高炉水渣系统示意图
高炉渣余热利用技术的现状及发展趋势 余热发电
高炉渣余热利用技术的现状及发展趋势摘要：本文系统的分析了高炉渣湿法与干法处理工艺及其余热利用的国内外现状,简述了底滤法(OCP)、因巴法(INBA)、拉萨法(RASA)、图拉法(TYNA)等典型的水淬法工艺，总结了水淬渣方式存在的诸多弊端，对风淬法、双内冷却转筒粒化法、Merotec 熔渣粒化流化法、机械粒化法、连铸连轧法、化学法等干法处理技术的研究进展和发展现状进行了总结。
最后得出结论: 离心粒化等干式余热回收技术在利用高炉渣的高品质热源时,不会造成水资源的浪费, 不会产生硫化氢、二氧化硫等有害气体,在克服水渣法固有缺点的同时，还可以得到玻璃化程度高的高附加值成品渣，是今后高炉渣余热回收工艺的发展趋势。
关键词：高炉渣；余热利用；水淬；干式粒化1 前言中国目前是全球最大的钢铁生产国。
中国钢铁产量已连续16年保持世界第一，并且遥遥领先于其他国家。
同时伴随我国高炉冶炼生产排出的含丰富热能的高炉渣数量也是巨大的，从节能与环保以及提高钢铁厂的经济效益的角度来看，对高炉渣的热量进行回收和高炉渣的资源化利用是十分必要的。
炉渣的出炉温度一般在1400～1550℃之间。
每吨渣含（1260～1880）×103kJ的显热，相当于60kg标准煤的热值[1]。
每生产1吨生铁要副产0.3吨高炉渣，每生产1吨钢要副产0.13吨钢渣[2]，以目前我国的钢铁产量6.83亿吨进行计算，可产生2.9亿吨以上的高炉渣和转炉渣，其显热量相当于1740万吨标准煤，尽管并非可以全部回收高炉渣的热能，但若能部分回收利用，其节能效益也是显著的，非常具有市场开发潜力。
就目前应用大量应用水淬技术情况来看，这部分高温热源显然是被浪费了，该高温热源就温度品质来说，完全符合高品位能源的要求，如果能回收这部分热量得以重新利用，就可以为社会和企业带来可观的经济、社会和环保效益。
开展余热余能的回收利用不仅是钢铁企业节约能源降低成本，提高竞争力的重要手段，而且也符合国家钢铁工业的政策要求。
马钢新区高炉水渣系统钢结构制作安装施工方案
目录一、编制依据1二、工程概况1三、施工程序3四、主要施工内容的施工方法：3五、施工总体部署及资源配置19六、施工进度计划20七、工程质量目标及技术组织措施22八、安全施工措施23九、环境管理及文明施工保证措施26十、施工网络：27马钢新区2×3600m3高炉工程水渣系统钢结构制作安装施工方案一、编制依据1、中冶集团马鞍山设计院设计图纸03。
4。
165结1～4及图纸说明；2、公司及高炉区项目部的具体要求；4、我公司综合施工力量；5、现行国家《建筑工程施工质量验收统一标准》等及行业的有关施工规范、标准。
二、工程概况新区2×3600m3高炉水渣系统包括：A高炉东西出铁场水渣系统和B 高炉东西出铁场水渣系统。
每个水渣系统钢结构包括:吊车梁、冲渣沟及皮带机平台、冲渣槽、烟囱及水渣漏斗和漏斗支架。
吊车梁分别为焊接H 型钢主梁A1、A2，制动梁为热轧H型钢和槽钢A3、A4，支撑吊车梁的立柱是在①～⑨线之间Z－1、Z－2的C30混凝土立柱，立柱底部标高±0。
000，相当于绝对标高10。
30m（属吴淞系统)，立柱顶部支撑吊车梁标高12。
000m。
混凝土立柱跨度15。
5m，柱距分别为11.5m、12m、6m、8。
5m.冲渣部分钢结构为冲渣沟平台、冲渣槽、蒸汽烟囱、皮带机平台、水渣漏斗及水渣漏斗支架。
其中，冲渣沟平台和皮带机平台立柱可以在分公司西村基地制作,现场安装。
冲渣槽制作是个难点（修建设备二厂承担制作），蒸汽烟囱现场安装是个难点，后面会详细介绍。
A、B高炉水渣系统钢结构约1000T，图纸对制作要求较严格，希望制作人员严格按照规范及标准执行。
现场安装受场地及备件整体重量的限制，难度较大，同时工期又较紧迫,希望现场安装人员，认真做好安装前的准备工作，特别是起重吊具，配套钢丝绳等等，同时要熟悉现场情况，严格按照方案执行。
