CN106521056B - 一种基于高温渣余热回收的高炉熔渣干法处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于高温渣余热回收的高炉熔渣干法处理方法，涉及钢铁冶金行业中的高炉渣处理工艺。本发明包括以下步骤：步骤一：将待处理的高炉渣自上而下的落入炉渣处理箱内；步骤二：高炉渣在炉渣处理箱内下落过程中先通过水柱对其进行冲击、冷却，然后通过雾化水对其冷却；步骤三：处理后的高炉渣自炉渣处理箱底部排出，利用余热锅炉回收固态炉渣的高品质热量，炉渣处理箱内形成的蒸气通过蒸汽管道排走。本发明提供了一种相对简化的基于高温渣余热回收的高炉熔渣干法处理方法，且能有效回收高炉渣处理过程中产生的蒸气，降低水耗，尤其可以提供保持高温状态的固态炉渣颗粒，且炉渣颗粒温度可控，并为余热回收提供高品质热源。

Description

一种基于高温渣余热回收的高炉熔渣干法处理方法

技术领域

本发明涉及钢铁冶金行业中的高炉渣处理工艺，更具体地说，涉及一种基于高温渣余热回收的高炉熔渣干法处理方法，尤其涉及液态高炉渣的处理。

背景技术

在生产铁水的同时，高炉还产出大量的液态高炉渣。液态高炉渣出炉温度在1400～1500℃，蕴含着很高的热能，每吨液态高炉渣蕴含的热量相当于约64kg标准煤所含的热量，属于高品位的余热资源，具有很高的回收利用价值。同时高炉渣是一种性能良好的硅酸盐材料，可以作为生产建筑材料和化肥的原料。急冷处理后的高炉渣具有潜在的水硬胶凝性能，是优良的水泥原料，因此国内外各研发机构在借鉴前人经验的基础上争相针对高炉渣的显热回收及其渣的资源化利用展开研究。现有的水淬高炉渣工艺，会形成大量低品质的温水及饱和蒸气，但很难被回收利用，且其中大约15％的冲渣水会蒸发吸热变成水蒸气而放散掉，不仅造成了能量和水资源的浪费，同时水蒸气中含有大量有害物质，严重污染环境。因此研究高炉渣的新型回收方法成为该领域的一个新研究课题，目前，国内外均已开展了该项研究，并设计了转杯式成渣工艺、滚筒式成渣工艺、喷吹散射工艺和钢球成渣工艺，具体如下。

转杯式成渣工艺：液态高炉渣通过注渣管流入位于中心的旋转气流粒化器，在旋转杯的边缘，液态渣在离心力的作用下甩出粒化，在旋转杯的边周围同时引入环形空气射流，使液态渣薄膜产生不稳定的波动，以促进液态渣的破碎。高温渣粒撞击内壁，与外壁冷却水管中冷却水进行热交换，粒化渣反弹至初级流化床内，与流化空气和埋在床层内的换热管道进行热交换，约回收43％热量。随后，渣粒溢出至二级流化床内，约回收20％热量。最后，炉渣通过排渣槽排出，热空气出口温度达400～600℃，进入余热回收系统加以利用。该工艺的优点是渣粒冷却速度快，粒化中玻璃相大于90％；缺点是工艺回收设备较复杂，水冷壁易沾渣，空气消耗大导致动力消耗大。

滚筒式成渣工艺：滚筒式冷渣器由传热滚筒、进渣装置、出渣装置、转动机构、冷却水系统及控制装置等组成。它由两个直径不等的内外钢筒套装在一起，并构成封闭的水环形空腔，在内筒内壁焊接螺旋状叶片，在螺旋叶片间密布纵向叶片。在滚筒的转动下，锅炉排渣在螺旋叶片形成的沟槽内流动，并沿滚筒轴线方向向冷渣器出口移动。该工艺的优点是安装方便，易操作，对渣粒度要求不严，可靠性高，设备造价低，运行电耗低；缺点是长期运行容易发生旋转接头轴向偏移，螺旋肋片(导流片)易损坏，出渣量及出渣温度有时不能达到设计值，旋转接头易漏水。

