本发明涉及炽热钢渣裂解方法，包括将炽热钢渣直接倒入钢渣裂解炉、喷水热焖裂解、冷却干燥出料和蒸汽热能回收。来自炼钢车间的炽热钢渣不再需要专用堆场堆放冷却，即可直接倒入钢渣裂解炉内进行热焖裂解；自装炉到出炉的全过程不需要铲车和挖掘机；由于钢渣裂解炉内不可能积水而杜绝了爆炸事故的发生；钢渣裂解炉炉壁材料工作条件稳定、不受人为的机械损坏，故其使用寿命可达5年以上；可以稳定高效地回收利用炽热钢渣的显热，全过程可实现PLC自动化控制；系统投资约为现有技术的50％，运行费用约为焖罐工艺的60％，提高金属回收率10％以上，出炉渣水份低于5％；一条50万吨/年钢渣处理线，年回收的钢渣余热相当于10000吨标煤的发热量。
1.一种炽热钢渣裂解方法，其特征是：包括将炽热钢渣直接倒入钢渣裂解炉、喷雾热焖裂解，冷却干燥出料和蒸汽热能回收；其工艺步骤是：
A、首先开启钢渣裂解炉底部出料装置，使炉内料面下降1～2m，下降高度视渣罐大小而定，然后打开钢渣裂解炉加料门，将来自炼钢车间装有炽热钢渣的渣罐由翻罐装置将渣罐中的炽热钢渣缓慢地由钢渣裂解炉加料门直接倒入钢渣裂解炉内，关闭钢渣裂解炉加料门；
B、开启钢渣裂解炉各组雾化喷头调节控制阀，由位于钢渣裂解炉中部的导气梁下的若干个喷头，自上向下均匀地向已经蒸汽速冷至800℃以下的料面喷射水雾，产生的蒸汽则自下而上地穿过新装入的炽热钢渣层对其进行强制蒸汽速冷，炽热钢渣层温度迅速由1000℃降到800℃以下，蒸汽温度则被提高到300℃以上，由设于钢渣裂解炉顶部的引气装置引气到炉外，根据炼钢炉排渣周期而确定的一定时间后，重复A步骤；
C、在周期性的装、出料过程中，炽热钢渣在钢渣裂解炉内由上而下先后通过蒸汽速冷带、喷雾裂解带、冷却干燥带；炽热钢渣在其自身重力的作用下自上而下移动，与此同时钢渣被逐步热焖裂解，其温度则逐步由1000℃以上降到80℃以下，冷却干燥后的钢渣由炉底出料装置自动卸出，经链板机或皮带机自动送到钢渣粒度分级系统；
D、温度300℃以上、流量稳定的蒸汽不断地从钢渣裂解炉排出，将其导入蒸汽热能回收系统进行余热回收。
2.如权利要求1所述的炽热钢渣裂解方法，其特征是：所述步骤A中的钢渣裂解炉由上而下分为蒸汽速冷带、喷雾裂解带、冷却干燥带；钢渣裂解炉采取顶部装料、中部喷雾、底部出料的工作方式；钢渣裂解炉是一座或若干座成组使用，组内任一座炉能单独或与其它炉同时自动连续进行，单炉的装料和出料周期与炼钢炉排渣周期相同或相近，单座钢渣裂解炉容积大小根据炼钢炉的大小而确定。
3.如权利要求1所述的炽热钢渣裂解方法，其特征是：所述步骤C中，位于蒸汽速冷带的炽热钢渣在重力作用下向下移动，移动过程中被来自喷雾裂解带、冷却干燥带的低温蒸汽速冷、温度降低至800℃以下后进入喷雾裂解带进行蒸汽热焖裂解，裂解后的钢渣进入冷却干燥带，在冷却干燥带钢渣受其自身余热而被干燥，其温度降低到80℃、水份降低到质量百分比含量为5％以下，由炉底出料装置自动卸出，经链板机或皮带机自动送到钢渣粒度分级系统。
4.如权利要求1所述的炽热钢渣裂解方法，其特征是：所述步骤D中，温度300℃以上、流量稳定的蒸汽不断地从钢渣裂解炉排出，将其导入蒸汽热能回收系统进行余热回收；蒸汽热能回收系统是利用热交换器对冷空气进行加热，空气被加热到200℃左右后，作为热风引入烘干机中对小粒度钢渣进行烘干；或是直接利用蒸汽发电；或是利用蒸汽供热；或是利用蒸汽间接或直接地对其它物料进行烘干、蒸养、加热或保温。
