CN108278901A - 一种用于冶炼熔渣成分调整的工业炉及生产工艺 - Google Patents

一种用于冶炼熔渣成分调整的工业炉及生产工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN108278901A
CN108278901A CN201810086748.6A CN201810086748A CN108278901A CN 108278901 A CN108278901 A CN 108278901A CN 201810086748 A CN201810086748 A CN 201810086748A CN 108278901 A CN108278901 A CN 108278901A
Authority
CN
China
Prior art keywords
furnace
slag
melting
smelting
mixing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810086748.6A
Other languages
English (en)
Inventor
朱春江
孙灵
李菊芳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SHANGHAI GELING NEW MATERIAL TECHNOLOGY CO LTD
Original Assignee
Shanghai Rong Feng Science And Technology Development Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Rong Feng Science And Technology Development Co Ltd filed Critical Shanghai Rong Feng Science And Technology Development Co Ltd
Priority to CN201810086748.6A priority Critical patent/CN108278901A/zh
Publication of CN108278901A publication Critical patent/CN108278901A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D11/00—Arrangement of elements for electric heating in or on furnaces
    • F27D11/08—Heating by electric discharge, e.g. arc discharge
    • F27D11/10—Disposition of electrodes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/02—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in electric furnaces, e.g. by dielectric heating
    • C03B5/027—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in electric furnaces, e.g. by dielectric heating by passing an electric current between electrodes immersed in the glass bath, i.e. by direct resistance heating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C1/00—Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels
    • C03C1/002—Use of waste materials, e.g. slags
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C10/00—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition
    • C03C10/0063—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition containing waste materials, e.g. slags
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C13/00—Fibre or filament compositions
    • C03C13/06—Mineral fibres, e.g. slag wool, mineral wool, rock wool
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于冶炼熔渣成分调整的工业炉及生产工艺，包括：进行混合和预熔的混合炉、高低位倾斜的连接料槽、用于熔制的熔制炉和出料槽，所述连接料槽高位一端连接所述混合炉的混合炉出料口、低位一端连接所述熔制炉的进料口；所述出料槽与所述熔制炉的熔制炉出料口连接；结合冶炼熔渣出渣工艺条件对工业炉的炉体结构、加料方式、流量控制、二次固废回用等进行针对性设计，既能充分利用冶炼渣的有效成分，同时最大限度回收熔渣所含显热，实现利用各类冶炼熔渣进行多品种高附加值产品的资源化利用。

