CN112593037A - 一种含锌废钢脱锌余热高效利用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含锌废钢脱锌余热高效利用方法，属于冶金固废处理技术领域。本发明的一种含锌废钢脱锌余热高效利用方法，通过将含锌废钢经回转窑预热脱锌处理，提高含锌废钢的锌回收效率，然后将脱锌后的废钢运送至压块机，将压力机液压调整至合适压缩强度，对高温的废钢散料施加压力挤压下散料压制成块状型钢块，同时采用多层保温堆垛将压块放置在保温坑内。采用本发明的技术方案能够将废钢热量带入冶炼炉，实现废钢热量的有效回收利用，从而可节约较大热量，显著提高冶炼炉废钢比，保证转炉冶炼顺行，降低冶炼强度，且入炉铁水温度可以降低，生产节奏平顺，可达到降本增效的目的。
Description
技术领域
本发明属于冶金固废处理技术领域，更具体地说，涉及一种含锌废钢脱锌余热高效利用方法。
背景技术
近年来钢铁产量持续创新高，导致铁矿石价格大幅升高。2019年一季度铁矿石每吨价格从60多美元涨到90多美元，2019年5月份更是突破100美元，飙升至近5年的新高。废钢资源的产量和消耗量逐渐增加。2018年前10个月，废钢铁消耗总量为1.57亿吨，比过去增长37.8％，全年预计消耗总量为1.85亿吨。目前马钢股份公司一、四钢轧总厂和长材事业部的炼钢OG泥全量回收，由烧结工序加入高炉循环利用。随着含锌废钢供应量日渐增长，含锌废钢造成马钢炼钢OG泥含锌量居高不下，从而造成高炉锌负荷加重，影响高炉稳定顺行，另外锌作为一种金属资源本身有其回收价值。因此钢铁工业应尽量多利用废钢再生产钢铁，减少铁矿石的使用，有利于降低成本、节约资源与节能减排。
含锌废钢通过回转窑脱锌处理后，初始温度约为1000℃，即使脱锌处理后至回转窑末端，热量有所散失，但散装废钢仍含有大量热量。但由于废钢散料不易运输，且散热较快，因此不易对上述废钢热量进行有效利用，目前现有技术中通常将废钢进行冷却存放后再输送至转炉进行炼钢。如，中国专利申请号为2019207654029的申请案公开了一种智能火焰废钢预热输送系统，包括转炉连续预热输送机架、自动称重温度显示台车、转炉和余热锅炉，所述转炉连续预热输送机架的上表面固定连接有下料漏斗，所述转炉连续预热输送机架的内部设置有转炉连续预热输送机，所述转炉连续预热输送机架的一侧固定连接有下料斜槽。该申请案中将废钢输送至转炉进行炼钢之前即需要采用连续预热输送机对其进行预热处理，一方面不能实现废钢自身热量的再利用，另一方面其预热处理也更加增加了能源和成本消耗。
又如，中国专利申请号为2018219194619的申请案公开了一种用于钢铁生产热轧工序余热回收系统，该申请案中热轧机组与层流冷却机组分别与废钢余热换热器相连，废钢余热换热器依次与冷却水出口储液罐、冷却水余热预热器、冷却水入口储液罐、层流冷却机组相连，冷却水入口储液罐还与外界水源相连；所述冷却水余热预热器依次与烟气余热蒸发器、膨胀机、凝汽器、工质泵相连，构成有机朗肯循环，膨胀机还与发电机相连。采用该申请案的技术方案能够对层流冷却水的余热、轧制时剪切掉的钢材余热和轧钢加热炉烟气的余热进行梯级回收利用，但其主要适合对轧制工序中剪切掉的少量钢材进行余热回收。
发明内容
1.要解决的问题
本发明的目的在于克服现有技术中含锌废钢经脱锌处理后所得热态废钢不易运输，散热较快，其热量不能有效利用的不足，提供了一种含锌废钢脱锌余热高效利用方法。本发明通过将经过回转窑处理的热态废钢直接打包成块，并通过特定堆垛方式进行保温运输，从而便于对脱锌后的热态废钢进行运输，并能够有效减少废钢周转运输过程的热量损失，实现了废钢热量的高效再利用。
2.技术方案
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
本发明的一种含锌废钢脱锌余热高效利用方法，将预热脱锌处理后得到的含锌废钢散料先进行热压块处理，得到块状型钢块，然后采用多层保温堆垛方式将块状型钢块运输至转炉炼钢。
