高爐渣處理工藝設(shè)計(jì)探討

1、范文范例學(xué)習(xí)指導(dǎo)范文范例學(xué)習(xí)指導(dǎo)wordword完美格式高爐渣處理工藝技術(shù)高爐渣是冶煉生鐵時(shí)從高爐排出的廢渣?，F(xiàn)代高爐煉鐵生產(chǎn)中應(yīng)用的高爐渣處理方法基本上是水淬法和干渣法。由于干渣處理環(huán)境污染較為嚴(yán)重，且資源利用率低，現(xiàn)在已很少使用，一般只在事故處理時(shí)，設(shè)置干渣坑或渣罐出渣。目前高 爐渣處理主要采用水淬法。隨著科學(xué)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，近年來，高爐水渣處理技術(shù)有了較大的發(fā)展 和長(zhǎng)足的技術(shù)進(jìn)步，不少新技術(shù)的應(yīng)用，使得高爐渣的利用進(jìn)一步擴(kuò)大。1、高爐水渣處理工藝分類按水淬渣的形成過程爐渣處理工藝有如下兩大類1）高爐熔渣直接水淬工藝。脫水方法主要有渣池法或底濾法、因巴法、拉薩法及攪籠法等。其主要工藝過

2、程是高爐熔渣渣流被高壓水水淬，然后進(jìn)行淹水 輸送和淹水分離。2）高爐熔渣先機(jī)械破碎后水淬工藝。主要代表為圖拉法和“ HK法等。其 主要工藝過程是高爐熔渣流首先被機(jī)械破碎， 在拋射到空中時(shí)進(jìn)行水淬?；?后進(jìn)行淹水分離和輸送。按水渣的脫水方式有如下方式1）轉(zhuǎn)鼓脫水法。經(jīng)水淬或機(jī)械?；蟮乃鞯睫D(zhuǎn)鼓脫水器進(jìn)行脫水，前者為“INBA”法（因巴法），后者為“TYNA法（圖拉法）；2）渣池過濾法。渣水混合物流人沉渣池，采用抓斗吊車抓渣，渣池內(nèi)的水 則通過渣池底部或側(cè)部的過濾層進(jìn)行排水。底濾式加反沖洗裝置，一般稱為“OCP 法，即“底濾法”；3）脫水槽式。水淬后的渣漿經(jīng)渣漿泵輸送到脫水槽內(nèi)進(jìn)行脫水。這

3、種方法就是通常所說的“ RASAT ,即“拉薩法”；4）提升脫水式。高爐熔渣渣流首先被機(jī)械破碎，進(jìn)行水淬后，在池內(nèi)用提開脫水實(shí)現(xiàn)淹水分離，提升脫水器可采用螺旋輸送機(jī)和斗式提升機(jī)。前者即通常 所說的“攪籠法”即明特法，后者稱為“ HK法。2、各種渣處理工藝流程泡渣法泡渣法高爐渣的生產(chǎn)工藝流程如下：從渣口流出的熱熔渣經(jīng)渣溝流入渣罐，然后由機(jī)動(dòng)車把盛滿渣的渣罐拉到水池旁，經(jīng)砸渣機(jī)把渣罐上的渣皮砸碎， 傾倒渣罐，熔渣遇水急劇冷卻，淬成水渣，水池內(nèi)水渣可用吊車抓出，放置于堆場(chǎng)上， 脫去部分水分，然后直接裝車外運(yùn)。此法最大優(yōu)點(diǎn)是 ：設(shè)備簡(jiǎn)單可靠，設(shè)備損耗 少和節(jié)約用水。主要缺點(diǎn)：易產(chǎn)生大量渣棉和硫化氫氣體

4、污染環(huán)境，干渣量多， 需要一套運(yùn)渣罐設(shè)施，倒渣中有放炮現(xiàn)象，對(duì)人身及設(shè)備安全造成威脅。該工藝 目前已很少使用。OCP法（“底濾法”）底濾法OCP!目前國(guó)內(nèi)采用最多的高爐渣處理方法。 其工藝流程程是：高爐 熔渣在沖制箱內(nèi)由多孔噴頭噴出的高壓水進(jìn)行水淬 ，水淬渣流經(jīng)粒化槽，然后進(jìn) 入沉渣池，沉渣池中的水渣由抓斗吊抓出堆放于渣場(chǎng)繼續(xù)脫水 （圖1）。沉渣池內(nèi)的 水及懸浮物通過分配渠流入過濾池，過濾池內(nèi)設(shè)有礫石過濾層，過濾后的水經(jīng)集 水管由泵加壓后送入冷卻塔冷卻，循環(huán)使用，水量損失由新水補(bǔ)充。底濾法沖渣水的壓力一般為0.30.4 MPa,淹水比為1 ： 101 ： 15,水渣含 水率為10%- 15%作