Description

一种用于冶炼熔渣成分调整的工业炉及生产工艺
技术领域
本发明属于工业节能环保技术领域，涉及高温熔融态冶炼炉渣成分调整装置，具体涉及一种用于冶炼熔渣成分调整的工业炉及生产工艺。
背景技术
随着我国经济的迅速发展，冶金工业(黑色金属和有色金属)得到迅猛发展，各种工业固体废物的产出量相应增加，不仅占用大量土地、严重污染环境，而且造成资源浪费。其中，黑色和有色金属冶炼过程中均排放大量的高温熔融态炉渣，其数量巨大、种类繁多。这些熔渣温度均在1400～1500℃，含有大量显热，平均热焓约为1670MJ/t，相当于55～61kg标煤燃烧所产生的热量，属于高品质的余热资源，具有很高的回收价值。据统计，当前我国冶金工业固废年产生量约4.3亿吨，其中工业尾矿2.84亿吨，冶炼渣1.15亿吨，除尘灰等0.31亿吨，其综合利用途径多为简单的物质回收型，缺乏资源、能源双回收的高效技术。传统各种渣处理工艺显热的回收效率都很低，无法大规模推广应用，熔渣一般经过水淬或自然冷却后，再用作生产水泥、制砖、修路等的原料，既浪费了热能，还产生废水、废气、废渣等二次污染，产品附加值低。
近年来，我国众多拥有冶炼熔渣如钢铁、铁合金、有色金属、铸造企业相继建成利用冶炼熔渣生产附加产品的生产线，虽初步可实现生产，但均存在技术缺陷。现有技术中，用于上述冶炼熔渣成分调整的工业炉大多为电弧炉，类似于矿热炉，通过高温电弧对熔体进行加热，热效率低，冶炼过程中的高压电弧波动对电网造成较大污染；炉型体积庞大，通常采用水冷炉壳，热损失严重；对熔渣的适应性小，对高温态物料的混合能力不足，造成熔体成分调整范围有限且不均匀，产品质量无法控制；而且寿命较短，通常为1～2年，操作环境恶劣，生产稳定性差，特别是电极消耗迅速，需频繁更换(2～3天)，增加操作难度和生产成本，且无法进行废料回用，会产生二次固废。
发明内容
为克服现有技术的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种用于冶炼熔渣成分调整的工业炉及生产工艺，结合冶炼熔渣出渣工艺条件对工业炉的炉体结构、加料方式、流量控制、二次固废回用等进行针对性设计，既能充分利用冶炼渣的有效成分，同时最大限度回收熔渣所含显热，实现利用各类冶炼熔渣进行多品种高附加值产品的综合利用。
本发明的上述目的通过以下技术方案实现：
一种用于冶炼熔渣成分调整的工业炉，包括：混合炉、高低位倾斜的连接料槽、熔制炉和出料槽，所述连接料槽高位一端连接所述混合炉的混合炉出料口、低位一端连接所述熔制炉的进料口；所述出料槽与所述熔制炉的熔制炉出料口连接，其中，
所述混合炉包括受料口、直接加热电极、鼓泡系统和混合炉高温液位仪；且所述受料口底部为加厚坡面结构，上部设有除尘罩，侧面设有受料口盖板；
所述熔制炉包括微量成分调整剂料仓、直接加热电极和熔制炉高温液位仪，所述微量成分调整剂料仓置于所述连接料槽上方，所述熔制炉高温液位仪置于所述熔制炉顶部。
进一步地，所述受料口上方设有冷态成分调整剂料仓，所述冷态成分调整剂料仓底部设有下料溜管。
进一步地，所述混合炉的直接加热电极包括若干个分布于所述混合炉内不同位置的混合炉平插电极、混合炉顶插电极和混合炉出料口电极。
进一步地，所述熔制炉的直接加热电极包括若干个分布于所述熔制炉内不同位置的熔制炉平插电极、熔制炉顶插电极、熔制炉底插电极、熔制炉斜插电极和熔制炉出料口电极。
进一步地，所述混合炉底部设有混合炉应急排渣口，顶部设有混合炉加料机，所述混合炉出料口设有混合炉出料口闸板。
进一步地，所述熔制炉底部设有熔制炉应急排渣口，顶部设有熔制炉加料机，所述熔制炉出料口设有熔制炉出料口闸板。
进一步地，所述混合炉和所述熔制炉还包括远程自动安全监控系统、流量控制系统和温度控制系统。
另一方面，一种上述工业炉用于调整冶炼熔渣成分的生产工艺，包括以下步骤：
S1、进料；
将温度为1400～1500℃的冶炼熔渣按照1～2t/min的速度倾倒入所述混合炉的受料口内，冷态成分调整剂按照与冶炼熔渣质量比为20～60：40～80，从所述冷态成分调整剂料仓底部的所述下料溜管与冶炼熔渣同时加入所述混合炉内；
S2、混合和预熔；
在所述鼓泡系统强力搅拌和分层加热电极的电磁场双重作用下，混合炉内温度保持1400～1500℃，冷、热物料充分混合至成分趋于均一，炉内液面迅速上升，在液位压力作用下，熔体不断由混合炉出料口流出，通过调整混合炉出料口闸板和混合炉高温液位仪，控制混合炉内熔体流出速率为2～10t/hr；
S3、熔制；
步骤S2中在混合炉内混合和预熔后的熔体流入熔制炉内，同时微量成分调整剂按步骤S1中所述流出熔体的0.01～3％从微量成分调整剂料仓加入到所述连接料槽内，采用分层垂直熔化，控制所述不同区域加热电极的加热电功率控制熔制温度在1450～1550℃范围内，其中，位于上层区域的熔制炉顶插电极加热电功率为每公斤物料800～1000kw，熔制温度为1500～1550℃；位于中层区域的熔制炉平插电极加热电功率为每公斤物料600～1000kw，熔制温度为1450～1500℃；位于下层区域的熔制炉底插电极和熔制炉斜插电极加热电功率为每公斤物料400～800kw，熔制温度为1450～1480℃；熔制炉出料口电极加热电功率为每公斤物料600～800kw，熔制温度为1450～1520℃，保证出料温度满足熔体流动性要求；通过调整熔制炉出料口闸板和熔制炉高温液位仪，使液位波动在±5％以内，且连续不断由熔制炉出料口流出，控制熔制炉内熔体流出速率为2～10t/hr；