喷吹散射工艺：日本新日铁建立了专门进行高炉渣热量回收的工厂，将液态渣倒入倾斜的渣沟中，渣沟下设鼓风机，液渣从渣沟末端流出时与鼓风机吹出的高速空气流接触后迅速粒化并被吹到换热器内，渣在运行过程中从液态迅速凝结成固态，通过辐射和对流进行热交换，渣温从1500℃降到1000℃。渣在热交换器内冷却到300℃左右后，通过传送带送到储渣槽内。该工艺的优点是热回收率高(40～45％)、各项性能参数均比水冲渣好；缺点是风量大、动力消耗大，喷吹散射得到的粒化渣的颗粒直径分布范围较宽，不利于后续处理。

钢球成渣工艺：俄罗斯文献号RU2018494专利公开了一种《渣处理方法及实施装置》，该方法是将液态炉渣注入装置的滚筒内，当炉渣与置于滚筒内的钢球接触时被急冷，炉渣由液态转成脆状可塑态并凝固在球体表面，由于球体的运动和彼此碰撞，炉渣被破碎成700℃左右粒状的固态渣，固态渣连续输送到气渣热交换器内与循环气体进行热交换。NKK公司则将熔融的高炉渣通过管道进入2个转鼓之间，转鼓连续转动将渣挤压形成一层薄渣片，转鼓内通入交换气体冷却渣，热气体回收用于发电、供暖等。该工艺的优点是冷却速度快，成渣速度快；缺点是工艺步骤复杂、故障率高、成本高，滚筒易磨损、高温变形。

上述四种高炉渣处理工艺已经比较成熟，但相对于传统的水淬高炉渣工艺，其工艺过程仍旧比较复杂，设备成本及运行成本较高。现有技术中已提出相对简化的高炉渣处理工艺，例如专利公开号：CN 101429578 A，公开日：2009年05月13日，发明创造名称为：高钛型脱硫高炉渣的处理方法，该申请案公开了一种可减少烟尘产生量的高钛型脱硫高炉渣的处理方法，具体为：使用立体水幕对高钛型脱硫高炉渣进行喷淋；该申请案的高钛型脱硫高炉渣的处理方法，可将高钛型脱硫高炉渣的烟尘量降低50％以上，喷淋过程中无爆炸现象发生，操作安全得到保障。但是该申请案的缺点在于：难以回收高炉渣处理过程中产生的固态炉渣高品质热源、蒸气，且用水量较大。

综上所述，如何设计出一种相对简化的高炉渣处理工艺，且能有效回收高炉渣处理过程中产生的固态炉渣高品质热源、蒸气，降低水耗，是现有技术中亟需解决的技术问题。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有高炉渣处理工艺中固态炉渣高品质热源、蒸气难以回收利用、用水量较大的不足，提供了一种相对简化的高炉渣处理工艺，且能有效回收高炉渣处理过程中产生的固态炉渣高品质热源、蒸气，降低水耗。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的基于高温渣余热回收的高炉熔渣干法处理方法，包括以下步骤：

步骤一：首选准备好基于高温渣余热回收的高炉熔渣干法处理装置，然后将待处理的高炉渣自上而下的落入炉渣处理箱内；

步骤二：高炉渣在炉渣处理箱内下落过程中先通过水柱对其进行冲击、冷却，然后通过雾化水对其冷却；

步骤三：处理后的高炉渣自炉渣处理箱底部排出，炉渣处理箱内形成的蒸气通过蒸汽管道排走。

作为本发明的基于高温渣余热回收的高炉熔渣干法处理方法更进一步的改进，所述基于高温渣余热回收的高炉熔渣干法处理装置包括：

炉渣处理箱，高炉渣自所述炉渣处理箱顶部落入，由所述炉渣处理箱底部排出；

冷却单元，所述冷却单元包括在所述炉渣处理箱内部形成水柱来对落下的高炉渣进行冲击、冷却的机构。

作为本发明的基于高温渣余热回收的高炉熔渣干法处理方法更进一步的改进，所述基于高温渣余热回收的高炉熔渣干法处理装置还包括蒸汽管道；

所述炉渣处理箱的壁面为内部填充冷却水的冷却水夹层，蒸汽管道与炉渣处理箱的内部连通。

作为本发明的基于高温渣余热回收的高炉熔渣干法处理方法更进一步的改进，所述冷却单元包括喷头，所述喷头包括用于喷射出水柱的水柱喷头；所述炉渣处理箱内相对的两个侧面上上、下交错布置数层水柱喷头，使得相应位置落下的高炉渣沿“之”字形路线下落。

