CN116083663A - 风淬法钢渣处理系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种风淬法钢渣处理系统，包括中间包、粒化器、冷水池和链斗提升机；中间包用于承接液态钢渣，并使液态钢渣从出渣口排出；粒化器进气口连接气源站，出气口与中间包出渣口的正下方相对，气源站用于输出混合有雾化水的压缩气体，使中间包出渣口排出的液态钢渣粒化为细小颗粒，并落入至冷水池；冷水池位于粒化器出气口的前方；链斗提升机位于冷水池内，用于将冷水池内的固态钢渣脱水取出，并输送至指定位置。上述风淬法钢渣处理系统，通过在压缩空气中混合雾化水汽，增加了空气流的冲击动能，使得液态钢渣分割粒化效果更好，加快了液态钢渣在飞行过程中的冷却和粒化，水汽也能够促进液态钢渣中f‑CaO的消解反应，尽量消除钢渣中的不稳定相。

Description

风淬法钢渣处理系统

技术领域

本申请涉及钢渣处理技术领域，特别是涉及一种风淬法钢渣处理系统。

背景技术

钢渣处理是现行冶金固废综合利用中最为复杂的大类，因为钢渣种类繁多、体量巨大、成分及处理工序复杂、处理难度极大，因此钢渣处理一直是钢铁企业固废处理的头等难题。

近年来，在环保节能及可持续发展的指导下，钢渣应用于建筑等方面的局面已经逐渐打开，且钢渣微粉技术的成功应用为风淬法、热闷法等尾渣的高效利用开辟了成功应用的途径。

以风淬法为例，其采用压缩空气对熔融状态的钢渣进行吹喷，使钢渣被高速气流击碎，形成细小渣粒，从而便于后续处理。风淬法的钢渣处理方式能够避免爆炸的危险及水质污染，并能够对热能进行回收。然而，虽然风淬法在安全方面具有一定优势，但其在液态钢渣的粒化分割方面的效果欠佳。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种风淬法钢渣处理系统，能够更好的对液态钢渣进行粒化分割。

一种风淬法钢渣处理系统，包括：

中间包，用于承接液态钢渣，并使液态钢渣从出渣口排出；

粒化器，进气口连接气源站，出气口与所述中间包出渣口的正下方相对，所述气源站用于输出混合有雾化水的压缩气体，使所述中间包出渣口排出的液态钢渣粒化为细小颗粒，并落入至冷水池；

冷水池，位于所述粒化器出气口的前方；

链斗提升机，位于所述冷水池内，用于将冷水池内的固态钢渣脱水取出，并输送至指定位置。

在其中一个实施例中，还包括蒸汽回收管道，所述蒸汽回收管道一端位于冷水池上方，另一端连接除尘器。

在其中一个实施例中，还包括安全箱，所述安全箱底部贯通，并位于所述冷水池的上方，所述安全箱的一侧用于进入粒化后的钢渣，所述安全区的顶部与所述蒸汽回收管道的一端连通。

在其中一个实施例中，所述安全箱的顶部呈棱锥形结构设置，所述蒸汽回收管道的一端与所述棱锥形结构的顶端连通。

在其中一个实施例中，所述冷水池包括降温区，所述降温区整体位于所述安全箱的下方，所述降温区靠近所述粒化器的一端深度小于远离所述粒化器的一端深度，所述链斗提升机位于所述降温区的远离所述粒化器的一侧。

在其中一个实施例中，所述冷水池还包括抬升区，所述抬升区位于所述降温区的远离所述粒化器的一侧，所述抬升区靠近所述降温区的一端深度大于远离所述降温区的一端深度，所述链斗提升机沿所述抬升区底面倾斜角度设置在所述抬升区内。