S4、出料；
从熔制炉内流出的熔体沿出料槽进入后续加工生产。
进一步地，步骤S1中，所述冶炼熔渣包括赤泥、铜渣、铁渣、钢渣、铅渣、锌渣、镍渣、硅锰渣、铸余渣、铬铁渣、镁渣、锂渣、锰铁渣和脱硫脱磷渣一种或两种以上。
进一步地，步骤S1中，所述冷态成分调整剂包括：硅砂、硼砂、纯碱、碳酸钡、三氧化二铁、长石、粉煤灰和碎玻璃中的一种或两种以上。
进一步地，步骤S3中，所述微量成分调整剂包括：作为着色剂的三氧化二锰、一氧化钴、一氧化镍、硫酸铜、氧化铬、五氧化二钒、氧化亚铁中的一种或两种以上；作为助熔剂的萤石、硝酸钠、硫酸钡、硼酸中的一种或两种以上；作为脱色剂的三氧化二锑、氯化钠、氟硅酸钠中的一种或两种以上；作为乳浊剂的磷酸钙、磷酸二氢铵、氧化锡中的一种或两种以上；作为氧化剂的三氧化二砷和/或二氧化铈；作为还原剂的碳粉、酒石酸钾、金属锑粉、金属铝粉中的一种或两种以上。
需要说明的是，本发明所述工业炉为连续熔制电炉，从加料方式和加热方式两方面看：
(1)加料方式为冷、热态料间歇加入，不同于通常的冷态物料加料方式，冶炼熔渣采用渣罐直接倾倒的方式进入混合炉，受料口需承受巨大的物理机械冲刷和急剧的冷热冲击；受料口的底部采用加厚和坡面设计起缓冲作用，有利于冷热态物料同时滑入炉内，在受料口的上部设置除尘罩，回收在短期加料过程中产生的高温粉尘和烟气，在受料口的侧面设置受料口盖板，防止在非加料时间的热量散失。另外，冶炼熔渣的出渣温度通常在1400～1500℃，具有较好的流动性，采用渣罐车将熔渣运输至生产车间，时间间隔一般为2～4小时，极端最大间隔为6小时，采用倾倒模式进行加料，倾倒速度为1～2吨/分钟，冷态成分调整剂同时按预先设定的比例进行添加。物料在所述工业炉内进行高温熔制，将成分调整到满足后续产品生产要求后，以设定的速度连续稳定出料。
(2)加热方式为直接加热电阻炉，采用分层垂直熔化控制不同区域加热电极的加热电功率控制熔制温度。混合炉设置顶插和平插两层电极，熔化炉设置顶插、平插、斜插三层电极进行熔化，顶插电极用于熔化位于上层的冷态和固液混合态物料，平插电极对已初步熔化的熔体进行保温和补充热能，底部斜插电极则对熔体进行更加完全的熔制和均化，并调整好出料前的熔体温度，保证顺利出料。利用冶炼熔渣在高温熔融状态下的导电特性，采用全电熔技术自动控制电能与热能的高效转换，加热电极直接浸没于熔体中，电热功率集中在物料本身，热效率可达90％以上，炉内的电场、流场、温度场更加均匀，控制效率更高；且产量大，生产稳定性好，噪声、污染小，劳动生产率高。
需要进一步说明的是，本发明的工业炉炉体由混合炉和熔制炉两部分组成，采用明桥方式进行连接，混合炉处于高位，熔制炉位于低位，熔体由高位电炉流向低位电炉，保证物料的流动性。其中，混合炉用于混合、预熔，冷态成分调整剂和热态冶炼熔渣在该炉中进行充分混合并初步熔化；为加强熔体流动，减少底部不动层，混合炉底部设置鼓泡装置，进行连续或间断鼓泡；同时为定期排除金属沉积物及应急排渣，中下部侧面设置专用排放口；熔制炉主要用于对预熔后的熔体进行充分熔制，并在此进行完整的高温物理化学反应，从而得到最终产品所需的矿物相，同样中下部侧面设置专用排放口，用于定期排除金属沉积物和应急排渣。混合炉和熔制炉的连接通道内安装有流量控制装置，并与高温液位测量仪进行连锁用于控制从混合炉进入熔制炉的熔体流量；炉体内安装远程自动安全监控系统实时监控和异常情况提前预警，并采用工业大数据对工业炉使用寿命进行预测；顶部均设置加料机进行废料添加，将后道工序生产过程中所产生的边角料、不合格品、除尘灰等全部进行回用，确保不产生二次固废，实现对冶炼渣的100％完全利用；还可用于其他物料的添加，使工业炉生产模式更灵活，在上游冶炼炉检修或熔渣量不足的特殊情况下，可直接全部采用冷态物料生产，并可协同处理医用废玻璃、生活垃圾焚烧废渣等各类社会固废，扩大处置范围，实现一炉多用。
与现有技术相比，本发明的积极进步效果在于：
(1)相较于传统的高温电弧炉对熔体进行加热时热效率低，高压电弧波动对电网造成较大污染，本发明的工业炉为电阻炉，利用熔体在高温状态下的导电特性直接进行加热，热效率高，电流电压调节平缓且对电网无污染。
(2)本发明的工业炉结构紧凑，占地小，炉体外壁采用轻质保温材料，局部风冷，热损失小；克服现有技术中工业炉炉型体积庞大，水冷炉壳热损失严重等问题。
(3)本发明的工业炉在炉底鼓泡和炉内自身电磁场的双重作用下，可用于处理多种冶炼熔渣，实现熔体成分的大范围调整和整体均匀性，产品质量可控，可以满足不同制品的生产要求。
(4)现有用于炉渣成分调整的工业炉寿命较短(1～2年)，操作环境恶劣，生产稳定性差，特别是电极消耗迅速，需2～3天更换一次，增加操作难度和生产成本；本发明的工业炉寿命较长(2～3年)，采用机械化和自动化控制，产量大，生产稳定性好，噪声、污染小，劳动生产率高，加热电极消耗缓慢，一般2～3年更换一次。
(5)本发明的工业炉不仅可实现废料回用，而且还可协同处理医用废玻璃、生活垃圾焚烧废渣等各类社会固废，用途更加广泛。
(6)本发明工业炉内冶炼熔渣的生产工艺采用直接加热电极，通过控制不同区域加热电极的加热电功率调节炉体内的熔制温度，保证调整后的冶炼熔渣成分均匀、温度可控，充分利用冶炼渣的有效成分和显热，大幅降低熔制能耗，比全部采用冷态物料节能50～70％，满足生产微晶材料、矿物棉、墙体材料等多品种高附加值产品的需求。
