CN109320062A - 一种锰合金液态废渣热装生产粒状棉的方法 - Google Patents

Abstract

本发明锰合金液态废渣生产粒状棉工艺，属于锰合金废渣再利用技术领域；为了解决锰合金废渣的综合利用，减少环境污染，节约占地面积，改进以往的钢铁废渣生产粒状棉技术中能源消耗大，因排出废气而对环境造成二次污染，产品质量不稳定的问题，提供了一种一种锰合金液态废渣热装生产粒状棉的方法；解决该技术问题采用的技术方案为：将提取完锰合金的液态废渣转运至矿棉生产车间，直接加入到调质炉内，同时根据产品要求配入调质材料，经熔化、调质后送入保温炉内进行保温，然后送入四辊离心机制成无机纤维，再加上防尘油制成不燃性纤维颗粒制品，利用高压风机送入集棉机中进行后续工序，依次渣球分离、造粒、打包入库；本发明可广泛应用于冶炼锰合金领域。

Description

一种锰合金液态废渣热装生产粒状棉的方法

技术领域

本发明锰合金液态废渣生产粒状棉工艺，属于锰合金废渣再利用技术领域。

背景技术

钢铁工业是国民经济的重要基础产业，随着科学技术的进步，全世界钢铁企业都在加快调整产品结构，逐步减少和淘汰普通钢和初级钢生产，大幅度增加优质钢和特殊钢的生产比例，而锰系产品作为优质钢和特殊钢的添加剂和脱氧剂，需求量也在日益增加，生产锰合金的过程中所产生的废渣也同比增加。目前锰合金废渣的处理方法是：

1、部分含锰量低的用于生产水泥的原料配料。但是随着我国钢铁工业的高速发展，水资源的短缺成为除了铁矿资源短缺外的另一个制约我国钢铁工业发展的因素。同时，液态废渣液态温度约为1350℃以上，水淬渣产生大量低温蒸汽，目前除少数钢铁企业用于冬季取暖外，其余全部白白浪费。

2、含锰量较高的废渣回填堆放，将锰渣白白废弃，还要占用土地，对环境造成污染。

开展锰资源高效优化技术、锰资源绿色生产技术、锰资源节能减排新技术的研究，对于解决我国低品位锰矿高效清洁利用、锰冶炼环境污染难题，使我国成为名符其实的锰资源利用技术强国，意义十分重要。因此，锰渣资源化利用成为锰业可持续发展的关键。

以往的钢铁废渣生产粒状棉工艺，首先将矿渣(高炉或平炉矿渣等)或含有硅、铝、镁等氧化物的岩石(玄武岩、辉绿岩等)和一些碱性原料(白云石、石灰石等)，加入焦炭作燃料，按一定配比送入熔炉(冲天炉、池窑、电熔窑等)内高温燃烧，经高温融化的熔体从冲天炉出口流出成纤、集棉、渣球分离、造粒、打包入库。其说明可参照旧生产工艺流程见图1。存在的主要问题是：

1、采用冷渣入炉，需加入焦炭作燃料来提高炉内温度使冷渣混合料升温、熔化。产量低，消耗能源，生产成本高。据统计，生产每吨矿棉需消耗300公斤左右的焦炭，按焦炭中含有80％的C，燃烧后就会产生约880公斤的CO₂，烟气中还含有一定量的S，排放后对环境造成污染。

2、炉内升温需要由风机吹入空气，而空气进入炉内会吸热，致使燃料消耗增加，电耗高，产品质量不稳定。

锰合金废渣液态热装粒状棉生产线目的是探索锰渣资源化利用，解决其污染环境等问题，同时达到保护生态环境的目的，创造更高经济效益目的。

发明内容

本发明为了解决锰合金废渣的综合利用，减少环境污染，节约占地面积，改进以往的钢铁废渣生产粒状棉技术中能源消耗大，因排出废气而对环境造成二次污染，产品质量不稳定的问题，提供了一种一种锰合金液态废渣热装生产粒状棉的方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种锰合金液态废渣热装生产粒状棉的方法，按以下步骤执行：

第一步：将电弧炉产出的金属锰、中低碳锰铁、微碳锰铁废渣提取完锰合金后的液态废渣转运至矿棉生产车间，直接加入到调质炉内，同时根据产品要求配入重量份为1％～20％的调质材料，经熔化、调质后形成液态混合料，并送入保温炉内进行保温，调质后的液态混合料PH值为1.3～2.0；

