高炉炉渣处理系统设计

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1、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濟（如含宥较高H02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、膨珠设施和濟棉设施。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lt/m3、粒度约为1mm、含水率小于20%，主要用作水泥原料。水濟生产工艺可分为濟池泡濟法和炉

2、前水力冲濟法两种。渣池泡濟法系用渣罐车将熔渣运到远离高炉的泡濟池，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，新建高炉己不采用此法。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2

3、0世纪80年代开始，炉前水力冲濟方法成为水濟生产的主要方法。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)濟量。水濟设施设计能力按高炉每次敁大出濟量考虑。日木按下式计算高炉每次最大出渣量q(t):q=KQ/M,式屮K为不均匀系数，1.6;Q为0最人渣量，t/d;M为日出渣次数，次/d。(2)濟流速度。按正常操作条件下的最大瞬吋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

4、经验数据为：炉容级别/m3300750彡1000濟流速度八川化11.5〜2.53〜56〜8(3)熔濟温度。出炉熔濟温度一般为1400〜1550°C。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°C时，水渣活性明显降低。(4)渣水比。应满足水濟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。一般以不人于6

5、0°C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。(1)水渣含水率。用作水泥原料要求含水率越低越好。水濟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%。(2)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pll值为6

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K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〜lOm/s计算。板状孔口喷嘴为箱形结构，冲制水由喷嘴板喷山，喷嘴板上分布*10〜4)20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

7、〜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，濟水混合物经水濟沟流入平流沉淀池，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，

8、确保冲渣水的沉淀吋间大于25⑻s。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(Hoogovens)厂7号高炉首次采用。1979年中国涉县铁厂3、4号高炉和首都钢铁公司新2号高炉分别建成带平流沉淀池的冲制水底滤全密闭循环系统。工艺流程见图2。渣水混合物进入过滤池后，通过砾石滤层过滤。滤层的滤水速度一般取8〜10m7(h•m2),一座高炉一般设4个以上