專利名稱：鋼渣碎化處理工藝及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煉鋼渣處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及鋼渣碎化處理工藝及設(shè)備。
背景技術(shù)：
鋼渣是煉鋼生產(chǎn)的副產(chǎn)品，鋼渣的產(chǎn)量也隨著鋼產(chǎn)量的增加而增加，煉鋼過程中鋼渣的產(chǎn)生量約為鋼水量的10% -20%，這些廢渣不但占去大面積寶貴的土地，而且造成環(huán)境污染。隨著世界各國對(duì)環(huán)境保護(hù)的關(guān)注，鋼鐵企業(yè)開始重視對(duì)鋼渣的處理和利用，讓鋼渣變廢為寶，鋼渣中不僅含有以各種氧化物形式存在的金屬鐵，而且還含有CaO、SiO2等物質(zhì)，這些都是可以利用的有價(jià)資源。為了解決這個(gè)問題，人們研究成功了多種鋼渣碎化處理工藝及設(shè)備。在現(xiàn)有技術(shù)中，鋼渣碎化處理工藝主要有以下幾種熱潑法將煉鋼熔渣倒在帶有一定坡度的熱潑床上或直接倒在地上，熔渣自流形成渣餅，然后加水急冷并碎化。用此法處理鋼渣比自然冷卻快30-50倍。但占地面積大并需要大型挖掘機(jī)，而且會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵蒸汽，造成空氣嚴(yán)重污染。盤潑水冷法將流動(dòng)性好的鋼渣倒入渣盤形成渣層，間斷定量噴水使其急冷、碎裂，然后用排渣車將得到的碎化渣運(yùn)至水池進(jìn)一步降溫。采用這種方法處理鋼渣會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵蒸汽，造成空氣嚴(yán)重污染，而且處理環(huán)節(jié)多，造成設(shè)備復(fù)雜投資大。水淬法在高溫液態(tài)渣在從渣罐中傾倒下降的過程中，用高壓水噴射進(jìn)行水淬，此時(shí)，渣和水進(jìn)行熱交換，同時(shí)使熔渣在水幕中得以?；?。水淬法的優(yōu)點(diǎn)是排渣迅速，有利于發(fā)揮煉鋼設(shè)備的潛力并減輕清渣的繁重體力勞動(dòng)。但水淬時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量蒸汽，由于鋼渣流動(dòng)性較差，有時(shí)會(huì)有大塊鋼渣掉入水中，發(fā)生水暴現(xiàn)象，因此存在安全性的問題。熱悶法將高溫鋼渣倒入熱悶池中并蓋住，然后間斷地往熱渣上噴水，使熱悶池中產(chǎn)生大量蒸汽，與鋼渣進(jìn)行復(fù)雜的物理反應(yīng)，使鋼渣產(chǎn)生淬裂。熱悶法的主要缺點(diǎn)是淬渣周期長，不能實(shí)現(xiàn)連續(xù)處理。而且一般的熱悶池的長、寬、高分別達(dá)30m、12m、2. 8m，處理煉鋼爐渣需要數(shù)量可觀的熱悶池，因此還存在占地面積大的缺點(diǎn)。滾筒法將高溫液態(tài)渣以一定的速度倒入滾筒內(nèi)，由滾筒內(nèi)的鋼球機(jī)械破碎力和水的聯(lián)合作用下，鋼渣內(nèi)部產(chǎn)生熱應(yīng)力、化學(xué)應(yīng)力和相變應(yīng)力，使鋼渣速冷、急碎。