附图说明
图1为本发明中工业炉的结构示意图；
图2为图1的俯视图；其中，
1a-渣罐车、1b-冷态成分调整剂料仓、1c-下料溜管、1d-除尘罩；
2a-受料口、2b-受料口盖板；
1-混合炉、101-混合炉平插电极、102-混合炉顶插电极、103-混合炉出料口电极、104-鼓泡系统、105-混合炉出料口、106-混合炉应急排渣口、107-混合炉加料机、31-混合炉出料口闸板、41-混合炉高温液位仪、5a-连接料槽、5b-微量成分调整剂料仓；
2-熔制炉、201-熔制炉平插电极、202-熔制炉顶插电极、203-熔制炉底插电极、204-熔制炉斜插电极、205-熔制炉出料口电极、206-熔制炉出料口、207-熔制炉应急排渣口、208-熔制炉加料机、32-熔制炉出料口闸板、42-熔制炉高温液位仪；6a-出料槽。
具体实施方式
下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
参见附图1和2，一种用于冶炼熔渣成分调整的工业炉，包括：混合炉1、高低位倾斜的连接料槽5a、熔制炉2和出料槽6a，所述连接料槽5a高位一端连接所述混合炉1的混合炉出料口105、低位一端连接所述熔制炉2的进料口；所述出料槽6a与所述熔制炉2的熔制炉出料口206连接，其中，所述混合炉1包括进料装置、分层加热装置、鼓泡系统104和混合炉高温液位仪41；且所述混合炉1的进料装置包括：运载冶炼熔渣的渣罐车1a、底部设有下料溜管1c的冷态成分调整剂料仓1b和受料口2a，且所述受料口2a底部为加厚坡面结构、上部设有除尘罩1d、侧面设有受料口盖板2b；所述熔制炉2包括位于进料口上方的微量成分调整剂料仓5b、分层加热装置和熔制炉高温液位仪42；所述混合炉1的分层加热装置为直接加热电极，包括：混合炉平插电极101、混合炉顶插电极102和混合炉出料口电极103。所述熔制炉2的分层加热装置为熔制炉平插电极201、熔制炉顶插电极202、熔制炉底插电极203、熔制炉斜插电极204和熔制炉出料口电极205的组合。
混合炉1还包括混合炉应急排渣口106、混合炉出料口闸板31和用于添加生产过程中二次固体废弃物的混合炉加料机107；熔制炉2还包括熔制炉应急排渣口207、熔制炉出料口闸板32和用于添加生产过程中二次固体废弃物的熔制炉加料机208；混合炉1和所述熔制炉2均还包括远程自动安全监控系统和流量控制系统。
上述用于冶炼熔渣成分调整的工业炉作业时，冶炼熔渣由30～50m3的渣罐车1a装运制生产车间的加料平台，打开混合炉受料口盖板2b，经行车或渣罐倾翻装置将罐内熔体以1～2t/min的速度倾倒入受料口2a，存放在料仓1b中的冷态成分调整剂通过下料溜管1c与高温熔渣同时加入，热态熔渣与冷态成分调整剂一起加入受料口2a，随后受料口盖板2b由侧面轨道推入封闭敞口空间。
在鼓泡系统104的强力搅拌和分层加热电极电磁场双重作用下，混合炉1内温度保持1400～1500℃，冷、热物料充分混合至成分趋于均一，炉内液面迅速上升，在液位压力作用下，熔体不断由混合炉出料口105流出，通过调整混合炉出料口闸板31和混合炉高温液位仪41，控制混合炉1内熔体流出速率为2～10t/hr。
在混合炉1内混合和预熔后的熔体流入熔制炉2内，同时微量成分调整剂按步骤S1中所述流出熔体的0.01～3％从微量成分调整剂料仓5b加入到所述连接料槽5a内，采用分层垂直熔化，控制所述不同区域加热电极的加热电功率控制熔制温度在1450～1550℃范围内，其中，位于上层区域的熔制炉顶插电极202加热电功率为每公斤物料800～1000kw，熔制温度为1500～1550℃；位于中层区域的熔制炉平插电极201加热电功率为每公斤物料600～1000kw，熔制温度为1450～1500℃；位于下层区域的熔制炉底插电极203和熔制炉斜插电极204加热电功率为每公斤物料400～800kw，熔制温度为1450～1480℃；熔制炉出料口电极205加热电功率为每公斤物料600～800kw，熔制温度为1450～1520℃，保证出料温度满足熔体流动性要求；通过调整熔制炉出料口闸板32和熔制炉高温液位仪42，使液位波动在±5％以内，且连续不断由熔制炉出料口206流出，控制熔制炉2内熔体流出速率为2～10t/hr，从熔制炉2内流出的熔体沿出料槽6a进入后续加工生产。
存放在微量成分调节剂料仓5b中的着色剂、助熔剂、脱色剂、乳浊剂、氧化剂、还原剂等在两炉间的连接料槽5a处加入；边角料、不合格品、除尘灰等二次固废通过混合料加料机107和熔制炉加料机208加入，重新回炉进行熔制，医用废玻璃、生活垃圾焚烧废渣等其他固废也分别由这两台加料机加入。
如遇紧急情况或停炉检修前，可分别通过设置在炉体下部的混合炉应急排渣口106和熔制炉应急排渣口207将熔体排出，一般连续运行3～6个月后，根据炉底金属沉积情况由所述排渣口进行排放。在冶炼工序出现故障或较长时间进行停机检修等情况下，造成冶炼熔渣数量减少或停止供应，此时需通过调整混合炉1和熔制炉2的生产节奏来适应因原料供应引起的变化。如果冶炼工序出现故障，造成熔渣数量减少，此时通过增加混合炉和熔制炉的冷态物料投加量来补充物料总量，确保后续生产线的连续生产和产品质量。在冶炼工序停机检修期间，无熔渣供应，可根据停机时间长短，暂停混合炉运行，仅运行熔制炉，全部使用冷态原料进行生产，待熔渣恢复供应后重新启动混合炉进入常规生产运行状态。