一种炽热钢渣裂解方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种冶金渣处理方法，尤其是涉及一种炽热钢渣裂解方法。【背景技术】
[0002] 炼钢过程实际就是造渣过程，我国粗钢产能已达到了6亿吨/年，每生产一吨钢约能产生200kg钢渣，自炼钢炉排出的炽热钢渣温度在1300℃～1550℃之间而呈液态，炽热渣中不仅包裹有约5％左右的金属铁，且每吨炽热钢渣的显热不少于60kg标煤的发热量。年产6亿吨钢就意味着有约1亿多吨钢渣产生，其中有约500万吨/年金属铁有待于回收，
600万吨/年标煤的发热量有待于利用。
[0003] 由于铁矿资源的日见紧缺，国内各种规模的钢铁企业都高度重视钢渣中金属料的回收，成功开发应用了多种钢渣破碎、磁选、分级技术，以尽可能多地回收金属料，其中以钢渣热焖技术应用最多，前景最广。钢渣热焖工艺的原理是将热态钢渣置于焖罐中，在焖罐中向钢渣表面雾化喷水，使其内外温差过大而产生热应力、蒸压过程中矿相变化而产生相变应力等，使钢渣快速冷却、自然破碎，从而实现了金属和渣之间的较好分离，之后经多级分级磁选后，将金属料和非金属料分离开来，使之各尽其用。
[0004] 但是，时至今日所有的钢渣热焖技术与装备都存在有很多缺陷，主要有：
[0005] 一是：需要将来自炼钢车间渣罐中的炽热渣(1000℃以上)倾倒于露天场经自然冷却到中温(300～800℃)后，再由铲车装入焖罐中焖制，即不能焖制炽热渣，有些技术虽能焖制高温液态渣，但是其操作十分复杂，生产效率极其低下；
[0006] 二是：在焖罐中钢渣热焖过程为周期性操作，一个周期内包含有铲车装罐、雾化喷水热焖、静置冷却、挖掘机钩料出罐等四个过程，一个周期需12小时左右，这必然造成焖罐数量过多(通常在4个以上)，铲车和挖掘机在狭小的焖罐旁轮翻作业，不尽很不利于安全生产，也增大了装出料操作过程中的能源消耗；
[0007] 三是：焖罐内料层过厚(通常在4米以上)，水从料层上部喷到热态钢渣的表面时瞬间气化而溢出焖罐，只有当表层温度降落后，水才会逐层渗透到料层下部，且焖罐内存在死角，造成热焖时间太长，焖渣均匀性很差；
[0008] 四是：焖罐底部容易集水，当装入炽热钢渣时极容易发生爆炸而导致人员伤亡或财产损失，同时罐底罐壁材料在冷热交替、装出料过程中难免的机械碰撞等多种因素的作用下而频繁地损坏；
[0009] 五是：热态钢渣的余热无法回收利用，而随蒸汽散失于大气环境中；
[0010] 六是：由于焖罐数量多、装料需要铲车、出料需要挖掘机、焖罐寿命短而造成系统投资过大、运行费用高、安全隐患多。【发明内容】
[0011] 为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供一种炽热钢渣裂解方法，本发明能够将来自炼钢车间渣罐中的炽热钢渣直接倒入钢渣裂解炉内，在钢渣裂解炉内先后完成炽热渣速冷、喷雾热焖裂解，冷却干燥后自动出料等全过程，同时可不断地产生高温蒸汽、再经热交换装置而实现钢渣余热的回收利用。
