高温板状凝固渣填充层的热回收工艺

日本钢铁工业的二氧化碳排放量占日本国内二氧化碳总排放量的大约15%，因此日本要求制造业要进一步减少二氧化碳排放量。在炼铁厂的现有工艺中未被使用且可回收的未被利用的废热中，熔渣的潜在热量是有希望被利用的热源，其温度和热量都比其它未被利用的废热高。关于熔渣的热回收，近年来开发了利用水冷式双辊将渣连续凝固成板状的方法。由于在辊上凝固成板状的渣厚度薄、渣的导热率低，可以抑制渣表面温度下降的影响，因此有望提高热回收效率。但是，由于这种板状凝固渣填充物的形状与以往的CDQ（干熄焦）中的焦炭和高炉中的烧结矿之类的块状物质等填充物形状的不同，因此尚不清楚填充层内的导热行为。填充层内的气体和固体填充物的传热受填充物形状的影响很大。关于这种板状渣的热回收，新日铁住金公司对实验室的渣热回收实验结果所获得的热回收气体温度曲线和渣填充层传热模拟所获得的热回收气体温度曲线进行比较，由此验证了渣填充层内传热系数预测式的预测精度，并就渣形状对传热系数的影响进行了评价。另外，作为本工艺的实证试验，新日铁住金公司建设了中间工厂试验设备，即使在使用实际渣的试验中也证实了同样可以进行热回收，同时对热回收效率进行了评价。

新日铁住金公司通过在Johnson-Rubesin式中增加校正系数，可对板状凝固渣填充层内的气体-渣传热系数进行预测。在填充层内，该校正系数比无限平板上的值1.0小。另外，在实际渣的中间工厂试验结果表明，中间工厂试验的结果也相同。该校正系数会影响实机规模设备的热回收效率，随着校正系数的减小，热回收后的渣排出温度会提高，造成热回收率的下降。在对实机规模设备进行设计时，通过提高填充层的高度，可以减轻该校正系数所带来的影响，进一步稳定操作。