需消耗大量的能量重熔，其“低资源禀赋”的特性无法因此改变，这也正是当今转炉渣利用无法走出困境的本质原因。
与高炉渣、矿渣和尾矿相比，转炉渣应用性能更差，制备微晶玻璃难度更大，尚需研究如何低成本实现转炉渣铁元素分离、转炉渣调质、补热熔化添加剂及降低熔化温度等问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种转炉渣资源利用设备及其工艺，通过转炉渣的热态改性技术，选择合适的改性剂对物相构成进行重构，使其产物可制成微晶玻璃、铸石、矿棉等高附加值产品，从根本上改善转炉渣只能生产低附加值产物的现状，真正的实现“变废为宝”。
为达到上述目的，本发明的目的之一通过以下技术方案实现：
转炉渣资源利用设备，包括用于热装并转运转炉渣的转炉渣罐和依次相连的炉渣调质窑、澄清窑、锡槽，所述炉渣调质窑内设置的补热装置和底吹搅拌装置，还包括用于对炉渣调质窑内加入辅料的辅料加料装置和用于转运转炉渣罐的转运装置。
进一步，还包括与辅料加料装置相连的辅料称量配料装置，所述辅料称量配料装置至少设置有一个辅料入口。
进一步，所述澄清窑内设置有鼓泡装置。
进一步，所述转炉渣的主要成分为：CaO：35％～62％；MgO：5％～13％；SiO2：7％～19％。
进一步，所述锡槽的底部设置有用于吸收转炉渣热量的蒸汽锅炉。
进一步，所述辅料包括铸石辅料或微晶玻璃辅料或矿渣棉辅料。
本发明的目的之二通过以下技术方案实现：
一种使用上述设备进行资源利用的工艺，用转炉渣罐热装高温转炉渣，在炉渣调质窑内预装一定量的碳饱和铁水，通过转运装置将转炉渣罐转运至炉渣调质窑处，将转炉渣罐的高温转炉渣装入炉渣调质窑内与碳饱和铁水混合，并通过辅料加料装置加入辅料形成混合渣液，经炉渣调质窑内设置的补热装置、底吹搅拌装置进行加热、搅拌，混合渣液形成玻璃相后，灌入澄清窑均化，最后进入锡槽冷却，进行最终产品的后期处理。锡槽底部的蒸汽锅炉将热态玻璃相渣液带来的显热转换为高温蒸汽。
本发明的有益效果在于：
本发明直接利用高温转炉渣自身携带的物理热只需较少能耗即可生产微晶玻璃等高附加值产品，大大降低微晶玻璃的生产成本，从根本上改善转炉渣只能生产低附加值产物的现状，真正解决转炉高温液态渣显热难以利用的难题。
附图说明
图1为本发明一种转炉渣资源利用的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
如图1所示，本发明一种转炉渣资源利用的工艺流程图，其使用的设备包括转炉渣罐和依次相连的炉渣调质窑、澄清窑、锡槽，炉渣调质窑内设置的补热装置和底吹搅拌装置，澄清窑内设置有鼓泡装置，可对渣液进行均化处理，还包括用于对炉渣调质窑内加入辅料的辅料加料装置和用于转运转炉渣罐的转运装置。
本实施例中，还包括与辅料加料装置相连的辅料称量配料装置，辅料称量配料装置至少设置有一个辅料入口，如根据需要可对铸石辅料、微晶玻璃辅料、矿渣棉辅料分别设置入口，也可只设置一个公共的入口。
本实施例中，转炉渣的主要成分为：CaO：35％～62％；MgO：5％～13％；SiO2：7％～19％。
本实施例中，锡槽的底部设置有用于吸收转炉渣热量的蒸汽锅炉，可以再次利用液态玻璃液的显热，降低转炉渣处理的能源消耗。
本实施例中，辅料包括铸石辅料或微晶玻璃辅料或矿渣棉辅料。可根据不同的终端产品选择不同的辅料。
使用上述设备进行转炉渣资源利用的工艺流程：用转炉渣罐热装高温转炉渣，在炉渣调质窑内预装一定量的碳饱和铁水，通过转运装置将转炉渣罐转运至炉渣调质窑处，将转炉渣罐的高温转炉渣装入炉渣调质窑内与碳饱和铁水混合，并通过辅料加料装置加入辅料形成混合渣液，经炉渣调质窑内设置的补热装置、底吹搅拌装置进行加热、搅拌，混合渣液形成玻璃相后，灌入澄清窑均化，最后进入锡槽冷却，进行最终产品的后期处理。同时，锡槽底部的蒸汽锅炉将热态玻璃相渣液带来的显热转换为高温蒸汽。