[0012] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种炽热钢渣裂解方法，包括将炽热钢渣直接倾倒入钢渣裂解炉、喷雾热焖裂解，冷却干燥后自动出料和蒸汽热能回收，其工艺步骤是：
[0013] A、首先开启钢渣裂解炉底部出料装置，使炉内料面下降1～2m，高度视渣罐大小而定，然后打开钢渣裂解炉加料门，将来自炼钢车间装有炽热钢渣的渣罐由天车或汽车或火车或其它翻罐装置，将渣罐中的炽热钢渣缓慢地由钢渣裂解炉加料门直接倒入钢渣裂解炉内，关闭钢渣裂解炉加料门；
[0014] B、开启钢渣裂解炉各组雾化喷头调节控制阀，由位于钢渣裂解炉中部的导气梁下的若干个喷头，自上向下均匀地向已经蒸汽速冷至800℃以下的料面喷射水雾，产生的蒸汽则自下而上地穿过新装入的炽热钢渣层对其进行强制蒸汽速冷，炽热钢渣层温度迅速由1000℃降到800℃以下，蒸汽温度则被提高到300℃以上，由设于钢渣裂解炉顶部的引气装置到炉外，经一定时间(根据炼钢炉排渣周期而确定)后重复A的步骤；
[0015] C、在周期性的装出料过程中，炽热钢渣在钢渣裂解炉内由上而下先后通过蒸汽速冷带、喷雾裂解带、冷却干燥带，炽热钢渣在其自身重力的作用下自上而下移动，与此同时钢渣被逐步热焖裂解，其温度则逐步由1000℃以上降到80℃以下，冷却干燥后的钢渣由炉底出料装置自动卸出，经链板机、皮带机等提升运输设备自动送到钢渣粒度分级系统；
[0016] D、温度300℃以上、流量稳定的蒸汽不断地从钢渣裂解炉排出，将其由导入蒸汽热能回收系统进行余热回收。
[0017] 所述步骤A中的钢渣裂解炉由上而下分为蒸汽速冷带、喷雾裂解带、冷却干燥带；钢渣裂解炉由顶部装料、中部喷雾、底部出料；钢渣裂解炉可以是一座或若干座成组使用，组内任一座炉可以单独或与其它炉同时自动连续进行，单炉每次装出料量大小及装出料周期与炼钢炉排渣周期相同或相近，单座钢渣裂解炉容积大小根据炼钢炉的大小而确定。
[0018] 所述步骤B中，由位于钢渣裂解炉中部的导气梁下的若干个喷头，由自上向下地向已经速冷至800℃以下的料面喷射水雾，产生的蒸汽则自下而上地穿过新装入的炽热钢渣层对其进行强制蒸汽速冷。
[0019] 所述步骤C中，位于蒸汽速冷带的炽热钢渣在重力作用下向下移动，移动过程中被来自喷雾裂解带、冷却干燥带的低温蒸汽速冷、温度降低至800℃以下后进入喷雾裂解带进行蒸汽热焖裂解，裂解后的钢渣进入冷却干燥带，在冷却干燥带钢渣受其自身余热而被干燥，其温度降低到80℃、水份降低到质量百分比含量为5％以下，由炉底出料装置自动卸出，经链板机、皮带机等提升运输设备自动送到钢渣磁选分级工序。
[0020] 所述步骤D中，温度300℃以上、流量稳定的蒸汽不断地从钢渣裂解炉排出，将其导入蒸汽热能回收系统进行余热回收；蒸汽热能回收系统可以是利用热交换器对冷空气进行加热，空气被加热到200℃左右后，作为热风引入烘干机中对小粒度钢渣进行烘干；也可以是直接利用蒸汽发电；也可以是利用蒸汽供热；也可以是利用蒸汽间接或直接地对其它物料进行烘干、蒸养、加热或保温等系统。
