Alto forno Forno de retenção de lodo para tratamento de resíduos sólidos

Forno de retenção de escória de alto-forno de boa qualidade Resíduo de resíduos sólidos

Funções Principais

• Preservação de Calor e Estabilização de Temperatura: Mantém a escória fundida a 1450–1550°C para evitar a solidificação, evitando bloqueios em tubulações ou equipamentos a jusante.
• Homogeneização da Escória: Elimina diferenças de composição e temperatura na escória através de agitação suave, melhorando a qualidade dos produtos acabados (por exemplo, cimento de escória, agregados).
• Regulação do Buffer: Equilibra a incompatibilidade entre o ritmo de descarga da escória do alto-forno e a capacidade de processamento a jusante, garantindo a produção contínua.
• Assistência de Pré-tratamento: Facilita a flutuação de impurezas ou o ajuste de componentes (por exemplo, adição de modificadores) para otimizar o desempenho da escória para utilização subsequente.

Princípio de Trabalho Chave

• Adota aquecimento indireto (por exemplo, aquecimento por resistência, combustão de gás) ou auto-isolamento (confiando no calor latente da própria escória + camadas de isolamento de alta eficiência).
• O corpo do forno é revestido com materiais refratários de alta alumina ou magnésia-cromo para suportar altas temperaturas e erosão da escória.
• A escória fundida entra no forno através de uma porta de alimentação, permanece por 1–4 horas (ajustável pela demanda de produção) e é descarregada através de um orifício de sangria inferior ou porta de transbordamento para equipamentos a jusante (por exemplo, granuladores, linhas de produção de lã de escória).

Cenários de Aplicação Típicos

• Sistema de Granulação de Escória: Fornece escória fundida de temperatura estável para produzir escória de alto-forno granulada (GBFS), uma matéria-prima chave para concreto de alto desempenho.
• Produção de Lã de Escória: Fornece escória fundida contínua e uniforme para fabricar materiais de isolamento térmico como lã de escória.
• Fundição/Processamento de Escória: Condiciona a escória para fundição em blocos de escória (usados como materiais de base rodoviária) ou processamento posterior em painéis de lã mineral.
• Backup de Emergência: Armazena escória temporariamente quando os equipamentos a jusante apresentam mau funcionamento, evitando a interrupção da produção do alto-forno devido ao acúmulo de escória.

Parâmetros Técnicos Principais

• Temperatura de Trabalho: 1450–1550°C (corresponde à temperatura de sangria da escória do alto-forno).
• Capacidade do Forno: 50–500 toneladas (escala industrial; pequenos fornos de backup ≈50–100 toneladas, fornos de linha de produção grandes ≈300–500 toneladas).
• Controle de Perda de Calor: ≤5–8°C/hora (através de camadas de isolamento composto: tijolo refratário + fibra cerâmica + revestimento de isolamento térmico).
• Método de Descarga: Sangria por gravidade (orifício inferior ou lateral) ou descarga por transbordamento, com válvulas de controle de fluxo para regulação precisa.
• Vida Útil do Refratário: 3–5 anos (dependendo da intensidade da erosão da escória e da frequência de manutenção).

Vantagens:

• Garante a Produção Contínua: Resolve a "assincronia de oferta e demanda" entre o alto-forno e o processamento de escória, reduzindo o tempo de inatividade da produção.
• Melhora a Taxa de Utilização da Escória: Temperatura e composição estáveis melhoram a qualidade dos produtos derivados da escória, aumentando a eficiência da conversão de recursos.
• Baixo Consumo de Energia: Baseia-se principalmente no autocalor da escória, com aquecimento auxiliar apenas para compensação de temperatura, economizando energia em comparação com a re-fusão da escória solidificada.

1. Detalhes da Estrutura do Equipamento

Componentes Chave

• Corpo do Forno: Estrutura cilíndrica vertical (relação altura-diâmetro 1,2–1,5:1) para garantir a temperatura uniforme da escória. Revestido com três camadas:
  • Camada de trabalho: Tijolo de magnésia-cromo de alta resistência à corrosão ou tijolo de alumina-magnésia-carbono (espessura 300–400 mm) para suportar a erosão da escória.
  • Camada de isolamento: Manta de fibra cerâmica + tijolo refratário leve (espessura 200–300 mm) para reduzir a perda de calor.
  • Revestimento externo: Placa de aço (10–15 mm de espessura) com nervuras de reforço para estabilidade estrutural.
• Sistema de Alimentação e Descarga:
  • Porta de alimentação: Localizada na parte superior, equipada com uma calha revestida com refratário e tampa de vedação para evitar perda de calor e emissão de poeira.
  • Dispositivo de descarga: Orifício de sangria inferior/lateral com manga refratária e válvula de controle de fluxo (pneumática ou hidráulica) para ajuste preciso da saída de escória.
• Sistema de Aquecimento e Controle de Temperatura:
  • Aquecimento auxiliar: Elementos de aquecimento por resistência (embutidos na parede do forno) ou queimadores a gás (instalados na parte superior do forno) para compensação de temperatura.
  • Monitoramento de temperatura: Múltiplos termopares (instalados em diferentes alturas) conectados a um sistema PLC para exibição de temperatura em tempo real e controle automático de aquecimento.
• Dispositivos de Segurança:
  • Válvula de alívio de pressão: Libera o excesso de gás para evitar sobrepressão no forno.
  • Porta de descarga de emergência: Para liberação rápida de escória durante falha do equipamento.
  • Juntas de expansão térmica: Absorvem a deformação do corpo do forno causada por altas temperaturas.

2. Medidas de Otimização de Economia de Energia

• Otimizar a Estrutura de Isolamento Térmico:
  • Adotar camadas de isolamento composto (por exemplo, fibra cerâmica + material de isolamento aerogel) para reduzir a perda de calor em 15–20% em comparação com as estruturas tradicionais.
  • Selo a parte superior do forno e as portas de alimentação/descarga com juntas resistentes a altas temperaturas para evitar vazamento de ar quente.
• Controle de Temperatura Inteligente:
  • Use o controle preciso PID para ativar o aquecimento auxiliar somente quando a temperatura da escória cair abaixo de 1450°C, evitando o consumo desnecessário de energia.
  • Combine a potência de aquecimento com o volume de armazenamento de escória (por exemplo, reduza a potência quando o forno estiver meio cheio) para melhorar a eficiência energética.
• Recuperação de Calor Residual:
  • Instale trocadores de calor ao redor do corpo do forno para recuperar o calor residual e pré-aquecer o ar de combustão (para fornos aquecidos a gás) ou a água de alimentação da caldeira, reduzindo o consumo de energia auxiliar em 10–12%.
• Otimizar o Tempo de Permanência da Escória:
  • Ajuste o tempo de retenção com base na demanda a jusante (1–4 horas) para minimizar a perda de calor causada pelo armazenamento a longo prazo.

3. Comparação com Outras Tecnologias de Armazenamento de Escória