高爐渣處理技術及實施要點之研究

◎谷莉莉

高爐渣處理技術及實施要點之研究

◎谷莉莉

高爐渣是高爐煉鐵的主要廢棄物，如果無節制地排放高爐渣會嚴重影響生態環境，因此，我們必須要對高爐渣進行處理。從當今國內高爐渣處理現狀分析，我國高爐渣處理技術還存在諸多問題，如新水消耗大、廢氣回收問題等。基于此，本文重點分析我國高爐渣處理技術現存問題，進而提出高爐渣技術的實施要點。

隨著我國鋼鐵行業不斷發展，高爐的應用范圍愈加廣泛。高爐在煉鐵過程中會產生大量的高爐渣，對高爐渣進行處理、再利用是鋼鐵生產工業實現循環經濟的重要渠道之一。我國主要采用的高爐渣技術是水淬法和干渣法，干渣法在實際應用中會產生大量的污染物，并且資源利用率極低，在國內已經很少使用，通常情況下是在事故處理過程中設置渣罐和干渣坑出渣。隨著我國科學技術不斷發展，新型高爐渣處理技術層出不窮，大大提高了高爐渣的處理效率和利用率，對我國鋼鐵行業發展帶來了巨大驅動力。

高爐渣處理技術現存問題分析

從我國高爐渣處理技術當中，雖然新型技術層數不窮，但并沒有從根本上解決渣化渣耗水、熱量損失等問題。經有關試驗表明，水淬法渣處理技術的問題表現在：第一，耗水量高。沖制一噸水渣消耗新水量為1頓左右，已經達到了1:1，循環用水量為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生的氣體，氣體中含有二氧化硫和硫化氫，這些污染氣體會隨著水蒸氣排放到大氣中，是導致酸雨的重要氣體，對生態環境污染非常嚴重；第三，熱量回收問題。通過調查分析，1噸液態渣水淬時所散失的熱量為1700MJ左右，并且這些熱量很難回收，如果以60%的回收率進行計算，全國每年熱量損耗為400萬噸。并且由于液態高爐渣溫度能夠高達1500℃，余熱品質非常高，極具利用價值；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行干燥處理，進一步提高了能源消耗量。

高爐渣處理技術的實施要點

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

拉薩法。拉薩法的工藝流程為：熔渣通過渣溝進入到沖制箱中，并與壓力水相遇進行水淬。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，與粗粒分離器傳輸的渣水混合物共同進行脫水，脫水過后將水渣外運。

因巴法。因巴法工藝流程為：將高爐渣傳送到沖制箱粒劃器中，通過粒化器噴吹高壓水進行水淬，將熔渣水淬成水渣，經過水渣溝送入渣池中進而二次細化。在此過程中，大量的蒸汽會從煙囪中排向大氣中，水渣則通過分配器流入到轉鼓過濾器中。渣水混合物在過濾器中的進行渣水分離，通過內部滾筒不斷旋轉，將水渣帶入到滾筒過濾器上部，在脫水后將水渣傳輸到運送帶中，由外部運輸帶將水渣成品進行貯存，并進行二次脫水處理。處理過后即可將高爐渣運往到水渣堆場，所形成的過濾水也可以進行循環再利用。此外，因巴法有三種形式，即熱型、冷型、環保型。熱型系統只存在粒化水系統，粒化水進行直接循環；冷型系統中設有冷卻塔，可以將粒化水進行冷卻后進行再循環；環保型水系統分為粒化水和冷凝水兩個系統，其冷凝系統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點。

圖拉法。圖拉法主要是將高爐渣進行機械碾碎處理，之后再進行水淬處理。該技術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、水渣運輸、沖渣水循環等。爐渣經過渣溝流嘴傳輸到高速旋轉的粒化輪上，之后記性機械碾壓、粒化，并在粒化環節后進行冷卻、水淬。渣粒在呈現出拋物線過程中，會不斷撞擊擋渣板進行二次破碎，破碎后的渣水混合物會傳輸到轉鼓下部，再次進行水淬冷卻。通過圓筒形轉鼓脫水器進行水渣脫水。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。水經過溢流裝置分為兩個循環水池，包括清水池和渣水池。在循環底部沉渣，通過提升裝置或渣漿泵達到轉鼓脫水器中進行脫水。高爐渣在冷卻、粒化中所產生的蒸汽和氣體會統一集中在集氣裝置中統一排放。

新型高爐渣處理技術——干式粒化工藝

上述所提高的高爐渣處理方法都會存在一定的弊端，而干式粒化工藝能夠實現在不消耗新水的情況下，通過傳熱介質和高爐渣直接接觸進行粒化，不僅沒有有害氣體排出，同時還能夠吸收熱能。第一，風淬法。將液態渣放入到傾斜渣溝中，渣溝下設置了鼓風機，液態渣從渣溝末端流出時會與鼓風機的高速空氣接觸，從而迅速粒化并被吹到熱交換器中，并在此過程中會從液態轉化為固態，通過對流與輻射進行熱交換，渣溫度會從1500℃降低到1000℃，之后傳輸到儲渣槽中存儲。第二，離心粒化法。該技術主要是采用流化床，從而提高熱能回收率。其主要是采用一種高速旋轉的中心凹盤作為粒化器，液渣會直接通過渣溝流向凹盤中心，當凹盤轉速達到一定程度時，會因為離心力作用將熔渣粒化，液態粒渣在旋轉中會與空氣換熱直到凝固。凝固后的高爐渣會繼續下落到設備底部，并在流化床內進一步與空氣換熱，這時熱氣會上升被上部容器回收。當今我國也對干式粒化法進行了研究，大體思路是離心法和風淬法相融合的形式，經過近些年實踐取得了可喜的成效。

綜上所述，煉鐵生產中會產生大量的高爐渣，如何正確處理高爐渣已經成為煉鐵行業的關注焦點。本文重點介紹了我國高爐渣處理技術存在的問題、高爐渣處理技術實施要點，并提出了幾種新型高爐渣處理技術，旨在推動我國煉鐵行業健康發展。

（作者單位：河鋼集團宣鋼公司煉鐵廠）