在其中一个实施例中，所述抬升区最低端的水平高度低于所述降温区最低端的水平高度。

在其中一个实施例中，所述抬升区的最低端位于所述降温区的最低端的下方。

在其中一个实施例中，还包括倾翻装置，用于将装有液体钢渣的渣罐倾倒向所述中间包，使渣罐内的液态钢渣进入到所述中间包。

在其中一个实施例中，还包括吊装装置，用于将装有液态钢渣的渣罐吊装至倾翻装置，以使倾翻装置能够将渣罐内的液态钢渣倾倒向所述中间包。

上述风淬法钢渣处理系统，在使用时将装有液态钢渣的渣罐通过吊装装置或渣罐运输装置运送至钢渣处理车间，随后倾翻装置会将渣罐内的液态钢渣注入中间包，液态钢渣会从中间包的出渣口流出，并在下落的过程中经过粒化器的出气口，粒化过程中气源站会将混合有雾化水的压缩气体输入向粒化器，并使经过粒化器出气口的液态钢渣被混合有雾化水的压缩气体吹喷破碎呈细小均匀的颗粒，在此过程中使液态钢渣迅速冷却，落入冷水池中，最后采用链斗提升机将冷水池内完全冷却后的固态钢渣脱水取出，并输送至指定位置。该系统通过在压缩空气中混合雾化水汽，增加了空气流的冲击动能，使得液态钢渣分割粒化效果更好，同时也加快了液态钢渣在飞行过程中的冷却和粒化，水汽也能够促进液态钢渣中f-CaO的消解反应，尽量消除钢渣中的不稳定相。

附图说明

图1为一个实施例的风淬法钢渣处理系统工艺流程图；

图2为第一个实施例的风淬法钢渣处理系统结构示意图；

图3为第二个实施例的风淬法钢渣处理系统结构示意图。

图中：110、粒化器；121、降温区；122、抬升区；130、链斗提升机；140、蒸汽回收管道；150、安全箱。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”或“设置于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。本申请的说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”、“下”可以是第一特征直接和第二特征接触，或第一特征和第二特征间接地通过中间媒介接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

除非另有定义，本申请的说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本申请的说明书所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1和图2所示，在一个实施例中，一种风淬法钢渣处理系统，包括中间包、粒化器110、冷水池和链斗提升机130；中间包用于承接液态钢渣，并使液态钢渣从出渣口排出；粒化器110进气口连接气源站，出气口与中间包出渣口的正下方相对，气源站用于输出混合有雾化水的压缩气体，使中间包出渣口排出的液态钢渣粒化为细小颗粒，并落入至冷水池；冷水池位于粒化器110出气口的前方；链斗提升机130位于冷水池内，用于将冷水池内的固态钢渣脱水取出，并输送至指定位置。

上述风淬法钢渣处理系统，在使用时将装有液态钢渣的渣罐通过吊装装置或渣罐运输装置运送至钢渣处理车间，随后倾翻装置会将渣罐内的液态钢渣注入中间包，液态钢渣会从中间包的出渣口流出，并在下落的过程中经过粒化器110的出气口，粒化过程中气源站会将混合有雾化水的压缩气体输入向粒化器110，并使经过粒化器110出气口的液态钢渣被混合有雾化水的压缩气体吹喷破碎呈细小均匀的颗粒，在此过程中使液态钢渣迅速冷却，落入冷水池中，最后采用链斗提升机130将冷水池内完全冷却后的固态钢渣脱水取出，并输送至指定位置。该系统通过在压缩空气中混合雾化水汽，增加了空气流的冲击动能，使得液态钢渣分割粒化效果更好，同时也加快了液态钢渣在飞行过程中的冷却和粒化，水汽也能够促进液态钢渣中f-CaO的消解反应，尽量消除钢渣中的不稳定相。

需要说明的是，冷水池中的水在反复的对钢渣进行冷却后需要与循环水池内的水进行交换，以保持水温合适，另外冷水池还与补水装置连接，用于保持冷水池水量。链斗提升机130抬升出的钢渣会通过集料斗移动至皮带机上，最终通过大倾角胶带输送机输送至储料仓，并通过电动卸料阀装载至指定设备。

在本实施例中，还包括倾翻装置和吊装装置，其中倾翻装置用于将装有液体钢渣的渣罐倾倒向中间包，使渣罐内的液态钢渣进入到中间包。吊装装置用于将装有液态钢渣的渣罐吊装至倾翻装置，以使倾翻装置能够将渣罐内的液态钢渣倾倒向中间包。

在本实施例中，还包括蒸汽回收管道140，蒸汽回收管道140一端位于冷水池上方，另一端连接除尘器。

具体的，当粒化器110出气口中吹喷处的混合有雾化水的压缩空气与液态钢渣接触时，两者间会产生水蒸气和粉尘，当液态钢渣被吹喷破碎后落入冷水池中，同样会产生大量水蒸气以及粉尘，此时水蒸气和粉尘在上升的过程中会被蒸汽回收管道140吸取，其中粉尘会在移动到蒸汽回收管道140另一端时被除尘器吸收，防止粉尘扩散到外部环境中，造成污染。

