CN102190450B - 一种钢渣余热有压自解装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种钢渣余热有压自解装置，包括：余热自解罐罐体(1)、罐门(2)、盛放钢渣的渣槽(3)、安放渣槽的渣槽支架(4)、运渣轨道(5)、在罐体内壁顶部设置的喷水装置(6)、罐体内壁上设置的用于控制有压自解过程的控制装置(7)。其余热有压自解处理方法是，将装有一定温度钢渣的渣槽(3)推入余热自解罐罐体(1)中；喷水装置(6)向热渣喷淋冷却水使钢渣表层碎裂并产生裂缝；喷水后产生的水蒸气在罐内形成一定的压力，使渣块进一步迅速碎裂、粉化；通过自解，钢渣在短时间内实现稳定处理和粉化处理。本发明利用钢渣余热在密闭压力容器内对钢渣进行处理，不消耗外部能源，处理周期短，粉化效果好，能充分消解钢渣中的游离态CaO，处理后的钢渣稳定性好，可以用于建材和道路等方面，实现钢渣的资源化循环利用。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶金过程中的余热利用、固体废弃物处理和资源化利用技术，尤其是转炉炼钢过程中所产生的转炉钢渣处理，具体涉及到一种钢渣余热有压自解处理装置及方法。
背景技术
目前，钢渣处理的方式很多，有热泼法、热闷法、水淬法、风淬法、滚筒粒化法和粒化轮法等。热泼法是将熔融液态钢渣倒在热泼场内，通过打水或空气自然冷却，随后进行破碎、磁选处理；热闷法是将熔融液态钢渣倒在热闷池内，通过打水冷却，待钢渣粉化后进行破碎、磁选处理；水淬法是倾倒熔融液态钢渣时，用高压水将熔融钢渣冷却并击碎成颗粒；风淬法与水淬法相似，风淬法是用高压空气将熔融钢渣冷却并击碎成颗粒。热泼法处理钢渣效率低，污染环境；热闷法、水淬法以及风淬法采用空气或水强制冷却，效率较高，但是热闷法与水淬法由于水与熔融钢渣直接接触，可能会发生***；风淬法虽是用空气强制冷却破碎，但是压缩空气消耗量大，噪音大。滚筒法是指将液态钢渣倒入渣罐后，经渣罐车运输到滚筒渣处理间，然后经吊车将渣罐吊运到滚筒进渣装置槽口，并倒入滚筒装置内，液态钢渣在滚筒内同时完成喷水冷却、固化、破碎后，经板式输送机排出到渣场。该工艺有待解决的问题：钢渣处理率低一般在50％以下，仍有大量干渣排放；***设备动力能耗高，设备的故障率较高，投资大；钢渣不易被击碎粒化，对设备磨损严重，内装钢球经常更换。粒化轮工艺是将液态钢渣运至处理车间后，采用吊车将渣罐慢慢吊起，倒入高速旋转的粒化轮中，使钢渣破碎粒化，喷水冷却后落入水池中，钢渣经粒化轮水淬方法处理后，粒度小，钢渣结晶致密，难磨细，其胶凝性能变差，影响钢渣在建材行业应用。
发明内容
一种钢渣余热有压自解装置是一套压力容器设备，主要包括：余热自解罐罐体、罐门、渣槽、渣槽支架、运渣轨道、喷水装置、控制装置、排汽装置、排水装置和冷却***组成；其中控制装置包括压力检测装置、温度检测装置和安全装置。
其余热有压自解处理方法是，将装有一定温度(300~800℃)钢渣的渣槽推入余热自解罐罐体中并放置于渣槽支架上；关闭罐门并密封锁紧；由余热自解罐罐体顶部的喷水装置向钢渣喷水；热渣遇水急冷，表层迅速降温，由温差产生的应力使钢渣表层碎裂并产生裂缝；而钢 渣余热加热水后产生的大量低压水蒸气很快覆盖于钢渣的表面并渗入裂缝中，与渣中的游离态CaO迅速反应生成Ca(OH)2，其组织结构发生变化，比重变小，由于固相体积增大产生膨胀，具有膨胀应力，造成了渣的迅速粉化碎裂。由于反应过程是在密闭的压力容器内进行的，喷水后形成的水蒸气不外排，罐内形成一定的压力和温度气氛，在压力的作用下，蒸汽通过微细裂缝可以深入到块状钢渣的内部进行反应，而不是仅仅停留在钢渣的表面，提高了反应速度，使渣块进一步迅速碎裂、粉化。上述过程反复进行，由表及里，直到钢渣中的游离态CaO充分消解并且钢渣自身粉化，使经过余热有压自解处理的钢渣在短时间内达到稳定处理和粉化处理二大目的。因此余热有压自解处理技术是同时解决了转炉钢渣快速稳定化和粉化的先进处理技术。