工程特点：工程量大，工期紧,投入的人力、物力、机具需大量增加；大临设施投入量大,施工机械相对紧张，为保工期成本将会大大提高。
水渣工艺及设备简介PPT课件
2020/3/29
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水渣作业中常见问题（四）
皮带停止运行
原因： 1.皮带跑偏、撕扯、打滑、滑料，坐料； 2.机械故障； 3.电气原因。
工长职责: 立即通知炉前切放干渣，切放不成立即堵口。
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水渣作业中常见问题（五）
水泵系统故障
原因：
1.机械原因；
2.电气原因。
？
表现：
1.冲渣水压力流量降低，处理渣能力降低。危害
接触面积，靠对流冷却。 3. 冲渣水温 ＜ 60℃。
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返渣泵
工作原理： 用水压将渣和水利用管道运至返渣1#和2#沉淀池。沉
淀后较干净的水经返水泵送回1#沉淀池。 返渣泵：2台 210m3/h ，扬程43.3m。
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搅拌水 挡板
渣由此管去1#
返压渣缩 沉淀池
粒化轮上方的两 排水淬用水管
两排水淬用水
一排水淬用水
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从此流出 冲向挡板
2020/3/29
落入此处
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渣处理设备 打到不锈钢 材质挡板
落 入 筛 网
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筛网：内筛网、外筛网和侧筛网各32片。主要用内筛网（空隙较 大）脱水，外筛网（空隙较小）和侧筛网（空隙最小）起防止渣 子外溢作用。
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水渣作业中常见问题（七）
系统停水 原因： 1. 供水厂所供工业循环水突然断水 。 危害： 1. 沟头烧损； 2. 粒化罩变型； 3. 影响返渣泵和气力提升机正常工作。
工长职责： 立即通知炉前切放干渣，切放不成立即堵口。
2020/3/29
详细到哭！高炉炼铁工艺的系统组成！10大系统让你更了解高炉！
详细到哭！高炉炼铁工艺的系统组成！10大系统让你更了解高炉！高炉炼铁工艺的系统组成：原料系统、上料系统、炉顶系统、炉体系统、粗煤气及煤气清洗系统、风口平台及出铁场系统、渣处理系统、热风炉系统、煤粉制备及喷吹系统、辅助系统(铸铁机室及铁水罐修理库和碾泥机室)。
高炉炼铁主要工艺流程如图1-1所示。
一.原料系统(1)原料系统的主要任务。
负责高炉冶炼所需的各种矿石及焦炭的贮存、配料、筛分、称量，并把矿石和焦炭送至料车和主皮带。
原料系统主要分矿槽、焦槽两大部分。
矿槽的作用是贮存各种矿石，主要包括烧结矿、块矿、球团矿、熔剂等，其矿槽槽数及大小应根据各矿种配比及贮存时间确定，一般烧结矿贮存时间不小于10h，块矿、球团矿、熔剂等贮存时间相对更长一些。
贮焦槽的作用是贮存焦炭，其槽数及大小根据焦比和贮存时间确定，一般焦炭贮存时间在8?12h。
(2)矿槽和焦槽的形状及结构。
一般上部为正方体或长方体钢筋混凝土结构，下部为平截锥体钢筋混凝土结构或钢结构。
也有的厂矿槽和焦槽为全钢结构。
焦矿槽一般设有耐磨衬板，主要有铸铁衬板、铸钢衬板、合金衬板、陶瓷橡胶衬板、铸石衬板等。
其中，铸石衬板采用的最为广泛。
(3)原料来源及槽上运输方式。
