CN115491445A - 液态钢渣干法处理调质设备及其调质方法 - Google Patents
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Abstract
本发明液态钢渣干法处理调质设备及其调质方法，涉及冶金制造技术领域，尤其涉及液态钢渣风淬冷却干法处理装置及其钢渣调质处理方法。本发明中间包设置于密闭干法处理设备前端外部，并与密闭干法处理设备内部相通；粒化器设置于中间包的下部，其前端部插入密闭干法处理设备的内部，位于中间包通入密闭干法处理设备内部出口的下部；调质原料仓设置于中间包的外部，其底部通过管路与粒化器相连通。本发明的技术方案解决了现有技术中的在接渣罐中加入调质原料的量较多，减少了钢渣的加载量，导致原有冶炼作业制度被打破，正常冶炼生产受到干扰，同时接渣罐内加入调质原料，受到渣液冲击，产生扬尘，污染环境；在渣池内加入调质原料，无法均化等问题。
Description
技术领域
本发明液态钢渣干法处理调质设备及其调质方法，涉及冶金制造技术领域，尤其涉及液态钢渣风淬冷却干法处理装置及其钢渣调质处理方法。
背景技术
我国是钢铁大国，近年粗钢产量已占到全球总产量一半以上，经济发展同时，由于相应技术没有同步跟上，导致钢渣处理环节一是热污染排放严重；二是，经过现有钢渣处理技术处理后得到的尾渣，由于其化学成分和矿物组成受上游冶炼工艺影响，无法直接满足下游水泥及商品混凝土行业要求。近年来在钢渣处理方面，出现了钢渣改质、改性或者称之为调质的方法，比如：在渣池里加入调质原料、或者在接渣罐里加入调质原料，冶炼终点得到的原渣，其特点是温度高、呈液态，由于存在高温，就为化学反应提供了条件之一热源；但是上面提及的两种调质方法存在以下问题：在接渣罐里加入调质原料，一是由于加入的量比较多，盛装的渣量就会减少，导致原有冶炼作业制度被打破，正常冶炼生产受到干扰；二是接渣罐内调质原料，受到渣液冲击，产生扬尘，污染炼钢炉区环境，这种方法也有优点：就是利用渣液冲击调质原料，能够起到搅拌均化作用；在渣池里加入调质原料方法，缺点是无法搅拌，无法均化，即便是使用挖掘机搅拌，效果有限，很不理想。加入的调质原料，如果是细粉状态，容易受冲击产生扬尘；如果采用10mm→20mm颗粒状原料，虽然可以减少扬尘，但受诸如温度、反应速度、流动度等因素影响，调质结果并不理想。
为了突破上述技术瓶颈，业内做了多种努力，尝试进行钢渣改质，但是效果不理想，专利CN113430307A、CN113684328A以及CN114891934A技术具有很好的钢渣液态调质动力学条件，而且还是在密闭空间进行，完全具备钢渣改质的物理条件。但是没有涉及调质技术功能和业务，仅从密闭干式处理分离并提取余热角度处理液态钢渣，没有充分利用液态原渣具有的高热能高热量；因此，在前述专利技术基础上，需要一种新的密闭干法处理液态钢渣设备，既能够完成一次处理任务，又能够同时完成调质任务的新式处理设备。
针对上述现有技术中所存在的问题，研究设计一种新型的液态钢渣干法处理调质设备及其调质方法，从而克服现有技术中所存在的问题是十分必要的。
发明内容
根据上述现有技术提出的在接渣罐中加入调质原料的量较多，减少了钢渣的加载量，导致原有冶炼作业制度被打破，正常冶炼生产受到干扰，同时接渣罐内加入调质原料，受到渣液冲击，产生扬尘，污染环境；在渣池内加入调质原料，无法均化等技术问题，而提供一种液态钢渣干法处理调质设备及其调质方法。本发明主要提供一种能够在钢渣一次处理同时，即能够进行钢渣调质，又能够保证环境质量、还能够解决现有技术产生过程中产生扬尘污染等问题，更重要的是：经过本技术实时、连续、均匀化调质处理，能够解决现有技术处理钢渣后的尾渣安定性不稳定、易磨性差(即RO相高)、胶凝性质低的普遍性问题，有利于尾渣建材化利用率提升。
本发明采用的技术手段如下：
一种液态钢渣干法处理调质设备包括：中间包、调质原料仓、粒化器和密闭干法处理设备；
进一步地，中间包设置于密闭干法处理设备前端外部，并与密闭干法处理设备内部相通；
进一步地，粒化器设置于中间包的下部，其前端部插入密闭干法处理设备的内部，位于中间包通入密闭干法处理设备内部出口的下部；
