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CN201495230U - 一种液态钢渣气淬粒化装置 - Google Patents

一种液态钢渣气淬粒化装置 Download PDF

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李俊国
韩志杰
邢宏伟
胡长庆
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Abstract

一种液态钢渣气淬粒化装置，属冶金设备技术领域，用于解决粒化钢渣及回收钢渣显热问题。技术方案是：构成包括密闭的粒化罐本体、履带式输送机、中间料仓、中间包和中间包操作平台，中间包流渣槽与粒化罐本体进渣口密封连接，履带式输送机位于粒化罐本体内的下部，中间料仓位于粒化罐本体尾部的下部、与粒化罐本体密封对接，在中间料仓下部设有星型卸料阀，粒化罐本体端部设有气淬气体喷嘴，粒化罐本体头部设有冷却气体出口，粒化罐本体尾部设有冷却气体入口。本实用新型为密闭装置，采用惰性气体对液态钢渣干法粒化，处理后的渣粒细小均匀，渣中单质铁不会氧化，冷却气体与渣粒飞行逆向运行，在提高渣-气换热效率的同时，有利于液渣显热回收。

Description

一种液态钢渣气淬粒化装置
技术领域
本实用新型涉及一种将液态钢渣进行气淬粒化的装置，属冶金设备技术领域。
背景技术
钢渣是炼钢过程中的副产品，液态钢渣出炉温度在1550～1650℃，物理热1.7GJ/t，相当于每吨渣60kg标煤左右，是目前钢铁企业唯一没有进行回收利用的高品质余热资源。固态钢渣全铁量在15％～28％，其中相当一部分以单质铁形式存在，约占总量的8％～10％。提铁后的钢渣尾渣也具有很高的矿物价值，主要化学成分为CaO、SiO2、FeO、MgO等，是不可再生的矿物资源。钢渣资源的综合利用包括钢渣显热、单质铁回收以及尾渣的资源化。
钢渣显热回收过程中，需要注意两方面的问题。首先，钢渣和高炉渣都属于硅酸盐类体系，含有玻璃体(非晶相)和晶体。冷却速率较低时熔渣形成晶体相，其化学活性较低；快速冷却时形成玻璃相，具有潜在的化学活性。因此，在冶金渣余热回收的基础上，为了将钢渣尾渣用于钢渣硅酸盐水泥熟料，从而提高其综合利用价值，必须采用急冷的方式在液渣转变为固相过程中形成玻璃体或非晶相。其次，钢渣和高炉渣的导热率都相对较低，在1400～1550℃的液相阶段，其热导率λ只有0.1～0.3W/(m·K)；玻璃体固相的热导率λ为1～2W/(m·K)；晶体相的热导率λ只有7W/(m·K)左右，这给熔渣显热提取增加了很大的困难。
因此，无论是从熔渣的显热回收，还是从尾渣综合利用角度看，液态钢渣的干法粒化都是处理液态钢渣所必须的工艺过程。目前，对液态钢渣或高炉渣进行干法粒化并进行显热回收的工艺主要包括离心粒化法和风淬法两种工艺：(1)离心粒化法：该方法采用一个高速旋转的中心略凹的盘子作为粒化器，液态渣通过渣沟或管道注入到盘子中心，盘子在电动机的带动下连续地旋转，当盘子旋转速度达到一定时，液渣由于离心力的作用从盘沿飞出，粒化成粒。液态渣粒在飞行过程中与空气进行热交换至凝固。凝固后的冶金渣继续下落到设备底部，在底部设一个流化床，在流化床内凝固的渣进一步与空气进行热交换，热空气从设备顶部回收。(2)风淬法：该方法将液态钢渣由渣罐倒入流渣槽，渣槽下面为粒化钢渣的鼓风机，当液渣从渣槽末端流出时，与鼓风机喷出的高速空气流接触，钢渣迅速粒化并被吹入一个罩式锅炉内，在飞行的过程中液态渣滴通过辐射和对流传热进行热交换，迅速凝固。上述两种方法，离心粒化法对液渣粒化后渣粒不容易收集，同时为了保证粒化后渣粒不再黏连，粒化罐直径需要在18～20m，因此该粒化罐占地面积较大、不容易进行粒化车间的布置，且钢渣显热不易回收；钢渣风淬粒化工艺尽管可以回收钢渣显热，但存在钢渣中单质铁全部氧化、显热回收效率低等问题。
若从液态钢渣显热、单质铁和尾渣的综合利用角度考虑，液态钢渣处理首先要解决在惰性气氛下进行粒化的问题，而且粒化后颗粒粒径越小，对显热和铁的回收以及尾渣的后续处理就越有利。当然，如果利用惰性气体对液态钢渣进行粒化和冷却，一定要保证设备的密封性。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种液态钢渣气淬粒化装置，该装置在密封状态下利用惰性气体对液态钢渣进行干法粒化，能够连续地将液态钢渣粒化成800～1000℃的固态渣粒。
本实用新型所称问题是由以下技术方案解决的：