所述的余热自解罐罐体为一卧式圆筒状压力容器，在其一端设有罐门；余热自解罐罐体与罐门用于组成密闭空间，使钢渣在此密闭空间自解粉化。
所述的渣槽为一蛤壳式结构，分为左右两瓣，两瓣可以绕中心的转轴转动，打开后可以从底部自动卸料，渣槽用于盛放钢渣。
所述的渣槽支架用于支撑渣槽。
所述的运渣轨道位于余热自解罐内壁底部，渣槽通过运渣轨道进出余热自解罐罐体。
所述的喷水装置沿余热自解罐内壁顶部轴向布置，喷水装置用于向热渣喷水。
所述的控制装置包括压力检测装置、温度检测装置和安全装置，控制装置布置在余热自解罐罐体以及罐门的多个位置，防止余热自解罐因温度或压力过高而***。
所述的排汽装置位于余热自解罐罐体外壁顶部，排气装置用于排放余热自解罐内蒸汽以维持罐内恒压。
所述的排水装置位于余热自解罐罐体外壁底部，排水装置用于排除余热自解罐罐体内部的水。
所述的冷却***包括罐体内部冷却和罐体外部冷却两部分。罐体内部冷却可对渣槽、渣槽支架和罐体内壁进行冷却，罐体外部冷却对罐体外壁及罐门进行冷却。
所述的罐门的直径与罐体直径相等，打开后余热自解罐可以全部敞开；罐门配有开闭机构、锁紧机构及密封机构，开闭机构用于开启和关闭罐门；锁紧机构用于锁紧罐门；密封机构用于密封罐门和罐体。
本发明利用钢渣余热在密闭压力容器内对钢渣进行处理，不消耗外部能源，不会产生粉尘，节能环保；处理过程中，水不与熔融钢渣接触，压力容器配有安全装置，安全可靠；另外本方法处理周期短，粉化效果好，能充分消解钢渣中的游离态CaO，处理后的钢渣稳定性好，可以用于建材和道路等方面，能实现钢渣的资源化循环利用。
附图说明
图1为本发明的主视图。
图2为图1中的俯视图。
图3为图1中的左视图。
图4为图1中的右视图。
附图主要符号说明
1余热自解罐罐体 2罐门 3渣槽 4渣槽支架 5运渣轨道 6喷水装置
7控制装置 7-1压力检测装置 7-2温度检测装置 7-3安全装置 8排汽装置
9排水装置 10冷却***
具体实施方式
如图1、2、3为本发明一种钢渣余热有压自解处理装置的结构示意图，包括余热自解罐罐体1、罐门2、渣槽3、渣槽支架4、运渣轨道5、喷水装置6、控制装置7、排汽装置8、排水装置9和冷却***10；其中控制装置包括压力检测装置7-1、温度检测装置7-2和安全装置7-3。
所述的余热自解罐罐体1为一卧式圆筒状压力容器，其一端设有罐门2；余热自解灌罐体1与罐门2用于组成密闭空间，使钢渣在此密闭空间内自解粉化。
所述的渣槽3为一蛤壳式结构，分为左右两瓣，两瓣可以绕中心的转轴转动，打开后可以从底部自动卸料，渣槽用于盛放钢渣。
所述的渣槽支架4用于支撑渣槽3。
所述的运渣轨道5位于余热自解罐罐体1内壁底部，渣槽3通过运渣轨道5进出余热自解罐罐体1。
所述的喷水装置6沿余热自解罐罐体1内壁顶部轴向布置，喷水装置6用于向热渣喷水。
所述的控制装置7包括压力检测装置7-1、温度检测装置7-2和安全装置7-3，压力检测装置7-1、温度检测装置7-2和安全装置7-3，布置在余热自解罐罐体1以及罐门2的多个位置，防止余热自解罐罐体1因温度或压力过高而***。
所述安全装置7-3由安全阀和防爆膜构成。
所述的排汽装置8位于余热自解罐罐体1外壁顶部，排汽装置8用于排放余热自解罐罐体1内蒸汽以维持罐内定压。
所述的排水装置9位于余热自解罐罐体1外壁底部，排水装置9用于排除余热自解罐罐体1内部的水。
所述的冷却***10包括罐体内部冷却和罐体外部冷却两部分。罐体内部冷却可对渣槽3、渣槽支架4和罐体内壁进行冷却，罐体外部冷却对罐体外壁及罐门2进行冷却。
所述的罐门2的直径与余热自解罐罐体1直径相等，打开后余热自解罐罐体1可以全部敞开；罐门2配有开闭机构、锁紧机构及密封机构；开闭机构用于开启和关闭罐门2；锁紧机构用于锁紧罐门2；密封机构用于密封罐门2和罐体1。