這種方法的主要缺點(diǎn)是由于煉鋼過程中常加入石灰、白云石等作為脫硫、脫磷的造渣劑，另外，普遍采用的濺渣護(hù)爐技術(shù)常添加鎂質(zhì)材料，導(dǎo)致渣的粘度提高流動(dòng)性變差，使處理難度增加，這些缺點(diǎn)阻礙了滾筒法的發(fā)展。除此之外，現(xiàn)有技術(shù)中還有其他幾種鋼渣?；姆椒?；例如風(fēng)淬法、風(fēng)碎?；ā?輥輪?；ǎ即嬖诓蛔?，只能完成30 %的鋼渣碎化和粒化，無論在工藝方面還是處理裝置方面均尚未完善。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的鋼渣處理方法中存在的問題，提供鋼渣碎化處理工藝，該工藝不但能對(duì)流動(dòng)性好粘度低的或流動(dòng)性差粘度高的鋼渣進(jìn)行碎化處理，而且能對(duì)部分凝成塊狀的半熔融狀態(tài)的鋼渣進(jìn)行碎化處理，本發(fā)明還提供實(shí)施上述鋼渣碎化處理工藝的鋼渣碎化處理設(shè)備。本發(fā)明的鋼渣處理工藝的技術(shù)方案如下鋼渣碎化處理工藝，其特征在于，包括以下步驟步驟1 輸送和傾倒高溫鋼渣將裝滿高溫鋼渣的渣罐送至鋼渣罐提升傾翻裝置上，然后將鋼渣罐提升至鋼渣碎化裝置的上方，由鋼渣罐提升傾翻裝置將高溫鋼渣勻速倒至鋼渣碎化裝置內(nèi)；步驟2:扒渣操作當(dāng)鋼渣罐中的鋼渣粘度大，流動(dòng)性差或溫度低處于半熔融狀態(tài)時(shí)，用多工位扒渣機(jī)將鋼渣搗碎后再扒進(jìn)鋼渣碎化裝置內(nèi)；步驟3 高溫鋼渣的碎化處理將經(jīng)過步驟1和步驟2后進(jìn)入鋼渣碎化裝置內(nèi)的流動(dòng)性好的熔融或半熔融不帶塊狀的鋼渣，或者半熔融帶有塊狀的鋼渣，進(jìn)行噴水碎化和機(jī)械碎化，將對(duì)鋼渣噴水時(shí)產(chǎn)生的蒸汽回收到蒸汽收集裝置內(nèi)；步驟4 鋼渣應(yīng)力分解碎化處理將在步驟3中粉碎后的鋼渣輸送到鋼渣應(yīng)力分解碎化裝置內(nèi)，將步驟3中回收到蒸汽收集裝置內(nèi)的蒸汽送入鋼渣應(yīng)力分解碎化裝置內(nèi)，鋼渣因熱應(yīng)力、化學(xué)應(yīng)力和相變應(yīng)力而使鋼渣中游離氧化鈣f-CaO和游離氧化鎂f-MgO消解反應(yīng)，鋼渣體積膨脹而粉化，并經(jīng)過數(shù)次螺旋拋物式?jīng)_擊反復(fù)滾動(dòng)后，鋼渣的碎化粒度達(dá)到預(yù)定要求；步驟5 渣鐵分離將步驟4中得到的鋼渣脫水后，輸送至磁選裝置進(jìn)行渣鐵分離，得到可利用的鋼渣和鐵。實(shí)施本發(fā)明鋼渣碎化處理工藝的鋼渣碎化設(shè)備的技術(shù)方案如下鋼渣碎化處理設(shè)備，其特征在于，包括鋼渣罐提升傾翻裝置、鋼渣碎化裝置、鋼渣應(yīng)力分解碎化裝置、多工位扒渣機(jī)、蒸汽收集裝置和磁選裝置。