更进一步的，将含锌废钢散料置于回转窑内进行预热，在预热过程中加入碳粉进行脱锌处理，脱锌处理温度为900～1000℃。
更进一步的，脱锌处理后的废钢散料出炉温度优选控制为950℃。
更进一步的，利用压块机对预热脱锌处理后的含锌废钢散料进行热压块处理。
更进一步的，所述的压块机包括机架、安装于机架顶部的油压力机和压块室，其中压块室上加工有放置含锌废钢散料的开槽，且油压力机的压杆与开槽位置相对应。
更进一步的，所述油压力机的下方设有操作台，压块室支撑于操作台上。
更进一步的，所述的油压力机与液压辅助机构相连。
更进一步的，将经热压处理后得到的块状型钢块采用多层保温堆垛方式置于保温坑内进行缓冷，以均匀所有压块温度，同时减少热量散发，缓冷1-2h后输送至转炉炼钢。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明的一种含锌废钢脱锌余热高效利用方法，将预热脱锌处理后得到的含锌废钢散料先进行热压块处理，然后采用多层保温堆垛方式将块状型钢块运输至转炉炼钢，从而可以有效解决目前废钢散料不易运输，且散热较快，其热量得不到有效利用的问题，采用本发明的方案可以将热压块热量带入冶炼炉，实现废钢热量的回收利用，进而有利于节约热量，显著提高冶炼炉废钢比，且入炉铁水温度可以降低，生产节奏更加平顺，增加了经济效益。
(2)本发明的一种含锌废钢脱锌余热高效利用方法，将含锌废钢通过回转窑预热，回转窑升温控制在900～1000℃之间，然后加入碳粉，使得在预热过程中得到锌的有效回收；更进一步的，所述回转窑预热温度控制为950℃，从而既可以在有效减少出炉后废钢的热量损失，提高转炉中废钢加入量的基础上，保证脱锌废钢中锌的回收率。
(3)本发明的一种含锌废钢脱锌余热高效利用方法，采用多层保温堆垛将废钢块放置在保温坑内进行运输，可有效存储运输途中废钢压块的热量，保温效果较好，且便于废钢的运输。
附图说明
图1为本发明的一种处理高温废钢散料的压块机。
图2为不同多层保温堆垛条件下缓冷24h压块剩余热量；
图3为不同初始温度条件下废钢压块中心位置处温度的变化；
示意图中的标号说明：
1、油压力机；2、压杆；3、压块室；4、操作台；5、液压辅助装置。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。
实施例1
本实施例的一种含锌废钢脱锌余热高效利用方法，将含锌废钢置于回转窑中预热并配比碳粉，回转窑内废钢脱锌预热后出回转窑时，温度在1000℃，此时采用一种处理高温废钢散料的压块机(如图1所示)，将脱锌后的废钢运送至压块机，将压力机液压调整至合适强度，对高温的废钢散料施加压力挤压下散料压制成块状型钢块，热压完成后采用多层保温堆垛将压块放置在保温坑内进行缓冷，最后运输至转炉炼钢。结合图2、图3，计算可知，将压块放置在缓冷坑内可显著减缓热量的散失，冷却24h时压块的温度降低61℃，剩余热量为652.87MJ/t，按转炉铁水加入量126t，可加入热态废钢量为42.379t，较冷态废钢量的23.4t，增加1.81倍。废钢热量计算过程采用FLUENT软件进行，其中网格数量约为6万。数值模拟完成后，将不同温度的所有网格含有的热量累加起来，即可得到整个废钢压块的总热量，如下式所示：
实施例2
本实施例的一种含锌废钢脱锌余热高效利用方法，将含锌废钢置于回转窑中预热并配比碳粉，废钢脱锌预热后出回转窑时，待其温度冷却到900℃，此时采用一种处理高温废钢散料的压块机，将脱锌后的废钢运送至压块机，将压力机液压调整至合适强度，对高温的废钢散料施加压力挤压下散料压制成块状型钢块，热压完成后采用多层保温堆垛将压块放置在保温坑内进行缓冷，计算可知，冷却24h时，1kg热态废钢较初始温度为900℃温度降低60℃，剩余热量为598.73MJ/t，按转炉铁水加入量126t，可加入热态废钢量为39.714t，较冷态废钢量的23.4t，增加1.70倍。