实施例1
硅锰冶炼渣是硅锰合金企业生产中产生的工业废渣，每生产1t的硅锰合金会产生1.2～1.3t的硅锰渣。在硅锰合金冶炼过程中，主要采用锰矿、富锰矿、硅石和焦炭等作为原材料进行冶炼，冶炼过程中所产生的高温炉渣通常经过水淬或是在空气中自然冷却后成为固态，采用本发明所述工业炉在熔融状态下对炉渣成分进行适当调整后可直接生成建筑装饰用微晶玻璃板材。硅锰渣的化学组成主要是由二氧化硅和氧化钙、三氧化二铝和氧化镁等构成，其中CaO和SiO2二者的合计含量＞60％，CaO/SiO2＜1.0，因此硅锰渣属于酸性合金渣。根据硅锰渣的化学组成，以80％硅锰熔渣为主要原料，添加3～5％BaCO3、3～5％Na2CO3、8～10％石英砂、5～8％钾长石等进行成分调整后可生产建筑装饰用微晶玻璃制品。
具体生产工艺为：在硅锰合金冶炼出渣期间，用30吨渣罐车1a接取硅锰冶炼熔渣，此时出渣温度约为1500～1600℃，接取完成后在10～30min内运至熔渣处理车间，渣温降低约100℃。采用行车吊起并倾倒渣罐内熔渣，同时打开受料口闸板2b和成分调整添加剂料仓1b下料阀，在10～20min内完成冷热态两种物料的加料过程。硅锰熔渣和成分调整添加剂进入混合炉1内，在上、下两层加热电极201所形成的电磁场和炉底鼓泡装置104的共同作用下，冷、热态物料得到充分混合和搅拌，混合炉熔制温度为1550℃，熔制时间为6～8小时。从混合炉侧面出料口105流出的熔体，沿所述两个熔炉间的连接料槽5a流入位于低位的熔制炉2，在熔制炉内熔体进行充分的熔化和均化，熔制温度为1480℃，熔制和均化时间为10～12h，温度调整至满足后道工序生产要求，最终由熔制炉出料口206流出，进入压延成型机生产微晶玻璃制品。
实施例2
铅渣是火法炼铅过程中产生的废渣，其主要成分一般为20～30％SiO2，30～40％FeO，15～20％CaO，5～25％ZnO。根据铅渣的化学组成，以72％炼铅熔渣为主要原料，添加2～3％芒硝、15～20％石英砂、5～8％硼砂等进行成分调整后可生产泡沫微晶板材用水淬颗粒料。本实施例熔渣成分调整过程与实施例1相同，不同之处在于熔制温度和时间，其中混合炉熔制温度为1580℃，熔制时间为8～10小时；熔制炉熔制温度为1520℃，熔制和均化时间为15～18小时。
实施例3
铬铁渣是主要是矿热炉法冶炼高碳铬铁时所产生的含铬废渣，其主要成分是3～5％Cr2O3，28～34％SiO2，20～25％Al2O3，25～30％MgO，1～3％Fe2O3，1～5％CaO。根据铬铁渣的化学组成，以75％铬铁熔渣为主要原料，添加2～3％纯碱、10～15％石英砂等进行成分调整后可生产矿物保温棉。本实施例熔渣成分调整过程与实施例1相同，不同之处在于熔制温度和时间，其中混合炉熔制温度为1490℃，熔制时间为6～8小时；熔制炉熔制温度为1450℃，熔制和均化时间为8～10小时。
实施例4
医用废玻璃主要包括医疗过程中使用过的载玻片、玻璃试管、玻璃安瓿等，其化学成分基本是固定的：69～71％SiO2，3～5％Al2O3，6～8％CaO，2～4％MgO，0.1～0.3％BaO，0.2～0.4％Fe2O3，15～17％Na2O+K2O。由于医用废玻璃中包含有橡胶瓶盖、未完全去除的输液管、标签等夹杂物，因此无法通过非加热型方法进行处理，必须采用加热型方法将医用废玻璃熔化后变为玻璃原料使用，现有的处置方法能耗高，且需要二次加工。利用本发明所述工业炉，可将医用废玻璃作为成分调整添加剂组份中的一种或全部直接进行配加，具体实施方法为：在设计产品配方组成时按医用废玻璃的成分进行计算，并选择合适的添加比例，可通过以下三处加料点的某个或全部加入：其一由受料口下料溜管1c处，随熔渣一起进入炉内；其二由混合炉加料机107加入；其三由熔制炉加料机208加入。医用废玻璃加入后，与高温冶炼熔渣和其他成分调整添加剂共同在炉内完成高温熔制过程，有效组份进入产品中，少量的夹杂物则在熔炉中分解气化并最终得到全部利用。
以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应该局限于该实施例所公开的内容。所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种用于冶炼熔渣成分调整的工业炉，其特征在于，包括：混合炉(1)、高低位倾斜的连接料槽(5a)、熔制炉(2)和出料槽(6a)，所述连接料槽(5a)高位一端连接所述混合炉(1)的混合炉出料口(105)、低位一端连接所述熔制炉(2)的进料口；所述出料槽(6a)与所述熔制炉(2)的熔制炉出料口(206)连接，其中，
所述混合炉(1)包括受料口(2a)、直接加热电极、鼓泡系统(104)和混合炉高温液位仪(41)；且所述受料口(2a)底部为加厚坡面结构，上部设有除尘罩(1d)，侧面设有受料口盖板(2b)；
所述熔制炉(2)包括位于微量成分调整剂料仓(5b)、直接加热电极和熔制炉高温液位仪(42)，所述微量成分调整剂料仓(5b)置于所述连接料槽(5a)上方，所述熔制炉高温液位仪(42)置于所述熔制炉(2)顶部。
2.一种如权利要求1所述用于冶炼熔渣成分调整的工业炉，其特征在于，所述受料口(2a)上方设有冷态成分调整剂料仓(1b)，所述冷态成分调整剂料仓(1b)底部设有下料溜管(1c)。
