CN114262789A - 一种高温熔融渣造粒的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高温熔融渣造粒的方法，属于窑渣处理技术领域，钢铁厂的烧结灰和高炉灰等经过一系列处理成为高温熔融渣，通过造粒装置的外筒挤压造粒；通过对挤压成型孔直径的限定，使制出的颗粒直径为5‑10mm，达到了进入炼铁高炉要求的转鼓强度，避免了水淬法处理时颗粒破裂、粒径变小和强度变低的问题，方便后续处理；顺着进料斗下落的高温熔融渣和刚被挤压成型的小球将温度传导给外筒，挤压辊内设置的若干个喷头向外筒喷洒冷却水，较高的温度使冷却水瞬间汽化，未被汽化的水存积在腔体底部继续吸收热量，从而沸腾蒸发；蒸汽被余热回收系统回收，热量被重新利用，并且凝结的水作为冷却水循环利用，有利于节能环保。

Description

一种高温熔融渣造粒的方法

技术领域

本发明属于窑渣处理技术领域，具体涉及一种高温熔融渣造粒的方法。

背景技术

钢铁企业从烧结、球团、炼焦、炼铁、炼钢、轧钢等数十道工序通过除尘等收集系统，产生占钢产量10％的烟气污染物和环境粉尘粉料，该类固体废物统称为钢铁尘泥。利用回转窑处理钢铁尘泥，达到脱锌富铁的目的，使窑渣达到进入高炉炼铁要求，同时回收窑渣的显热。窑渣要达到直接进入高炉炼铁需满足三个条件：(1)粒径要求；(2)满足转鼓强度要求；(3)含铁量要求。

目前处理窑渣的方式绝大多数为水淬法，即对渣进行冲水冷却，窑渣粒化成为水渣，进入烧结工序。经水淬后粒径变小，大部分粒径小于3mm，达不到直接进入炼铁高炉的要求，只能送配料烧结；经水淬后窑渣颗粒转鼓强度降低，达不到入高炉的要求；窑渣中的显热得不到回收，浪费能量且产生大量蒸汽，影响生产。同时水淬法还产生大量含有SO₂等有害气体的蒸汽，不仅造成大气污染，而且对周边环境造成热污染。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高温熔融渣造粒的方法，以解决背景技术中的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种高温熔融渣造粒的方法，包括如下步骤：

步骤一：收集烧结灰和高炉灰，利用循环水洗系统进行水洗脱氯，获得滤饼；水洗后滤饼中的氯含量＜0.81％，钾含量＜0.8％，钠含量＜0.35％；

步骤二：将不需要水洗的钢铁灰分、焦粉和滤饼用水加湿后用混料器混合均匀，获得混合料，将混合料转移至回转窑中在1100-1300℃的条件下焙烧，脱锌富铁获得高温熔融渣；高温焙烧使混合料中的部分元素成为烟气，高温的烟气经冷却收尘回收次氧化锌，从而提高了高温熔融渣中的铁含量；最终高温熔融渣中总铁含量＞55％，金属化率达到70-75％；

步骤三：利用窑头溜槽将高温熔融渣输送到造粒装置中，通过电动机带动两根挤压辊，控制挤压辊转动的线速度为1.3-1.55m/s，利用两根挤压辊上相对设置的挤压成型孔将高温熔融渣挤压成直径为5-10mm的小球，小球的转鼓指数为71-92％；成型的小球将热量传递给外筒，通过喷头向外筒内壁喷洒冷却水，将热量带走的同时能够回收余热；将冷却后的小球通过皮带传送机传输收集，完成造粒工序。

进一步地，造粒装置包括耐火壳体，耐火壳体外部连接有与地面固定用的支撑架，且耐火壳体外部固定设置有电动机，电动机配合设置有行星减速机；耐火壳体内转动设置有两根挤压辊，挤压辊包括内筒和外筒，内筒和外筒通过周向均匀设置的若干根连接杆固定连接；内筒的两端固定设置有第一转轴和第二转轴，两根挤压辊通过对应设置的第一转轴和第二转轴与耐火壳体转动连接；两根第一转轴均伸出耐火壳体，其中一根转轴与行星减速机的输出轴固定连接，且通过传动齿轮与另一根转轴传动连接，使两根挤压辊能够反向运动；外筒外壁阵列设置有若干个挤压成型孔，挤压成型孔呈半球型设置，两根挤压辊上的挤压成型孔对应贴合，将高温熔融渣挤压成小球；