实施例1
某钢厂转炉渣主要成分是硅酸二钙(2CaO·SiO2)、硅酸三钙(3CaO·SiO2)，采用如图1所示的工艺流程，热渣装入预装有碳饱和铁水的炉渣调质窑，底吹搅拌还原出铁单质(直到TFe＜0.5％)，按CaO-Al2O3-SiO2(CAS)系的微晶玻璃的要求向炉渣调质窑加入刚玉粉、硅石粉、纯碱以及晶核剂TiO2等辅料配置成基础料，电弧补热、搅拌，于1400～1500℃高温下熔制，形成玻璃相后放入澄清窑内均匀澄清，再放入锡槽进行冷却，将合格的玻璃液导入冷水中，使其水淬成一定颗粒大小的玻璃颗粒，最终获得硅灰石类微晶玻璃的基础料。
实施例2
某钢铁厂转炉渣主要成分是：
组成 SiO2 CaO Al2O3 MgO TFeO MnO P2O5
含量(wt％) 14.59 43.19 0.15 10.98 22.55 1.53 1.31
高炉渣的主要成分是：
组成 SiO2 CaO Al2O3 MgO TFe 其他
含量(wt％) 33.46 37.59 7.78 9.67 0.11 11.39
采用如图1所示的工艺流程，将转炉热渣装入预装有碳饱和铁水的炉渣调质窑，底吹搅拌还原出部分铁单质，按铸石炉料成分(SiO2：45～52％，MgO：3～14％，Al2O3：12～19％，CaO：7～13％)控制加入高炉渣冷料、高岭土、硅石、萤石等辅料，电弧补热、搅拌，在高温下使配合料熔化，形成玻璃相后放入澄清窑内均化澄清，再放入锡槽进行冷却，均化澄清后的熔液经压延成板料后再用剪切机进行热切割成型。热切后的板材经输送辊道送入到二次热处理辊道窑进行微晶化处理，随即将其转移至晶化窑中，经晶化处理，再退火冷却后出炉,即制得钢渣微晶铸石产品。
本发明应用于炼钢生产的实施例取得了如下效果：
1)可实现高温炉渣液的直接资源化利用；
2)消除转炉渣的环境污染；
3)可有效利用高温炉渣液的热能，降低铸石生产能耗及成本；
4)本实施例采用辊道式隧道窑用于铸石的退火可以实现铸石的快速退火；
5)工艺简单，易于工业化应用；
6)可以分别合成以透辉石、硅灰石、黄长石为主晶相的矿渣微晶铸石。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (3)

1.一种转炉渣资源利用的工艺，其特征在于：包括转炉渣资源利用的工艺所采用的设备以及依赖该设备的转炉渣资源利用的工艺；
转炉渣资源利用的工艺所采用的设备，包括用于热装并转运转炉渣的转炉渣罐、预置有液态的碳饱和铁水的炉渣调质窑以及依次相连的澄清窑与锡槽，所述炉渣调质窑设置有分别对碳饱和铁水加热及搅拌的补热装置和底吹搅拌装置；所述澄清窑内设置有鼓泡装置; 所述锡槽的底部设置有用于吸收转炉渣热量的蒸汽锅炉；还包括用于对炉渣调质窑内加入辅料的辅料加料装置和用于转运转炉渣罐的转运装置;所述辅料包括铸石辅料或微晶玻璃辅料或矿渣棉辅料；
转炉渣资源利用的工艺，包括用转炉渣罐热装高温转炉渣，在炉渣调质窑内预装一定量的碳饱和铁水，通过转运装置将转炉渣罐转运至炉渣调质窑处，将转炉渣罐的高温转炉渣装入炉渣调质窑内与碳饱和铁水混合，并通过辅料加料装置加入辅料形成混合渣液，经炉渣调质窑内设置的补热装置、底吹搅拌装置进行加热、搅拌，混合渣液形成玻璃相后，灌入澄清窑均化，最后进入锡槽冷却，进行最终产品的后期处理。
2.根据权利要求 1 所述的一种转炉渣资源利用的工艺，其特征在于：所述转炉渣的主要成分为：CaO：35%～62%；MgO：5%～13%；SiO2：7%～19%。
3.根据权利要求 1 所述的一种转炉渣资源利用的工艺，其特征在于：还包括与辅料加料装置相连的辅料称量配料装置，所述辅料称量配料装置至少设置有一个辅料入口。
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