CN108165773A - 热态碳化渣粒化及水渣分离方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及钢铁冶金领域,尤其是一种提高破渣效率并且提升工艺品质的热态碳化渣粒化及水渣分离方法,包括如下步骤:a、碳化渣的粒化出渣条件控制:通过强化碳化渣电炉冶炼的终点状态,确保含钛高炉渣中TiO2利用碳还原成TiC;b、碳化渣的粒化控制;c、水淬粒化碳化渣的水淬渣分离控制:通过气体搅动,让水淬渣在水中形成相对均匀混合的状态,然后通过气体作为运输动力,将均匀混合的水淬渣抽到分离位置,然后每间隔20~30min将各排渣器进行反吹5~10min。本发明很好的打通了电炉冶炼碳化渣的出渣流程,并大大节约了原有的破渣工艺时间,具有较好的经济效益。本发明尤其适用于热态碳化渣的水渣分离工艺之中。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶金领域,尤其是一种热态碳化渣粒化及水渣分离方法。
背景技术
在高温碳化工序的碳化渣破碎已经具有一定的技术基础:即使用颚式破碎机对尺寸≤300mm的碳化渣进行粗破;通过第一传输装置将粗破后的碳化渣输送至对辊破碎机进行细破;利用第二传输装置将细破后的碳化渣输送至球磨机进行研磨,从而得到成品碳化渣。虽然已经实现了碳化渣的破碎功能,但因受下工序原料需求量及对成品粒度要求,采用该碳化渣破磨已成为了整个工艺的限制性环节。
专利文献CN105905939A“一种含钛高炉渣碳化后直接粒化-氯化的装置和方法”,公开了一种含钛高炉渣碳化后直接粒化-氯化的装置和方法,装置包括由筒状壳体和底座构成的反应炉,壳体上端收拢形成锥形结构,锥形结构的锥端设有开口形成反应物出口;在壳体内沿中心设有竖向的转轴,转轴上端设有转杯,转杯上端面位于锥形结构内,转轴下端与电机连接以由电机驱动使转轴和转杯一起转动;在壳体上设有碳化渣加料管,碳化渣加料管伸入壳体内并位于转杯中心上部;在壳体上设有冷却机构以对壳体内腔进行冷却;在壳体下端设有与壳体内腔连通的氯气入口,在底座上设有残渣出口。本发明能够充分利用高温碳化余热,降低热量损失的同时也缩短了工艺流程;同时粒化过程基本不存在动力消耗和设备损耗,降低了生产成本。
专利文献CN105907904A“一种含钛高炉渣干法粒化及甲烷碳化提钛处理装置和方法”,提供了一种含钛高炉渣干法粒化及甲烷碳化提钛处理装置和方法。该处理装置其特征在于,包括干法粒化器、碳化反应床、渣粒收集器和一氧化碳分离器;所述干法粒化器的顶部设有含钛高炉渣液入口和气体出口,干法粒化器内的中部位于含钛高炉渣液入口的正下方位置处设有离心粒化装置,干法粒化器的底部与所述碳化反应床的顶部相贯通连接;碳化反应床的底部设有漏斗状的出料口,且碳化反应床的下部靠近漏斗状出料口位置处的侧壁上设有用于通入甲烷气体和氢气的反应气体进气口;所述渣粒收集器正对设置于碳化反应床的出料口下方的出料位置处;所述干法粒化器顶部的气体出口通过设置有抽风机和气体干燥过滤器的气流通道连通至一氧化碳分离器的进气口;所述一氧化碳分离器用于从进入的气体中分离出一氧化碳,并将分离得到的一氧化碳和混合尾气分别从其一氧化碳气体出口和混合尾气出口排出,且一氧化碳分离器的混合尾气出口连通至碳化反应床的反应气体进气口。该处理方法在实现对熔融液态的含钛高炉渣粒化加工的同时,利用含钛高炉渣的余热进行甲烷碳化并实现对含钛高炉渣的提钛处理,有效回收、利用高温液态含钛高炉渣的余热作为化学热,大幅减少了额外能耗的消耗,降低了对含钛高炉渣干法粒提钛处理的能耗和成本,很好的解决了现有技术中含钛高炉渣提钛处理工艺程序复杂、能耗和成本高的问题。
专利文献CN101985697A“高钛型高炉渣碳化的电炉装炉工艺”,涉及高钛型高炉渣的综合利用领域,提供了一种高钛型高炉渣碳化的电炉装炉工艺,包括如下步骤:1)控制高炉出渣温度在1450℃以上;2)液态高炉渣通过渣沟引入渣罐车;3)通过高炉渣凝固形成的渣壳、渣罐车对液态高炉渣进行密闭保温;4)通过渣罐车将渣运送至电炉,转运时间≤2小时;5)破开渣壳,通过导流板和导流槽将液态高炉渣导入电炉。通过液态渣装炉对高炉渣中赋有的热量最大程度的进行了保留,从而可以降低高炉渣高温碳化工艺的能量消耗,减少高炉渣高温碳化冶炼所需时间,避免了现有水淬渣对水资源的浪费;同时,对现有设备改动小,容易实施、实现成本低能。