[0021] 本发明的有益效果是：来自炼钢车间的炽热钢渣不再需要专用堆场堆放冷却，即可直接倒入钢渣裂解炉内进行热焖裂解；自装炉到出炉的全过程不需要铲车和挖掘机；由于钢渣裂解炉内不可能积水而杜绝了爆炸事故的发生；钢渣裂解炉炉壁材料工作条件稳定、不受人为的机械损坏，故其使用寿命可达5年以上；可以稳定高效地回收利用炽热钢渣的显热，全过程可实现PLC自动化控制。
[0022] 本发明的系统投资约为现有技术的50％，运行费用约为焖罐工艺的60％，提高金属回收率10％以上，出炉渣水份低于5％；一条50万吨/年钢渣处理线，年回收的钢渣余热相当于10000吨标煤的发热量。【附图说明】
[0023] 图1是本发明中的工艺流程方框图；
[0024] 图2是本发明中的钢渣裂解与热能回收工艺原理图。
[0025] 图中：1-出料装置，2-雾化喷头，3-导气梁，4-调节控制阀，5-加料门，6-引气装置，7-调节阀，8-保温蒸汽管，9-保温蒸汽汇总管，10-钢渣筛分设备，11-水泵，12-调节阀，13-水管，14-换热器，15-引风机，16-提升运输设备，17-保温热风管，18-烘干机，19-除尘器。
【具体实施方式】
[0026] 下面结合附图对本发明作进一步说明：
[0027] 参见图1和图2，一种炽热钢渣裂解方法，由炼钢车间运来的装有炽热钢渣的渣罐到来时，首先开启I#钢渣裂解炉出料装置1，使炉内料面下降1～2m，出钢渣裂解炉的物料经提升运输设备16送入钢渣筛分设备10中进行粒度分级，然后打开I#钢渣裂解炉加料门5，由天车或汽车或火车或其它翻罐装置将炽热钢渣倒入钢渣裂解炉内，倒料完毕关闭加料门5。
[0028] 开启I#钢渣裂解炉调节控制阀4，使冷凝水回水池中的水经泵11、调节阀12、水管13、调节控制阀4、雾化喷头2，在导气梁3下方由上而下向来自蒸汽速冷带的已经速冷至800℃以下的料面喷射水雾，水雾与温度为500℃～800℃的中温钢渣相遇而急速蒸发，温度约150℃的蒸汽自下而上地经导气梁3，穿过喷雾裂解带到达新装入的炽热钢渣层对其进行强制蒸汽速冷，炽热钢渣层温度迅速由1000℃以上降到800℃以下，蒸汽温度则由150℃提高到了300℃以上，由引气装置6经调节阀7、保温蒸汽管8、保温蒸汽汇总管9到换热器14，在换热器14内蒸汽被冷空气冷却，部份低温蒸汽经引风机15排入大气，部份蒸汽被冷凝后流入冷凝水回水池循环利用；冷空气被加热到200℃以上经保温热风管17，进入烘干机18，低温废气经除尘器19、引风机20排入大气；而来自钢渣磁选分级系统的粒度≤30mm的，含水5％左右的小颗粒钢渣，由于其本身温度在50℃左右、被温度为200℃的热空气加热而烘干至水份2％以下后，由提升运输设备送入干法磁选粉富集系统。
[0029] 当又有新的装有炽热钢渣的渣罐到来时，则开启II#钢渣裂解炉出料装置，使炉内料面下降1～2m，出钢渣裂解炉的物料经提升运输设备16送入钢渣筛分设备10中进行粒度分级，然后打开II#钢渣裂解炉加料门，由天车或汽车或火车或其它翻罐装置将炽热钢渣倒入钢渣裂解炉内，倒料完毕关闭II#钢渣裂解炉加料门，其余操作程序与I#钢渣裂解炉相同，两炉轮流装入炽热钢渣，即来渣即装炉以确保进入蒸汽热能回收系统的蒸汽温度、流量均匀稳定，并以两炉各自的调节阀7对各炉进行炉内蒸汽压力与出炉蒸汽量的控制。两炉的切换周期可与炼钢炉排渣周期相同，也可根据蒸汽温度进行切换，即当蒸汽温度低于300℃时装入新的炽热钢渣，但两座炉可以同时出料。
