高炉炉渣处理系统设计.docVIP

高炉炉渣处理系统设计 将高炉炉渣加工处理成有用物料的设施设计。高炉冶炼每吨生铁副产0.2～0.8t炉渣。炉渣呈熔融状态，经不同处理工艺可制成水渣、块渣、膨珠、渣棉等。炉渣应尽可能利用，对于尚不能利用的炉渣(如含有较高TiO2的炉渣等)，则用渣罐车运往弃渣场。炉渣处理系统设计内容主要包括水渣设施、块渣设施、膨珠设施和渣棉设施。 水渣设施?? 熔渣经水淬粒化、渣水分离制成呈无定形玻璃体的水渣。水渣玻璃化率大于95％、堆密度大于1t/m3、粒度约为1mm、含水率小于20％，主要用作水泥原料。水渣生产工艺可分为渣池泡渣法和炉前水力冲渣法两种。 渣池泡渣法系用渣罐车将熔渣运到远离高炉的泡渣池，倒入池中，高温熔渣遇冷水急冷水淬粒化，然后用抓斗将水渣抓入渣场，自然脱水后外运。一般包括泡渣池、补充水、起重和运输等设施。该法工艺简单，不外排废水，水、电耗量低，但水渣质量差，产生水蒸气和渣棉污染环境，需渣罐车和铁路运输投资较高。除老厂外，新建高炉已不采用此法。 炉前水力冲渣法系在出铁场边用压力水将熔渣水淬粒化，并设水渣沟用水力输送，渣水分离后水渣外运，冲渣水循环使用(也有直流外排的)。该法不用渣罐车和铁路运输，投资较省，炉前放渣作业灵活。从20世纪80年代开始，炉前水力冲渣方法成为水渣生产的主要方法。 炉前水力冲渣设计参数?? 主要有渣量、渣流速度、熔渣温度、渣水比、冲制水温、冲渣水压、水渣含水率和环保要求等。 (1)渣量。水渣设施设计能力按高炉每次最大出渣量考虑。日本按下式计算高炉每次最大出渣量q(t)：q=KQ/M，式中K为不均匀系数，1.6；Q为目最大渣量，t/d；M为日出渣次数，次/d。 (2)渣流速度。按正常操作条件下的最大瞬时渣流速度确定冲制水量。影响渣流速度的因素很多，如炉内冶炼条件、炉前操作水平、炉渣理化性能和渣沟结构等。各级高炉渣流速度的经验数据为： 炉容级别/m3????????????????? 300????????????????? 750?????????????????? ≥1000 渣流速度/t?min-1???????? 1.5～2.5?????????????? 3～5????????????????????6～8 (3)熔渣温度。出炉熔渣温度一般为1400～1550℃。熔渣温度愈高，制成水渣的玻璃化率愈高，活性亦愈大。熔渣温度低于1400℃时，水渣活性明显降低。 (4)渣水比。应满足水渣质量和水力输送的要求，下限应满足安全规程的要求。在一定范围内，冲制水量愈大，水渣玻璃化率愈高，但投资和运行费用相应增加。一般取1：7～10。 (5)冲制水温。水温愈低，急冷水淬效果愈好，水渣玻璃化率愈高，但水温过低时投资和运行费用高。一般以不大于60℃为宜。 (6)冲制水压。水压愈高，水淬效果愈好，水渣粒度愈细，但水压太高易产生渣棉，环境污染严重。一般取0.2～0.3MPa。 (7)水渣含水率。用作水泥原料要求含水率越低越好。水渣的脱水性与炉渣的性能和冲制装置等有关，高发泡性炉渣冲制的水渣脱水性能差，冲制装置中设水渣碰撞板时可改善水渣脱水性能。水渣含水率一般为15％～20％。 (8)环保要求。水渣冲制过程中产生大量蒸汽，含有害气体的渣棉，污染环境。冲制区应设排汽筒，高度一般为40～60m。冲渣水应循环使用，已采用直流外排的应采取措施控制外排水pH值为6～9，悬浮物小于500mg/L，以减轻对江河湖海的污染。 水渣冲制和输送?? 各种炉前水力冲渣工艺的水渣冲制和输送方法大体相同。 水渣冲制装置设在熔渣沟下面，主要有管状扁口喷嘴和板状孔口喷嘴两种形式。管状扁口喷嘴直接将供水管出口制成扁口，扁口宽度大于渣流宽度，扁口断面积按水流速度8～10m/s计算。板状孔口喷嘴为箱形结构，冲制水由喷嘴板喷出，喷嘴板上分布φ10～φ20的孔，开孔总面积通过计算确定。板状孔口喷嘴比管状扁口喷嘴冲制的水渣质量好。 水渣用压力水经水渣沟输送，水渣沟应尽量直线布置，必须转弯时，曲率半径可取15～20m。水渣沟坡度不小于3.5％，地形条件许可时应取较大值。进入渣水分离装置前5～10m处，坡度应减小至1.0％～2.0％。水渣沟断面呈U形或梯形，一般为混凝土或钢结构，内衬耐磨材料。 炉前水力冲渣方法选择?? 水渣生产方法较多，中国主要有平流沉淀法、池滤法、拉萨法(R.ASA)和因巴法(INBA)几种。 (1)平流沉淀法。工艺流程见图1，渣水混合物经水渣沟流入平流沉淀池，水渣靠自重沉积。沉淀池尺寸根据水渣沉降速度确定，当水渣粒度约为0.8mm时，沉降速度约为12cm/s。渣水混合物入口与外排水出口应有足够距离，确保冲渣水的沉淀时间大于2500s。一座高炉一般设两个沉淀池，轮流作业。水渣在堆渣场自然脱水后外运。 (2)池滤法。始于欧洲，1972年荷兰霍戈文(Hoog