第二步：将所述第一步中保温炉内的液态混合料通过流槽送入高速离心设备制成无机纤维，然后再加上防尘油制成不燃性纤维颗粒制品；

第三步：将所述第二步中的不燃性纤维颗粒制品用高压风机送入集棉机中进行后续工序，依次渣球分离、造粒、打包入库。

优选的，所述调质炉和保温炉均采用电极加热。

优选的，所述流槽包括一次流槽和二次流槽，通过所述流槽将液态混合料送入高速离心设备，即起控制流量和保温作用。

优选的，所述保温炉的温度为1350℃。

优选的，所述调质材料为铝矾土。

优选的，所述保温炉依靠水冷却系统进行冷却调节。

优选的，所述四辊离心机的辅助设备有胶料系统和风选系统。

优选的，所述高速离心设备为四辊离心机。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果。

1、本发明充分利用了电弧炉生产的金属锰、中低碳锰铁、微碳锰铁废渣，将提取完锰合金的液态渣转运至矿棉生产车间，直接加入到调质炉和电炉，进行调质和保温，使调质后的酸度系数调整到1.3-2.0，这个标准已经达到岩棉产品生产所需指标，所生产的产品可大大提高矿棉产品的在潮湿环境中耐水性的稳定性以及耐高温性。同时调质后溶质中硫含量很低，不足0.02％，所生产的对金属耐腐蚀性小，同时原料保温系统是用电极保温及熔化，改变了传统的在原料中加入焦炭来产生热量，这样就大量减少了生产投入和污染排放，实现了无害化、资源化粒状棉生产以及新型材料的制造和质量的进一步提升。

2、本发明利用电极保温电炉对原料进行加热以及保温，相对传统的在原料中加入焦炭来产生热量，节约了大量的能源，本发明与常规工艺能耗比较如表1

表1保温电炉与冲天炉能耗比较

炉型	能源种类	单位	消耗量	折算系统	折算成标准煤(t)
						保温电炉	电	万kwh/a	972	1.229	1195
冲天炉	焦炭	万t/a	6000	1	6000
						差额					4805

通过上述比较，采用本发明年产2万吨矿棉可节省标煤4805吨。

3、常规工艺是将固态的废渣配入一定量的辅料、焦炭加入炉内，需经过升温、熔化阶段，当固态的废渣加入炉内会产生炉变，影响生产稳定性；而本发明则是将液态渣直接加入调质炉内，同时配入重量份1％～20％的调质材料，只有调质材料需要升温、熔化阶段，但其配入量少，所需吸收热量也不多，而液态渣只需保温即可，向炉内加料不会引起炉变，生产稳定性好，所生产产品的物理性能好。

4、本发明中的调质炉和保温炉均改变了传统用焦炭加热的形式，而是延用了矿热炉的加热方式，用电极来传热实现原料的保温及熔融，这种方式既节省了能源及生产投入，熔料时间短，产量高，电耗低，而且也减少了污染。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

图1为现有固态废渣生产粒状棉工艺流程图。

图2为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。

如图2所示，本发明一种锰合金液态废渣热装生产粒状棉的方法，按以下步骤执行：

第一步：将电弧炉生产的金属锰、中低碳锰铁、微碳锰铁废渣提取完锰合金后的液态废渣转运至矿棉生产车间，直接加入到调质炉内，同时根据产品要求配入重量份为1％～20％的调质材料，经熔化、调质后形成液态混合料，并送入保温炉内进行保温，调质后的液态混合料PH值为1.3～2.0；

第二步：将所述第一步中保温炉内的液态混合料通过流槽送入高速离心设备制成无机纤维，然后再加上防尘油制成不燃性纤维颗粒制品；

第三步：将所述第二步中的不燃性纤维颗粒制品用高压风机送入集棉机中进行后续工序，依次渣球分离、造粒、打包入库。

所述调质炉和保温炉均采用电极加热。

所述流槽包括一次流槽和二次流槽，通过所述流槽将液态混合料送入高速离心设备，即起控制流量和保温作用。

所述保温炉的温度为1350℃。

所述调质材料为铝矾土。

所述保温炉依靠水冷却系统进行冷却调节。

所述四辊离心机的辅助设备有胶料系统和风选系统。

所述高速离心设备为四辊离心机。

本发明的生产线：

(1)利用锰合金液态废渣直接加入炉内，温度在1350℃以上，充分利用余热。

(2)调质炉的作用对配入的调质材料进行熔化，利用调质材料对液态渣进行调质，使其酸度系数达到1.3～2.0之间，以符合生产粒化棉要求，且经调质的产品质量稳定。

(3)保温炉则是将由调质炉已调质好的矿棉渣保温在1350℃。设有一、二次流槽，通过流槽将液态渣送入高速离心设备，即起过渡作用。

本发明是利用锰合金液态废渣热装生产粒状棉的生产线，充分利用了废渣余热，将提取完锰合金的液态渣转运至矿棉生产车间，直接加入到调质炉内，同时根据产品要求按重量份配1％～20％的调质材料，经熔化、调质后送入保温炉内，使炉内原料稳定控制在1350℃，通过一、二次流槽送到高速离心设备制成无机纤维后，再加上特制防尘油制成的不燃性纤维颗粒制品，采用高压风将纤维送入集棉机，进行后续工序：渣球分离、造粒、打包入库。