实施例3
本实施例的一种含锌废钢脱锌余热高效利用方法，将含锌废钢置于回转窑中预热，并配比碳粉，废钢脱锌预热后出回转窑时，待其温度冷却到800℃，此时采用一种处理高温废钢散料的压块机，将脱锌后的废钢运送至压块机，将压力机液压调整至合适强度，对高温的废钢散料施加压力挤压下散料压制成块状型钢块，热压完成后采用多层保温堆垛将压块放置在保温坑内进行缓冷，计算可知，冷却24h时，较初始温度为900℃温度降低47℃，剩余热量为551.90MJ/t，按转炉铁水加入量126t，可加入热态废钢量为37.665t，较冷态废钢量的23.4t，增加1.60倍。
实施例4
本实施例的一种含锌废钢脱锌余热高效利用方法，将含锌废钢置于回转窑中预热，并配比碳粉，废钢脱锌预热后出回转窑时，待其温度冷却到700℃，此时采用一种处理高温废钢散料的压块机，将脱锌后的废钢运送至压块机，将压力机液压调整至合适强度，对高温的废钢散料施加压力挤压下散料压制成块状型钢块，热压完成后采用多层保温堆垛将压块放置在保温坑内进行缓冷，计算可知，冷却24h时，较初始温度降低41℃，占700℃初始热量的73.1％，剩余热量为501.41MJ/t，按转炉铁水加入量126t，可加入热态废钢量为36.834t，较冷态废钢量的23.4t，增加1.57倍。
实施例5
本实施例的一种含锌废钢脱锌余热高效利用方法，将含锌废钢置于回转窑中预热，并配比碳粉，废钢脱锌预热后出回转窑时，待其温度冷却到600℃，此时采用一种处理高温废钢散料的压块机，将脱锌后的废钢运送至压块机，将压力机液压调整至合适强度，对高温的废钢散料施加压力挤压下散料压制成块状型钢块，热压完成后采用多层保温堆垛将压块放置在保温坑内进行缓冷，计算可知，冷却24h时，较初始温度为600℃温度降低35℃，占600℃初始热量(刚出回转窑)的65.7％，剩余热量450.93MJ/t，按转炉铁水加入量126t，可加入热态废钢量为33.895t，较冷态废钢量的23.4t，增加1.45倍。
结合实施例1-5可知，多层保温堆垛条件下压块的初始温度越高，可加入的废钢量越多，同时考虑锌的回收率，回转窑出炉温度控制在950℃，效果最佳。
Claims (8)
1.一种含锌废钢脱锌余热高效利用方法，其特征在于：将预热脱锌处理后得到的含锌废钢散料先进行热压块处理，得到块状型钢块，然后采用多层保温堆垛方式将块状型钢块运输至转炉炼钢。
2.根据权利要求1所述的一种含锌废钢脱锌余热高效利用方法，其特征在于：将含锌废钢散料置于回转窑内进行预热，在预热过程中加入碳粉进行脱锌处理，脱锌处理温度为900～1000℃。
3.根据权利要求2所述的一种含锌废钢脱锌余热高效利用方法，其特征在于：脱锌处理后的废钢散料出炉温度优选控制为950℃。
4.根据权利要求3所述的一种含锌废钢脱锌余热高效利用方法，其特征在于：利用压块机对预热脱锌处理后的含锌废钢散料进行热压块处理。
5.根据权利要求4所述的一种含锌废钢脱锌余热高效利用方法，其特征在于：所述的压块机包括机架、安装于机架顶部的油压力机(1)和压块室(3)，其中压块室(3)上加工有放置含锌废钢散料的开槽，且油压力机(1)的压杆与开槽位置相对应。
6.根据权利要求5所述的一种含锌废钢脱锌余热高效利用方法，其特征在于：所述油压力机(1)的下方设有操作台(4)，压块室(3)支撑于操作台(4)上。
7.根据权利要求5所述的一种含锌废钢脱锌余热高效利用方法，其特征在于：所述的油压力机(1)与液压辅助机构(5)相连。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的一种含锌废钢脱锌余热高效利用方法，其特征在于：将经热压处理后得到的块状型钢块采用多层保温堆垛方式置于保温坑内进行缓冷，缓冷1-2h后输送至转炉炼钢。
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