一種熔融鋼渣輥壓改性處理裝置及方法與流程

本發(fā)明涉及一種熔融鋼渣輥壓改性處理裝置及方法，屬于固體廢棄物處理領域。

背景技術：

目前，鋼渣作為煉鋼工業(yè)排出的一種冶煉廢渣，其產(chǎn)率約為粗鋼的12％～14％，其綜合利用已成為煉鋼廠的頭號難題。美國、歐洲、日本等發(fā)達國家的鋼渣綜合利用率在90％以上，而我國由于產(chǎn)生量巨大、缺乏有效的綜合利用途徑，導致鋼渣的綜合利用率一直徘徊在30％左右，目前主要用作道路材料、回填材料和水泥、混凝土原料等。鋼渣難以大規(guī)模推廣應用的主要原因有：(1)煉鋼時加入的過多石灰導致鋼渣中含有較多的游離氧化鈣，作建材時易膨脹造成破壞；(2)鋼渣中含有一定量的水硬膠凝性礦物硅酸三鈣和硅酸二鈣，但含量較少，活性較差，難以滿足水泥和混凝土行業(yè)對輔助性膠凝材料的技術要求；(3)鋼渣中含鐵礦物如鐵酸二鈣、ro相等含量較多，導致鋼渣磨細制備鋼渣粉時，粉磨電耗高。為此，改善鋼渣的體積穩(wěn)定性和水硬膠凝性，是鋼渣實現(xiàn)在道路工程、回填工程及水泥、混凝土行業(yè)大規(guī)模應用的關鍵。

目前國內(nèi)應用的鋼渣的穩(wěn)定化處理工藝主要有熱潑法、風淬法、滾筒法、常壓池式熱悶法和輥壓破碎-余熱有壓熱悶法等。熱潑法占地面積大，處理周期長，蒸汽量大且無組織排放，處理后的鋼渣游離氧化鈣殘留較多；風淬法僅能處理流動性良好的液態(tài)熔融鋼渣，而對于轉爐鋼渣來說，液態(tài)渣粘度高使得風淬法對于鋼渣的處理率難以突破50％；滾筒法也只能處理流動性良好的鋼渣，對設備磨損較重；常壓池式熱悶法占地少，可處理任何液態(tài)或固體鋼渣，處理后的鋼渣游離氧化鈣含量低，但處理周期需24h；輥壓破碎-余熱有壓熱悶法占地少、處理周期短(僅2.5h)，蒸汽和污染物實現(xiàn)了有組織排放，處理后的鋼渣游離氧化鈣含量低，自動化程度高，是目前為止我國乃至世界上技術最為先進的處理技術。

鋼渣輥壓破碎-余熱有壓熱悶法雖然可以快速消解鋼渣中的游離氧化鈣，但無法有效提高鋼渣的水硬膠凝性。鋼渣水硬膠凝性低的主要原因是煉鋼完畢產(chǎn)生的鋼渣中sio2、al2o3、cao成分含量較低，難以生成較多的水硬膠凝性礦物硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣等，因此改善鋼渣的水硬膠凝性需要向鋼渣中加入硅鋁鈣等改性材料，在高溫狀態(tài)下與鋼渣生成較多的硅酸三鈣、硅酸二鈣和鋁酸三鈣等水硬膠凝性礦物。倒入輥壓車間即將進行輥壓破碎?；匿撛鼫囟纫话銥?350℃～1700℃，為高溫反應提供了熱力學條件，而輥壓機的往復輥壓行走為鋼渣和改性材料的混勻提供了動力學條件。

技術實現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種熔融鋼渣輥壓改性處理裝置，其特征在于，該裝置包括：螺旋給料裝置、旋轉給料閥、脈沖送料裝置、料倉以及鋼渣輥壓破碎臺車；料倉中放置有改性材料，料倉的下方連接設置有脈沖送料裝置，脈沖送料裝置的下方連接設置有旋轉給料閥，旋轉給料閥的下方設置有螺旋給料裝置，料倉中的改性材料通過脈沖送料裝置、旋轉給料閥送入螺旋給料裝置中；并通過螺旋給料裝置向渣床上布撒改性材料，其中，螺旋給料裝置、旋轉給料閥、脈沖送料裝置、料倉位于輥壓破碎臺車上，與輥壓破碎臺車共同往復移動，向渣床上布撒改性材料，鋼渣輥壓破碎臺車包括輥壓破碎機，輥壓破碎機能夠隨鋼渣輥壓破碎臺車往復行走，用于對渣床上的熔融鋼渣進行輥壓破碎。