烧结矿、球团矿、焦炭分别来自烧结厂、球团厂、焦化厂，块矿、熔剂等来自原料厂，运输方式有胶带运输机、汽车、火车和吊车等，后两者已很少见了，用胶带运输机的高炉最多。
(4)原料系统的工艺流程。
焦炭、烧结矿等原料应根据高炉炉料的配比及贮存时间的要求由皮带机等输送到焦、矿槽，焦、矿槽槽下根据高炉料批按程序组织供料，供料时，槽下给料机将炉料输送至振动筛进行筛分，合格粒度的炉料进入称量漏斗称量，返矿、返焦，由皮带或小车输送到返矿槽或返焦槽，再由皮带机或汽车运至烧结厂或焦化厂。
炉料在称量斗按料批大小进行称量后，由主供矿、供焦皮带输送至料车或主皮带，再输送至炉内。
为了节约焦炭资源，返焦一般还进行二次筛分，将5mm以上的焦丁回收利用，随烧结矿一起进入炉内，代替部分焦炭。
宣钢新2#高炉冲渣
宣钢新2#高炉冲渣系统工艺流程图Z203转运罐、罐站控制方式：分为计算机集中手动操作和现场机旁控制两种控制方式，由于这两种控制方式均进入DCS系统，我们对控制电路进行了改造，增加了皮带输送机和几个重要的泵等就地纯电气手动控制方式，不进入DCS系统，专用于皮带机和泵的单独检修、处理故障。
控制设备分布说明：五楼主控室（共4台机柜）1#渣处理：ABB DCS机柜2台，用于1#渣处理泵房设备的计算机集中控制及仪表模拟量的显示监控。
2#渣处理：ABB DCS机柜2台，用于2#渣处理泵房设备的计算机集中控制及仪表模拟量的显示监控。
现场：1#渣处理泵房：TURCK BL67现场总线控制柜2台，用于计算机键盘手动现场泵房操作箱2#渣处理泵房：TURCK BL67现场总线控制柜2台，用于计算机键盘手动现场泵房操作箱1#干渣坑泵房：TURCK BL67现场总线控制柜1台，用于计算机键盘手动现场泵房操作箱1#干渣坑泵房：TURCK BL67现场总线控制柜1台，用于计算机键盘手动现场泵房操作箱水渣储运现场操作箱：位于控制P37操作箱（2组FLDP）Z201转运站Z201带式输送机P42操作箱（1组FLDP）Z202转运站Z202转运站自吸泵P39操作箱（2组FLDP）Z202转运站Z202带式输送机P40操作箱（1组FLDP）Z203通廊犁式卸料器P37操作箱（2组FLDP）Z203转运站Z203带式输送机P41操作箱（1组FLDP）Z203转运站稀土永磁除铁器P43操作箱（3组FLDP）Z204转运站Z204带式输送机P44操作箱（2组FLDP）Z101转运站Z205带式输送机渣处理工艺说明炉渣粒化：熔融状态的炉渣由熔渣沟经冲制箱水淬落入缓冲罐进行充分冷却，然后由缓冲罐出口进入水渣沟；渣水混合物经水渣沟进入脱水系统的渣水分配器中进行脱水工序。
缓冲罐设有紧急事故水气动蝶阀，如果粒化系统突然发生电气故障，粒化供水泵发生故障或紧急停机而备用泵不能让那个及时投入使用，则有紧急事故水提供至少5分钟的600m3/h事故水。
高炉生产工艺流程示意图
2012.9.27
高炉本体结构及附属设备
高炉炉型图
炉喉 炉身
炉腰 风口中心线 渣口中心线 铁口中心线 炉腹 炉缸
2012.9.27
高炉本体结构
• 高炉是由耐火材料砌筑而
成竖式圆筒形炉体，外有
钢板制成炉壳加固密封， 内嵌冷却器保护，炉子自
上而下依次分为炉喉、炉
身、炉腰、炉腹和炉缸五 部分。炉缸部分设有风口、
高炉生产工艺流程
会五二组
高炉生产工艺流程示意图—前期
鼓风机
高炉煤气
高炉炼铁传统生产工艺流程图
高炉煤气
1.5-2.0t
0.2-0.4t
鼓风机
0.4-0.6t
原料
生铁
2012.9.27
2012.9.27
高护炼铁设备组成
1、高炉本体；
2、原料供应设备；
3、顶装料设备；
4、送风设备；
5、高炉喷吹煤粉设备； 6、高炉煤气处理设备； 7、渣铁处理设备。
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冷却塔
制冷系统
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高炉节能
