提高煉鐵工序能效的方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于高爐煉鐵技術領域，具體涉及一種提高煉鐵工序能效的方法及裝置。
【背景技術】
[0002]高爐煉鐵是鋼鐵企業(yè)的耗能大戶，其能耗約占鋼鐵生產總能耗的60%左右，很明顯，煉鐵工序是鋼鐵企業(yè)減少能源消耗、提尚能源利用效率的重中之重。尚鐵煉鐵工序能耗約為390kgce，其能耗支出項目主要為鐵礦石還原反應吸熱、鐵水顯熱、爐渣顯熱、煤氣帶走熱量、冷卻水及其他散熱等，減少各支出項目的能耗或回收各支出項目的余熱均可降低高爐煉鐵能耗，提升煉鐵工序能效。分析可知，在高爐煉鐵能耗支出項目中，爐渣顯熱量大、溫度高，并且目前尚無任何回收利用，因此，充分回收利用高爐渣顯熱是提升煉鐵工序能耗的重要途徑。高爐每冶煉I噸生鐵，將產生250?350kg爐渣，爐渣溫度高達1400?1550°C，其蘊含的顯熱相當于50?60kgce/t，是重要的二次能源。
[0003]目前，國內外高爐渣的處理方法主要采用水淬法，根據爐渣流量的大小，用一定壓力和流量的水，通過噴頭、專用噴嘴、沖制箱等設備，形成多股水流，將液態(tài)熔渣打散、擊碎，使熔渣與水迅速混合、冷卻，變成水渣。水淬法具有消耗水量巨大、熔渣熱量幾乎得不到回收、熔渣遇水產生大量水蒸氣、H2S、S02等污染環(huán)境及水渣烘干消耗額外能源等缺點。此外，國內外冶金、能環(huán)等領域的工作者們陸續(xù)提出了各種高爐渣干式處理方法，主要可分為風淬法、離心?；?、機械?；ǖ?，這些方法的工藝流程設計中雖然都包含對高爐渣余熱的回收環(huán)節(jié)，但是，這些方法均存在動力消耗大、設備結構龐大復雜、運行不穩(wěn)定、爐渣粒化效果欠佳等問題，因此，開發(fā)一種低能耗、高穩(wěn)定性的爐渣余熱回收方法和裝置是提升高爐煉鐵工序能效亟需解決的重要問題之一。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明實施例涉及一種提高煉鐵工序能效的方法及裝置，至少可解決現有技術的部分缺陷。
[0005]本發(fā)明實施例涉及一種提高煉鐵工序能效的方法，將液態(tài)高爐渣引入余熱回收箱體內，同時向該余熱回收箱體內加入固體冷卻劑，所述固體冷卻劑至少包括含鐵固體顆粒，渣流與冷卻劑料流匯合，形成熱固體混合物料流；所述熱固體混合物料流下落過程中被沖擊破散，散落的熱固體混合物與逆流的冷卻氣體進行換熱，換熱后的高溫氣體排出余熱回收箱體回收利用，換熱后的低溫固體混合物排出余熱回收箱體，經破碎、磁選得到含鐵固體顆粒和玻璃態(tài)高爐渣，含鐵固體顆?？勺鳛楣腆w冷卻劑原料返回利用。
[0006]作為實施例之一，所述固體冷卻劑為含鐵固體顆粒與水渣的混合物。
[0007]作為實施例之一，所述含鐵固體顆粒為磁鐵礦顆粒、鋼塊、鋼球的至少一種。
[0008]作為實施例之一，所述熱固體混合物料流的沖擊破散為機械式沖擊破散，具體為，在所述余熱回收箱體內設置有旋轉滾筒，該旋轉滾筒位于所述熱固體混合物料流正下方，且軸向與所述熱固體混合物料流寬度方向平行。
[0009]作為實施例之一，在所述旋轉滾筒周圍的箱體上設置多個冷卻氣體噴口，向所述旋轉滾筒噴吹冷卻氣體。
[0010]本發(fā)明實施例還涉及一種提高煉鐵工序能效的裝置，包括余熱回收箱體，所述余熱回收箱體上部設有高爐渣入口、氣體出口及固體冷卻劑料斗，所述高爐渣入口與高爐出鐵渣溝連接，所述固體冷卻劑料斗與所述高爐渣入口的位置相適配以使得渣流與冷卻劑料流匯合形成熱固體混合物料流；所述余熱回收箱體中部設有料流破散機構，所述料流破散機構位于所述熱固體混合物料流正下方，至少于所述余熱回收箱體下部設有多個冷卻氣體噴口，于所述余熱回收箱體底部設有卸料口。
[0011]作為實施例之一，所述料流破散機構包括旋轉滾筒，所述旋轉滾筒位于所述熱固體混合物料流正下方，且軸向與所述熱固體混合物料流寬度方向平行。
[0012]作為實施例之一，在所述旋轉滾筒周圍的箱體上還設有多個冷卻氣體噴口，向所述旋轉滾筒噴吹冷卻氣體。
[0013]作為實施例之一，位于所述旋轉滾筒下方的箱體部分呈褲衩形，包括兩換熱筒體，各所述換熱筒體上沿豎直方向間隔布置有多個冷卻氣體噴口帶，每個所述冷卻氣體噴口帶包括環(huán)設于所述換熱筒體上的多個冷卻氣體噴口。
[0014]作為實施例之一，所述氣體出口連接有排氣管道，所述排氣管道連接至余熱鍋爐。