作为本发明的基于高温渣余热回收的高炉熔渣干法处理方法更进一步的改进，所述喷头还包括用于喷射出雾化水的水雾喷头，所述水雾喷头设置于炉渣处理箱内的侧面上且位于所述水柱喷头的下方。

作为本发明的基于高温渣余热回收的高炉熔渣干法处理方法更进一步的改进，每个水柱喷头的轴线与水平面的夹角相同；所述炉渣处理箱内位于相对的两个侧面上且上、下相邻的两层水柱喷头，其喷射水柱的方向相对。

作为本发明的基于高温渣余热回收的高炉熔渣干法处理方法更进一步的改进，每个水柱喷头的轴线与水平面的夹角为0～30°，水柱喷头喷出的水柱压力为0.2～2.0MPa。

作为本发明的基于高温渣余热回收的高炉熔渣干法处理方法更进一步的改进，每个喷头通过水管分别与分配箱上的一路冷却水相连通，分配箱用于将水泵通入的冷却水分为多路；

所述炉渣处理箱的上方设有泄渣槽，所述炉渣处理箱的底部为呈漏斗状的开口，该开口的下方设有传送带。

作为本发明的基于高温渣余热回收的高炉熔渣干法处理方法更进一步的改进，所述冷却水夹层的下部与补水机构连通，冷却水夹层内设有水位测量机构和水温测量机构，冷却水夹层顶部与蒸汽收集管连通。

作为本发明的基于高温渣余热回收的高炉熔渣干法处理方法更进一步的改进，所述水柱喷头沿轴向的截面为出口孔径渐缩的喇叭状通道或为出口孔径小于入口孔径的阶梯状通道。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：

(1)本发明的基于高温渣余热回收的高炉熔渣干法处理方法，其采用的基于高温渣余热回收的高炉熔渣干法处理装置整体设计集成化、科学化且装置结构相对简单，运行流程便于维护，运行成本及设备制造成本较低，炉渣处理箱围成相对密封的低温环境，高炉渣在炉渣处理箱内流动、冷却过程中，利用具有一定刚度的高压水柱、成喷雾状的雾化水将高炉渣切割、击碎，并快速冷却至玻璃相小颗粒，同时通过与炉渣处理箱连通的蒸汽管道将高炉渣处理过程中产生的大量蒸气进行回收利用，其中，水雾喷头、水柱喷头以及冷却水夹层的设计大大减少了冷却水的消耗。

(2)本发明中，炉渣处理箱内位于相对的两个侧面上且上、下相邻的两层水柱喷头，其喷射水柱的方向是相对的，这样的结构设计一方面有利于形成相对的两层水帘来维持高炉渣的“之”字形流动路线，另一方面可以尽量使得相应位置水柱的喷射面平行于此处高炉渣的流动方向，以增加对高炉渣的冲击和冷却效果，减少用水量。

(3)本发明的基于高温渣余热回收的高炉熔渣干法处理方法，其采用的基于高温渣余热回收的高炉熔渣干法处理装置，能通过调节各类喷头的冷却强度来控制炉渣处理箱底部排出的炉渣颗粒的温度，进而为余热锅炉提供不同品质的热源，尤其可以提供保持高温状态的固态炉渣颗粒，且炉渣颗粒温度可控，并为余热回收提供高品质热源，经过计算每吨液态高炉渣热量约折合为64kg标准煤，利用本基于高温渣余热回收的高炉熔渣干法处理装置可新增发电量约为13千瓦·时/吨渣，大幅提高了经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为实施例1～4的基于高温渣余热回收的高炉熔渣干法处理装置的结构示意图；

图2为实施例5中水柱喷头沿轴向的剖视结构示意图；

图3为实施例5中水柱喷头沿轴向的剖视结构示意图；

图4为实施例7的基于高温渣余热回收的高炉熔渣干法处理方法的流程图。

示意图中的标号说明：

1、泄渣槽；2、炉渣处理箱；201、冷却水夹层；3、水管；4、分配箱；5、喷头；6、水泵；7、传送带；8、蒸汽管道；9、炉渣颗粒。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