在本实施例中，还包括安全箱150，安全箱150底部贯通，并位于冷水池的上方，安全箱150的一侧用于进入粒化后的钢渣，安全区的顶部与蒸汽回收管道140的一端连通。

具体的，被破碎后的液态钢渣进入到安全箱150中并落入至安全箱150范围内的冷水池中，安全箱150能够防止破碎的液态钢渣溅落到外界其他环境中，安全性更好。液态钢渣在与冷水池接触时会产生大量水蒸气和粉尘，该水蒸气和粉尘在上升到冷水池上方后便处于安全箱150范围内，并且只能沿安全箱150进入到蒸汽回收管道140内，并最终被除尘器吸收。

如图3所示，在本实施例中，安全箱150的顶部呈棱锥形结构设置，蒸汽回收管道140的一端与棱锥形结构的顶端连通。

具体的，安全箱150的顶部还可采用其他中间高四周低的结构，以便于水蒸气和粉尘在上升时能够沿安全箱150倾斜的顶面进入到蒸汽回收管道140内，且进入过程更流畅。

在本实施例中，冷水池包括降温区121，降温区121整体位于安全箱150的下方，降温区121靠近粒化器110的一端深度小于远离粒化器110的一端深度，链斗提升机130位于降温区121的远离粒化器110的一侧。

具体的，通过将降温区121靠近粒化器110的一端深度设置小于另一端深度，液态钢渣在进入降温区121时会率先与降温区121的远离粒化器110的一侧水面接触，另外由于链斗提升机130位于降温区121的远离粒化器110的一侧，因此落入至降温区121的钢渣最终会落至链斗提升机130中，并被链斗提升机130脱水取出，运输到指定位置。其中降温区121倾斜的底部设置能够防止落入冷水池内的钢渣沉积不动，能够使钢渣沿降温区121倾斜的底面移动并汇聚于一处，便于后续取出。

在本实施例中，冷水池还包括抬升区122，抬升区122位于降温区121的远离粒化器110的一侧，抬升区122靠近降温区121的一端深度大于远离降温区121的一端深度，链斗提升机130沿抬升区122底面倾斜角度设置在抬升区122内。

具体的，由于抬升区122靠近降温区121的一端深度大于远离降温区121一端的深度，且抬升区122与降温区121连通，因此在安全链斗提升机130时能够沿倾斜的抬升区122底面对链斗提升机130进行设置，安装更方便。

在本实施例中，抬升区122最低端的水平高度低于降温区121最低端的水平高度。

具体的，通过将抬升区122最低端的水平高度设置低于降温区121最低端的水平高度，并且抬升区122水平高度最低的一端与降温区121水平高度最低的一端相互连通，使得链斗提升机130布置在抬升区122内后，链斗提升机130低处的一端会位于抬升区122最低处，也即是位于降温区121最低处的下方，使得降温区121内的钢渣能够沿降温区121倾斜底面下落至链斗提升机130上，并被链斗提升机130脱水取出，输送到指定位置。

在本实施例中，抬升区122的最低端位于降温区121的最低端的下方。

具体的，链斗提升机130的最低端能够伸入到抬升区122的最低端位置处，且由于抬升区122的最低端位于降温区121最低端的下方，因此链斗提升机130的低端部分整体位于降温区121最低端位置处的下方，使得沿降温区121倾斜底面滑落的钢渣能够完全落入到链斗提升机130上。

上述风淬法钢渣处理系统，采用高压气体混合水汽作介质，将熔融态的钢渣击碎成球型细小颗粒，然后用水补充冷却，在冷却过程中强化f-CaO的消解反应(指在加热的条件下利用强酸或碱对样品进行反应处理以使有机物分解或使其中还原性物质破坏，将各种价态的元素氧化成单一高价态或转变成易于分离的无机化合物，同时样品得以浓缩，即清澈透明无沉淀，从而便于分析测定)。粒化和冷却过程使钢渣中的不稳定相基本消失，颗粒表面非晶态矿物相显著增加，钢渣的潜在活性提高。由于钢水和液态钢渣的表面张力不同，风淬过程可使渣铁得到良好的分离，固态渣和钢都呈球型细小颗粒，渣包钢的情况不会出现，且粒度分布区间较窄。