3.一种如权利要求1所述用于冶炼熔渣成分调整的工业炉，其特征在于，所述混合炉(1)的直接加热电极包括若干个分布于所述混合炉(1)内不同位置的混合炉平插电极(101)、混合炉顶插电极(102)和混合炉出料口电极(103)。
4.一种如权利要求1所述用于冶炼熔渣成分调整的工业炉，其特征在于，所述熔制炉(2)的直接加热电极包括若干个分布于所述熔制炉(2)内不同位置的熔制炉平插电极(201)、熔制炉顶插电极(202)、熔制炉底插电极(203)、熔制炉斜插电极(204)和熔制炉出料口电极(205)。
5.一种如权利要求1所述用于冶炼熔渣成分调整的工业炉，其特征在于，所述混合炉(1)底部设有混合炉应急排渣口(106)，顶部设有混合炉加料机(107)，所述混合炉出料口(105)设有混合炉出料口闸板(31)；所述混合炉(1)还包括远程自动安全监控系统、流量控制系统和温度控制系统。
6.一种如权利要求1所述用于冶炼熔渣成分调整的工业炉，其特征在于，所述熔制炉(2)底部设有熔制炉应急排渣口(207)，顶部设有熔制炉加料机(208)，所述熔制炉出料口(206)设有熔制炉出料口闸板(32)；所述熔制炉(2)还包括远程自动安全监控系统、流量控制系统和温度控制系统。
7.一种如权利要求1～6任一项所述工业炉用于调整冶炼熔渣成分的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、进料；
将温度为1400～1500℃的冶炼熔渣按照1～2t/min的速度倾倒入混合炉(1)的受料口(2a)内，冷态成分调整剂按照与冶炼熔渣质量比为20～60：40～80从冷态成分调整剂料仓(1b)底部的下料溜管(1c)与冶炼熔渣同时加入混合炉(1)内；
S2、混合和预熔；
在鼓泡系统(104)强力搅拌和分层加热电极电磁场双重作用下，混合炉(1)内温度保持1400～1500℃，冷、热物料充分混合至成分趋于均一，炉内液面迅速上升，在液位压力作用下，熔体不断由混合炉出料口(105)流出，通过调整混合炉出料口闸板(31)和混合炉高温液位仪(41)，控制混合炉(1)内熔体流出速率为2～10t/hr；
S3、熔制；
步骤S2中在混合炉(1)内混合和预熔后的熔体流入熔制炉(2)内，同时微量成分调整剂按步骤S1中所述流出熔体的0.01～3％从微量成分调整剂料仓(5b)加入到所述连接料槽(5a)内，采用分层垂直熔化，控制所述不同区域加热电极的加热电功率控制熔制温度在1450～1550℃范围内，其中，位于上层区域的熔制炉顶插电极(202)加热电功率为每公斤物料800～1000kw，熔制温度为1500～1550℃；位于中层区域的熔制炉平插电极(201)加热电功率为每公斤物料600～1000kw，熔制温度为1450～1500℃；位于下层区域的熔制炉底插电极(203)和熔制炉斜插电极(204)加热电功率为每公斤物料400～800kw，熔制温度为1450～1480℃；熔制炉出料口电极(205)加热电功率为每公斤物料600～800kw，熔制温度为1450～1520℃，保证出料温度满足熔体流动性要求；通过调整熔制炉出料口闸板(32)和熔制炉高温液位仪(42)，使液位波动在±5％以内，且连续不断由熔制炉出料口(206)流出，控制熔制炉(2)内熔体流出速率为2～10t/hr；
S4、出料；从熔制炉(2)内流出的熔体沿出料槽(6a)进入后续加工生产。
8.一种如权利要求7所述工业炉用于调整冶炼熔渣成分的生产工艺，其特征在于，步骤S1中，所述冶炼熔渣包括赤泥、铜渣、铁渣、钢渣、铅渣、锌渣、镍渣、硅锰渣、铸余渣、铬铁渣、镁渣、锂渣、锰铁渣和脱硫脱磷渣一种或两种以上。
9.一种如权利要求7所述工业炉用于调整冶炼熔渣成分的生产工艺，其特征在于，步骤S1中，所述冷态成分调整剂包括：硅砂、硼砂、纯碱、碳酸钡、三氧化二铁、长石、粉煤灰和碎玻璃中一种或两种以上。
10.一种如权利要求7所述工业炉用于调整冶炼熔渣成分的生产工艺，其特征在于，步骤S3中，所述微量成分调整剂包括：着色剂、助熔剂、脱色剂、乳浊剂、氧化剂和还原剂；其中，
所述着色剂包括三氧化二锰、一氧化钴、一氧化镍、硫酸铜、氧化铬、五氧化二钒、氧化亚铁中一种或两种以上；
所述助熔剂包括萤石、硝酸钠、硫酸钡、硼酸中一种或两种以上；
所述脱色剂包括三氧化二锑、氯化钠、氟硅酸钠中一种或两种以上；
所述乳浊剂包括磷酸钙、磷酸二氢铵、氧化锡中一种或两种以上；
所述氧化剂包括三氧化二砷和/或二氧化铈；
所述还原剂包括碳粉、酒石酸钾、金属锑粉、金属铝粉中一种或两种以上。
CN201810086748.6A 2018-01-30 2018-01-30 一种用于冶炼熔渣成分调整的工业炉及生产工艺 Pending CN108278901A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810086748.6A CN108278901A (zh) 2018-01-30 2018-01-30 一种用于冶炼熔渣成分调整的工业炉及生产工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810086748.6A CN108278901A (zh) 2018-01-30 2018-01-30 一种用于冶炼熔渣成分调整的工业炉及生产工艺