鋼渣碎化裝置安裝在鋼渣罐提升傾翻裝置的上方，其左側(cè)安裝有鋼渣應(yīng)力分解碎化裝置，在鋼渣應(yīng)力分解碎化裝置的左側(cè)安裝有磁選裝置，在鋼渣應(yīng)力分解碎化裝置的上方安置有多工位扒渣機(jī)，在鋼渣應(yīng)力分解碎化裝置與多工位扒渣機(jī)之間安裝有蒸汽收集裝置，蒸汽收集裝置的右側(cè)頭部吸氣口與鋼渣碎化裝置聯(lián)結(jié)，蒸汽收集裝置的中右部吸氣口安置在鋼渣應(yīng)力分解碎化裝置的右側(cè)上方，蒸汽收集裝置左側(cè)吸氣口安置在鋼渣應(yīng)力分解碎化裝置的右側(cè)上方，蒸汽收集裝置的出氣口設(shè)置在鋼渣應(yīng)力分解碎化裝置的左側(cè)。本發(fā)明中的多工位扒渣機(jī)的作用是，當(dāng)鋼渣罐中的鋼渣粘度大，流動(dòng)性差或溫度低處于半熔融狀態(tài)。用多工位扒渣機(jī)將鋼渣搗碎后再扒進(jìn)鋼渣碎化裝置內(nèi)進(jìn)行碎化處理。本發(fā)明中的蒸汽收集裝置的作用是，當(dāng)高溫鋼渣進(jìn)入鋼渣碎化裝置的噴水區(qū)域會(huì)產(chǎn)生大量的高溫過飽和蒸汽，當(dāng)高濕熱的鋼渣進(jìn)入鋼渣應(yīng)力分解碎化裝置左側(cè)與右側(cè)的渣水分離裝置時(shí)也會(huì)產(chǎn)生大量的過飽和蒸汽，將這些蒸汽通過蒸汽收集裝置再送入鋼渣應(yīng)力分解碎化裝置內(nèi)與鋼渣再進(jìn)行熱應(yīng)力、化學(xué)應(yīng)力、相變應(yīng)力反應(yīng)。以下對(duì)本發(fā)明的工藝進(jìn)行更加詳細(xì)的說明
裝滿高溫鋼渣的渣罐通過渣罐輸送車送至鋼渣罐提升傾翻裝置上，然后由鋼渣罐提升傾翻裝置將渣罐提升至鋼渣碎化裝置的上方，在鋼渣罐提升傾翻裝置的帶動(dòng)下將高溫鋼渣勻速倒至鋼渣碎化裝置內(nèi)，同時(shí)鋼渣碎化裝置內(nèi)的冷卻噴管噴水，鋼渣銑刨碎化輪轉(zhuǎn)動(dòng)，錘擊擺動(dòng)破碎裝置快速擺動(dòng)，如果進(jìn)入鋼渣碎化裝置內(nèi)的高溫鋼渣流動(dòng)性好、渣流小于兩鋼渣銑刨碎化輪外徑之間的距離尺寸時(shí)，通過壓力噴水進(jìn)行急冷切割擊碎，在通過錘擊擺動(dòng)破碎裝置的快速擺動(dòng)再次將其擊碎。如果半熔融的塊狀鋼渣其外形尺寸大于兩鋼渣銑刨碎化輪外徑之間的距離尺寸時(shí)，先通過壓力水進(jìn)行急冷再通過鋼渣銑刨碎化輪進(jìn)行銑刨成碎塊，錘擊擺動(dòng)破碎裝置的快速擺動(dòng)將掉下來的鋼渣碎塊再次擊碎。被錘擊擺動(dòng)破碎裝置擊碎的渣粒通過水與鋼渣碎化裝置的導(dǎo)流板再送至鋼渣粉碎輪進(jìn)一步碎化處理，經(jīng)粉碎后的鋼渣在輸送到鋼渣應(yīng)力分解碎化裝置的右側(cè)的渣水分離裝置內(nèi)，進(jìn)行渣水分離，然后鋼渣通過渣水分離裝置的螺旋導(dǎo)流槽進(jìn)入鋼渣應(yīng)力分解碎化裝置內(nèi)，在熱應(yīng)力、化學(xué)應(yīng)力、 相變應(yīng)力及螺旋拋物自由落體破碎力的作用下進(jìn)一步分解碎化，鋼渣在鋼渣應(yīng)力分解碎化裝置內(nèi)的螺旋導(dǎo)板作用下進(jìn)行螺旋拋物方式向左方向運(yùn)行，經(jīng)過數(shù)次螺旋拋物式?jīng)_擊反復(fù)滾動(dòng)后鋼渣的碎化粒度達(dá)到一定的規(guī)范要求后，再進(jìn)入鋼渣應(yīng)力分解碎化裝置左側(cè)的渣水分離裝置內(nèi)，再作進(jìn)一步的渣水分離，脫水鋼渣在渣水分離裝置的螺旋導(dǎo)流槽的作用下進(jìn)入輸送磁選裝置進(jìn)行渣鐵分離。