期刊文献“高炉渣循环利用碳化电炉”西安电炉研究所有限公司,鉴定日期:2013-03-19,介绍了采用电弧加热的方式将热态(含钛)高炉渣热装入电炉内进行二次高温冶炼,冶炼最终产物为碳化钛渣,碳化钛渣是生产钛工业直接原料TiCl4的重要中间原料之一。本项目解决了以下技术问题:1)炉膛炉底采用耐火材料斜面砌筑结构与炉底焦炭底装方法,解决含钛高炉渣冶炼过程中的泡沫膨胀和炉底上涨以及在冶炼完毕出料时出渣不畅的问题;2)采用高炉渣热装技术,能够有效利用热源,降低冶炼电能消耗;3)采用四点平行吊装方法和炉体斜面定位结构能够保证炉体在吊装过程中快速定位以及炉体倾动到最大位置出渣时保证炉体定位功能不会失效;4)采用炉体反向回倾和大范围可变式电极心圆调节技术,解决冶炼过程中炉料上下部温度偏差大,存在炉料死区现象;5)采用二次燃烧技术,解决有毒烟气对环境污染及余热利用问题;6)解决冶炼过程中电能的有效合理输入问题:电极自动调节器自动跟踪熔池状态,不同的冶炼时期采用不同的供电制度和控制策略,自动控制炉内电能的合理输入,确保全过程冶炼平稳、产品产出顺畅;7)采用带电状态下的出渣,解决温度降低时出料不顺畅的问题。
期刊文献“实现高炉渣再利用的高温碳化炉设备”工业加热,2014,(02):29~32,介绍了在接近反应终点时,通过快速提高熔池温度,采用开口机(配合吹氧装置)打开出渣口,倾动炉体将碳化渣出炉,注意此过程要保持继续供电状态。热态碳化渣经出渣溜槽进入放置在渣车上的渣盘内,初步冷却后移动渣车至吊装位,吊装转运至渣场冷却。出渣完毕后,在出渣操作平台上人工清理出渣通道并完成堵炉作业。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种提高破渣效率并且提升工艺品质的热态碳化渣粒化及水渣分离方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:热态碳化渣粒化及水渣分离方法,包括如下步骤:a、碳化渣的粒化出渣条件控制:通过强化碳化渣电炉冶炼的终点状态,确保含钛高炉渣中TiO2利用碳还原成TiC;b、碳化渣的粒化控制:采用水冲箱将电炉出渣口出来的热态碳化渣打碎成一定粒度范围的水淬渣;c、水淬粒化碳化渣的水淬渣分离控制:通过气体搅动,让水淬渣在水中形成相对均匀混合的状态,然后通过气体作为运输动力,将均匀混合的水淬渣抽到分离位置,然后每间隔20~30min将各排渣器进行反吹5~10min;其中,所述分离位置设置有平面阶梯,在水渣混合物从高端向下流的过程中,碳化渣受阻力影响逐渐沉淀富集,而水则流入渣池循环使用。
进一步的是,所述步骤a中,碳化渣的粒化出渣条件包括:通过控制碳化渣温度,保持炉内还原剂的充分反应,并保证炉内温度范围为1400~1750℃。
进一步的是,所述步骤a中,碳化渣的粒化出渣条件包括:出渣前期的电流控制增幅范围80~150A/min。
进一步的是,所述步骤a中,碳化渣的粒化出渣条件包括:出渣前电炉内碳化渣液面的降幅范围在100~300mm。
进一步的是,所述步骤b中,水冲箱压力为0.3~0.6Mpa,主管流量15000~18000立方米/小时。
进一步的是,所述步骤b中,碳化渣的粒化控制包括:电炉出渣的流量控制为出渣量在0.5~2t/min。
进一步的是,所述步骤c中,水淬粒化碳化渣的水淬渣分离控制包括:被分离的水淬渣的含水量为10~30%。
本发明的有益效果是:本发明采用控制电炉冶炼碳化渣的出渣条件,并利用水冲箱将热态碳化渣打碎成一定粒度范围的水淬渣,利用搅拌气体,保证了水渣的均匀混合,并利用排渣器将水淬渣混合物抽到指定位置,实现水渣分离,保证水淬渣分离后具有一定的含水量。很好的打通了电炉冶炼碳化渣的出渣流程,并大大节约了原有的破渣工艺时间,具有较好的经济效益。本发明尤其适用于热态碳化渣的水渣分离工艺之中。
具体实施方式
热态碳化渣粒化及水渣分离方法,包括如下步骤:a、碳化渣的粒化出渣条件控制:通过强化碳化渣电炉冶炼的终点状态,确保含钛高炉渣中TiO2利用碳还原成TiC;b、碳化渣的粒化控制:采用水冲箱将电炉出渣口出来的热态碳化渣打碎成一定粒度范围的水淬渣;c、水淬粒化碳化渣的水淬渣分离控制:通过气体搅动,让水淬渣在水中形成相对均匀混合的状态,然后通过气体作为运输动力,将均匀混合的水淬渣抽到分离位置,然后每间隔20~30min将各排渣器进行反吹5~10min;其中,所述分离位置设置有平面阶梯,在水渣混合物从高端向下流的过程中,碳化渣受阻力影响逐渐沉淀富集,而水则流入渣池循环使用。
