高爐渣處理技術(shù)及實(shí)施要點(diǎn)之研究

◎谷莉莉

高爐渣處理技術(shù)及實(shí)施要點(diǎn)之研究

◎谷莉莉

高爐渣是高爐煉鐵的主要廢棄物，如果無節(jié)制地排放高爐渣會(huì)嚴(yán)重影響生態(tài)環(huán)境，因此，我們必須要對高爐渣進(jìn)行處理。從當(dāng)今國內(nèi)高爐渣處理現(xiàn)狀分析，我國高爐渣處理技術(shù)還存在諸多問題，如新水消耗大、廢氣回收問題等。基于此，本文重點(diǎn)分析我國高爐渣處理技術(shù)現(xiàn)存問題，進(jìn)而提出高爐渣技術(shù)的實(shí)施要點(diǎn)。

隨著我國鋼鐵行業(yè)不斷發(fā)展，高爐的應(yīng)用范圍愈加廣泛。高爐在煉鐵過程中會(huì)產(chǎn)生大量的高爐渣，對高爐渣進(jìn)行處理、再利用是鋼鐵生產(chǎn)工業(yè)實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要渠道之一。我國主要采用的高爐渣技術(shù)是水淬法和干渣法，干渣法在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)產(chǎn)生大量的污染物，并且資源利用率極低，在國內(nèi)已經(jīng)很少使用，通常情況下是在事故處理過程中設(shè)置渣罐和干渣坑出渣。隨著我國科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，新型高爐渣處理技術(shù)層出不窮，大大提高了高爐渣的處理效率和利用率，對我國鋼鐵行業(yè)發(fā)展帶來了巨大驅(qū)動(dòng)力。

高爐渣處理技術(shù)現(xiàn)存問題分析

從我國高爐渣處理技術(shù)當(dāng)中，雖然新型技術(shù)層數(shù)不窮，但并沒有從根本上解決渣化渣耗水、熱量損失等問題。經(jīng)有關(guān)試驗(yàn)表明，水淬法渣處理技術(shù)的問題表現(xiàn)在：第一，耗水量高。沖制一噸水渣消耗新水量為1頓左右，已經(jīng)達(dá)到了1:1，循環(huán)用水量為10噸左右，由此可見，其耗水量非常高；第二，廢氣問題。通過分析水淬渣處理中產(chǎn)生的氣體，氣體中含有二氧化硫和硫化氫，這些污染氣體會(huì)隨著水蒸氣排放到大氣中，是導(dǎo)致酸雨的重要?dú)怏w，對生態(tài)環(huán)境污染非常嚴(yán)重；第三，熱量回收問題。通過調(diào)查分析，1噸液態(tài)渣水淬時(shí)所散失的熱量為1700MJ左右，并且這些熱量很難回收，如果以60%的回收率進(jìn)行計(jì)算，全國每年熱量損耗為400萬噸。并且由于液態(tài)高爐渣溫度能夠高達(dá)1500℃，余熱品質(zhì)非常高，極具利用價(jià)值；第四，干燥處理。高爐水渣中的含水量在10%左右，含水量非常高，這就需要對高爐渣進(jìn)行干燥處理，進(jìn)一步提高了能源消耗量。

高爐渣處理技術(shù)的實(shí)施要點(diǎn)

底濾技術(shù)。底濾技術(shù)的實(shí)施原理為：高爐熔渣在沖制箱中并由多孔噴出高壓水進(jìn)行水淬，水淬渣經(jīng)過粒化槽后進(jìn)入到沉渣池中，沉渣池中的水渣會(huì)通過抓斗吊抓出渣場繼續(xù)進(jìn)行脫水。底濾技術(shù)的沖水壓力為0.3～0.4 MPa，渣水比例為1:10～15，因此，水渣含水率為10%～15%，作業(yè)率為100%，在出鐵場時(shí)附近不能設(shè)置渣坑。

拉薩法。拉薩法的工藝流程為：熔渣通過渣溝進(jìn)入到?jīng)_制箱中，并與壓力水相遇進(jìn)行水淬。水淬過后的渣漿在粗粒分離槽中的不斷濃縮，待到濃縮工藝完成后送至脫水槽脫水，浮在水面上微顆粒渣會(huì)通過溢流口流向中間槽中，并由中間槽泵傳送到沉淀池中，經(jīng)過沉淀池沉淀后，通過排泥泵傳送到脫水槽中，與粗粒分離器傳輸?shù)脑旌衔锕餐M(jìn)行脫水，脫水過后將水渣外運(yùn)。