其中，所述的螺旋給料裝置包括連接座，述的螺旋給料裝置通過連接座設置于鋼渣輥壓破碎臺車上。

其中，所述的螺旋給料裝置包括變頻減速機，動力裝置通過變頻減速機向螺旋給料裝置輸送動力。

其中，螺旋給料裝置自外向里依次是不銹鋼保護罩、防火隔熱材料、殼體、螺旋轉子，在不銹鋼保護罩和殼體之間設置有錨爪，用于連接殼體和不銹鋼保護罩，起到固定防火隔熱材料的作用。優(yōu)選，所述的螺旋給料裝置的殼體、螺旋轉子是16mn鋼。優(yōu)選，所述的旋給料裝置的防火隔熱材料為高純高鋁耐火材料；所述的防火隔熱材料位于殼體外表面。

其中，所述的螺旋給料裝置還包括出料口和出料口擋板，優(yōu)選出料口位于殼體上，出料口背對輥壓破碎機，出料口擋板位于出料口下方，優(yōu)選出料口擋板為第一折彎板狀，第一折彎板狀一邊的一端固定于殼體，第一折彎板狀的另一邊固定于第一折彎板狀一邊的另一端，保證出料口流出的改性材料順利落下。

其中，所述的螺旋給料裝置還包括出料口防水板，其位于出料口擋板的右下方，優(yōu)選出料口防水板為第二折彎板狀，優(yōu)選為l形，第二折彎板狀一邊的一端固定于殼體，第二折彎板狀的另一邊固定于第二折彎板狀的一邊的另一端，防止輥壓淋水時自不銹鋼保護罩上流下的水與出料口中流出的改性材料混合，保證流出的改性材料呈干粉狀落下。

其中，所述的螺旋給料裝置還包括出料口防渣板，其位于出料口防水板的左下方，優(yōu)選出料口防渣板為第三折彎板狀，第三折彎板狀一邊的一端固定于殼體，第三折彎板狀的另一邊固定于第三折彎板狀的一邊的另一端，并且出料口防渣板和出料口防水板相對布置，出料口擋板位于出料口防渣板和出料口防水板之間，防止輥壓破碎機挑起的熱態(tài)熔渣濺到出料口防水板上，妨礙改性材料的正常流出。

本發(fā)明還涉及一種采用上述處理裝置對熔融鋼渣輥壓改性處理方法，包括以下步驟：

1)將改性材料加入料倉內(nèi)；

2)通過旋轉給料閥、脈沖送料裝置將改性材料送入螺旋給料裝置內(nèi)；

3)當輥壓破碎機開始對熔融鋼渣進行輥壓破碎時，螺旋給料裝置中的螺旋轉子推出改性材料，撒入熔融鋼渣中，混合；

4)改性材料出料和混合一直進行直至輥壓破碎機往復行走結束。

其中，此方法可處理含液態(tài)熔融的鋼渣，包括熔融液態(tài)或固液混合體。

其中，進行輥壓改性的熔融鋼渣溫度為1350℃以上。

本發(fā)明中熔融鋼渣輥壓改性處理方法簡單，操作方便，充分利用了熔融鋼渣的高溫熱力學條件和鋼渣輥壓破碎機往復行走攪動鋼渣的動力學條件，在渣床上將熔融鋼渣和改性材料充分混合，促進鋼渣中更多的硅酸三鈣、硅酸二鈣和鋁酸三鈣等水硬膠凝性礦物生成，同時降低了鋼渣中的游離氧化鈣含量，改善了鋼渣的體積穩(wěn)定性和水硬膠凝性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的主視圖。

圖2為本發(fā)明的俯視圖。

圖3為本發(fā)明的a-a剖面圖。

附圖主要符號說明

1螺旋給料裝置

1-1殼體

1-2螺旋轉子

1-3連接座

1-4變頻減速機

1-5防火隔熱材料

1-6不銹鋼保護罩

1-7錨爪

1-8出料口

1-9出料口擋板

1-10出料口防水板

1-11出料口防渣板

2旋轉給料閥

3脈沖送料裝置

4料倉

5鋼渣輥壓破碎臺車

6輥壓破碎機

具體實施方式

如圖1、2、3為本發(fā)明一種熔融鋼渣輥壓改性處理裝置的結構示意圖，包括螺旋給料裝置1、旋轉給料閥2、脈沖送料裝置3、料倉4。料倉4中放置有改性材料，料倉4的下方連接設置有脈沖送料裝置3，脈沖送料裝置3的下方連接設置有旋轉給料閥2，旋轉給料閥2的下方設置有螺旋給料裝置1，料倉4中的改性材料通過脈沖送料裝置3、旋轉給料閥2送入螺旋給料裝置1中；并通過螺旋給料裝置1向渣床上布撒改性材料，其中，螺旋給料裝置1、旋轉給料閥2、脈沖送料裝置3、料倉4位于輥壓破碎臺車5上，與輥壓破碎臺車5共同往復移動，向渣床上布撒改性材料，鋼渣輥壓破碎臺車5包括輥壓破碎機6，輥壓破碎機6能夠隨鋼渣輥壓破碎臺車5往復行走，用于對渣床上的熔融鋼渣進行輥壓破碎。其中，所述的螺旋給料裝置1包括連接座1-3，述的螺旋給料裝置1通過連接座1-3設置于鋼渣輥壓破碎臺車5上。所述的螺旋給料裝置1包括變頻減速機1-4，動力裝置通過變頻減速機向螺旋給料裝置1輸送動力。