[0015]本發(fā)明實施例至少實現了如下有益效果:液態(tài)高爐渣采用固體冷卻劑急冷降溫，爐渣與固體冷卻劑在卸料過程中匯合，既不需要消耗風力，也不需要機械力，可有效提高余熱回收效率。爐渣與固體冷卻劑的熱混合物在下落的過程中被沖擊破散成塊狀，既有利于下一步熱交換，也有利于混合物后續(xù)分離。破散的混合物在下落過程中與冷卻氣體進行多重流化式換熱，熱交換面積大，換熱效果好，余熱回收率高。冷凝后的高爐渣為塊狀玻璃體，沒有粉塵產生，從余熱回收箱體上部排出的高溫蒸汽和高溫換熱氣體可直接進入余熱鍋爐產生蒸汽或發(fā)電，不需要建設除塵設施，可最大限度降低處理過程能耗。本提高煉鐵工序能效的裝置結構簡單、易于維護，占地面積小，不需要建設鼓風機、離心機、除塵器等大型設備，所采用的冷卻劑、冷卻氣體等都能在鋼鐵企業(yè)就地取材，投資成本和運行成本極低。
【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。
[0017]圖1為本發(fā)明實施例提供的提高煉鐵工序能效的裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0019]實施例一如圖1，本發(fā)明實施例提供一種提高煉鐵工序能效的方法，將液態(tài)高爐渣引入余熱回收箱體4內，同時向該余熱回收箱體4內加入固體冷卻劑，所述固體冷卻劑至少包括含鐵固體顆粒，渣流與冷卻劑料流匯合，形成熱固體混合物料流；所述熱固體混合物料流下落過程中被沖擊破散，散落的熱固體混合物與逆流的冷卻氣體進行換熱，換熱后的高溫氣體排出余熱回收箱體4回收利用，換熱后的低溫固體混合物排出余熱回收箱體4，經破碎、磁選得到含鐵固體顆粒和玻璃態(tài)高爐渣，含鐵固體顆?？勺鳛楣腆w冷卻劑原料返回利用。其中，所述含鐵固體顆粒優(yōu)選為磁鐵礦顆粒，也可采用鋼塊、鋼球等固體顆粒，或上述固體顆粒的混合，需保證固體冷卻劑中含鐵固體顆粒的鐵品位均勻，以便后續(xù)磁選過程中含鐵固體顆粒的選出。進一步地，優(yōu)選為采用高品位的磁鐵礦顆?；蚱渌F固體顆粒，便于在磁選過程中與高爐渣分離(高爐渣中夾帶有一定的鐵)；如通過高品位的磁鐵礦破碎而成。含鐵固體顆粒的粒度大小控制在10~30mm范圍內為宜，與高爐渣的混合效果均勻，同時后期破碎時易于與高爐渣分離。本實施例采用含鐵固體顆粒作為冷卻劑對液態(tài)高爐渣進行冷卻，因高爐渣與磁鐵礦等固體顆粒的線性收縮率不一樣，玻璃態(tài)渣又極易碎裂，故冷卻后的高爐渣與磁鐵礦的塊狀混合物極易分離，只需經過簡單的破碎即可。
[0020]上述方法中，固體冷卻劑可只采用含鐵固體顆粒，即由100%的含鐵固體顆粒組成。也可采用如下優(yōu)選方案:所述固體冷卻劑為含鐵固體顆粒與水渣的混合物，進一步優(yōu)選為含鐵固體顆粒與水渣的體積比為2:1~3:1 ;含鐵固體顆粒與水渣均勻混合后，由膠帶運輸機等設備運輸至余熱回收箱體4上的冷卻劑料斗I內。上述水渣來源于鐵廠水淬渣，含一定水分，可加速高爐渣冷卻。水渣的含量不宜過大，因為水渣成分與液態(tài)高爐渣成分基本一致，水渣與液體高爐渣混合時二者之間的孔隙較小，結合較為致密，在混合物下落沖擊破散過程中得到的塊狀熱固體混合物尺寸較大，影響后續(xù)換熱效果。另外，可在固體冷卻劑料斗I上方設置噴灑水管(圖中未示出)，可對含鐵固體顆粒進行一定程度的加濕，可防止含鐵固體顆粒等在下落過程中造成揚塵，同時可加速高爐渣冷卻。當液體高爐渣與固體冷卻劑相接觸后，熱量迅速傳遞給磁鐵礦顆粒和水渣，同時冷卻劑攜帶的水滴汽化也帶走部分熱量，使得高爐渣快速冷凝成玻璃態(tài)，與磁鐵礦顆粒形成700?800°C左右的塊狀熱固體混合物。
[0021]作為本實施例的一種優(yōu)選方案，所述熱固體混合物料流的沖擊破散為機械式沖擊破散，具體為，在所述余熱回收箱體4內設置有旋轉滾筒5，該旋轉滾筒5位于所述熱固體混合物料流正下方，且軸向與所述熱固體混合物料流寬度方向平行。高爐渣與固體冷卻劑形成的熱固體混合物在下落過程中與旋轉滾筒5相碰撞并被沖擊破散成塊狀，塊狀混合物分散下落至該旋轉滾筒5兩側的箱體空間內，便于與冷卻氣體換熱。旋轉滾筒5內設有水冷機構，可對旋轉滾筒5進行冷卻。設置旋轉滾筒5，可防止熱固體混合物粘附在滾筒上，影響后續(xù)熱固體混合物的破散效果。進一步地，在所述旋轉滾筒5周圍的箱體上設置多個冷卻氣體噴口 6，向所述旋轉滾筒5噴吹冷卻氣體，既對旋轉滾筒5進行降溫，也可防止熱固體混合物粘結在旋轉滾筒5上，同時與破散的熱