5、業(yè)率100%,出鐵場(chǎng)附近可不設(shè)干渣坑。程為：熔渣由渣溝流入沖制箱，與壓力水相遇進(jìn)行水淬。水淬后的渣漿在粗粒分離 槽內(nèi)濃縮，濃縮后的渣漿由渣漿泵送至脫水槽脫水，浮在分離槽水面的微粒渣由 溢流口流入中間槽，由中間槽泵送到沉淀池，經(jīng)沉淀后，用排泥泵送回脫水槽， 同粗粒分離器送去的渣水混合物一起進(jìn)行脫水，脫水后水渣由卡車外運(yùn)。沉淀池 排出水循環(huán)使用，水處理系統(tǒng)設(shè)有冷卻塔，設(shè)置液面調(diào)整泵用以控制粗粒分離槽 水位。底部由排泥泵將渣送到脫水槽脫水。 沉降槽的水溢流到溫水槽，經(jīng)冷卻泵 送到冷卻塔冷卻，水由給水泵送回沖制箱。成品倉(cāng)-成品倉(cāng)-皮帶機(jī)野連紳水液槽焙液/沖制箱“INBA” 法(“因巴法”)因巴法水渣處

6、理系統(tǒng)是二十世紀(jì)八十年代初由比利時(shí)西德瑪(ISDMAR因司與盧森堡保爾一一烏斯(PAULWURTH)司共同開發(fā)的一項(xiàng)法處理技術(shù)。我國(guó)首 次引進(jìn)用于上海寶鋼2#高爐(4063m3,),于1991年6月29日投產(chǎn)。因巴法的工藝 過程為(見圖3):高爐熔渣由熔渣溝流入沖制箱?；鳎闪；鲊姶档母邏核疅崴丶靥黔h(huán)案沖浪水冷卻泵裝液閥熱水池集水池糖環(huán)案沖浪水冷卻泵裝液閥水渣溝圖3因巴法水渣處理工藝示意圖流將熔渣水淬成水渣,經(jīng)水渣溝送入水渣池再進(jìn)一步細(xì)化。 在這里大量蒸汽從煙 囪排入大氣，水渣則經(jīng)水渣分配器均勻地流入轉(zhuǎn)鼓過濾器。渣水混合物在轉(zhuǎn)鼓過 濾器中進(jìn)行淹水分離，隨著滾筒過濾器的旋轉(zhuǎn)，水渣被帶到

7、滾筒過濾器的上部， 脫水后的水渣落到筒內(nèi)皮帶機(jī)上運(yùn)出，然后由外部皮帶機(jī)運(yùn)至水渣成品槽貯存， 在此進(jìn)一步脫水后，用汽車運(yùn)往水渣堆場(chǎng)，濾出的水經(jīng)處理后循環(huán)使用。因巴法有熱INBA冷INBAffi環(huán)彳型INBA分。3種因巴法的爐渣?；?、脫水的方法均相同，都是使用水淬?；?，采用轉(zhuǎn)鼓脫水器脫水，不同之處主要在水系統(tǒng) （見表1）。熱INBAR有?；到y(tǒng)，?；苯友h(huán)；冷山8附化水系統(tǒng)設(shè)有冷表1因巴法高爐渣處理工藝類型對(duì)比項(xiàng)目熱型冷型環(huán)保型?；撍；到y(tǒng)冷凝水系統(tǒng)?；撍；到y(tǒng)冷凝水系統(tǒng)水汴?；瞎拿撍髅撍??；苯友h(huán)尤水淬埼化轉(zhuǎn)鼓脫水彩脫水有,經(jīng)冷卻塔冷卻后再循環(huán)無水淬粒化轉(zhuǎn)鼓脫水修脫