本發(fā)明具有以下有益效果1、設(shè)備占地面積小，鋼渣碎化周期短，對(duì)鋼渣的流動(dòng)性要求不高，只要溫度在 1500-600°C的范圍內(nèi)，無論流動(dòng)性差的、半熔融狀態(tài)的、甚至塊狀的鋼渣都可處理。2、鋼渣碎化產(chǎn)生的高溫過飽和蒸汽可循環(huán)使用，能夠節(jié)約能源，回收的蒸汽通過蒸汽收集裝置再送入鋼渣應(yīng)力分解碎化裝置內(nèi)，與鋼渣進(jìn)行熱應(yīng)力、化學(xué)應(yīng)力、相變應(yīng)力反應(yīng)，使鋼渣中游離氧化鈣(f-CaO)和游離氧化鎂(f-MgO)消解反應(yīng)，使之體積膨脹而粉化。3、不產(chǎn)生水暴現(xiàn)象，安全可靠。
圖1是本發(fā)明具體實(shí)施方式
的設(shè)備結(jié)構(gòu)示意2是圖1的俯視3是圖1的P向視圖標(biāo)號(hào)說明1-鋼渣罐提升傾翻裝置、2-鋼渣碎化裝置、3-鋼渣應(yīng)力分解碎化裝置、4-多工位扒渣機(jī)、5-蒸汽收集裝置、6-輸送磁選裝置。
具體實(shí)施例方式以下通過具體實(shí)施方式
進(jìn)一步說明本發(fā)明。圖1是本發(fā)明具體實(shí)施方式
的設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是圖1的俯視圖，圖3是圖1 的P向視圖，如圖1、圖2、圖3所示，本實(shí)施方式的鋼渣碎化處理設(shè)備包括鋼渣罐提升傾翻裝置1、鋼渣碎化裝置2、鋼渣應(yīng)力分解碎化裝置3、多工位扒渣機(jī)4、蒸汽收集裝置5、輸送磁選裝置6。鋼渣碎化裝置2 (包括冷卻噴管噴水裝置，鋼渣銑刨碎化輪，鋼渣粉碎輪和導(dǎo)流板)安裝在鋼渣罐提升傾翻裝置1的上方，鋼渣碎化裝置2的左側(cè)安裝有鋼渣應(yīng)力分解碎化裝置3 (包括滾筒、進(jìn)渣口渣水分離器、出渣口渣水分離器、電動(dòng)機(jī)、小齒輪、大齒環(huán)、環(huán)形導(dǎo)軌、安全拉緊定位裝置和托輪機(jī)構(gòu))，在鋼渣應(yīng)力分解碎化裝置3的左側(cè)安裝有磁選裝置 6，在鋼渣應(yīng)力分解碎化裝置3的上方安置有多工位扒渣機(jī)4，在鋼渣應(yīng)力分解碎化裝置3與多工位扒渣機(jī)4之間安裝有蒸汽收集裝置5，蒸汽收集裝置5的右側(cè)頭部吸氣口與鋼渣碎化裝置2聯(lián)結(jié)，蒸汽收集裝置5的中右部吸氣口安置在鋼渣應(yīng)力分解碎化裝置3的右側(cè)上方，蒸汽收集裝置5左側(cè)吸氣口安置在鋼渣應(yīng)力分解碎化裝置3的右側(cè)上方，蒸汽收集裝置 5的出氣口則安置在鋼渣應(yīng)力分解碎化裝置3的左側(cè)位置。以下對(duì)本實(shí)施方式的鋼渣碎化處理工藝進(jìn)行詳細(xì)說明。裝滿高溫鋼渣的渣罐由渣罐輸送車送至鋼渣罐提升傾翻裝置1上，然后鋼渣罐提升傾翻裝置1將渣罐提升至鋼渣碎化裝置2的上方，在鋼渣罐提升傾翻裝置1的帶動(dòng)下將高溫鋼渣勻速倒至鋼渣碎化裝置2內(nèi)，同時(shí)鋼渣碎化裝置2內(nèi)的冷卻噴管噴水，鋼渣銑刨碎化輪轉(zhuǎn)動(dòng)，錘擊擺動(dòng)破碎裝置快速擺動(dòng)。