现有的水淬高炉渣工艺，会形成大量低品质的温水及饱和蒸气，但很难被回收利用，且其中大约15％的冲渣水会蒸发吸热变成水蒸气而放散掉，不仅造成了能量和水资源的浪费，同时水蒸气中含有大量有害物质，严重污染环境。因此研究高炉渣的新型回收方法成为该领域的一个新研究课题，目前，国内外均已开展了该项研究，并设计了转杯式成渣工艺、滚筒式成渣工艺、喷吹散射工艺和钢球成渣工艺。虽然上述四种高炉渣处理工艺已经比较成熟，但相对于传统的水淬高炉渣工艺，其工艺过程仍旧比较复杂，设备成本及运行成本较高。因此，如何设计出一种相对简化的高炉渣处理工艺，且能有效回收高炉渣处理过程中产生的固态炉渣高品质热源、蒸气，降低水耗，是现有技术中亟需解决的技术问题。

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

实施例1

结合图1，本实施例的基于高温渣余热回收的高炉熔渣干法处理装置，包括：炉渣处理箱2，高炉渣自炉渣处理箱2顶部落入，由炉渣处理箱2底部排出；冷却单元，冷却单元包括在炉渣处理箱2内部形成高压的水柱来对落下的高炉渣进行冲击、冷却的机构。(本实施例的基于高温渣余热回收的高炉熔渣干法处理装置，“高炉熔渣”指从高炉排出的液态高炉渣，“干法处理”指将液态高炉渣最终处理成含水量较少的炉渣颗粒9，该炉渣颗粒9呈固体颗粒状)

本实施例中，高炉渣在炉渣处理箱2内自上而下的下落，有利于高炉渣在空中充分的分散开来，同时，高炉渣在下落过程中被高压水柱击碎、冷却，经过数次碰撞冷却，在炉渣处理箱2底部被处理成符合要求的炉渣颗粒9。

实施例2

结合图1，本实施例的基于高温渣余热回收的高炉熔渣干法处理装置，其结构与实施例1基本相同，更进一步的：

本实施例的基于高温渣余热回收的高炉熔渣干法处理装置还包括蒸汽管道8，炉渣处理箱2的壁面为内部填充冷却水的冷却水夹层201(冷却水夹层201的设计，确保了高炉渣在炉渣处理箱2内围成的低温环境中流动，提高了高炉渣的冷却效率)，蒸汽管道8与炉渣处理箱2的内部连通。炉渣处理箱2的上方设有泄渣槽1，待处理的液态高炉渣从泄渣槽1内流出并进入炉渣处理箱2内，炉渣处理箱2的底部为呈漏斗状的开口，漏斗状的开口设计有利于处理后的炉渣颗粒9顺畅的从炉渣处理箱2底部排出并被炉渣处理箱2底部的冷却水夹层201冷却，然后通过炉渣处理箱2底部开口下方的传送带7送至余热锅炉发电，传送带7所用的材料要求能够承受800℃以上的温度。

本实施例中，炉渣处理箱2的壁面为内部填充冷却水的冷却水夹层201，完全确保了炉渣处理箱2壁面温度始终保持在500℃以下，防止高炉渣粘结在炉渣处理箱2内表面；冷却过程产生的洁净蒸汽通过炉渣处理箱2底部连通的蒸汽管道8回收利用，蒸汽管道8布置在炉渣处理箱2底部，方便安装。