进一步地，调质原料仓设置于中间包的外部，并与中间包并列，其底部通过管路与粒化器相连通。
进一步地，中间包包括：中间包本体和倾斜渣槽；
进一步地，中间包本体底部前端设置有倾斜渣槽；
进一步地，倾斜渣槽的前端穿过密闭干法处理设备前端壁进入到密闭干法处理设备的内部，倾斜渣槽的前端出口倾斜向下，便于钢渣顺利流出。
进一步地，粒化器包括：进风管、风机和喷嘴；
进一步地，进风管设置于中间包的下部，其前端穿过密闭干法处理设备前端壁进入到密闭干法处理设备的内部；
进一步地，进风管的前端向上倾斜或者水平设置，其前端尾端设置有风机，前端设置有喷嘴；
进一步地，喷嘴位于倾斜渣槽前端出口的下方。
进一步地，调质原料仓包括：料仓本体、调节阀和下料管；
进一步地，料仓本体设置于中间包本体的外部，并与中间包并列，料仓本体内盛装调质原料；
进一步地，下料管的一端与料仓本体下端的出料口相连通，另一端与进风管相连通；
进一步地，下料管上设置有调节阀。
进一步地，料仓本体设置为一个或多个；
进一步地，料仓本体设置为多个的时候，并通过多个下料管并联后与进风管相连通。
液态钢渣干法处理调质设备的调质方法包括如下步骤：
51、待机准备：粒化器通过进风管供风，处于正常工作状态，待机；
52、钢渣入罐：行车吊运渣罐至中间包正上方，对准中间包，使用尾钩逐渐提升尾钩，将液态原渣缓慢倒入中间包中；原渣液经过中间包的倾斜渣槽流出中间包在重力场的作用下，向密闭干法处理设备的料床流淌；
53：均化调质：此时，打开调质原料仓的调节阀，向粒化器的进风管中输送调质原料；调质原料进入粒化器的进风管内，在高压风作用下，调质原料与高压风一同喷向钢渣束流；固定在中间包正下方底部的粒化器将冷却介质和调质原料混合共同射向正前方流淌而出的钢渣束流；将钢渣束流向密闭干法处理设备的后方方向射出；钢渣束流在射流介质作用下，连续被切割成薄片、条、带状，进而在冷却媒介与调质原料混合物向前飞行过程中，遇到空气阻力而被初步切割成薄片、条带状的渣片，变成更小的薄片条、带状，进而渣液在飞行过程中产生振动、破碎，进一步卷吸成圆球状钢渣颗粒，最后落到水平料床上；在此过程中，由于调质原料与高压气体是混合在一起喷射向渣液束流的，调质原料输出过程是均匀的，与束流切割接触是连续的，因此对束流切割、破碎、飞行、卷吸、搅拌也是连续过程，并且调质效果相对钢渣原渣来说也是均匀的。
54、调质结果：难磨物质减少，尾渣易磨性得到改善，胶凝性质得到提升，尾渣工程化应用安定性得到改善，工程应用范围得到拓展。
进一步地，调质原料采用SiO2、粉煤灰、煤矸石中的一种或几种的组合作为调质剂，细度粉磨至0.08mm方孔筛筛余20％左右,0.02mm方孔筛筛余20％左右，如果采用粉煤灰则直接使用；射流介质采用环境大气或二氧化碳。
进一步地，二氧化碳气体为冷却媒介对钢渣束流实施切割粒化作业时，液态钢渣干法处理调质设备的调质方法还能实现对液态钢渣的碳酸化处理。
较现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明提供的液态钢渣干法处理调质设备及其调质方法，解决了现有钢渣处理技术中的钢渣改质问题，尾渣安定性改善，易磨性改善，胶凝性能提升，并且能够随同主机设备长期稳定运行，对环境和作业现场没有扬尘污染；
2、本发明提供的液态钢渣干法处理调质设备及其调质方法，解决了现有钢渣改质过程中存在的技术问题，同时还能够实现钢渣碳酸化。
综上，应用本发明的技术方案解决了现有技术中的在接渣罐中加入调质原料的量较多，减少了钢渣的加载量，导致原有冶炼作业制度被打破，正常冶炼生产受到干扰，同时接渣罐内加入调质原料，受到渣液冲击，产生扬尘，污染环境，无法均化等问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明结构剖面示意图；
图2为本发明结构侧视示意图；
图中：
1、中间包 1.1、中间包本体 1.2、倾斜渣槽；
2、调质原料仓 2.1、料仓本体 2.2、调节阀 2.3、下料管；
3、粒化器 3.1、进风管；
4、液态钢渣束流；
5、密闭干法处理设备；