如果進(jìn)入鋼渣碎化裝置2內(nèi)的高溫鋼渣流動(dòng)性好，渣流小于兩鋼渣銑刨碎化輪外徑之間的距離尺寸時(shí)，通過壓力噴水進(jìn)行急冷切割，再通過錘擊擺動(dòng)破碎裝置的快速擺動(dòng)將其擊碎。如果半熔融的塊狀鋼渣其外形尺寸大于兩鋼渣銑刨碎化輪外徑之間的距離尺寸時(shí)，先通過壓力水進(jìn)行急冷，再通過鋼渣銑刨碎化輪進(jìn)行銑刨成碎塊，錘擊擺動(dòng)破碎裝置的快速擺動(dòng)將掉下來的鋼渣碎塊擊碎。被錘擊擺動(dòng)破碎裝置擊碎的渣粒通過水與鋼渣碎化裝置2的導(dǎo)流板再送至鋼渣粉碎輪進(jìn)一步碎化處理，經(jīng)粉碎后的鋼渣再輸送到鋼渣應(yīng)力分解碎化裝置3右側(cè)的渣水分離裝置內(nèi)，進(jìn)行渣水分離，然后利用渣水分離裝置的螺旋導(dǎo)流槽使鋼渣進(jìn)入鋼渣應(yīng)力分解碎化裝置3內(nèi)，在熱應(yīng)力、化學(xué)應(yīng)力、相變應(yīng)力及螺旋拋物自由落體破碎力的作用下進(jìn)一步分解碎化，鋼渣在鋼渣應(yīng)力分解碎化裝置3內(nèi)的螺旋導(dǎo)板的作用下以螺旋拋物方式向左方向運(yùn)行，經(jīng)過數(shù)次螺旋拋物式?jīng)_擊反復(fù)滾動(dòng)后，鋼渣的碎化粒度達(dá)到一定的規(guī)范要求，再進(jìn)入鋼渣應(yīng)力分解碎化裝置3 左側(cè)的渣水分離裝置內(nèi)渣水分離，脫水鋼渣在渣水分離裝置的螺旋導(dǎo)流槽的作用下進(jìn)入磁選裝置6進(jìn)行渣鐵分離。本實(shí)施方式中的多工位扒渣機(jī)4的作用是當(dāng)鋼渣罐中的鋼渣粘度大，流動(dòng)性差或溫度低處于半熔融狀態(tài)時(shí)，用多工位扒渣機(jī)4將鋼渣搗碎再扒進(jìn)鋼渣碎化裝置2內(nèi)進(jìn)行碎化處理。本實(shí)施方式中的蒸汽收集裝置5的作用是高溫鋼渣進(jìn)入鋼渣碎化裝置2的噴水區(qū)域會(huì)產(chǎn)生大量的高溫過飽和蒸汽，高濕熱的鋼渣進(jìn)入鋼渣應(yīng)力分解碎化裝置3左側(cè)與右側(cè)的渣水分離裝置時(shí)也會(huì)產(chǎn)生大量的過飽和蒸汽，這些蒸汽經(jīng)由蒸汽收集裝置再送入鋼渣應(yīng)力分解碎化裝置內(nèi)，與鋼渣再進(jìn)行熱應(yīng)力、化學(xué)應(yīng)力、相變應(yīng)力反應(yīng)，使鋼渣中游離氧化鈣(f-CaO)和游離氧化鎂(f-MgO)消解反應(yīng)，使之體積膨脹而粉化。
權(quán)利要求
