[发明专利]一种熔渣调质复合炉窑及其操作工艺

说明书

技术领域

本发明涉及熔渣的调质处理，尤其涉及一种热态熔渣的调质装置及其操作工艺。

背景技术

冶金行业每年要排放大量的热态熔渣，如炼铁熔渣、炼钢熔渣、铁合金熔渣、有色冶炼熔渣、电厂旋风燃烧室液态排渣等。这些热态熔渣一般经过淬水处理或自然冷却后，再用作生产矿棉板制品等的原料。考虑到矿棉板制品对熔体的品质要求，需要在熔渣中配加一定比例的调质原料，从而改变熔渣的酸度系数等特性来提升产品的档次，新配加的调质原料主要以石英砂等酸性颗粒物料为主，由于熔渣的导电性随温度的升高而有所改善，在熔渣导电性不足时还需要配加一定比例的K或Na等化合物来提升导电能力。调质料需要在常温下加入到热态熔渣中，在1450℃～1600℃的高温下进行融化和均化，最终获得熔融的混合熔体，这一工艺过程被称为熔渣调质工艺。

目前的熔渣调质工艺普遍是利用冲天炉设备对预加工后成具有一定粒度的冷态炉渣进行进行调质处理、加热处理生产矿棉，冲天炉调质工艺一般包括以下几步：

首先将出炉的热态熔渣经过淬水处理或自然冷却，这些熔渣的出炉温度均在1400～1600℃，一般而言，1吨熔渣带有1600～1800MJ热量，大约相当于55～61kg标准煤完全燃烧后所产生的热量，属于高品质的余热资源，具有很高的回收价值。但是冷却工序既浪费了热能，还产生废水等二次污染，产品附加值低；

然后，将冷态的固态炉渣转化为具有一定粒度的矿渣，其中所消耗的能源又进一步增加了冶金废渣处理的能耗；

最后，利用冲天炉加热并熔融冷态矿渣和调质原料，将满足要求的原料分批从冲天炉的顶部装入炉内，炉内的焦炭在下部含有一定比例氧气的热风作用下燃烧产生高温，非焦炭原料在高温作用下逐步熔化并滴落至最下部的炉缸内，最终由熔体排放口直接排放到后道工序生产矿棉、微晶玻璃等新型材料。冲天炉内燃烧焦炭后所产生的煤气经过冲天炉的顶部煤气导出管排出，由于煤气中存在一定比例的CO含量，需要进行焚烧处理后才能在大气中排放，同时由于煤气中还含有较大比例的N₂，在进行煤气焚烧时会产生NO_x的有害气体，不仅能耗高，并且污染严重。

目前还有一种新兴的双电弧炉调质工艺技术，其特点是环境清洁，污染小。首先是将冷态的炉渣和调质原料加入到第一个电弧炉中，然后通电加热升温熔化，在原料完全熔化并温度达到1400℃以上后，将熔体倒入第二个电弧炉中进行保温和临时储存，第二个电弧炉开孔将熔体排放到后道工序生产矿棉。由于双电弧炉工艺采用的是电加热形式，故排放的废气量非常少。但是，双电弧炉采用的是间断式操作，熔体在电弧炉之间的运输采用倾倒的形式来完成，熔体在第二个电弧炉中很难充分混合，并且由于熔体在倾倒前后液面波动大，从而造成熔体排放的流量变化较大；在跨炉倾倒过程中，熔体内会产生大量的气泡，气泡将导致熔体排放流量大幅波动的加剧。此外，由于双电弧炉工艺中熔体在电弧炉中停留的时间较短和混合不充分，在熔体排放前的均化效果无法达到后道工序的生产要求，因此推广受到限制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种利用电加热对热态熔渣进行调质处理，污染小、能耗低，并且混合均匀、混合后静止时间充分、排放流速稳定的熔渣调质复合炉窑及其操作工艺。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种熔渣调质复合炉窑，其特征在于：

所述熔渣调质复合炉窑包括电弧炉和布置在电弧炉右侧下方的电熔窑，两者之间通过一条向下倾斜的沟道连通，

所述电弧炉立式布置，炉内开设圆形炉腔，炉腔顶部为开口端，端口覆盖活动的炉盖，炉盖底部呈“品”字形配置三个柱形电极，电极伸入炉腔内，炉腔底壁上开设惰性气体吹入口，

电弧炉的立式侧壁与水平底壁之间通过倒角连接，电弧炉右侧开设熔体排出口，左侧开设残铁排出口，熔体排出口位于倒角顶部，残铁排出口位于倒角底部；

所述电熔窑窑腔为横向布置的长条形，包括左、右两个相互独立的混合室和均化室，两者之间通过隔墙分隔开，隔墙底部开设熔体过流孔连通混合室和均化室，

混合室内配置搅拌器，底部开设残渣紧急排出口，

均化室右侧底部开设熔体排放口，熔体排放口上方周围布置加热钼电极，靠近熔体排放口、均化室底部向上凸起与隔墙平行的挡墙，挡墙高度与熔体过流孔孔顶高度相匹配，

挡墙左侧的均化室顶部开设惰性气体进口和惰性气体出口，挡墙右侧的均化室内配置液位计，挡墙左侧的均化室长度大于混合室长度；