6、圆球状钢渣颗粒；
7、水平料床。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
如图所示，本发明提供了一种液态钢渣干法处理调质设备包括：中间包1、调质原料仓2、粒化器3和密闭干法处理设备5；中间包1设置于密闭干法处理设备5前端外部，并与密闭干法处理设备5内部相通；粒化器3设置于中间包1的下部，其前端部插入密闭干法处理设备5的内部，位于中间包1通入密闭干法处理设备5内部出口的下部；调质原料仓2设置于中间包1的外部，并与中间包并列，其底部通过管路与粒化器3相连通。
中间包1包括：中间包本体1.1和倾斜渣槽1.2；中间包本体1.1底部前端设置有倾斜渣槽1.2；倾斜渣槽1.2的前端穿过密闭干法处理设备5前端壁进入到密闭干法处理设备5的内部，倾斜渣槽1.2的前端出口倾斜向下，便于钢渣顺利流出。
粒化器3包括：进风管3.1、风机3.2和喷嘴3.3；进风管3.1设置于中间包1的下部，其前端穿过密闭干法处理设备5前端壁进入到密闭干法处理设备5的内部；进风管3.1的前端向上倾斜，或者水平设置，其前端尾端设置有风机3.2,，前端设置有喷嘴3.3；喷嘴3.3位于倾斜渣槽1.2前端出口的下方。
调质原料仓2包括：料仓本体2.1、调节阀2.2和下料管2.3；料仓本体2.1设置于中间包本体1.1的内部，料仓本体2.1内盛装调质原料；下料管2.3的一端与料仓本体2.1下端的出料口相连通，另一端与进风管3.1相连通；下料管2.3上设置有调节阀2.2。
料仓本体2.1设置为一个或多个；料仓本体2.1设置为多个的时候，并通过多个下料管2.3并联后与进风管3.1相连通。
液态钢渣干法处理调质设备的调质方法包括如下步骤：
1、待机准备：粒化器3通过进风管3.1供风，处于正常工作状态，待机；
2、钢渣入罐：行车吊运渣罐至中间包1正上方，对准中间包1，使用尾钩逐渐提升尾钩，将液态原渣缓慢倒入中间包1中；原渣液经过中间包1的倾斜渣槽1.2流出中间包1在重力场的作用下，向密闭干法处理设备5的料床流淌；
3：均化调质：此时，打开调质原料仓2的调节阀2.2，向粒化器3的进风管3.1中输送调质原料；调质原料进入粒化器3的进风管3.1内，在高压风作用下，调质原料与高压风一同喷向钢渣束流4；固定在中间包1正下方底部的粒化器3将冷却介质和调质原料混合共同射向正前方流淌而出的钢渣束流4；将钢渣束流4向密闭干法处理设备5的后方方向射出；钢渣束流4在射流介质作用下，连续被切割成薄片、条、带状，进而在冷却媒介与调质原料混合物向前飞行过程中，遇到空气阻力而被初步切割成薄片、条带状的渣片，变成更小的薄片条、带状，进而渣液在飞行过程中产生振动、破碎，进一步卷吸成圆球状钢渣颗粒6，最后落到水平料床7上；在此过程中，由于调质原料与高压气体是混合在一起喷射向渣液束流的，调质原料输出过程是均匀的，与束流切割接触是连续的，因此对束流切割、破碎、飞行、卷吸、搅拌也是连续过程，因此调质效果相对钢渣原渣来说也是均匀的；
4调质原料：采用SiO2、粉煤灰、煤矸石中的一种或几种的组合作为调质剂，细度粉磨至0.08mm方孔筛筛余20％左右,0.02mm方孔筛筛余20％左右，如果采用粉煤灰则直接使用；射流介质采用环境大气或二氧化碳；
5、调质结果：难磨物质减少，尾渣易磨性得到改善，胶凝性质得到提升，尾渣工程化应用安定性得到改善，工程应用范围得到拓展。
二氧化碳气体为冷却媒介对钢渣束流4实施切割粒化作业时，液态钢渣干法处理调质设备的调质方法还能实现对液态钢渣的碳酸化处理。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (8)
1.一种液态钢渣干法处理调质设备，其特征在于：
所述的液态钢渣干法处理调质设备包括：中间包(1)、调质原料仓(2)、粒化器(3)和密闭干法处理设备(5)；
所述的中间包(1)设置于密闭干法处理设备(5)前端外部，并与密闭干法处理设备(5)内部相通；
所述的粒化器(3)设置于中间包(1)的下部，其前端部插入密闭干法处理设备(5)的内部，位于中间包(1)通入密闭干法处理设备(5)内部出口的下部；