Ⅰ 高炉炼铁能耗分析
钢铁工业耗能很大，而炼铁（含烧结）能耗占钢铁生 产总能耗的50%以上。研究高炉节能具有重要意义。
Ⅱ 高炉节能的主要方向
⑴ 降低焦比和燃料比，可采用高炉鼓风脱湿技术 ⑵ 节约高炉煤气，提高鼓风有效利用率 ⑶ 加强能源回收，充分利用二次能源。可利用低温余 热制冷
铁口和渣口，炉喉以上为
装料装置和煤气封盖及导 出管。
2012.9.27
高炉炉内炉料状况及反应
2012.9.27
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原料供应系统
皮带上料↓
上料系统↑
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第7章渣铁处理系统ppt课件
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圆形出铁场的 优点是可以在 任何方位布 置出铁口。其 缺点是布置二 次除尘有困难， 炉体平台较狭 窄，难以实现 快速大修和扩 容。
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风口平台及出铁场布置图（2025m3高炉） 1-高炉；2-铁口；3-渣口；4-出铁场；5-炉前吊车；6-渣罐； 7-铁水罐；8-水力冲渣沟；9-高炉计器室；10-炉前仓库；11-电炮操 作室；12-炉前工休息室；13-辅助材料仓；14-放散阀卷扬；15-除尘
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打泥能力－ 6000KN、 工作油压— 35Mpa、 自动化程 度—可手动、 自动、无线 电遥控。
宝钢1号高炉MHG60型液压矮泥炮示意图
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7.2.3 堵渣口机
高炉的渣口要求在出渣后，将渣口迅速 堵住。在堵渣口时，要求堵碴机械工作可靠， 结构紧凑，塞头进人渣口的轨迹应近似于一 条直线。
目前国内外研制的堵渣机结构形式较多， 按驱动方式可分气动、电动和液压三种。国 内使用较多为连杆式和折叠式堵渣门机。
一. 对泥炮的要求 1.有足够的一次吐泥量； 2.有一定的吐泥速度； 3.有足够的吐泥压力； 4.操作安全可靠，可以远距离控制； 5.炮嘴运动轨迹准确。
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二. 分类
按驱动方式的不同，泥炮可分为气动式、电 动式和液压式三种。气动泥炮一般采用蒸汽驱动， 由于泥缸容积小，活塞推力不足，堵一次铁口要 多次装泥，操作不方便，故已被淘汰。目前国内 不少高炉采用电动泥炮。随着高炉容积的大型化 和无水炮泥的使用，要求泥炮的推力越来越大， 电动泥炮已难以满足堵铁口要求，采用液压泥炮 的高炉越来越多。
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7.1.2 渣铁沟和渣铁分离器
一. 主铁沟
1. 概念： 从高炉出铁口到撇渣器之间的一段铁沟称
为主铁沟。
高炉矿渣
四、高炉矿渣的综合利用
（一）水渣作建材：主要用于生产水泥和混凝土 矿渣硅酸盐水泥：硅酸盐水泥+（20%-70%）粒化高炉渣+（3%-5%）石
膏 石膏矿渣水泥：80%水渣+15%石膏+硅酸盐水泥熟料（或石灰） 石灰矿渣水泥：干燥的粒化骨料矿渣+（10%-30%）生石灰或消石灰
+5%以下天然石膏 矿渣砖：原料过筛-搅拌-混料-配料-入窑-出坯-蒸汽养护-成品 矿渣混凝土：以水渣为原料，配入激发剂（水泥熟料、石灰、石膏），
图拉法
炉渣粒化和冷却
水渣脱水
水渣输送与外运
冲渣水循环
图拉法水渣处理系统示意图
明特克法
明特克法炉渣处理系统示意图