因巴法。因巴法工藝流程為：將高爐渣傳送到?jīng)_制箱粒劃器中，通過粒化器噴吹高壓水進(jìn)行水淬，將熔渣水淬成水渣，經(jīng)過水渣溝送入渣池中進(jìn)而二次細(xì)化。在此過程中，大量的蒸汽會(huì)從煙囪中排向大氣中，水渣則通過分配器流入到轉(zhuǎn)鼓過濾器中。渣水混合物在過濾器中的進(jìn)行渣水分離，通過內(nèi)部滾筒不斷旋轉(zhuǎn)，將水渣帶入到滾筒過濾器上部，在脫水后將水渣傳輸?shù)竭\(yùn)送帶中，由外部運(yùn)輸帶將水渣成品進(jìn)行貯存，并進(jìn)行二次脫水處理。處理過后即可將高爐渣運(yùn)往到水渣堆場，所形成的過濾水也可以進(jìn)行循環(huán)再利用。此外，因巴法有三種形式，即熱型、冷型、環(huán)保型。熱型系統(tǒng)只存在粒化水系統(tǒng)，粒化水進(jìn)行直接循環(huán)；冷型系統(tǒng)中設(shè)有冷卻塔，可以將粒化水進(jìn)行冷卻后進(jìn)行再循環(huán)；環(huán)保型水系統(tǒng)分為粒化水和冷凝水兩個(gè)系統(tǒng)，其冷凝系統(tǒng)主要是吸收二氧化硫、硫化氫、蒸汽等，具有廢氣排放量低等優(yōu)點(diǎn)。

圖拉法。圖拉法主要是將高爐渣進(jìn)行機(jī)械碾碎處理，之后再進(jìn)行水淬處理。該技術(shù)在處理高爐渣過程中，主要包含高爐渣粒化與冷卻、水渣脫水、水渣運(yùn)輸、沖渣水循環(huán)等。爐渣經(jīng)過渣溝流嘴傳輸?shù)礁咚傩D(zhuǎn)的粒化輪上，之后記性機(jī)械碾壓、粒化，并在粒化環(huán)節(jié)后進(jìn)行冷卻、水淬。渣粒在呈現(xiàn)出拋物線過程中，會(huì)不斷撞擊擋渣板進(jìn)行二次破碎，破碎后的渣水混合物會(huì)傳輸?shù)睫D(zhuǎn)鼓下部，再次進(jìn)行水淬冷卻。通過圓筒形轉(zhuǎn)鼓脫水器進(jìn)行水渣脫水。脫水器下方的熱水槽需要保持一定水位，從而保障高爐渣的冷卻效果。水經(jīng)過溢流裝置分為兩個(gè)循環(huán)水池，包括清水池和渣水池。在循環(huán)底部沉渣，通過提升裝置或渣漿泵達(dá)到轉(zhuǎn)鼓脫水器中進(jìn)行脫水。高爐渣在冷卻、粒化中所產(chǎn)生的蒸汽和氣體會(huì)統(tǒng)一集中在集氣裝置中統(tǒng)一排放。

新型高爐渣處理技術(shù)——干式粒化工藝

上述所提高的高爐渣處理方法都會(huì)存在一定的弊端，而干式粒化工藝能夠?qū)崿F(xiàn)在不消耗新水的情況下，通過傳熱介質(zhì)和高爐渣直接接觸進(jìn)行粒化，不僅沒有有害氣體排出，同時(shí)還能夠吸收熱能。第一，風(fēng)淬法。將液態(tài)渣放入到傾斜渣溝中，渣溝下設(shè)置了鼓風(fēng)機(jī)，液態(tài)渣從渣溝末端流出時(shí)會(huì)與鼓風(fēng)機(jī)的高速空氣接觸，從而迅速粒化并被吹到熱交換器中，并在此過程中會(huì)從液態(tài)轉(zhuǎn)化為固態(tài)，通過對流與輻射進(jìn)行熱交換，渣溫度會(huì)從1500℃降低到1000℃，之后傳輸?shù)絻υ壑写鎯Α５诙x心粒化法。該技術(shù)主要是采用流化床，從而提高熱能回收率。其主要是采用一種高速旋轉(zhuǎn)的中心凹盤作為粒化器，液渣會(huì)直接通過渣溝流向凹盤中心，當(dāng)凹盤轉(zhuǎn)速達(dá)到一定程度時(shí)，會(huì)因?yàn)殡x心力作用將熔渣粒化，液態(tài)粒渣在旋轉(zhuǎn)中會(huì)與空氣換熱直到凝固。凝固后的高爐渣會(huì)繼續(xù)下落到設(shè)備底部，并在流化床內(nèi)進(jìn)一步與空氣換熱，這時(shí)熱氣會(huì)上升被上部容器回收。當(dāng)今我國也對干式粒化法進(jìn)行了研究，大體思路是離心法和風(fēng)淬法相融合的形式，經(jīng)過近些年實(shí)踐取得了可喜的成效。

綜上所述，煉鐵生產(chǎn)中會(huì)產(chǎn)生大量的高爐渣，如何正確處理高爐渣已經(jīng)成為煉鐵行業(yè)的關(guān)注焦點(diǎn)。本文重點(diǎn)介紹了我國高爐渣處理技術(shù)存在的問題、高爐渣處理技術(shù)實(shí)施要點(diǎn)，并提出了幾種新型高爐渣處理技術(shù)，旨在推動(dòng)我國煉鐵行業(yè)健康發(fā)展。

（作者單位：河鋼集團(tuán)宣鋼公司煉鐵廠）