所述的调质原料仓(2)设置于中间包(1)的外部，并与中间包(1)并列，其底部通过管路与粒化器(3)相连通。
2.根据权利要求1所述的液态钢渣干法处理调质设备，其特征在于：
所述的中间包(1)包括：中间包本体(1.1)和倾斜渣槽(1.2)；
所述的中间包本体(1.1)底部前端设置有倾斜渣槽(1.2)；
所述的倾斜渣槽(1.2)的前端穿过密闭干法处理设备(5)前端壁进入到密闭干法处理设备(5)的内部，倾斜渣槽(1.2)的前端出口倾斜向下，便于钢渣顺利流出。
3.根据权利要求1所述的液态钢渣干法处理调质设备，其特征在于：
所述的粒化器(3)包括：进风管(3.1)、风机(3.2)和喷嘴(3.3)；
所述的进风管(3.1)设置于中间包(1)的下部，其前端穿过密闭干法处理设备(5)前端壁进入到密闭干法处理设备(5)的内部；
所述的进风管(3.1)的前端向上倾斜，或者水平设置，其前端尾端设置有风机(3.2,)，前端设置有喷嘴(3.3)；
所述的喷嘴(3.3)位于倾斜渣槽(1.2)前端出口的下方。
4.根据权利要求1所述的液态钢渣干法处理调质设备，其特征在于：
所述的调质原料仓(2)包括：料仓本体(2.1)、调节阀(2.2)和下料管(2.3)；
所述的料仓本体(2.1)设置于中间包本体(1.1)的内部，料仓本体(2.1)内盛装调质原料；
所述的下料管(2.3)的一端与料仓本体(2.1)下端的出料口相连通，另一端与进风管(3.1)相连通；
所述的下料管(2.3)上设置有调节阀(2.2)。
5.根据权利要求4所述的液态钢渣干法处理调质设备，其特征在于：
所述的料仓本体(2.1)设置为一个或多个；
所述的料仓本体(2.1)设置为多个的时候，并通过多个下料管(2.3)并联后与进风管(3.1)相连通。
6.一种液态钢渣干法处理调质设备的调质方法，其特征在于：
所述的液态钢渣干法处理调质设备的调质方法包括如下步骤：
61、待机准备：粒化器(3)通过进风管(3.1)供风，处于正常工作状态，待机；
62、钢渣入罐：行车吊运渣罐至中间包(1)正上方，对准中间包(1)，使用尾钩逐渐提升尾钩，将液态原渣缓慢倒入中间包(1)中；原渣液经过中间包(1)的倾斜渣槽(1.2)流出中间包(1)在重力场的作用下，向密闭干法处理设备(5)的料床流淌；
63：均化调质：此时，打开调质原料仓(2)的调节阀(2.2)，向粒化器(3)的进风管(3.1)中输送调质原料；调质原料进入粒化器(3)的进风管(3.1)内，在高压风作用下，调质原料与高压风一同喷向钢渣束流(4)；固定在中间包(1)正下方底部的粒化器(3)将冷却介质和调质原料混合共同射向正前方流淌而出的钢渣束流(4)；将钢渣束流(4)向密闭干法处理设备(5)的后方方向射出；钢渣束流(4)在射流介质作用下，连续被切割成薄片、条、带状，进而在冷却媒介与调质原料混合物向前飞行过程中，遇到空气阻力而被初步切割成薄片、条带状的渣片，变成更小的薄片条、带状，进而渣液在飞行过程中产生振动、破碎，进一步卷吸成圆球状钢渣颗粒(6)，最后落到水平料床(7)上；在此过程中，由于调质原料与高压气体是混合在一起喷射向渣液束流的，调质原料输出过程是均匀的，与束流切割接触是连续的，因此对束流切割、破碎、飞行、卷吸、搅拌也是连续过程，并且调质效果相对钢渣原渣来说也是均匀的。
64、调质结果：难磨物质减少，尾渣易磨性得到改善，胶凝性质得到提升，尾渣工程化应用安定性得到改善，工程应用范围得到拓展。
7.根据权利要求6所述的液态钢渣干法处理调质设备的调质方法，其特征在于：
所述的调质原料采用SiO2、粉煤灰、煤矸石中的一种或几种的组合作为调质剂，细度粉磨至0.08mm方孔筛筛余20％左右,0.02mm方孔筛筛余20％左右，如果采用粉煤灰则直接使用；射流介质采用环境大气或二氧化碳。
8.根据权利要求7所述的液态钢渣干法处理调质设备的调质方法，其特征在于：
所述的二氧化碳气体为冷却媒介对钢渣束流(4)实施切割粒化作业时，液态钢渣干法处理调质设备的调质方法还能实现对液态钢渣的碳酸化处理。
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