本发明对液态废渣化学组成要求：对液态废渣进行原料分析，锰渣化学组成如表2，根据其化学成分配入重量份5％的铝矾土，铝矾土化学组成如表3，经调质后液态混合料的化学组成如表4，其酸度系数在1.3～2.0之间为宜，其成分需符合粒状棉生产。典型粒状棉主要化学组成如表5。

表2锰渣化学组成

化学成分	SiO<sub>2</sub>	Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	CaO	MgO	Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	MnO
							含量/％	47.17	2.66	35.89	4.71	0.21	4.73

表3铝矾土化学组成

表4矿棉渣主要化学组成

化学成分	SiO<sub>2</sub>	Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	CaO	MgO	Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	MnO
							含量/％	43.32	7.69	37.64	3.63	0.46	3.67

表5典型粒状棉主要化学组成

表6污染物排放表

本发明利用锰合金液态废渣热装生产粒状棉的生产线充分利用了废渣余热，将提取完锰合金的液态渣转运至矿棉生产车间，对液态渣进行原料分析，通过配料使其成分符合粒状棉生产，原料的酸度系数在1.3～2.0之间为宜。将符合条件的液态渣直接加入到调质炉内，同时根据产品要求配入一定比例的调质材料，经熔化、调质后送入保温炉内，使炉内原料稳定控制在1350℃，通过一、二次流槽送到高速离心设备制成无机纤维后，再加上特制防尘油制成的不燃性纤维颗粒制品，采用高压风将纤维送入集棉机，使矿物棉与防尘油充分混合，并将废渣球通过带渣辊排出，经集棉机的负压网带将均匀的薄棉毡经中间辊子输送机将薄棉毡过渡至解棉机。

解棉机将薄棉毡经高速旋转羽粗撕裂，形成较大的棉团，落到散棉输送机上并运送到吸棉管入口处，由负压风机将散棉吸起，中间经过渣球分离器，散棉在分离器中受到撞击，较大的一些渣球掉落被排除出去，较轻的散棉进入旋风器中，在旋风器中受旋风的作用，散棉在中心位置落下去，一些漂浮的细微的棉随风管进入除尘箱体中。散棉在旋风器中落下后，由回转阀将散棉定量的送入造粒机。

在造粒机里，安装着相间交错的切刀，回转阀将棉送入造粒机进一步撕裂散棉的同时，再由高压风机吹入正压风，将散棉吹入到圆滚筛中，经筛子旋转的作用，形成2cm左右的球状料团即粒状棉。经皮带输送机，被运送到打包机处。根据客户要求，打包成型入库。

本发明围绕上述工艺配套的辅助系统包括：水冷却系统、喷防尘油系统、压缩空气系统、电控系统和除尘环保系统。

Claims (8)

1.一种锰合金液态废渣热装生产粒状棉的方法，其特征在于，按以下步骤执行：

第一步：将电弧炉产出的金属锰、中低碳锰铁、微碳锰铁废渣提取完锰合金后的液态废渣转运至矿棉生产车间，直接加入到调质炉内，同时根据产品要求配入重量份为1%～20%的调质材料，经熔化、调质后形成液态混合料，并送入保温炉内进行保温，调质后的液态混合料PH值为1.3～2.0；

第二步：将所述第一步中保温炉内的液态混合料通过流槽送入高速离心设备制成无机纤维，然后再加上防尘油制成不燃性纤维颗粒制品；

第三步：将所述第二步中的不燃性纤维颗粒制品用高压风机送入集棉机中进行后续工序，依次渣球分离、造粒、打包入库。

2.根据权利要求1所述的一种锰合金液态废渣热装生产粒状棉的方法，其特征在于，所述调质炉和保温炉均采用电极加热。

3.根据权利要求1所述的一种锰合金液态废渣热装生产粒状棉的方法，其特征在于，所述流槽包括一次流槽和二次流槽，通过所述流槽将液态混合料送入高速离心设备，即起控制流量和保温作用。

4.根据权利要求1或2所述的一种锰合金液态废渣热装生产粒状棉的方法，其特征在于，所述保温炉的温度为1350℃。

5.根据权利要求1或2所述的一种锰合金液态废渣热装生产粒状棉的方法，其特征在于，所述调质材料为铝矾土。

6.根据权利要求1或2所述的一种锰合金液态废渣热装生产粒状棉的方法，其特征在于，所述保温炉依靠水冷却系统进行冷却调节。

7.根据权利要求1或2所述的一种锰合金液态废渣热装生产粒状棉的方法，其特征在于，所述四辊离心机的辅助设备有胶料系统和风选系统。

8.根据权利要求1或2所述的一种锰合金液态废渣热装生产粒状棉的方法，其特征在于，所述高速离心设备为四辊离心机。