8、水有有，吸收蒸汽.二氧化硫,硫化氫,硫排放量很低卻塔,?；鋮s后再循環(huán)；環(huán)保型INBAC系統(tǒng)分?；屠淠畠蓚€(gè)系統(tǒng),冷凝 水系統(tǒng)主要用來吸收蒸汽、二氧化硫、硫化氫。與冷、熱 INBAfc較，環(huán)保型INBA 最大的優(yōu)點(diǎn)是硫的排放量很低，它把硫大部分轉(zhuǎn)移到循環(huán)水系統(tǒng)中。圖拉法圖拉法是高爐熔渣先被機(jī)械破碎，然后進(jìn)行水淬的工藝過程的典型代表 （圖4）。俄羅斯圖拉法水渣處理技術(shù)是由俄羅斯國(guó)立冶金工廠設(shè)計(jì)院研制，在俄羅斯圖拉廠2000m級(jí)高爐上首次使用。圖拉法爐渣處理工藝主要過程包括爐渣?；屠鋮s、水渣脫水、水渣輸送與 外運(yùn)以及沖渣水循環(huán)等。爐渣經(jīng)渣溝流嘴落至高速旋轉(zhuǎn)的?；喩?，被機(jī)械破碎、 ?；?粒

9、化后的爐渣顆粒在空中被水冷卻、水淬；渣粒在呈拋物線運(yùn)動(dòng)中，撞擊擋 渣板被二次破碎；渣水混合物落入脫水轉(zhuǎn)鼓的下部，繼續(xù)進(jìn)行水淬冷卻。采用圓筒形轉(zhuǎn)鼓脫水器對(duì)水渣進(jìn)行脫水。轉(zhuǎn)鼓外壁為不銹鋼材料制成的濾網(wǎng)，下部始終浸在熱水槽內(nèi)。轉(zhuǎn)鼓內(nèi)沿圓周方向均勻設(shè)置葉片式篩板，篩板隨轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)將渣帶上 來，進(jìn)行脫水。安裝在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)鑲有特殊耐磨材料的受料斗自動(dòng)完成脫水器內(nèi)成品 渣的收集，成品渣經(jīng)受料斗卸料口下方的膠帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)出。圖4圖拉法水渣處理工藝示意圖脫水器下方的熱水槽需保持一定水位，以確保爐渣的冷卻效果。水經(jīng)溢流裝 置進(jìn)入分為兩格(一格為沉渣池，一格為清水池)的循環(huán)水池。循環(huán)水池底部沉渣, 由提升裝置或渣漿泵打到轉(zhuǎn)

10、鼓脫水器內(nèi)進(jìn)行脫水。 熔渣粒化、冷卻過程中產(chǎn)生的 蒸汽和有害氣體混合物由集氣裝置收集通過煙囪向高空排放。明特法明特克法爐渣處理工藝是由首鋼與北京明特克冶金爐技術(shù)有限公司聯(lián)合研 制、開發(fā)的,整套系統(tǒng)于2002年7月在首鋼3號(hào)高爐(2536m3)上投入運(yùn)行。具工藝 流程如圖7所示：高爐熔渣從渣溝溝頭進(jìn)入沖渣溝，熔融爐渣被?；鋰娚涞母?速水流擊碎、急速冷卻而成水渣，從?；叵聛淼脑旌衔锫淙朊魈胤ㄋ?中，通過傾斜安裝的攪籠機(jī)，隨攪籠機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，將渣從水渣池中徐徐提升上去， 達(dá)到頂部時(shí)翻落下來進(jìn)入頭部漏斗中， 在提升的過程中實(shí)現(xiàn)淹水分離，成品渣經(jīng) 頭部漏斗落入下方的皮帶上，水由重力作用回流入渣池

11、中，渣池中有一部分浮渣， 經(jīng)溢流槽流入過濾器中篩斗，通過篩斗中的篩網(wǎng)實(shí)現(xiàn)淹水分離，成品渣則留在篩 斗中，水則透過篩網(wǎng)流入回水槽中。隨著脫水器的旋轉(zhuǎn)，篩斗中的渣徐徐上升，達(dá)到頂部時(shí)翻落下來進(jìn)入受料斗，通過受料斗下方的管道，用高壓水將渣沖入渣 池中，再經(jīng)攪籠機(jī)進(jìn)行脫水。經(jīng)過濾器過濾后的水，流入渣池進(jìn)行進(jìn)一步的過濾 的，然后進(jìn)入吸水井經(jīng)泵打入沖制箱。圖5圖拉法水渣處理工藝示意圖HK 法“ HK法與圖拉法都是采用粒化輪機(jī)械破碎熔渣, 只是脫水方式不同,“ HK 法采用斗式提升機(jī)脫水。具工藝流程為：高爐熔渣?；?，渣水同時(shí)落入?；?下部保持一定水位的錐到水淬池， 實(shí)現(xiàn)二次水淬、降溫的目的。錐型水淬池底

