CN108998603A - 一种复合金属球回收高炉渣余热的方法 - Google Patents

一种复合金属球回收高炉渣余热的方法 Download PDF

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刘常鹏
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徐鹏飞
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Abstract

本发明公开一种复合金属球回收高炉渣余热的方法，复合金属球具有金属复合结构，外部材料和内芯材料换热速度快，与高炉熔渣接触后可快速将热量置换到金属球内，再与热风换热时的热风最高温度、热风温度稳定性均明显高于高炉渣粒，因此具备较高的换热效率。复合金属球内芯导热系数大，与液态高炉渣接触后可实现快速换热储热，而外部的铁素体钢或低铬铸铁的熔点高、强度高、韧性好、使用寿命长，可满足高炉渣干式余热回收工艺的连续使用要求。复合金属球由于外部为钢质壳体，可在完成高炉渣余热回收后通过磁选工艺实现复合金属球的回收再利用。

Description

一种复合金属球回收高炉渣余热的方法
技术领域
本发明涉及高炉渣余热回收技术领域，尤其是利用复合金属球回收高炉渣余热领域。
背景技术
高炉渣是高炉冶炼的副产物。其主要成分为氧化钙、氧化镁、三氧化二铝、二氧化硅等，可代替天然岩石生产水泥或矿渣微分等用于建材产品。高炉渣的出炉温度大于1500℃，1吨高炉渣所含有的热量相当于64kg标准煤，现行的处理方法采用水淬工艺，除了少部分北方企业在冬天利用冲渣水的余热进行采暖外，基本没有其他有效的余热回收方式。因此，不仅高炉渣的显热及潜热无法回收利用，造成重大的能源浪费。而且INBA法水冲渣工艺还造成水资源的大量浪费，对大气、水和土壤也造成了严重的污染。经调研，国内外开发高炉渣干式余热回收技术研究较多，但一直未有工业化应用的报道。
经调研，国内外多数高炉熔渣显热回收技术目前均处于实验室研究阶段，可将其余热回收方式分为物理热回收法和化学热回收法。其中前者根据熔渣前处理方法的不同，又分为滚筒法、风淬法、连铸式余热锅炉法、机械搅拌法、转杯法、钢球冷淬法等。其中钢球冷淬法因具有不耗水、热回收潜力大、硫化物排放少等优点，成为高炉渣余热回收技术的重要研究方向。
但该工艺所使用的钢球需具有导热系数大、蓄热放热速度快、抗高温冲击能力强、寿命长等特点，单一材质的钢球难以满足高炉渣余热回收工艺要求。
综上所述，现有技术中的钢球难以满足钢球冷淬法高炉渣余热回收工艺要求。
发明内容
本发明的目的是本发明的目的在于提供一种复合金属球回收高炉渣余热的方法，克服现有技术存在的不足，复合金属球具备导热系数大、蓄热放热速度快、抗高温冲击能力强、寿命长、可磁选分离等特点，其渣球混合物与空气换热时的热风最高温度、热风平均温度、换热效率均明显提高。
本发明目的是通过下面的技术方案实现的：
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种复合金属球回收高炉渣余热的方法，包括以下步骤：
1)高炉熔渣由渣沟引流或渣罐运输至指定位置，然后先流入中间包中，然后由中间包下部流口流入接渣装置。在高炉渣流入的同时，复合金属球由计量装置称量后连续加入接渣装置，与高炉熔渣形成渣球混合物。
2)接渣槽转运至高炉渣余热回收平台顶部，然后将高温的渣球混合物倒入余热回收渣罐中，关闭罐盖。
3)向余热回收渣罐下部通入空气，空气经渣球混合物空隙由下向上排出进行换热，形成高温热风，而渣球混合物温度逐渐降低。
4)高温热风除尘后接入余热回收系统进行发电，或加压后形成高温空气用作其它热源。
5)渣球混合物完成换热后通过磁选系统进行渣球分离，复合金属球循环使用，高炉渣粒可用于生产矿渣微粉等建材产品。
所述复合金属球，其特征在于，复合金属球为内外两层不同金属复合制成，包括外壳金属层和内芯金属层。
所述复合金属球外壳金属层为铁素体钢或低铬铸铁，厚度为5-30mm。
复合金属球外壳为一定厚度的铁素体钢或低铬铸铁时，可在完成高炉渣干式余热回收工艺后由磁选工艺回收，便于复合金属球与高炉渣物料的有效分离。
所述复合金属球平均比热为425.5-460J/kg·K，20℃条件下导热系数为50.5-226W/m·K。
所述高炉渣与复合金属球的质量混合比例为1:0.8-2.5。
所述高炉熔渣温度为1250-1500℃。
所述渣球混合物排出温度≤150℃。
所述复合金属球回收高炉渣余热的方法的最高热风温度为700℃，平均热风温度为300-450℃，250℃以上热风热回收效率为55％-85％，总余热回收效率为48％-70％。
所述高炉渣粒玻璃化率≥90％，可满足生产矿渣微粉的要求。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)复合金属球具有金属复合结构，外部材料和内芯材料换热速度快，与高炉熔渣接触后可快速将热量置换到金属球内，再与热风换热时的热风最高温度、热风温度稳定性均明显高于高炉渣粒，因此具备较高的换热效率。
2)复合金属球内芯导热系数大，与液态高炉渣接触后可实现快速换热储热，而外部的铁素体钢或低铬铸铁的熔点高、强度高、韧性好、使用寿命长，可满足高炉渣干式余热回收工艺的连续使用要求。
3)复合金属球由于外部为钢质壳体，可在完成高炉渣余热回收后通过磁选工艺实现复合金属球的回收再利用。
本发明具有明显的经济效益和环境效益，在行业内有很大的推广实用价值。
具体实施方式
下面结合具体实施例进行说明：
实施例1
一种复合金属球回收高炉渣余热的方法，包括以下步骤：
1)高炉熔渣出渣。高炉熔渣由渣沟引流至指定位置，然后先流入中间包中，然后由中间包下部流口流入接渣装置，高炉渣温度为1450℃。在高炉渣流入的同时，复合金属球由计量装置称量后连续加入接渣槽，与高炉熔渣形成渣球混合物，渣球比为1:1.2。复合金属球平均比热为432J/kg·K，20℃条件下导热系数为209W/m·K。
2)接渣槽转运至高炉渣余热回收平台顶部，然后将高温的渣球混合物倒入余热回收渣罐中，关闭罐盖。
3)向余热回收渣罐下部通入空气，空气经渣球混合物空隙由下向上排出进行换热，形成高温热风，而渣球混合物温度逐渐降低。热风最高温度560℃，热风平均温度390℃。
4)高温热风除尘后接入余热回收系统进行发电，经计算，高炉渣余热回收总效率为52％，250℃以上回收效率为68％。
5)渣球混合物完成换热后通过磁选系统进行渣球分离，复合金属球循环使用，高炉渣粒玻璃化率为91％，可用于生产矿渣微粉等建材产品。