冷却单元包括喷头5，喷头5包括用于喷射出水柱的水柱喷头和用于喷射出雾化水的水雾喷头；炉渣处理箱2内相对的两个侧面上上、下交错布置数层水柱喷头，每层水柱喷头可布置1～2排水柱喷头，使得相应位置落下的高炉渣沿“之”字形路线下落。具体本实施例中，炉渣处理箱2的高度在1500～4500mm之间，炉渣处理箱2横截面可为等效直径500～3000mm的方形或圆形。同一排水柱喷头上相邻两个水柱喷头的间距为1～3mm，每一排水柱喷头的数量可根据实际生产适应性调整；炉渣处理箱2内位于相对的两个侧面上且上、下相邻的两层水柱喷头之间的距离为200～1000mm。水雾喷头设置于炉渣处理箱2内的侧面上且位于水柱喷头的下方。具体本实施例中，水柱喷头布置在炉渣处理箱2内的上部，距离炉渣处理箱2顶端100～500mm，水雾喷头布置在炉渣处理箱2内的下部。每个喷头5通过水管3分别与分配箱4上的一路冷却水相连通，分配箱4用于将水泵6通入的冷却水分为多路，即冷却水经过水泵6加压后被送至分配箱4，然后通过分配箱4分配至各类喷头，各类喷头都配置相应的阀门，可以控制处理后的炉渣颗粒9温度维持在100～800℃之间，回收固态炉渣的高品质热量，进而为余热锅炉提供不同品质的热源，在实际应用中可以根据高炉产量和冷却效果灵活调节喷头参数。喷头布置方式与高炉渣冷却速率有关，高炉渣流经高压水柱区域时，要求速冷至玻璃相温度范围，在之后的雾化水区域，要求调节高炉渣温度梯度，确保高炉渣不会粘结成块，实际生产中可根据以上两点来判断喷头布置方式是否合理。

本实施例中，高炉渣依次经过高压水柱的急冷阶段和雾化水的缓冷阶段，兼顾了高炉渣的后续利用和余热回收效率。具体分析如下：(1)为了增加高炉渣在炉渣处理箱2内的冷却强度，延长其停留时间，本实施例中在炉渣处理箱2内相对的两个侧面上上、下交错布置数层水柱喷头，高压水柱将流动的高炉渣层层切割，通过高压水柱的动量改变高炉渣的流动方向，使得相应位置落下的高炉渣沿“之”字形路线下落(即高炉渣的运动轨迹为沿纵向自由落体运动和沿横向折返运动的复合)。需要说明的是，本实施例中使得高炉渣沿“之”字形路线下落是其关键所在，高炉渣沿“之”字形路线流动，充分增加了高炉渣在空中的停留时间以及与高压水柱的接触面积，仅用少量冷却水形成的高压水柱即可将高温熔融的高炉渣进行切割、击碎，并使得高炉渣快速冷却(冷却到800℃以下)碎化至符合要求的玻璃相小颗粒(保证了成渣颗粒中玻璃体的含量大于传统水淬渣，提高了成渣颗粒的玻璃相强度、质密性)，大大节约了冷却水消耗量，提升了处理后炉渣颗粒9的产品质量，兼顾了高炉渣的后续利用。(2)在雾化水的缓冷阶段，高炉渣已经经过高压水柱的急冷处理，成为小颗粒的炉渣颗粒9，并在炉渣处理箱2内充分分散开来，有利于炉渣颗粒9与空气充分接触换热，同时雾化水充分喷洒在炉渣处理箱2的下部，使得炉渣处理箱2内部的热量(炉渣颗粒9以及空气中的热量)基本都被雾化水所吸收，另一方面高压水柱冲击高炉渣后被分散为细小的水珠颗粒，水珠颗粒同样落在炉渣处理箱2下部吸收热量，雾化水以及水珠颗粒吸热后均蒸发为水蒸气，其中几乎所有的水蒸气都被蒸汽管道8回收，大幅度提高了高炉渣处理过程中的余热利用率，有利于钢铁企业节能减排；同时，急冷阶段和缓冷阶段所用的冷却水基本都以水蒸气的形式回收利用，大大减少了被高炉渣污染后的废水排放量，基本可省去废水处理环节；进一步的，急冷阶段和缓冷阶段所用的冷却水相对于传统的水淬工艺，降低了约50％的水耗。(传统的高炉渣水萃工艺，高炉渣经过水萃，破碎成颗粒状，最终处理过后的成渣颗粒中水分含量高，需经过沉淀池处理，然后送至水泥厂作为水泥的原料，此过程浪费了大量的水资源，每吨高炉渣需要6吨左右的循环水，同时形成的废水净化难度较大，产生的蒸气很难收集。)