12、部 側(cè)面的出料口與斗式提升機(jī)密封連通，用斗式提升機(jī)實(shí)現(xiàn)淹水分離。3幾種常用法處理工藝的特點(diǎn)及對(duì)比底慮法該法取消了過濾池下設(shè)置較深的熱水池和閥門室 ，使濾池的總深度降低；機(jī)械 設(shè)備少，施工、操作、維修都較方便，系統(tǒng)故障率低，維修和運(yùn)行費(fèi)用低；循環(huán)水質(zhì) 好,水渣含水率低,質(zhì)量好；沖渣系統(tǒng)用水可實(shí)現(xiàn)100%1環(huán)使用,沒有外排污水,有 利于環(huán)保。其最大缺點(diǎn)是占地面積大，系統(tǒng)投資大。拉薩法拉薩法具有使用閉路循環(huán)水、占地面積小、處理渣量大、水渣運(yùn)出方便、自 動(dòng)化程度高、管理方便等優(yōu)點(diǎn)，采用硬質(zhì)合金或橡膠襯里的耐磨泵， 使用壽命較 長(zhǎng)（約1.53年）。但該法因工藝復(fù)雜、設(shè)備較多、渣泵、輸送渣漿管道磨損嚴(yán)重、

13、 電耗高及維修費(fèi)用大等缺點(diǎn)，故在新建大型高爐上已不再采用。因巴法該法布置緊湊，占地面積小，可實(shí)現(xiàn)整個(gè)流程機(jī)械化、自動(dòng)化，水渣質(zhì)量好； 沖淹水閉路循環(huán)，水懸浮物少，泵和管路的磨損小；無爆炸危險(xiǎn)，安全度高，渣中含 鐵量高達(dá)20%寸，該系統(tǒng)也能安全地進(jìn)行爐渣的?；?；能徹底解決煙塵、蒸汽對(duì)環(huán) 境的污染，達(dá)到零排放的目標(biāo)。該法因其為引進(jìn)技術(shù)，故投資費(fèi)用大。圖拉法該法最顯著的特點(diǎn)是徹底解決了彳統(tǒng)水淬渣易爆炸的安全問題，安全性高。 生產(chǎn)實(shí)踐表明，在高爐渣中帶鐵高達(dá)40%寸，仍能安全生產(chǎn)；熔渣處理過程在封閉 的狀態(tài)下進(jìn)行，環(huán)境保護(hù)好；循環(huán)水量少，動(dòng)力能耗低；成品渣含水率低、質(zhì)量好。 從國(guó)內(nèi)相繼投產(chǎn)的幾套圖拉法

14、裝置看，因系統(tǒng)配套不完整，且循環(huán)水量有逐步增 加的趨勢(shì)，導(dǎo)致脫水器設(shè)備尺寸加大，使其設(shè)備重量輕的優(yōu)勢(shì)喪失，故需對(duì)其進(jìn)行 改進(jìn)和完善。明特法該法為國(guó)內(nèi)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的工藝方法，使高爐水渣處理實(shí)現(xiàn)了真正的 全自動(dòng)化，工藝先進(jìn)實(shí)用，離開主體設(shè)備渣為優(yōu)質(zhì)干渣,水為干凈水，無須沉淀就 可以直接循環(huán)使用；設(shè)備占地面積小，投資小，現(xiàn)場(chǎng)布置靈活，既可以在爐臺(tái)邊 布置，也可以遠(yuǎn)離爐臺(tái)布置；設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用 ，部件牢固耐用，裝機(jī)容量小，節(jié) 能，維護(hù)和備件費(fèi)低，水渣生產(chǎn)成本低；脫水率高，水渣含水率不大于15%;。上述幾種爐渣處理工藝的基本對(duì)比情況見表 2表2幾種常用渣處理工藝對(duì)比名稱工藝工程渣含水率 (%占地投資

15、底慮法熔渣溝+沖制箱，水池+大車抓斗，凈 水池+泵10 15最大較大拉薩法熔渣溝+沖制箱，渣泵+中繼泵+脫水 槽，溫水槽+泵+冷卻塔+給水槽15 20較大較大因巴法熔渣溝+沖制箱，轉(zhuǎn)鼓+皮帶機(jī)+水池， 熱水池+泵+冷水池+泵15中最大圖拉法熔渣溝+沖制箱十?；?，轉(zhuǎn)鼓+卸料槽 +水池，熱水池+冷水池+泵810中中明特法熔渣溝+沖制箱，水池+螺旋機(jī)+濾渣 器，凈化水池+泵15小小就目前來看,以上幾種高爐渣處理工藝中圖拉法安全性能最高 (渣中帶鐵達(dá) 40%寸，仍能正常工作)；具有國(guó)內(nèi)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的明特克法投資與占地面積相對(duì) 較?。欢顿Y費(fèi)用最大的環(huán)保型因巴法在技術(shù)上最為成熟，實(shí)際應(yīng)用的高爐亦較多。

