[发明专利]冶金炉渣的干法粒化

说明书

技术领域

本发明总体涉及金属工业（更尤其是炼铁工业）的炉渣的干法粒化。

背景技术

通常，冶金炉渣在水内粒化或者在渣场内冷却。水淬火确保冶金炉渣快速凝固，在高炉炉渣的情况下，其为获得有价值产品的必要条件。水首先用于将炉渣流分裂成小颗粒，然后通过直接接触而抽取能量。由于这必须在环境压力下进行，所以炉渣的温度立即降低至低于100°C的温度水平，这就不能有效地回收能量。在渣场内冷却冶金炉渣，需要更长的冷却时间，并且可产生不同的产品质量。因此，热炉渣内的热能量被损失到环境中。

JP2005306656(A)描述了一种用于凝固（固化）熔渣的方法，通过一种简单的方法，可获得没有泡沫或者凝固/收缩孔的优良炉渣铸锭（ingot），并且能够有效地将炉渣用作人工块状石材。当通过将重组的熔渣注入铸模内而凝固炉渣时，通过连续地或间断地将氧化物颗粒放入所注入的炉渣流内，炉渣在铸模内快速凝固。通过压碎由这种方法生成的凝固渣的一部分，从而获得重组的炉渣或压碎的凝固渣，优选地将这种炉渣用作氧化物颗粒。

US4,359,434公开了一种用于将高炉炉渣熔物粒化的方法，将所述熔物成形为至少一个细的熔物液流，该细的熔物液流在预定方向自由移动，并且以预定入射角与相对于熔物流以较高流速在大致一致方向上大致自由流动的细粒度固体颗粒流会合时，该细的熔物液流至少部分转换成大致细粒度的颗粒，这种细粒度的颗粒在与入射角相反的角的至少一部分上具有扇形分布。

对于在炼铁和炼钢行业内理论上具有2t/min的平均炉渣流速的连续操作的高炉而言，炉渣内所包含的热功率（热能）等于56MW（热功率=能含量（1200J/kg/K）*温度差（1400K）*流速（2t/min=33.3kg/s）=56MW）。如果以40%的效率进行转换，那么这就产生22MW的电能。

为了有效地使用这个潜能，需要将炉渣快速冷却到某个温度水平，这个温度水平足够低，以便更容易地处理该材料，但是也足够高，以便将能量保持在可用的水平。也必须注意，足够快并且足够多地降低温度，以便获得玻璃状炉渣，而不产生非晶态炉渣，非晶态炉渣的市场价格低得多（大约15倍）。

通过混合液态渣和相同化学成分的冷炉渣颗粒，可实现这个目标。然后，炉渣可在热交换器内进行热回收。

然而，人们已经发现，由于液态渣具有较高的粘度，所以冷炉渣颗粒和液态渣不容易混合，因此，不能足够快速地冷却液态渣，以便获得玻璃状炉渣。

技术问题

本发明的一个目标在于，提供一种干法炉渣粒化方法。

发明内容

为了实现这个目标，本发明提供了一种用于热液态渣的干法粒化的方法，其中，所述热液态渣与金属颗粒混合，以便形成与所述金属颗粒混合的凝固玻璃状渣饼，将所述渣饼压碎成热炉渣颗粒和加热的固态颗粒，冷却所述颗粒并且回收所述固态金属颗粒

根据一个优选的实施例，首先将热液态渣倒入槽内，然后将固态金属颗粒倒入包含热液态渣的槽内。热液态渣与固态金属颗粒混合，以便形成凝固玻璃状渣饼。首先将液态渣装入槽内，优选地装到槽大约三分之一的高度处，并且然后将固态金属颗粒加入槽内。

固态金属颗粒优选地从大约1m到3m的高度处下降，以便快速有效地混合炉渣和固态金属颗粒。确切的高度（即，颗粒穿过液态渣进入所需要的深度时所需要的精确的能量）取决于炉渣的成分、炉渣的温度、固态金属颗粒的密度和直径等等。

其中倒入有热液态渣和固态金属颗粒的槽优选地整合在槽形皮带输送机内。

固态金属颗粒有利地具有至少2.5g/cm³的密度。由于炉渣和金属颗粒之间的密度的差值，金属颗粒和炉渣彻底地进行混合。

固态金属颗粒优选地为球状，从而具有良好的混合性能并且确保快速有效地冷却炉渣。

固态金属颗粒优选地的直径至少为2mm，优选地大于5mm，并且最优选地大于10mm。

有利地，固态金属颗粒的直径小于80mm，优选地小于50mm，并且最优选地小于25mm。

固态金属颗粒优选地由选自铁、钢、铝、铜、铬、它们的合金、以及与其他金属的合金构成的组中的一种金属制成。

实际上，由于容易获得直径不同的钢球，所以最好使用钢球。

凝固之后，将热炉渣颗粒和加热的固态金属颗粒装入热交换器内，通过冷却气体的对流，冷却这些颗粒，并且从热交换器中排出这些颗粒。