耐火壳体的上部设置有进料斗，进料斗的下端为进料口，耐火壳体下部设置在有出料斗，出料斗底部设置有出料口；进料斗上部配合设置有窑头溜槽，便于传输高温熔融渣；出料斗下方配合设置有皮带传送机，便于传输挤压造粒后的小球；耐火壳体内对称设置有两块刮板，每块刮板位于对应挤压辊的下方，用于刮落附着在挤压成型孔内的小球；

每根挤压辊的内筒与外筒之间设置有腔体，内筒上设置有冷却水进口，内筒外周向设置有若干个与冷却水进口通过管路连接的喷头，外筒侧壁开设有蒸汽出口；

造粒装置与余热回收系统配合设置，余热回收系统包括水箱和热交换系统；水箱内的冷却水经水泵加压并通过冷却水进口输送到造粒装置中，再通过喷头喷向外筒，对挤压辊和挤压成型的小球进行冷却降温；冷却水经过高温气化形成蒸汽，通过蒸汽出口逸出，并通过气泵抽送到热交换系统中进行冷却换热，吸收的热量被重新利用，蒸汽冷却后形成的冷凝水进入水箱循环利用。

本发明的有益效果：

1、高温熔融渣通过造粒装置的外筒挤压造粒，制成的球状颗粒的粒度均匀，增加了颗粒的强度；通过对挤压成型孔直径的限定，使制出的颗粒直径为5-10mm，转鼓强度为71-92％，达到了进入炼铁高炉要求的转鼓强度，避免了水淬法处理时颗粒破裂、粒径变小和强度变低的问题，方便后续处理。

2、顺着进料斗下落的高温熔融渣和刚被挤压成型的小球将温度传导给外筒，挤压辊内设置的若干个喷头向外筒喷洒冷却水，较高的温度使冷却水瞬间汽化，未被汽化的水存积在腔体底部继续吸收热量，从而沸腾蒸发；蒸汽被余热回收系统回收，热量被重新利用，凝结的水作为冷却水循环利用，并且因为冷却水未直接接触高温熔融渣，生成的蒸汽中不含SO₂等有害气体，不会对大气造成污染，有利于节能环保。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明一种高温熔融渣造粒的方法的流程图；

图2是本发明造粒装置的内部结构示意图；

图3是本发明余热回收系统和造粒装置连接关系示意图。

图中：1、耐火壳体；2、窑头溜槽；3、进料口；4、外筒；5、挤压成型孔；6、连接杆；7、冷却水进口；8、蒸汽出口；9、喷头；10、刮板；11、出料口；12、皮带传送机；13、水泵；14、气泵。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图2，造粒装置包括耐火壳体1，耐火壳体1外部连接有与地面固定用的支撑架，且耐火壳体1外部固定设置有电动机，电动机配合设置有行星减速机；耐火壳体1内转动设置有两根挤压辊，挤压辊包括内筒和外筒4，内筒和外筒4通过周向均匀设置的若干根连接杆6固定连接；内筒的两端固定设置有第一转轴和第二转轴，两根挤压辊通过对应设置的第一转轴和第二转轴与耐火壳体1转动连接；两根第一转轴均伸出耐火壳体1，其中一根转轴与行星减速机的输出轴固定连接，且通过传动齿轮与另一根转轴传动连接，使两根挤压辊能够反向运动；外筒4外壁阵列设置有若干个挤压成型孔5，挤压成型孔5呈半球型设置，两根挤压辊上的挤压成型孔5对应贴合，将高温熔融渣挤压成小球；