本实施例的基于高温渣余热回收的高炉熔渣干法处理装置，整体设计集成化、科学化且装置结构相对简单，运行流程便于维护，运行成本及设备制造成本较低，炉渣处理箱2围成相对密封的低温环境，高炉渣在炉渣处理箱2内流动、冷却过程中，利用具有一定刚度的高压水柱、成喷雾状的雾化水将高炉渣切割、击碎，并快速冷却至玻璃相小颗粒，同时通过与炉渣处理箱2连通的蒸汽管道8将高炉渣处理过程中产生的大量蒸气进行回收利用，其中，水雾喷头、水柱喷头以及冷却水夹层201的设计大大减少了冷却水的消耗。

需要说明的是，本实施例的基于高温渣余热回收的高炉熔渣干法处理装置，能通过调节各类喷头的冷却强度来控制炉渣处理箱5底部排出的炉渣颗粒9(固态炉渣)的温度(100～800℃)，进而为余热锅炉提供不同品质的热源(需要说明的是，液态高炉渣中大部分的热量均被保留在炉渣颗粒9中，通过对炉渣颗粒9的回收利用，可大幅提高液态高炉渣的热回收效率)，经过计算每吨液态高炉渣热量约折合为64kg标准煤，利用本基于高温渣余热回收的高炉熔渣干法处理装置可新增发电量约为13千瓦·时/吨渣，大幅提高了经济效益。

实施例3

结合图1，本实施例的基于高温渣余热回收的高炉熔渣干法处理装置，其结构与实施例2基本相同，更进一步的：每个水柱喷头的轴线与水平面的夹角相同，具体本实施例中，每个水柱喷头的轴线与水平面的夹角为0～30°，需要说明的是，水柱喷头的轴线与水平面的夹角过大不利于高炉渣形成沿“之”字形路线，具体本实施例中取30°；水柱喷头喷出的水柱压力为0.2～2.0MPa，水柱压力过小达不到冲击高炉渣的作用，水柱压力过大则水柱完全穿透高炉渣，使得高炉渣无法沿“之”字形路线流动，具体本实施例中取2.0MPa。炉渣处理箱2内位于相对的两个侧面上且上、下相邻的两层水柱喷头，其喷射水柱的方向相对。

本实施例中，炉渣处理箱2内位于相对的两个侧面上且上、下相邻的两层水柱喷头，其喷射水柱的方向是相对的(具体本实施例中相当于其中一层水柱喷头以与水平面成30°夹角向下方喷射水柱，另一层水柱喷头以与水平面成30°夹角向上方喷射水柱)，这样的结构设计一方面有利于形成相对的两层水帘来维持高炉渣的“之”字形流动路线，另一方面可以尽量使得相应位置水柱的喷射面平行于此处高炉渣的流动方向，以增加对高炉渣的冲击和冷却效果，减少用水量。

实施例4

结合图1，本实施例的基于高温渣余热回收的高炉熔渣干法处理装置，其结构与实施例3基本相同，更进一步的：冷却水夹层201的下部与补水机构连通，冷却水夹层201内设有水位测量机构和水温测量机构，冷却水夹层201顶部与蒸汽收集管连通。

本实施例中，通过水位测量机构和水温测量机构分别测量冷却水夹层201内的水位和水温，通过补水机构对冷却水夹层201进行补水，从而确保炉渣处理箱2的壁面维持在规定的温度范围内，当冷却水夹层201内的冷却水被加热蒸发后，可通过冷却水夹层201顶部的蒸汽收集管进行回收利用。

实施例5

结合图2，本实施例的基于高温渣余热回收的高炉熔渣干法处理装置，其结构与实施例4基本相同，更进一步的：水柱喷头沿轴向的截面为出口孔径渐缩的喇叭状通道。

本实施例中要确保水柱喷头喷出的水柱刚性要大，具体本实施例中，水柱喷头沿轴向的截面为出口孔径渐缩的喇叭状通道，喇叭状通道的设计，使得高压冷却水在通过水柱喷头后，进一步被加压，确保水柱喷头喷出符合要求的高压水柱。