16、4高爐水渣處理技術(shù)的存在的問題隨著我國(guó)鋼鐵工業(yè)的高速發(fā)展，水資源的短缺成為除了鐵礦資源短缺外的 另一個(gè)制約我國(guó)鋼鐵工業(yè)發(fā)展的因素。目前的高爐渣處理的幾種方法并沒有從根 本上改變?；乃墓に囂攸c(diǎn)，其區(qū)別僅在于沖渣使用的循環(huán)水量有所不同，新 水消耗量差別不大，爐渣物理熱基本全部散失，SO2、H2反污染物的排放并沒有減 少。在鋼鐵生產(chǎn)流程中,煉鐵工序消耗新水占新水總耗量的1/3左右,是消耗新 水最多的工序。在煉鐵工序中，沖渣消耗的新水又占到本工序新水消耗總量的 50% 以上。沖制1t水渣消耗新水0.81.2 t,循環(huán)用水量約為10t左右。這對(duì)于水資源 嚴(yán)重短缺的國(guó)家來說，問題尤為嚴(yán)重。另外，水沖

17、渣的過程會(huì)產(chǎn)生熱量損失。1400c左右的高爐渣帶走的物理熱占煉鐵能耗的 8%左右，大約相當(dāng)于21 kg標(biāo)煤 (按350 kg/t(鐵)計(jì)算)。循環(huán)水池中的水溫約為80C,除了有限的利用(北方部分 鋼廠在冬季作為取暖用水使用)，熱量都白白損失了?？傊壳八疀_渣系統(tǒng)的主 要問題可歸納如下：(1)水耗高。(2)在水淬渣過程中產(chǎn)生的大量H2S?口SOX!蒸汽排入大氣，促進(jìn)酸雨形成，環(huán)境 污染。(3)未回收顯熱。1t液態(tài)渣水淬時(shí)散失熱量約16001800 MJ,由于其得不到有 效回收，則相當(dāng)于全國(guó)每年損失標(biāo)準(zhǔn)煤400萬t(回收率按60%+);而且液態(tài)高爐渣 溫度高達(dá)14501500c ,余熱品質(zhì)非常高

18、，極具利用價(jià)值。(4)需干燥處理。高爐水渣含水率高達(dá)10犯上，作為水泥原料生產(chǎn)時(shí)須干燥處理， 仍要消耗一定的能源。(5)對(duì)于水渣系統(tǒng)而言，電耗和系統(tǒng)維護(hù)的工作量非常大。水沖渣系統(tǒng)循環(huán)水中所含大量微細(xì)顆粒對(duì)水泵和閥門等部件的磨損和堵塞非常嚴(yán)重 ，故使用一段時(shí) 問后會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的水壓下降、電耗增加、沖渣效果變差，清除水中的微粒還需大 量資金。鑒于高爐渣水法處理系統(tǒng)存在以上不足,研究如何處理高爐渣對(duì)于鋼鐵企 業(yè)節(jié)能降耗，實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)具有重要意義。國(guó)外文獻(xiàn)上介紹的研究情況，改變目 前高爐渣水淬的?；绞?，需要開發(fā)一種新的高爐渣干法?；捌錈崮芑厥占?術(shù)。5高爐渣干法?；幚砑夹g(shù)從20世紀(jì)80年代開始，日本、英國(guó)和澳大利亞等國(guó)在冶金法干法處理的基礎(chǔ) 理論和實(shí)驗(yàn)室設(shè)備方面開始探索。采用的方案主要有兩種，一種是風(fēng)洞風(fēng)淬法3, 一種是轉(zhuǎn)杯霧化器4。風(fēng)洞風(fēng)淬法主要通過高壓空氣在風(fēng)洞中將液態(tài)渣吹散、 ?；⒗鋮s。但是，此法僅見于零星的報(bào)道。轉(zhuǎn)杯轉(zhuǎn)碟法則主要是借助機(jī)械力將 液態(tài)法破碎，再用壓縮空氣或其它冷卻介質(zhì)使其固化。根據(jù)報(bào)道，大多數(shù)的研究都 是基于這種裝置。這些研究目前都處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，著重于研究干法?；b 置的可行性和摸索一些設(shè)計(jì)、運(yùn)轉(zhuǎn)的參數(shù)。高爐渣干法