如圖3所示，螺旋給料裝置1自外向里依次是不銹鋼保護罩1-6、防火隔熱材料1-5、殼體1-1、螺旋轉子1-2，在不銹鋼保護罩1-6和殼體1-1之間設置有錨爪1-7，用于連接殼體1-1和不銹鋼保護罩1-6，起到固定防火隔熱材(1-5的作用。優(yōu)選，所述的螺旋給料裝置1的殼體1-1、螺旋轉子1-2是16mn鋼。優(yōu)選，所述的旋給料裝置1的防火隔熱材料1-5為高純高鋁耐火材料；所述的防火隔熱材料1-5位于殼體1-1外表面。所述的螺旋給料裝置還包括出料口1-8和出料口擋板1-9，優(yōu)選出料口1-8位于殼體1-1上，出料口1-8背對輥壓破碎機6，出料口擋板1-9位于出料口1-8下方，優(yōu)選出料口擋板1-9為第一折彎板狀，第一折彎板狀一邊的一端固定于殼體1-1，第一折彎板狀的另一邊固定于第一折彎板狀一邊的另一端，保證出料口1-8流出的改性材料順利落下。所述的螺旋給料裝置還包括出料口防水板1-10，其位于出料口擋板1-9的右下方，優(yōu)選出料口防水板1-10為第二折彎板狀，優(yōu)選為l形，第二折彎板狀一邊的一端固定于殼體1-1，第二折彎板狀的另一邊固定于第二折彎板狀的一邊的另一端，防止輥壓淋水時自不銹鋼保護罩1-6上流下的水與出料口1-8中流出的改性材料混合，保證流出的改性材料呈干粉狀落下。所述的螺旋給料裝置還包括出料口防渣板1-11，其位于出料口防水板1-10的左下方，優(yōu)選出料口防渣板1-11為第三折彎板狀，第三折彎板狀一邊的一端固定于殼體1-1，第三折彎板狀的另一邊固定于第三折彎板狀的一邊的另一端，并且出料口防渣板1-11和出料口防水板1-10相對布置，出料口擋板1-9位于出料口防渣板1-11和出料口防水板1-10之間，防止輥壓破碎機6挑起的熱態(tài)熔渣濺到出料口防水板1-10上，妨礙改性材料的正常流出。

所述的螺旋給料裝置1包括殼體1-1、螺旋轉子1-2、連接座1-3、變頻減速機1-4、防火隔熱材料1-5、不銹鋼保護罩1-6、錨爪1-7、出料口1-8、出料口擋板1-9、出料口防水板1-10、出料口防渣板1-11。連接座1-3位于輥壓破碎臺車5上，將螺旋給料裝置1固定到輥壓破碎臺車上。變頻減速機1-4位于螺旋給料裝置1的左端(圖1)。螺旋給料裝置1自外向里依次是不銹鋼保護罩1-6、防火隔熱材料1-5、殼體1-1、螺旋轉子1-2。錨爪1-7連接殼體1-1和不銹鋼保護罩1-6，起到固定防火隔熱材料1-5的作用。出料口1-8開口處位于螺旋給料裝置1右下方(圖3)，背對輥壓破碎機6。出料口擋板1-9位于出料口下方，保證出料口流出的改性材料順利落下。出料口防水板1-10位于出料口擋板1-9的右下方(圖3)，防止輥壓淋水時自不銹鋼保護罩1-6上流下的水與出料口1-8中流出的改性材料混合，保證流出的改性材料呈干粉狀落下。出料口防渣板1-11位于出料口防水板1-10的左下方(圖3)，防止輥壓破碎機6挑起的熱態(tài)熔渣濺到出料口防水板1-10上，妨礙改性材料的正常流出。

熔融鋼渣輥壓改性處理方法包括如下步驟：

1)將改性材料加入料倉4中；

2)通過旋轉給料閥2、脈沖送料裝置3將改性材料送入螺旋給料裝置1中；

3)當輥壓破碎機6開始對1350℃以上的熔融鋼渣進行輥壓破碎時，螺旋給料裝置中的螺旋轉子1-2通過出料口1-8推出改性材料，撒入渣床上的1350℃以上的熔融鋼渣中，混合、反應；

4)改性材料布料和混合直至輥壓破碎機6往復行走結束。