结合图3，本实施例中水柱喷头还可以设计为另一种结构：水柱喷头沿轴向的截面为出口孔径小于入口孔径的阶梯状通道。高压冷却水在通过阶梯状通道喷出时，一方面阶梯状通道内高压冷却水柱中心流速较快的部分被直接喷出，有利于强化喷出水柱对于高炉渣的急冷效果；另一方面，高压冷却水经过出口孔径小于入口孔径的阶梯状通道流出时，阶梯状通道内高压冷却水柱边缘的部分被直接阻挡，产生类似于“自制空气炮”的现象，使得喷出的水柱保持相当强的刚度(即让喷出的水柱不易分散开来)，保证水柱对高炉渣的冲击效果。

实施例6

本实施例的基于高温渣余热回收的高炉熔渣干法处理装置，其结构与实施例3基本相同，其不同之处在于：每个水柱喷头的轴线与水平面的夹角为0°，水柱喷头喷出的水柱压力为0.2MPa。

实施例7

结合图4，本实施例的基于高温渣余热回收的高炉熔渣干法处理方法，其是采用如实施例5所述的基于高温渣余热回收的高炉熔渣干法处理装置进行的，具体步骤如下：

步骤一：首选准备好如实施例5所述的基于高温渣余热回收的高炉熔渣干法处理装置；然后将待处理的高炉渣自上而下的落入炉渣处理箱2内；

步骤二：高炉渣在炉渣处理箱2内下落过程中先通过水柱对其进行冲击、冷却，然后通过雾化水对其冷却；

步骤三：处理后的高炉渣自炉渣处理箱2底部排出，炉渣处理箱2内形成的蒸气通过蒸汽管道8排走回收利用。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种基于高温渣余热回收的高炉熔渣干法处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：首选准备好基于高温渣余热回收的高炉熔渣干法处理装置，然后将待处理的高炉渣自上而下的落入炉渣处理箱内；

步骤二：高炉渣在炉渣处理箱内下落过程中先通过水柱对其进行冲击、冷却，然后通过雾化水对其冷却；

步骤三：处理后的高炉渣自炉渣处理箱底部排出，炉渣处理箱内形成的蒸气通过蒸汽管道排走；

所述基于高温渣余热回收的高炉熔渣干法处理装置包括：

炉渣处理箱(2)，高炉渣自所述炉渣处理箱(2)顶部落入，由所述炉渣处理箱(2)底部排出；

冷却单元，所述冷却单元包括在所述炉渣处理箱(2)内部形成水柱来对落下的高炉渣进行冲击、冷却的机构；

蒸汽管道(8)，所述炉渣处理箱(2)的壁面为内部填充冷却水的冷却水夹层(201)，蒸汽管道(8)与炉渣处理箱(2)的内部连通；

所述冷却单元包括喷头(5)，所述喷头(5)包括用于喷射出水柱的水柱喷头；所述炉渣处理箱(2)内相对的两个侧面上上、下交错布置数层水柱喷头，使得相应位置落下的高炉渣沿“之”字形路线下落；

所述喷头(5)还包括用于喷射出雾化水的水雾喷头，所述水雾喷头设置于炉渣处理箱(2)内的侧面上且位于所述水柱喷头的下方；

每个水柱喷头的轴线与水平面的夹角相同；所述炉渣处理箱(2)内位于相对的两个侧面上且上、下相邻的两层水柱喷头，其喷射水柱的方向相对；

每个水柱喷头的轴线与水平面的夹角为0～30°，水柱喷头喷出的水柱压力为0.2～2.0MPa；

所述水柱喷头沿轴向的截面为出口孔径小于入口孔径的阶梯状通道。

2.根据权利要求1所述的基于高温渣余热回收的高炉熔渣干法处理方法，其特征在于：

每个喷头(5)通过水管(3)分别与分配箱(4)上的一路冷却水相连通，分配箱(4)用于将水泵(6)通入的冷却水分为多路；

所述炉渣处理箱(2)的上方设有泄渣槽(1)，所述炉渣处理箱(2)的底部为呈漏斗状的开口，该开口的下方设有传送带(7)。

3.根据权利要求2所述的基于高温渣余热回收的高炉熔渣干法处理方法，其特征在于：

所述冷却水夹层(201)的下部与补水机构连通，冷却水夹层(201)内设有水位测量机构和水温测量机构，冷却水夹层(201)顶部与蒸汽收集管连通。