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108278901A true CN108278901A (zh) 2018-07-13

Family

ID=62805675

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810086748.6A Pending CN108278901A (zh) 2018-01-30 2018-01-30 一种用于冶炼熔渣成分调整的工业炉及生产工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108278901A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108984918A (zh) * 2018-07-20 2018-12-11 辽宁石油化工大学 一种电渣重熔自耗电极熔化速率的预测方法
CN111574026A (zh) * 2020-05-25 2020-08-25 交城义望铁合金有限责任公司 一种用于微晶玻璃生产的调质保温炉
CN114126783A (zh) * 2020-01-14 2022-03-01 泰安特夫德新材料科技有限公司 利用炉渣离心铸造复合钢管的方法
CN114213022A (zh) * 2021-12-30 2022-03-22 武汉理工大学 一种以熔融态锰合金渣为主要原料的黑色微晶玻璃板材及其制备方法
CN114409261A (zh) * 2021-12-30 2022-04-29 武汉理工大学 一种以锰合金冶炼高温熔渣为主要原料的纹理微晶玻璃板材及其制备方法
US20220250979A1 (en) * 2019-05-17 2022-08-11 Imertech Sas Method of increasing the stability of a slag

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101792255A (zh) * 2010-02-08 2010-08-04 杨锦耀 由高炉熔渣制备无机纤维熔体的方法
CN102276142A (zh) * 2011-06-30 2011-12-14 北京大学 利用热态高炉渣制备无机矿渣纤维的设备及方法
CN203403009U (zh) * 2013-04-16 2014-01-22 宝山钢铁股份有限公司 熔渣补热装置
CN204125359U (zh) * 2014-07-22 2015-01-28 宝钢矿棉科技（宁波）有限公司 一种高炉热态熔渣矿棉生产设备
CN204125354U (zh) * 2014-07-22 2015-01-28 宝钢矿棉科技（宁波）有限公司 一种制备矿棉用熔渣炉
CN104326652A (zh) * 2014-07-22 2015-02-04 宝钢矿棉科技（宁波）有限公司 一种处理高炉热态熔渣的熔渣炉
CN105217947A (zh) * 2014-05-30 2016-01-06 宝山钢铁股份有限公司 一种利用高温高炉渣和高温电厂渣生产矿棉的方法
CN207831945U (zh) * 2018-01-30 2018-09-07 上海荣丰科技发展有限公司 一种用于冶炼熔渣成分调整的工业炉