该风淬法钢渣处理系统投资小、占地少、运行稳定，粒化后的钢渣产品细小均匀，钢渣分离度好，更加有利于烧结的配料、粒钢的磁选提取、粒渣的综合应用，经济效益显著。

需要说明的是，钢渣在处理过程中的具体变化如下：

该压缩空气混合水汽的风淬钢渣处理技术主要用于处理熔渣温度≥1450℃，且流动性较好的高温液态炉渣。

液态钢渣经中间包控制流量后，由其下侧出渣口流出，同时，出渣口下方的粒化器110喷出混合有水汽的高速气流对空中下落的钢渣流形成强烈冲击，使液态钢渣在气流场中瞬间分散，形成半凝固状态粒化渣，

飞行的渣粒落入冷却水池中再进行水淬处理，处理后的渣粒粒度均匀，颗粒度直径稳定保持在3mm以内。

在风碎粒化过程中，分散状态下的高温渣中的氧化亚铁遇氧气作用，同渣中的游离氧化钙生成的铁酸钙相，落入水池中，细小的钢渣颗粒遇水作用，残留的石灰发生消解。

该风淬法钢渣处理系统，采用可控压力、流速和流向的高速空气流对液态钢渣进行冲击、分割，使液态渣在预设的运行轨迹中粒化成左右的液滴，并随着高速气流飞行，落入水池中迅速冷却为固态球状渣粒。

粒化的渣粒在飞行过程中，压缩空气对液态钢渣中CaO.FeO、MgO.FeO的分散固溶相进行改质处理，形成稳定的铁酸钙和铁酸镁相，在熔融和半熔融渣粒落入水池中冷却时也促进f-CaO的消解反应，粒化和冷却过程使钢渣中的不稳定相基本消失。由于是快速冷却，颗粒表面非晶态矿物相显著增加，钢渣的潜在活性提高。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种风淬法钢渣处理系统，其特征在于，包括：

中间包，用于承接液态钢渣，并使液态钢渣从出渣口排出；

粒化器，进气口连接气源站，出气口与所述中间包出渣口的正下方相对，所述气源站用于输出混合有雾化水的压缩气体，使所述中间包出渣口排出的液态钢渣粒化为细小颗粒，并落入至冷水池；

冷水池，位于所述粒化器出气口的前方；

链斗提升机，位于所述冷水池内，用于将冷水池内的固态钢渣脱水取出，并输送至指定位置。

2.根据权利要求1所述的风淬法钢渣处理系统，其特征在于，还包括蒸汽回收管道，所述蒸汽回收管道一端位于冷水池上方，另一端连接除尘器。

3.根据权利要求2所述的风淬法钢渣处理系统，其特征在于，还包括安全箱，所述安全箱底部贯通，并位于所述冷水池的上方，所述安全箱的一侧用于进入粒化后的钢渣，所述安全区的顶部与所述蒸汽回收管道的一端连通。

4.根据权利要求3所述的风淬法钢渣处理系统，其特征在于，所述安全箱的顶部呈棱锥形结构设置，所述蒸汽回收管道的一端与所述棱锥形结构的顶端连通。

5.根据权利要求4所述的风淬法钢渣处理系统，其特征在于，所述冷水池包括降温区，所述降温区整体位于所述安全箱的下方，所述降温区靠近所述粒化器的一端深度小于远离所述粒化器的一端深度，所述链斗提升机位于所述降温区的远离所述粒化器的一侧。

6.根据权利要求5所述的风淬法钢渣处理系统，其特征在于，所述冷水池还包括抬升区，所述抬升区位于所述降温区的远离所述粒化器的一侧，所述抬升区靠近所述降温区的一端深度大于远离所述降温区的一端深度，所述链斗提升机沿所述抬升区底面倾斜角度设置在所述抬升区内。

7.根据权利要求6所述的风淬法钢渣处理系统，其特征在于，所述抬升区最低端的水平高度低于所述降温区最低端的水平高度。

8.根据权利要求7所述的风淬法钢渣处理系统，其特征在于，所述抬升区的最低端位于所述降温区的最低端的下方。

9.根据权利要求8所述的风淬法钢渣处理系统，其特征在于，还包括倾翻装置，用于将装有液体钢渣的渣罐倾倒向所述中间包，使渣罐内的液态钢渣进入到所述中间包。

10.根据权利要求9所述的风淬法钢渣处理系统，其特征在于，还包括吊装装置，用于将装有液态钢渣的渣罐吊装至倾翻装置，以使倾翻装置能够将渣罐内的液态钢渣倾倒向所述中间包。

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