Claims (5)

1.一种复合金属球回收高炉渣余热的方法，其特征在于包括以下步骤：
1)高炉熔渣由渣沟引流或渣罐运输至指定位置，然后先流入中间包中，然后由中间包下部流口流入接渣装置；在高炉渣流入的同时，复合金属球由计量装置称量后连续加入接渣装置，与高炉熔渣形成渣球混合物；所述的复合金属球为内外两层不同金属复合制成，包括外壳金属层和内芯金属层；所述外壳金属层为铁素体钢或低铬铸铁，厚度为5-30mm；
2)接渣槽转运至高炉渣余热回收平台顶部，然后将高温的渣球混合物倒入余热回收渣罐中，关闭罐盖；
3)向余热回收渣罐下部通入空气，空气经渣球混合物空隙由下向上排出进行换热，形成高温热风，而渣球混合物温度逐渐降低；
4)高温热风除尘后接入余热回收系统进行发电，或加压后形成高温空气用作其它热源；
5)渣球混合物完成换热后通过磁选系统进行渣球分离。
2.根据权利要求1所述的复合金属球回收高炉渣余热的方法，其特征在于，所述复合金属球平均比热为425.5-460J/kg·K，20℃条件下导热系数为50.5-226W/m·K。
3.根据权利要求1所述的复合金属球回收高炉渣余热的方法，其特征在于，所述高炉渣与复合金属球的质量混合比例为1:0.8-2.5。
4.根据权利要求1所述的复合金属球回收高炉渣余热的方法，其特征在于，所述高炉熔渣温度为1250-1500℃。
5.根据权利要求1所述的复合金属球回收高炉渣余热的方法，其特征在于，所述渣球混合物排出温度≤150℃。
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