高炉渣处理工艺的对比
三、矿渣的加工处理
（二）高炉重矿渣碎石工艺 高炉重矿渣碎石是高炉熔渣在渣坑或渣场自然冷却或淋水冷却，形成结
构较为致密的矿渣后，经破碎、磁选、筛分等工序加工成的一种碎石材料。 重矿渣碎石处理工艺主要有热泼法和渣场堆存开采法两种。
高炉矿渣的处理与资源化
目录
一、概述 二、高炉矿渣分类及性质 三、矿渣的加工处理技术 四、废渣的综合利用
壹
一、概述
高炉矿渣，是高炉炼铁时所 排出的一种废渣。目前中国每炼 1t生铁约产生0.6-0.7t高炉渣（工 业发达国家为0.27-0.28t）。中国 每年排出高炉渣约3000×104t，其 中80%左右得到利用。
基质深度呈逐渐降低的趋势； ➢ 表层添加高炉矿渣的湿地单元，表层基质对磷的吸附效果远高于
对照。 结果表明，高炉矿渣基质具有较强的磷吸附能力，作为人工湿地
基质是可行的，建议根据表层基质磷吸附饱和情况，随着植物的收割 适当更换表层基质，增加湿地的除磷年限。
1500m3高炉渣铁处理系高炉统设计
1500m3⾼炉渣铁处理系⾼炉统设计包头地区原料条件下1500m3⾼炉渣铁处理系统设计冶⾦06-2班指导教师闫永旺摘要⾼炉渣铁处理系统设计是炼铁车间设计的重要部分。
为了达到⾼产、低耗、长寿、环保的⽣产⽬标，均借鉴了国内外先进的技术设备。
本出铁场设计为矩形双出铁场，双铁⼝平⾏布置，渣铁沟布置合理，采⽤铁⽔摆动流嘴，出铁场平坦化，炉前设备选型机械化程度⾼，采⽤合理⾼效的铁⽔处理系统，⾼炉炉渣处理采⽤世界上先进的因巴法⽔渣处理系。
关键词：⾼炉；渣铁处理；出铁场。
Abstract The important part of the design in iron making plant is the design of blast furnance iron- slag processing system. When designing, in order to reduce consumption volume, use a long time,ensure the high output and friendly to environment, both at home and abroad for the advanced equipment and technology is learnt. The casting house of blast furnace is designed as rectangular iron ditch, the tap house are balanced arranging. the slag ditch and iron ditch are reasonably designed .swinging spout for hot metal is provided and cast house is flattened. the selection of cast house equipment features with high mechanization. the reasonable and effective metal processing system is used .the INBA slag processing is used for the blast furnance slag ,which is advanced in the word .Key word: blast furnace; iron-slag processing; casting house.1⽂献综述1.1 渣铁处理系统1.1.1 风⼝平台与出铁场风⼝平台的标⾼⼀般⽐出铁场的标⾼要⾼1.5m左右，⽐风⼝中⼼线的标⾼低1.15～1.25m，以便于观察风⼝和拆装风⼝操作。
炼钢高炉冲渣水余热
高炉冲渣水主要用于制作建筑材料也可用来制造渣棉、铸石和膨球等。
