電爐渣余熱利用

電爐渣余熱利用的提出

在正常生產(chǎn)條件下，礦熱電爐日排渣1200t，經(jīng)實(shí)際測(cè)定，電爐熔渣的溫度高達(dá)1300～1400℃，熱焓為1672．64kJ/kg．每小時(shí)帶走的熱量為

“六五”期間，由于能源供需矛盾突出，燃煤嚴(yán)重短缺．加上鍋爐設(shè)備陳舊，熱效率低，污染嚴(yán)重。小區(qū)分散供熱效果較差，浪費(fèi)了能源，還滿足不了民用區(qū)供熱的需要，影響職工生活，也影響生產(chǎn)，成為亟待解決的一個(gè)緊迫問(wèn)題。

為此，提出利用電爐渣余熱利用的方案。

內(nèi)容及工藝流程簡(jiǎn)介

礦熱電爐的爐渣定時(shí)排放到渣罐車內(nèi)，用機(jī)車運(yùn)到倒渣池的一側(cè)，緩慢地將溶渣均勻地倒入渣池內(nèi)，使池中水溫升高，到65～90℃，大部分渣毛和水淬渣沉降到池底，用抓斗吊將水淬渣撈出、裝入氣動(dòng)翻渣車運(yùn)至渣場(chǎng)倒掉。被加熱的水自流進(jìn)入沉淀池，進(jìn)一步將水中的渣毛沉降下來(lái)，經(jīng)沉淀后的熱水進(jìn)入快濾池，進(jìn)一步過(guò)濾，使水中的懸浮物低于5～10mg/l，合格的熱水自流入熱水池，由12sh一9離心泵，經(jīng)Ф426管道輸送到2km以遠(yuǎn)的家屬區(qū)供用戶采暖，采暖后的低溫回水利用余壓自流回到倒渣池，再次進(jìn)行電爐渣水淬，加熱水循環(huán)使用，電爐渣余熱利用工藝流程示意圖如圖7所示。

工程概述

整個(gè)工程主要部分有：

(1)倒渣池：2座。為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，有效容積1020

(2)沉淀池：采用兩格平流式沉淀池，每格容積900

(3)快濾池：選用400ma/h的四格快濾池兩組，每格過(guò)濾面積為11.56

(4)反沖洗水塔：容積為94

(5)熱水池：容積為500

(6)熱水泵：選用12sh一9水泵2臺(tái)，向熱網(wǎng)供水。

(7)熱網(wǎng)管道：熱水干管為Ф426X7的螺旋鋼管，架空高支架布置，長(zhǎng)約2km。

在試生產(chǎn)過(guò)程中．由于經(jīng)驗(yàn)不足，倒渣速度控制不好或渣中含有冰銅時(shí)，倒渣過(guò)程中發(fā)生放炮。危及人身及設(shè)備安全，為此查找原因，制定防范措施，確保倒渣安全。為了避免渣殼，太厚，災(zāi)然滑入水中引起放炮，在倒渣前，安裝了打渣殼機(jī)，由專人負(fù)責(zé)檢查渣型，制定了打油．倒渣及渣罐檢查等一系列規(guī)章制度及安全操作規(guī)程，嚴(yán)格操作程序。采用以上措施后，倒渣放炮事故逐年減少，只要精心操作，設(shè)備正常，放炮事故是可以避免的。

電爐渣的熔點(diǎn)

以氧化鎂、氧化亞鐵和氧化硅為基礎(chǔ)，加上其他少量成分的爐渣的熔點(diǎn)，比純

電爐渣的密度

高鎂質(zhì)電爐渣的密度與爐渣分型系數(shù)有明顯的關(guān)系。如圖3所示，圖3指出，

這是因?yàn)檩x石型渣中Si02的飽和度高，形成復(fù)雜的多角四面體或鏈狀結(jié)構(gòu)，陰離子半徑或復(fù)合陰離子的鏈長(zhǎng)增加，體積增大而使密度減小。 ‘

電爐渣的粘度

電爐渣粘度與渣型的關(guān)系如圖4所示。對(duì)于

電爐渣粘度與溫度的關(guān)系如圖5所示。在渣型系數(shù)大于1.15的橄欖石渣中，絡(luò)合陰離子

電爐渣的電導(dǎo)率

熔融爐渣的導(dǎo)電機(jī)理包括兩個(gè)方面：渣中電子流動(dòng)而引起的電子導(dǎo)電和離子遷移引起的離子導(dǎo)電。在爐渣組成中，以電子導(dǎo)電為主的化合物有FeO、CaO和MgO，它們?cè)谙鄳?yīng)的熔化溫度下的導(dǎo)電率分別為7.85、40和30Ω