耐火壳体1的上部设置有进料斗，进料斗的下端为进料口3，耐火壳体1下部设置在有出料斗，出料斗底部设置有出料口11；进料斗上部配合设置有窑头溜槽2，便于传输高温熔融渣；出料斗下方配合设置有皮带传送机12，便于传输挤压造粒后的小球；耐火壳体1内对称设置有两块刮板10，每块刮板10位于对应挤压辊的下方，用于刮落附着在挤压成型孔5内的小球；

每根挤压辊的内筒与外筒4之间设置有腔体，内筒上设置有冷却水进口7，内筒外周向设置有若干与冷却水进口7通过管路连接的喷头9，外筒4侧壁开设有蒸汽出口8；

请参阅图3，造粒装置与余热回收系统配合设置，余热回收系统包括水箱和热交换系统；水箱内的冷却水经水泵13加压并通过冷却水进口7输送到造粒装置中，再通过喷头9喷向外筒4，对挤压辊和挤压成型的小球进行冷却降温；冷却水经过高温气化形成蒸汽，通过蒸汽出口8逸出，并通过气泵14抽送到热交换系统中进行冷却换热，吸收的热量被重新利用，蒸汽冷却后形成的冷凝水进入水箱循环利用。

实施例1

制备高温熔融渣，包括如下步骤：

步骤一：收集烧结灰和高炉灰，利用循环水洗系统进行水洗脱氯，获得滤饼；水洗后滤饼中的氯含量为0.8％，钾含量为0.79％，钠含量为0.34％；

步骤二：将不需要水洗的钢铁灰分、焦粉和滤饼用水加湿后用混料器混合均匀，获得混合料，将混合料转移至回转窑中在1100℃的条件下焙烧，脱锌富铁获得高温熔融渣；高温焙烧使混合料中的部分元素成为烟气，高温的烟气经冷却收尘回收次氧化锌，从而提高了高温熔融渣中的铁含量；最终高温熔融渣中总铁含量为56％，金属化率达到70％。

实施例2

制备高温熔融渣，包括如下步骤：

步骤一：收集烧结灰和高炉灰，利用循环水洗系统进行水洗脱氯，获得滤饼；水洗后滤饼中的氯含量为0.8％，钾含量为0.79％，钠含量为0.34％；

步骤二：将不需要水洗的钢铁灰分、焦粉和滤饼用水加湿后用混料器混合均匀，获得混合料，将混合料转移至回转窑中在1200℃的条件下焙烧，脱锌富铁获得高温熔融渣；高温焙烧使混合料中的部分元素成为烟气，高温的烟气经冷却收尘回收次氧化锌，从而提高了高温熔融渣中的铁含量；最终高温熔融渣中总铁含量为56％，金属化率达到72％。

实施例3

制备高温熔融渣，包括如下步骤：

步骤一：收集烧结灰和高炉灰，利用循环水洗系统进行水洗脱氯，获得滤饼；水洗后滤饼中的氯含量为0.8％，钾含量为0.79％，钠含量为0.34％；

步骤二：将不需要水洗的钢铁灰分、焦粉和滤饼用水加湿后用混料器混合均匀，获得混合料，将混合料转移至回转窑中在1300℃的条件下焙烧，脱锌富铁获得高温熔融渣；高温焙烧使混合料中的部分元素成为烟气，高温的烟气经冷却收尘回收次氧化锌，从而提高了高温熔融渣中的铁含量；最终高温熔融渣中总铁含量为56％，金属化率达到75％。

实施例4

请参阅图1-3，该高温熔融渣造粒的方法包括如下步骤：

步骤一：收集烧结灰和高炉灰，利用循环水洗系统进行水洗脱氯，获得滤饼；

步骤二：将不需要水洗的钢铁灰分、焦粉和滤饼用水加湿后用混料器混合均匀，获得混合料，将混合料转移至回转窑中在1100℃的条件下焙烧，脱锌富铁获得高温熔融渣；高温焙烧使混合料中的部分元素成为烟气，高温的烟气经冷却收尘回收次氧化锌，从而提高了高温熔融渣中的铁含量；

