高炉渣综合利用现状及发展趋势

高炉渣综合利用现状及发展趋势

闫兆民,周扬民,杨志远,仪垂杰

(青岛理工大学,青岛266033)

摘 要:介绍高炉渣干法与湿法处理工艺及其余热利用方式的国内外研究和应用现状,评述了底滤法(O CP)、因巴法(INBA )典型的水淬法工艺,重点概括了风淬法、双滚筒法、离心粒化法3种干法处理技术的研究进展和发展趋势。最后得出结论:离心粒化处理工艺在充分利用高炉渣的高品质热源同时,不会产生硫化氢、二氧化硫等有害气体,不会造成水资源的浪费,是今后高炉渣处理工艺的发展趋势。关键词:高炉渣;干法粒化;热量回收

中图分类号:X756 文献标识码:A 文章编号:1001 1447(2010)02 0053 04

Present situation and development trend of blast furnace

slag comprehensive utilization

YAN Zhao min,ZH OU Yang min,YA NG Zhi yuan,YI Chui jie

(Qingdao T echno logy U niversity,Qingdao 266033,China)

Abstract:This paper introduces the research and application status of dry and w et blast fur nace slag treatment pr ocesses,as w ell as their w aste heat utilization w ays bo th hom e and o bro ad.The typical w ater quenching slag treatm ent metho ds,including OCP,IN BA are com mented,w ith fo cus on three kinds of dry g ranulation processing technolog y,i.e air blast gr anulation,tw in dr um g ranulatio n and centr ifugal granulation.Finally ,it is co ncluded that the centrifug al g ranulatio n can not only make full use of high quality heat source,but also avoid pr oducing H 2S 、SO 2and o ther harmful gases,and it can sav e w ater consumption as w ell.T herefore,the centrifugal g ranulation can be considered the trend o f blast furnace slag treatment process for the future.Key w ords:blast furnace slag;dry granulation;heat recycle 基金项目:钢铁研究联合基金重点项目(50934010)

作者简介:闫兆民(1984-),男,硕士生,主要从事高炉渣余热回收的研究.

高炉渣是钢铁冶炼过程的主要副产品,每炼出lt 生铁大约产生300~350kg 的高炉渣[1],按照我国年生铁年产量46944万t 计算

[2]

,产渣量

达14000万t 。高炉渣出渣温度达1400 以上,每吨渣含有相当于60kg 标准煤的热量[3]。因此,做好高炉渣的余热回收和综合利用,是钢铁行业节能降耗的有效途径。

1 高炉渣湿法处理工艺

湿法工艺是指用水或水与空气的混合物使熔融渣冷却,然后再运输的方案,一般也称为水淬工艺。高炉渣水淬方式很多,主要处理工艺有:底滤

法(OCP)、因巴法(INBA)、拉萨法(RASA )、图拉法(T YNA)、明特克法(M TC)等。国内生产大部分采用底滤法(OCP);国外生产大部分采用因巴法(INBA)

[4]

。

1.1 底滤法(OCP)工艺

底滤法(OCP)工艺流程见图1[5 6]。高炉熔渣在冲制箱内由多孔喷头喷出的高压水进行水淬,水淬渣流经粒化槽,然后进入沉渣池。沉渣池中的水渣由抓斗吊抓出堆放于渣场继续脱水。沉渣池内的水及悬浮物通过分配渠流入过滤池,过滤池内设有砾石过滤层,过滤后的水经集水管由泵加压后送入冷却塔冷却,循环使用。

53 2010年 4月第38卷第2期钢铁研究

Research on Iron &Steel

Apr. 2010

Vo l.38 No.2

图1 底滤法(O CP )工艺流程图

1.2 因巴法(INBA)工艺

因巴法(INBA)工艺流程见图2[5 6]。高炉熔渣由熔渣沟流人冲制箱,经冲制箱的压力水冲成水渣进入水渣沟,然后流入水渣方管、分配器、缓冲槽落入滚筒过滤器;随滚筒过滤器的旋转,水渣被带到滚筒过滤器的上部,脱水后的水渣落到筒内皮带机上运出,

然后由外部皮带机运至水渣槽。

图2 因巴法(IN BA )工艺流程图

从企业应用实践来看,拉萨法因工艺复杂、设备较多、维护费用高等缺点,在新建大型高炉上已不再采用;图拉法安全性能最高(渣中带铁达40%时,仍能正常工作);明特克法具有国内自主

知识产权并且投资与占地面积相对最小;环保INBA 法投资最大,但是在技术上最为成熟、实际应用的高炉亦较多。国内新建大中型高炉炉渣处理工艺一般在这几种方法中选取。

表1为上述几种典型高炉渣处理湿法工艺的

主要技术指标

[6]

。水淬法没有从根本上改变粒化

渣耗水的工艺特点,炉渣物理热基本全部散失,SO 2、H 2S 等污染物的排放并没有减少,其区别仅在于冲渣使用的循环水量有所不同和新水消耗量的差别。

2 高炉渣干法处理工艺

干法即依靠高压空气实现熔融金属冷却、粒化的工艺。针对水渣处理工艺的缺点,20世纪70年代国外就已开始研究干式粒化高炉渣的方法。前苏联、英国、瑞典、德国、日本、澳大利亚等国都有研究高温熔渣(包括高炉渣、钢渣等)干式粒化技术的研究。

2.1 风淬法工艺

NKK [7 8]转炉钢渣风淬粒化工艺如图3所示。吹风粒化熔渣流,渣粒在气流中飞行时固化,温度由1500 降到1000 ,然后在热交换器内

冷却到300 。

表1 几种高炉渣处理方法技术经济指标的比较

项目耗电量/(kWh t -1)

循环水耗量/m 3

新水耗量/(m 3 t -1)

渣含水率/%国内钢厂应用情况

底滤法8 1.21024~40最多因巴法50.96~815多图拉法 2.50.838~10较多拉萨法

15~16

1

10~15

15~20

很少

图3 N K K 转炉钢渣风淬粒化工艺流程图

风淬法在粒化过程中动力消耗很大,风淬与水淬相比冷却速度很慢,为了防止粒化渣在固结之前粘连到设备表面上,就要加大设备的尺寸。风淬法得到的粒化渣的颗粒直径分布范围较宽,不利于后续处理。

2.2 双内冷却转筒粒化工艺

该技术由日本钢管公司(NKK)开发

[7 9]

,其

基本原理是:让熔渣在二个反向旋转的圆筒表面被转筒内部循环的热媒介质冷却,然后从热媒介

54 钢铁研究第38卷