[發明專利]鋼渣碎化處理工藝及設備

有效

• 申請號: 201110443362.4
• 申請日: 2011-12-27
• 公開（公告）號: CN102492790A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 高國才;于偉民;孫剛;張強;馮京躍;朱立江;牟永國;宋玉才;許艷梅
• 申請（專利權）人: 北京中冶設備研究設計總院有限公司
• 主分類號: C21B3/04
• 分類號: C21B3/04
• 代理公司: 北京金言誠信知識產權代理有限公司 11229
• 代理人: 徐川

技術領域

本發明涉及煉鋼渣處理技術領域，特別是涉及鋼渣碎化處理工藝及設備。

背景技術

鋼渣是煉鋼生產的副產品，鋼渣的產量也隨著鋼產量的增加而增加，煉鋼過程中鋼渣的產生量約為鋼水量的10％-20％，這些廢渣不但占去大面積寶貴的土地，而且造成環境污染。隨著世界各國對環境保護的關注，鋼鐵企業開始重視對鋼渣的處理和利用，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，這些都是可以利用的有價資源。為了解決這個問題，人們研究成功了多種鋼渣碎化處理工藝及設備。

在現有技術中，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，而且會產生大量的粉塵蒸汽，造成空氣嚴重污染。

盤潑水冷法：將流動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至水池進一步降溫。采用這種方法處理鋼渣會產生大量的粉塵蒸汽，造成空氣嚴重污染，而且處理環節多，造成設備復雜投資大。

水淬法：在高溫液態渣在從渣罐中傾倒下降的過程中，用高壓水噴射進行水淬，此時，渣和水進行熱交換，同時使熔渣在水幕中得以粒化。水淬法的優點是排渣迅速，有利于發揮煉鋼設備的潛力并減輕清渣的繁重體力勞動。但水淬時會產生大量蒸汽，由于鋼渣流動性較差，有時會有大塊鋼渣掉入水中，發生水暴現象，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，使熱悶池中產生大量蒸汽，與鋼渣進行復雜的物理反應，使鋼渣產生淬裂。熱悶法的主要缺點是淬渣周期長，不能實現連續處理。而且一般的熱悶池的長、寬、高分別達30m、12m、2.8m，處理煉鋼爐渣需要數量可觀的熱悶池，因此還存在占地面積大的缺點。

滾筒法：將高溫液態渣以一定的速度倒入滾筒內，由滾筒內的鋼球機械破碎力和水的聯合作用下，鋼渣內部產生熱應力、化學應力和相變應力，使鋼渣速冷、急碎。這種方法的主要缺點是：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，普遍采用的濺渣護爐技術常添加鎂質材料，導致渣的粘度提高流動性變差，使處理難度增加，這些缺點阻礙了滾筒法的發展。

除此之外，現有技術中還有其他幾種鋼渣粒化的方法；例如風淬法、風碎粒化法、輥輪粒化法，但都存在不足，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。

發明內容

本發明針對現有的鋼渣處理方法中存在的問題，提供鋼渣碎化處理工藝，該工藝不但能對流動性好粘度低的或流動性差粘度高的鋼渣進行碎化處理，而且能對部分凝成塊狀的半熔融狀態的鋼渣進行碎化處理，本發明還提供實施上述鋼渣碎化處理工藝的鋼渣碎化處理設備。

本發明的鋼渣處理工藝的技術方案如下：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；

步驟2：扒渣操作

當鋼渣罐中的鋼渣粘度大，流動性差或溫度低處于半熔融狀態時，用多工位扒渣機將鋼渣搗碎后再扒進鋼渣碎化裝置內；

步驟3：高溫鋼渣的碎化處理

將經過步驟1和步驟2后進入鋼渣碎化裝置內的流動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，進行噴水碎化和機械碎化，將對鋼渣噴水時產生的蒸汽回收到蒸汽收集裝置內；

步驟4：鋼渣應力分解碎化處理

將在步驟3中粉碎后的鋼渣輸送到鋼渣應力分解碎化裝置內，將步驟3中回收到蒸汽收集裝置內的蒸汽送入鋼渣應力分解碎化裝置內，鋼渣因熱應力、化學應力和相變應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，鋼渣體積膨脹而粉化，并經過數次螺旋拋物式沖擊反復滾動后，鋼渣的碎化粒度達到預定要求；

步驟5：渣鐵分離

將步驟4中得到的鋼渣脫水后，輸送至磁選裝置進行渣鐵分離，得到可利用的鋼渣和鐵。

實施本發明鋼渣碎化處理工藝的鋼渣碎化設備的技術方案如下：鋼渣碎化處理設備，其特征在于，包括：鋼渣罐提升傾翻裝置、鋼渣碎化裝置、鋼渣應力分解碎化裝置、多工位扒渣機、蒸汽收集裝置和磁選裝置。