步骤三：利用窑头溜槽2将高温熔融渣输送到造粒装置中，控制挤压辊的线速度为1.3m/s，利用两根挤压辊上的挤压成型孔5将高温熔融渣挤压成直径为5mm的小球，小球是转鼓指数为71％；成型的小球将热量传递给外筒4，通过喷头9向外筒4内壁喷洒冷却水，将热量带走的同时能够回收余热；将冷却后的小球通过皮带传送机12传输收集，完成造粒工序。

实施例5

请参阅图1-3，该高温熔融渣造粒的方法包括如下步骤：

步骤一：收集烧结灰和高炉灰，利用循环水洗系统进行水洗脱氯，获得滤饼；

步骤二：将不需要水洗的钢铁灰分、焦粉和滤饼用水加湿后用混料器混合均匀，获得混合料，将混合料转移至回转窑中在1200℃的条件下焙烧，脱锌富铁获得高温熔融渣；高温焙烧使混合料中的部分元素成为烟气，高温的烟气经冷却收尘回收次氧化锌，从而提高了高温熔融渣中的铁含量；

步骤三：利用窑头溜槽2将高温熔融渣输送到造粒装置中，控制挤压辊的线速度为1.4m/s，利用两根挤压辊上的挤压成型孔5将高温熔融渣挤压成直径为8mm的小球，小球是转鼓指数为80％；成型的小球将热量传递给外筒4，通过喷头9向外筒4内壁喷洒冷却水，将热量带走的同时能够回收余热；将冷却后的小球通过皮带传送机12传输收集，完成造粒工序。

实施例6

请参阅图1-3，该高温熔融渣造粒的方法包括如下步骤：

步骤一：收集烧结灰和高炉灰，利用循环水洗系统进行水洗脱氯，获得滤饼；

步骤二：将不需要水洗的钢铁灰分、焦粉和滤饼用水加湿后用混料器混合均匀，获得混合料，将混合料转移至回转窑中在1300℃的条件下焙烧，脱锌富铁获得高温熔融渣；高温焙烧使混合料中的部分元素成为烟气，高温的烟气经冷却收尘回收次氧化锌，从而提高了高温熔融渣中的铁含量；

步骤三：利用窑头溜槽2将高温熔融渣输送到造粒装置中，控制挤压辊的线速度为1.55m/s，利用两根挤压辊上的挤压成型孔5将高温熔融渣挤压成直径为10mm的小球，小球是转鼓指数为92％；成型的小球将热量传递给外筒4，通过喷头9向外筒4内壁喷洒冷却水，将热量带走的同时能够回收余热；将冷却后的小球通过皮带传送机12传输收集，完成造粒工序。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种高温熔融渣造粒的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：收集烧结灰和高炉灰水洗脱氯，获得滤饼；

步骤二：将不需要水洗的钢铁灰分、焦粉和滤饼混合，用水加湿后搅拌混合获得混合料，将混合料焙烧，脱锌富铁获得高温熔融渣；

步骤三：将高温熔融渣输送到造粒装置中，通过挤压辊将高温熔融渣挤压成直径为5-10mm的小球；通过喷头(9)向外筒(4)内壁喷洒冷却水，通过余热回收系统回收余热，收集冷却的小球完成造粒工序。

2.根据权利要求1所述的一种高温熔融渣造粒的方法，其特征在于，步骤一水洗后滤饼中的氯含量＜0.81％，钾含量＜0.8％，钠含量＜0.35％。

3.根据权利要求1所述的一种高温熔融渣造粒的方法，其特征在于，步骤二中混合料焙烧的温度条件为1100-1300℃。

4.根据权利要求1所述的一种高温熔融渣造粒的方法，其特征在于，步骤二中高温焙烧后高温熔融渣中总铁含量＞55％，金属化率达到70-75％。

5.根据权利要求1所述的一种高温熔融渣造粒的方法，其特征在于，步骤三造粒装置的挤压辊的线速度为1.3-1.55m/s，挤压后的小球的转鼓指数为71-92％。

6.根据权利要求1所述的一种高温熔融渣造粒的方法，其特征在于，步骤三中回收余热的过程具体为：通过余热回收系统回收对外筒(4)降温时产生的蒸汽，收集热量，蒸汽凝结成冷凝水被回收用作外筒(4)的冷却水。

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