在实际使用时,对于a步骤而言,为了实现更佳的粒化出渣条件控制,可以选择的碳化渣的粒化出渣条件包括:通过控制碳化渣温度,保持炉内还原剂的充分反应,并保证炉内温度范围为1400~1750℃;出渣前期的电流控制增幅范围80~150A/min;出渣前碳化渣液面的降幅范围在100~300mm。
对于b步骤而言,为了实现更佳的碳化渣的粒化控制,可以选择的粒化控制条件包括:水冲箱压力为0.3~0.6Mpa,主管流量15000~18000立方米/小时,电炉出渣的流量控制为出渣量在0.5~2t/min。
对于c步骤而言,为了实现更佳的水淬粒化碳化渣的水淬渣分离控制,可以选择的水淬渣分离控制条件包括:淬粒化碳化渣的水淬渣分离控制包括:被分离的水淬渣的含水量为10~30%。
实施例
将17.7吨含钛高炉渣装入到碳化电炉中,通过冶炼步骤达到出渣条件,即满足步骤a所述内容:熔池温度达到1630℃,电流增幅度达到125A/min,开口出渣时炉内液面降幅为155mm;在开口前5min,开启冲水箱阀门,流量达到16500m3/h,水压达到0.48Mpa,同时开启水淬池中每个气体的搅拌阀门,出渣过程中单位时间内的出渣量达到1.31t/min,以上参数达到步骤b所述;出渣过程中,同时开打开排渣器,每间隔20~30min,将各排渣器进行反吹5~10min,将水渣混合物抽到一定角度的平面阶梯的堆场,通过水渣分离后,其水分达到21.7%,粒度为>3mm的比例在11.2%,0.5~3mm的比例控制在68%左右,小于0.074mm控制在1.3%左右。
热态碳化渣粒化及水渣分离过程较原有的技术手段更为高效,且最终得到的品质更优。本发明采用控制电炉冶炼碳化渣的出渣条件,并利用水冲箱将热态碳化渣打碎成一定粒度范围的水淬渣,利用搅拌气体,保证了水渣的均匀混合,并利用排渣器将混合物抽到指定位置,实现水渣分离,保证水淬渣分离后具有一定的含水量。很好的打通了电炉冶炼碳化渣的出渣流程,并大大节约了原有的破渣工艺时间,具有较好的经济效益,具有十分广阔的市场推广前景。
Claims (7)
1.热态碳化渣粒化及水渣分离方法,其特征在于,包括如下步骤:
a、碳化渣的粒化出渣条件控制:通过强化碳化渣电炉冶炼的终点状态,确保含钛高炉渣中TiO2利用碳还原成TiC;
b、碳化渣的粒化控制:采用水冲箱将电炉出渣口出来的热态碳化渣打碎成一定粒度范围的水淬渣;
c、水淬粒化碳化渣的水淬渣分离控制:通过气体搅动,让水淬渣在水中形成相对均匀混合的状态,然后通过气体作为运输动力,将均匀混合的水淬渣抽到分离位置,然后每间隔20~30min将各排渣器进行反吹5~10min;其中,所述分离位置设置有平面阶梯,在水渣混合物从高端向下流的过程中,碳化渣受阻力影响逐渐沉淀富集,而水则流入渣池循环使用。
2.如权利要求1所述的热态碳化渣粒化及水渣分离方法,其特征在于:所述步骤a中,碳化渣的粒化出渣条件包括:通过控制碳化渣温度,保持炉内还原剂的充分反应,并保证炉内温度范围为1400~1750℃。
3.如权利要求1所述的热态碳化渣粒化及水渣分离方法,其特征在于:所述步骤a中,碳化渣的粒化出渣条件包括:出渣前期的电流控制增幅范围80~150A/min。
4.如权利要求1所述的热态碳化渣粒化及水渣分离方法,其特征在于:所述步骤a中,碳化渣的粒化出渣条件包括:出渣前电炉内碳化渣液面的降幅范围在100~300mm。
5.如权利要求1所述的热态碳化渣粒化及水渣分离方法,其特征在于:所述步骤b中,水冲箱压力为0.3~0.6Mpa,主管流量15000~18000立方米/小时。
6.如权利要求1所述的热态碳化渣粒化及水渣分离方法,其特征在于:所述步骤b中,碳化渣的粒化控制包括:电炉出渣的流量控制为出渣量在0.5~2t/min。
7.如权利要求1所述的热态碳化渣粒化及水渣分离方法,其特征在于:所述步骤c中,水淬粒化碳化渣的水淬渣分离控制包括:被分离的水淬渣的含水量为10~30%。
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