一种液态钢渣气淬粒化装置，其特别之处是：构成包括密闭的粒化罐本体、履带式输送机、中间料仓、中间包和中间包操作平台，所述中间包的流渣槽与粒化罐本体进渣口密封连接，所述履带式输送机位于粒化罐本体内的下部，所述中间料仓位于粒化罐本体尾部的下部、与粒化罐本体密封对接，在中间料仓下部设有星型卸料阀，所述粒化罐本体端部设有气淬气体喷嘴，粒化罐本体头部设有冷却气体出口，粒化罐本体尾部设有冷却气体入口。
上述液态钢渣气淬粒化装置，所述粒化罐本体上部为拱形，粒化罐本体头部横截面为上部拱形、中下部矩形，粒化罐本体中部和尾部横截面为上部拱形、中部矩形、下部倒梯形，其倒梯形下口与履带式输送机的履带对应，所述冷却气体出口为两个，它们对称配置在粒化罐本体头部侧壁，所述冷却气体入口为两个，它们对称配置在粒化罐本体尾部侧壁。
上述液态钢渣气淬粒化装置，所述中间包位于中间包操作平台的运行轨道上，中间包一端连接液压驱动装置，所述中间包与粒化罐本体进渣口连接处设有密封板。
上述液态钢渣气淬粒化装置，所述粒化罐本体头部下侧设有清渣门。
本实用新型属于液态钢渣干法粒化设备，在节约大量湿法处理过程中消耗的水资源同时，与现有钢渣干法粒化技术相比主要特点如下：1.本实用新型为密闭装置，在实现惰性气体对液态钢渣干法粒化过程中，渣中单质铁不会氧化，提高了钢渣处理工艺的经济效益，同时减少了粉尘污染，减少了水淬处理过程中大量蒸汽的释放；2.采用本装置处理后的渣粒细小(＜3mm)而均匀，提高了渣-气换热速率，利于渣铁分离，减少目前普遍采用的钢渣后期处理过程中钢渣因破碎、筛分等工序所要消耗的能量；3.该装置将低温惰性气体从粒化罐尾部的进气口进入，从头部排气口排出，实现冷却气体与渣粒飞行逆向运行，在提高渣-气换热效率的同时，提高出口气体温度，有利于液渣显热回收。
附图说明
图1是本实用新型示意图；
图2是图1的A-A断面图；
图3是图1的B-B断面图；
图4是中间包示意图；
图5是图4的俯视图。
附图中标号表示如下：1.星型卸料阀；2.中间料仓；3.履带式输送机；4.粒化罐本体；5.冷却气体入口；6.冷却气体出口；7.气淬气体喷嘴；8.中间包，8-1.中间包流渣槽；8-2.密封板；9.液压驱动装置；10.中间包操作平台；10-1.运行轨道，11.清渣门。
具体实施方式
参看图1，本实用新型构成包括密闭的粒化罐本体4、履带式输送机3、中间料仓2、中间包8和中间包操作平台10。粒化罐本体由钢架支撑，粒化罐本体壁为钢壳、耐火纤维毡和耐热砖三层结构，中间包8的流渣槽8-1与粒化罐本体进渣口密封连接，液态钢渣由中间包经流渣槽进入粒化罐本体内部。履带式输送机位于粒化罐本体内的下部，中间料仓位于粒化罐本体尾部的下部，料仓上口与粒化罐本体密封对接，在中间料仓下部设有星型卸料阀1。粒化罐本体进渣端设有气淬气体喷嘴7，粒化罐本体头部设有冷却气体出口6，粒化罐本体尾部设有冷却气体入口5。
参看图1-3，粒化罐本体4上部为拱形，粒化罐本体头部横截面为上部拱形、中下部矩形，粒化罐本体中部和尾部横截面为上部拱形、中部矩形、下部倒梯形，其倒梯形下口与履带式输送机的履带对应。所述冷却气体出口6为两个，它们对称配置在粒化罐本体头部侧壁，所述冷却气体入口5也为两个，它们对称配置在粒化罐本体尾部侧壁处。粒化罐本体头部下侧设有清渣门11，用于清理散落于粒化罐头部的熔渣。
参看图1、图4、图5，中间包8位于中间包操作平台10的运行轨道10-1上，中间包一端连接液压驱动装置9，中间包与粒化罐进渣口连接处设有密封板8-2。液压驱动装置用于驱动中间包沿运行导轨运动，在推进中间包前进至极限位置时，液压设备的压力可保证中间包密封板8-2与粒化罐进渣口之间的密封连接。
本实用新型工作过程如下：渣罐运送到渣跨后，利用天车将渣罐吊至中间包8上方，启动氮气加压设备，将高压氮气经气淬气体喷嘴7喷出，形成高速氮气射流，启动低温氮气循环设备，冷却氮气由位于冷却罐本体尾部的冷却气体入口5进入粒化罐本体，向粒化罐头部的冷却气体出口6运动，其运动方向与液态渣滴的运行方向相反，形成逆流换热，在提高渣-气换热效率的同时，提高出口气体温度，为液渣显热回收创造条件。之后倾倒液态钢渣至中间包，液态钢渣经中间包的流渣槽8-1形成稳定的渣流，下降后直接进入高速氮气射流区域，液态钢渣被击碎粒化成小于3mm的液态渣滴，液态渣滴飞行过程中在低温氮气射流及逆流换热氮气的作用下快速冷却，渣滴表面固化形壳，下落至粒化罐本体下底部时不会发生粘结。固态渣粒在粒化罐本体中部和尾部自然滚落至履带式输送机3的履带表面，履带式输送机将渣粒输送至位于粒化罐尾部的中间料仓2，并由中间料仓下部连接的星型卸料阀1密封排料。

