Altoforno Forno di contenimento di scorie per il trattamento dei rifiuti solidi

Forno di stoccaggio scorie di altoforno di buona qualità Residui di rifiuti solidi

Funzioni principali

• Conservazione del calore e stabilizzazione della temperatura: Mantiene la scoria fusa a 1450–1550°C per prevenire la solidificazione, evitando blocchi nelle tubazioni o nelle apparecchiature a valle.
• Omogeneizzazione delle scorie: Elimina le differenze di composizione e temperatura nelle scorie attraverso un'agitazione delicata, migliorando la qualità dei prodotti finiti (ad esempio, cemento di scorie, aggregati).
• Regolazione tampone: Bilancia la discrepanza tra il ritmo di scarico delle scorie dell'altoforno e la capacità di lavorazione a valle, garantendo una produzione continua.
• Assistenza al pretrattamento: Facilita il galleggiamento delle impurità o la regolazione dei componenti (ad esempio, l'aggiunta di modificatori) per ottimizzare le prestazioni delle scorie per l'utilizzo successivo.

Principio di funzionamento chiave

• Adotta riscaldamento indiretto (ad esempio, riscaldamento a resistenza, combustione a gas) o auto-isolamento (basato sul calore latente delle scorie + strati isolanti ad alta efficienza).
• Il corpo del forno è rivestito con materiali refrattari ad alta allumina o magnesio-cromo per resistere alle alte temperature e all'erosione delle scorie.
• La scoria fusa entra nel forno attraverso una bocca di alimentazione, rimane per 1–4 ore (regolabile in base alla domanda di produzione) e viene scaricata tramite un foro di spillatura inferiore o una bocca di troppo pieno verso le apparecchiature a valle (ad esempio, granulatore, linee di produzione di lana di scoria).

Scenari applicativi tipici

• Sistema di granulazione delle scorie: Fornisce scorie fuse a temperatura stabile per la produzione di scorie di altoforno granulate (GBFS), una materia prima chiave per il calcestruzzo ad alte prestazioni.
• Produzione di lana di scoria: Fornisce scorie fuse continue e uniformi per la produzione di materiali isolanti termici come la lana di scoria.
• Colata/lavorazione delle scorie: Condiziona le scorie per la colata in blocchi di scoria (utilizzati come materiali per massicciate) o per un'ulteriore lavorazione in pannelli di lana minerale.
• Backup di emergenza: Immagazzina temporaneamente le scorie quando le apparecchiature a valle non funzionano correttamente, evitando l'interruzione della produzione dell'altoforno a causa dell'accumulo di scorie.

Parametri tecnici principali

• Temperatura di esercizio: 1450–1550°C (corrisponde alla temperatura di spillatura delle scorie dell'altoforno).
• Capacità del forno: 50–500 tonnellate (scala industriale; piccoli forni di backup ≈50–100 tonnellate, grandi forni di linea di produzione ≈300–500 tonnellate).
• Controllo della perdita di calore: ≤5–8°C/ora (tramite strati isolanti compositi: mattone refrattario + fibra ceramica + rivestimento isolante termico).
• Metodo di scarico: Spillatura a gravità (foro inferiore o laterale) o scarico a troppo pieno, con valvole di controllo del flusso per una regolazione precisa.
• Durata del refrattario: 3–5 anni (a seconda dell'intensità dell'erosione delle scorie e della frequenza di manutenzione).

Vantaggi:

• Garantisce la produzione continua: Risolve la "asincronia domanda-offerta" tra l'altoforno e la lavorazione delle scorie, riducendo i tempi di inattività della produzione.
• Migliora il tasso di utilizzo delle scorie: La temperatura e la composizione stabili migliorano la qualità dei prodotti derivati dalle scorie, aumentando l'efficienza di conversione delle risorse.
• Basso consumo energetico: Si basa principalmente sul calore proprio delle scorie, con riscaldamento ausiliario solo per la compensazione della temperatura, risparmiando energia rispetto alla rifusione delle scorie solidificate.

1. Dettagli della struttura dell'apparecchiatura

Componenti chiave

• Corpo del forno: Struttura cilindrica verticale (rapporto altezza-diametro 1,2–1,5:1) per garantire una temperatura uniforme delle scorie. Rivestito con tre strati:
  • Strato di lavoro: mattone magnesio-cromo ad alta resistenza alla corrosione o mattone allumina-magnesio-carbonio (spessore 300–400 mm) per resistere all'erosione delle scorie.
  • Strato isolante: coperta in fibra ceramica + mattone refrattario leggero (spessore 200–300 mm) per ridurre la perdita di calore.
  • Guscio esterno: piastra d'acciaio (spessore 10–15 mm) con nervature di rinforzo per la stabilità strutturale.
• Sistema di alimentazione e scarico:
  • Bocca di alimentazione: situata nella parte superiore, dotata di scivolo rivestito di refrattario e coperchio di tenuta per prevenire la perdita di calore e l'emissione di polvere.
  • Dispositivo di scarico: foro di spillatura inferiore/laterale con manicotto refrattario e valvola di controllo del flusso (pneumatica o idraulica) per una precisa regolazione dell'uscita delle scorie.
• Sistema di riscaldamento e controllo della temperatura:
  • Riscaldamento ausiliario: elementi riscaldanti a resistenza (incorporati nella parete del forno) o bruciatori a gas (installati nella parte superiore del forno) per la compensazione della temperatura.
  • Monitoraggio della temperatura: più termocoppie (installate a diverse altezze) collegate a un sistema PLC per la visualizzazione della temperatura in tempo reale e il controllo automatico del riscaldamento.
• Dispositivi di sicurezza:
  • Valvola di sicurezza: rilascia l'eccesso di gas per evitare la sovrapressione nel forno.
  • Bocca di scarico di emergenza: per il rilascio rapido delle scorie in caso di guasto dell'apparecchiatura.
  • Giunti di dilatazione termica: assorbono la deformazione del corpo del forno causata dalle alte temperature.

2. Misure di ottimizzazione del risparmio energetico

• Ottimizzare la struttura dell'isolamento termico:
  • Adottare strati isolanti compositi (ad esempio, fibra ceramica + materiale isolante aerogel) per ridurre la perdita di calore del 15–20% rispetto alle strutture tradizionali.
  • Sigillare la parte superiore del forno e le bocche di alimentazione/scarico con guarnizioni resistenti alle alte temperature per prevenire la fuoriuscita di aria calda.
• Controllo intelligente della temperatura:
  • Utilizzare il controllo preciso PID per attivare il riscaldamento ausiliario solo quando la temperatura delle scorie scende al di sotto di 1450°C, evitando consumi energetici inutili.
  • Abbinare la potenza di riscaldamento al volume di stoccaggio delle scorie (ad esempio, ridurre la potenza quando il forno è mezzo pieno) per migliorare l'efficienza energetica.
• Recupero del calore di scarto:
  • Installare scambiatori di calore attorno al corpo del forno per recuperare il calore di scarto e preriscaldare l'aria di combustione (per i forni a gas) o l'acqua di alimentazione della caldaia, riducendo il consumo di energia ausiliaria del 10–12%.
• Ottimizzare il tempo di permanenza delle scorie:
  • Regolare il tempo di permanenza in base alla domanda a valle (1–4 ore) per ridurre al minimo la perdita di calore causata dallo stoccaggio a lungo termine.

3. Confronto con altre tecnologie di stoccaggio delle scorie