高炉冲渣水作为一种低温废热源，具有温度稳定、流量大的特点，如何让冲渣水发挥余热利用的效益，也逐渐成为一个研究课题。
目前我国高炉炉渣处理工艺主要是水淬渣工艺方式。
高炉内1400度-1500度的高温炉渣，经渣口流出，在经渣沟进入冲渣流槽时，以一定的水量、水压及流槽坡度，使水与熔渣流成一定的交角，冲击淬化成合格的水渣。
在炼铁工序中，冲渣消耗的新水占新水总耗的50%以上。
冲制1吨水渣大约消耗新水11.2 吨，循环用水量约为10吨左右。
按照我国钢铁生产产量5亿吨，按350千克渣比计算，仅用于冲渣的新水消耗就超过1．5亿吨，占钢铁工业新水消耗的4%。
由冲渣水带走的高炉渣的物理热量占炼铁能耗的8%左右，大约相当于21千克，标煤（按350千克/吨铁计算）。
循环水池的水温范围60-85度，属于工业低温废热源，如果不加以利用，这部分能量就会被浪费。
目前对于高炉冲渣水的余热利用，主要还是直接利用显热提供冬季采暖，这种利用方式技术简单、改造成本很低，但存在一些问题：（1）冲渣水水量大，蕴含的热量很大，而一般厂区办公楼的采暖负荷较小，不能够将冲渣水的余热能力完全发挥出来；（2）采暖只适用于北方的城市冬季使用，夏季不需要，而南方城市一年四季都不需要采暖，因此这种方式存在局限性；（3）冲渣水含有大量的杂质，进入管网后易造成堵塞，且供热管网系统庞大，清洗难度很高。
因此，研究高炉冲渣水余热利用的新技术，最大程度是回收高炉冲渣水的余热。
冲渣水余热利用高炉冲渣水排出时温度大约85℃，将热量传递给工质，温度降到50℃左右，再送到高炉供冲渣之用，从而回收了一定量的余热。
工质在换热器内吸收热量后变成80。
C的过热蒸气，然后进入气轮机膨胀做功，带动发电机转动，对外输出电能。
做功后的工质变成低压过热蒸气，低压过热蒸气进入冷凝器放出热量，变成低温低压的液体工质，然后由工质泵送到热交换器中吸热，再次变成过热蒸气去推动气轮机做功。
高炉水渣脱水效果的分析
高炉水渣脱水效果的分析摘要：本文阐述了高炉水渣所含水分的三种形态，从理论上分析了水渣脱水的基本原理，并通过实验的方式研究各种因素对水渣含水率的影响。
分析了传统水渣处理工艺在成品含水率方面的不足，介绍成品含水量低的圆盘渣处理系统的基本工作原理。
关键词：水渣含水率圆盘法1、引言由于高炉水渣（水淬高炉渣）经过研磨可以制成矿渣微粉，能够用于生产高品质的矿渣水泥，所以，近年来高炉水渣作为一种绿色环保的新型建材原料受到了广泛的关注和应用。
熔融高炉渣进过水渣作用，碎裂为粒径0.8-1.5mm多孔隙的细小水渣。
在水淬过程中，水渣与冲渣水混合在一起。
可采用有多种方式将渣水分离，传统的方式一般是抓斗抓渣和转毂捞渣。
采用传统方式将渣水分离后，其水渣成品的含水量很不理想。
比如用OCP法、因巴法和沉淀法所得的成品含水量一般在20%-30%左右[1]，这种含水率的水渣还呈滴水、淌水的状态，一方面不方便储运（特别在北方寒冷季节），另一方面，也不利于直接用于矿渣微粉的研磨。
为了降低水渣含水率，我们一方面要弄清楚水渣含水和脱水的原理，另一方面，通过实验验证可行的降低含水率的方法，找到一种可行的解决方案。
2、水渣含水性的分析2.1水渣表面水的形态[2]水渣的固体颗粒对于表面晶型配位体平衡，产生表面电性，对排列在四周的极性水分子产生引力，距颗粒表面越近引力越大，水按其所受引力大小分为以下几种形态。
2.1.1 吸附水吸附水（又称强束缚水）是被颗粒表面电荷紧紧吸附在颗粒周围的很薄的一层水，它牢固地凝聚在水渣颗粒表面，其性质接近于固体，颗粒受压是也不移动，只有在105℃以上的烘烤才能完全蒸发。
2.1.2 薄膜水在吸附水外面一定范围内的水分子还要受颗粒表面电荷的吸引力而吸附在颗粒周围。
薄膜水不能自由活动，又称弱束缚水，当两个颗粒接触时，薄膜水可从薄膜厚的颗粒想薄的颗粒移动，直到厚度相等为止。
薄膜水没有填充颗粒间的全部孔隙，所以它不能传递静水压力。