Claims (4)

1.一种液态钢渣气淬粒化装置，其特征在于：构成包括密闭的粒化罐本体(4)、履带式输送机(3)、中间料仓(2)、中间包(8)和中间包操作平台(10)，所述中间包的流渣槽(8-1)与粒化罐本体进渣口密封连接，所述履带式输送机位于粒化罐本体内的下部，所述中间料仓位于粒化罐本体尾部的下部、与粒化罐本体密封对接，在中间料仓下部设有星型卸料阀(1)，所述粒化罐本体端部设有气淬气体喷嘴(7)，粒化罐本体头部设有冷却气体出口(6)，粒化罐本体尾部设有冷却气体入口(5)。
2.根据权利要求1所述的液态钢渣气淬粒化装置，其特征在于：所述粒化罐本体(4)上部为拱形，粒化罐本体头部横截面为上部拱形、中下部矩形，粒化罐本体中部和尾部横截面为上部拱形、中部矩形、下部倒梯形，其倒梯形下口与履带式输送机的履带对应，所述冷却气体出口(6)为两个，它们对称配置在粒化罐本体头部侧壁，所述冷却气体入口(5)为两个，它们对称配置在粒化罐本体尾部侧壁。
3.根据权利要求1或2所述的液态钢渣气淬粒化装置，其特征在于：所述中间包(8)位于中间包操作平台(10)的运行轨道(10-1)上，中间包一端连接液压驱动装置(9)所述中间包与粒化罐本体进渣口连接处设有密封板(8-2)。
4.根据权利要求3所述的液态钢渣气淬粒化装置，其特征在于：所述粒化罐本体头部下侧设有清渣门(11)。
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