1.鋼渣碎化處理工藝，其特征在于，包括以下步驟步驟1 輸送和傾倒高溫鋼渣將裝滿高溫鋼渣的渣罐送至鋼渣罐提升傾翻裝置上，然后將鋼渣罐提升至鋼渣碎化裝置的上方，由鋼渣罐提升傾翻裝置將高溫鋼渣勻速倒至鋼渣碎化裝置內(nèi)；步驟2 扒渣操作當(dāng)鋼渣罐中的鋼渣粘度大，流動(dòng)性差或溫度低處于半熔融狀態(tài)時(shí)，用多工位扒渣機(jī)將鋼渣搗碎后再扒進(jìn)鋼渣碎化裝置內(nèi)；步驟3 高溫鋼渣的碎化處理將經(jīng)過步驟1和步驟2后進(jìn)入鋼渣碎化裝置內(nèi)的流動(dòng)性好的熔融或半熔融不帶塊狀的鋼渣，或者半熔融帶有塊狀的鋼渣，進(jìn)行噴水碎化和機(jī)械碎化，將對(duì)鋼渣噴水時(shí)產(chǎn)生的蒸汽回收到蒸汽收集裝置內(nèi)；步驟4 鋼渣應(yīng)力分解碎化處理將在步驟3中粉碎后的鋼渣輸送到鋼渣應(yīng)力分解碎化裝置內(nèi)，將步驟3中回收到蒸汽收集裝置內(nèi)的蒸汽送入鋼渣應(yīng)力分解碎化裝置內(nèi)，鋼渣因熱應(yīng)力、化學(xué)應(yīng)力和相變應(yīng)力而使鋼渣中游離氧化鈣f-CaO和游離氧化鎂f-MgO消解反應(yīng)，鋼渣體積膨脹而粉化，并經(jīng)過數(shù)次螺旋拋物式?jīng)_擊反復(fù)滾動(dòng)后，鋼渣的碎化粒度達(dá)到預(yù)定要求；步驟5 渣鐵分離將步驟4中得到的鋼渣脫水后，輸送至磁選裝置進(jìn)行渣鐵分離，得到可利用的鋼渣和鐵。
2.鋼渣碎化處理設(shè)備，其特征在于，包括鋼渣罐提升傾翻裝置(1)、鋼渣碎化裝置 (2)、鋼渣應(yīng)力分解碎化裝置(3)、多工位扒渣機(jī)(4)、蒸汽收集裝置(5)和磁選裝置(6)，鋼渣碎化裝置(2)安裝在鋼渣罐提升傾翻裝置(1)的上方，其左側(cè)安裝有鋼渣應(yīng)力分解碎化裝置(3)，在鋼渣應(yīng)力分解碎化裝置(3)的左側(cè)安裝有磁選裝置(6)，在鋼渣應(yīng)力分解碎化裝置(3)的上方安置有多工位扒渣機(jī)(4)，在鋼渣應(yīng)力分解碎化裝置(3)與多工位扒渣機(jī)(4)之間安裝有蒸汽收集裝置(5)，蒸汽收集裝置(5)的右側(cè)頭部吸氣口與鋼渣碎化裝置(2)聯(lián)結(jié)，蒸汽收集裝置(5)的中右部吸氣口安置在鋼渣應(yīng)力分解碎化裝置(3)的右側(cè)上方，蒸汽收集裝置(5)左側(cè)吸氣口安置在鋼渣應(yīng)力分解碎化裝置(3)的右側(cè)上方，蒸汽收集裝置(5)的出氣口設(shè)置在鋼渣應(yīng)力分解碎化裝置(3)的左側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明涉及鋼渣處理技術(shù)領(lǐng)域，提供鋼渣碎化處理工藝，包括以下步驟輸送和傾倒高溫鋼渣；扒渣操作；高溫鋼渣的碎化處理；鋼渣應(yīng)力分解碎化處理以及渣鐵分離。本發(fā)明具有以下有益效果無論流動(dòng)性差的、半熔融狀態(tài)的、甚至塊狀的鋼渣都可進(jìn)行處理；節(jié)約能源；不產(chǎn)生水暴現(xiàn)象，安全可靠。本發(fā)明還提供了一種實(shí)施上述鋼渣碎化處理工藝的鋼渣碎化處理設(shè)備。
文檔編號(hào)C21B3/04GK102492790SQ20111044336
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月27日
發(fā)明者于偉民, 馮京躍, 孫剛, 宋玉才, 張強(qiáng), 朱立江, 牟永國, 許艷梅, 高國才 申請(qǐng)人:北京中冶設(shè)備研究設(shè)計(jì)總院有限公司