電爐煉鋼目前多采用堿性渣，按其成分和平爐渣非常接近。從其冶煉過(guò)程看可分為氧化渣和還原渣兩種。

氧化渣

氧化渣可分為四個(gè)類型。

(1)高堿度渣，其礦物成分以硅酸三鈣和RO相為主。還有

(2)硅酸二鈣渣，以硅酸二鈣、 RO相為主。 這類爐渣較為普遍。其中的硅酸二鈣可能固溶有

(3)鎂硅鈣石渣，以鎂硅鈣石為主，還含有少量RO相和硅酸二鈣。脫磷能力差，并強(qiáng)烈侵蝕白云石質(zhì)爐襯。

(4)鎂硅鈣石一鈣鎂橄欖石渣，脫磷能力差，對(duì)白云石爐襯有強(qiáng)烈侵蝕作用。

除以上組成外，因原料特點(diǎn)不同，還可以出現(xiàn)其他特征的礦物。

還原渣

還原渣可分為四個(gè)類型。

(1)高堿度渣(白色渣)，以硅酸三鈣和游離石灰為主， 其次含少量方鎂石、 螢石和鋁酸三鈣。

(2)硅酸二鈣渣(粉末渣)，富含硅酸二鈣。 尚有少量方鎂石、 螢石和鋁酸三鈣，在爐渣冷卻時(shí)， 因粉化而呈粉末。 這是由于其中的

(3)鎂硅鈣石渣，以鎂硅鈣石為主，并含少量的螢石。方鎂石很少出現(xiàn)。在鎂硅鈣石中常含有

(4)特高堿度渣，含二碳化鈣(

電爐煉鋼過(guò)程中精煉方法和冶煉鋼種的不同產(chǎn)生的渣也不同。主要分為電爐熔化期和氧化精煉期發(fā)生的氧化渣以及還原精煉期和鋼包精煉產(chǎn)生的還原渣。電爐煉鋼時(shí)，先用電弧加熱廢鋼使其熔化，有時(shí)也兌入鐵水或加入直接還原鐵，然后添加石灰和熔劑。從通電熔化開始吹人氧氣氧化鋼中雜質(zhì)，調(diào)整含碳量，形成氧化渣。氧化渣排出后，在電爐內(nèi)或鋼包中進(jìn)行還原精煉、脫硫、脫氧，產(chǎn)生還原渣。氧化渣在吹氧時(shí)產(chǎn)生，所以氧化鐵較多，還原渣中CaO和S較多。電爐普通鋼和特殊鋼的渣量一般是100kg/t，電爐冶煉不銹鋼的渣量一般在200kg/t。各種冶煉渣的發(fā)生量如圖1所示。

礦熱電爐熔煉要求熔渣有適當(dāng)?shù)碾妼?dǎo)率。所有這些情況都說(shuō)明冶煉的爐渣都要具有符合特定冶煉工藝要求的物理化學(xué)性質(zhì)。如熔化溫度、粘度、密度、焓、活度等。因此，在火法冶金中選用自熔爐渣幾乎是不可能的，工廠產(chǎn)出的爐渣絕大多數(shù)屬于非自熔爐渣 。

爐渣是熔煉的介質(zhì)，在其中要完成全部的冶金過(guò)程，使造渣成分和雜質(zhì)元素盡量進(jìn)入渣熔體中而與主金屬熔體分離，這就要求熔渣具有適合特定冶煉要求的特性。例如鼓風(fēng)爐熔煉的焦點(diǎn)區(qū)最高溫度主要決定于爐渣的熔化溫度，它還要求熔渣有適當(dāng)?shù)恼扯群蛻?yīng)產(chǎn)出一定的渣量(一般不少于30%)。對(duì)鼓風(fēng)爐還原熔煉法煉鉛來(lái)說(shuō)，還要求熔渣有良好溶解鋅的能力 。

爐渣的組分靠加入適量的熔劑（石灰、石英石、螢石等）進(jìn)行調(diào)整。在冶煉過(guò)程中通過(guò)對(duì)爐渣組分和性質(zhì)的控制，能使脈石和氧化雜質(zhì)的產(chǎn)物與熔融金屬或硫順利分離，脫除金屬中的害雜質(zhì)，吸收液態(tài)金屬中的非金屬夾雜物不直接受爐氣污染，富集有用的金屬氧化物；在電爐冶煉中還是電阻發(fā)熱體。爐渣在保證冶煉操作順利進(jìn)行、冶煉產(chǎn)品質(zhì)量、金屬回收率等各方面起著決定性作用，例如煉鋼作業(yè)中有“煉好渣，才能煉好鋼”的說(shuō)法。

根據(jù)冶金過(guò)程的不同，爐渣可分為熔煉渣、精煉渣、合成渣；根據(jù)爐渣性質(zhì)，有堿性渣、酸性渣和中性渣之分。許多爐渣有重要用處。例如高爐渣可作水泥原料；高磷渣可作肥料；含釩、鈦渣分別可作為提煉釩、鈦的原料等。有些爐渣可用來(lái)制爐渣水泥、爐渣磚、爐渣玻璃等。

煤在鍋爐燃燒室中產(chǎn)生的熔融物，由煤灰組成?？勺鞔u、瓦等原料。