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101792255A (zh) * 2010-02-08 2010-08-04 杨锦耀 由高炉熔渣制备无机纤维熔体的方法
CN102276142A (zh) * 2011-06-30 2011-12-14 北京大学 利用热态高炉渣制备无机矿渣纤维的设备及方法
CN203403009U (zh) * 2013-04-16 2014-01-22 宝山钢铁股份有限公司 熔渣补热装置
CN105217947A (zh) * 2014-05-30 2016-01-06 宝山钢铁股份有限公司 一种利用高温高炉渣和高温电厂渣生产矿棉的方法
CN204125359U (zh) * 2014-07-22 2015-01-28 宝钢矿棉科技（宁波）有限公司 一种高炉热态熔渣矿棉生产设备
CN204125354U (zh) * 2014-07-22 2015-01-28 宝钢矿棉科技（宁波）有限公司 一种制备矿棉用熔渣炉
CN104326652A (zh) * 2014-07-22 2015-02-04 宝钢矿棉科技（宁波）有限公司 一种处理高炉热态熔渣的熔渣炉
CN207831945U (zh) * 2018-01-30 2018-09-07 上海荣丰科技发展有限公司 一种用于冶炼熔渣成分调整的工业炉

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108984918A (zh) * 2018-07-20 2018-12-11 辽宁石油化工大学 一种电渣重熔自耗电极熔化速率的预测方法
CN108984918B (zh) * 2018-07-20 2023-04-18 辽宁石油化工大学 一种电渣重熔自耗电极熔化速率的预测方法
US20220250979A1 (en) * 2019-05-17 2022-08-11 Imertech Sas Method of increasing the stability of a slag
CN114126783A (zh) * 2020-01-14 2022-03-01 泰安特夫德新材料科技有限公司 利用炉渣离心铸造复合钢管的方法
CN114126783B (zh) * 2020-01-14 2023-11-03 泰安特夫德新材料科技有限公司 利用炉渣离心铸造复合钢管的方法
CN111574026A (zh) * 2020-05-25 2020-08-25 交城义望铁合金有限责任公司 一种用于微晶玻璃生产的调质保温炉
CN114213022A (zh) * 2021-12-30 2022-03-22 武汉理工大学 一种以熔融态锰合金渣为主要原料的黑色微晶玻璃板材及其制备方法
CN114409261A (zh) * 2021-12-30 2022-04-29 武汉理工大学 一种以锰合金冶炼高温熔渣为主要原料的纹理微晶玻璃板材及其制备方法
CN114409261B (zh) * 2021-12-30 2023-09-19 武汉理工大学 一种以锰合金冶炼高温熔渣为主要原料的纹理微晶玻璃板材及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108278901A (zh) 一种用于冶炼熔渣成分调整的工业炉及生产工艺
CN100363508C (zh) 电炉转炉化炼钢生产工艺
CN113493868B (zh) 一种基于熔融还原铁水的高废钢比转炉冶炼方法
WO2022041994A1 (zh) 一种铁浴熔融还原法生产超高纯生铁的方法
CN110273047A (zh) 一种热态铸余渣返铁水包的钢水回收方法
CN103602781B (zh) 一种降低不锈钢冶炼过程电弧炉渣中氧化铬的方法
CN114410878B (zh) 一种采用大颗粒石灰石替代全量石灰造渣的转炉冶炼铁水方法
CN114480773A (zh) 一种降低转炉生产周期提高转炉生产效率的生产控制方法
CN107858530A (zh) 一种硫化锑矿富氧熔炼方法
CN104232826B (zh) 用低品位难选铁矿炼铁的方法及其设备
CN207831945U (zh) 一种用于冶炼熔渣成分调整的工业炉
CN204461095U (zh) 高温液态矿渣流量可控的三孔均布式流口
CN108913894B (zh) 钒铁合金冶炼的自搅拌工艺
CN203478998U (zh) 一种电磁感应矿渣熔炉底流式防漩涡中心塞棒水口
JP3189096B2 (ja) 液浴中での鋼製造方法と同方法を実施するための装置
CN109694932B (zh) 在铁水中直接供氧的预脱磷工艺
CN203550604U (zh) 电磁感应矿渣熔炉底流式流量可控的电热石墨水口装置
CN104018007B (zh) 镍锍底吹吹炼工艺和镍锍底吹吹炼装置
CN203159691U (zh) 一种生产中低碳锰铁复合吹炼炉
CN112921138A (zh) 一种添加预热废钢的钒钛高炉冶炼方法
CN204461061U (zh) 电磁感应矿渣熔炉用大直径圆环叠装式高纯石墨坩埚
TW200920859A (en) Steelmaking method of separately refining manganese and chromium for high manganese stainless steel
CN203478985U (zh) 一种电磁感应矿渣熔炉吊中驱动旋转炉盖的动态密封装置
CN116043033B (zh) 一种红土镍矿一步生产高镍锍的方法
CN117286349B (zh) 一种含镍物料冶炼生产高镍锍的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20191127

Address after: 200063, room 3, building 248, 302 Xin Dong Lu, Putuo District, Shanghai, G

Applicant after: Shanghai Geling New Material Technology Co.,Ltd.

Address before: 200444 206, room 2, 1919 Fengxiang Road, Baoshan District, Shanghai.

Applicant before: SHANGHAI RONGFENG TECHNOLOGY DEVELOPMENT CO.,LTD.

TA01 Transfer of patent application right
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180713

RJ01 Rejection of invention patent application after publication