所述的一种钢渣余热有压自解方法包括如下步骤：
(1)装渣，将一定温度固态热钢渣装入渣槽3，渣槽3通过运渣轨道5进入余热自解罐罐体1中，关闭罐门2并锁紧；
(2)喷水升压，喷水装置6向渣槽3内的钢渣喷水，水遇热渣产生蒸汽并在余热自解罐罐体1内积聚，从而形成一定的压力；同时喷入的水使钢渣急冷，导致钢渣表层碎裂并产生裂缝；
(3)有压自解，渣槽3内的钢渣在一定的蒸汽压力氛围中产生自解粉化，从而实现钢渣稳定化处理；
(4)控制反应，在有压自解的过程中，通过控制装置7实时控制余热自解罐罐体1内的压力、温度以及水量等重要参数；
(5)冷却，待钢渣余热有压自解结束后，继续向钢渣喷水，以将所述的钢渣继续冷却降温；
(6)出渣，打开排汽装置8和排水装置9，排出剩余蒸汽和水；打开罐门2，将粉化和稳定化处理后的钢渣通过运渣轨道5运出。
Claims (12)
1.一种钢渣余热有压自解装置，其特征在于：该装置包括：余热自解罐罐体(1)、罐门(2)、盛放钢渣的渣槽(3)、安放渣槽的渣槽支架(4)、运渣轨道(5)、在罐体内壁顶部设置的喷水装置(6)和罐体内壁上设置的用于控制有压自解过程的控制装置(7)；其中所述控制装置（7）包括在余热自解罐罐体(1)的不同位置设置的压力检测装置(7-1)、温度检测装置(7-2)和安全装置(7-3)，以防止余热自解罐罐体(1)因温度或压力过高而***；余热自解罐罐体(1)设有排汽装置(8)、排水装置(9)和冷却***(10)，排汽装置(8)与排水装置(9)分别位于余热自解罐罐体(1)外壁的顶部与底部；余热自解罐罐体(1)上设置的冷却***(10)包括罐体内部冷却***和罐体外部冷却***两部分，罐体内部冷却***可对渣槽(3)、渣槽支架(4)和罐体内壁进行冷却，罐体外部冷却***对罐体外壁及罐门(2)进行冷却。
2.根据权利要求1所述的钢渣余热有压自解装置，其特征在于：余热自解罐罐体(1)为一卧式圆筒状压力容器，在其一端设有罐门(2)。
3.根据权利要求1所述的钢渣余热有压自解装置，其特征在于：余热自解罐罐体(1)底部设有渣槽支架(4)，盛放钢渣的渣槽(3)被安放在渣槽支架(4)上。
4.根据权利要求1所述的钢渣余热有压自解装置，其特征在于：余热自解罐罐体(1)内设有运渣轨道(5)，通过运渣轨道(5)完成渣槽(3)进出余热自解罐罐体(1)。
5.根据权利要求1所述的钢渣余热有压自解装置，其特征在于：所述喷水装置(6)沿余热自解罐罐体(1)内壁顶部轴向布置。
6.根据权利要求1所述的钢渣余热有压自解装置，其特征在于：罐门(2)的直径与余热自解罐罐体(1)直径相等，罐门(2)打开后该余热自解罐罐体(1)可以全部敞开。
7.根据权利要求1或6所述的钢渣余热有压自解装置，其特征在于：所述罐门(2)配有开闭机构、锁紧机构及密封机构。
8.根据权利要求1所述的钢渣余热有压自解装置，其特征在于：所述渣槽(3)为一蛤壳式结构，分为左右两瓣，两瓣可以绕中心的转轴转动，打开后可以从底部自动卸料。
9.根据权利要求1所述的钢渣余热有压自解装置，其特征在于：该装置是一套压力容器设备。
10.一种钢渣余热有压自解处理方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)装渣，将一定温度固态热钢渣装入渣槽(3)，渣槽(3)通过运渣轨道(5)进入余热自解罐罐体(1)中，关闭罐门(2)并锁紧；
(2)喷水升压，喷水装置(6)向渣槽(3)内的钢渣喷水，水遇热渣产生蒸汽并在余热自解罐罐体(1)内积聚，从而形成一定的压力；同时喷入的水使钢渣急冷，导致钢渣表层碎裂并产生裂缝；
(3)有压自解，渣槽(3)内的钢渣在一定的蒸汽压力氛围中产生自解粉化，从而实现钢渣稳定化处理；
(4)控制反应，在有压自解的过程中，通过控制装置(7)实时控制余热自解罐罐体(1)内的压力、温度以及水量重要参数；
(5)冷却，待钢渣余热有压自解结束后，继续向钢渣喷水，以将所述的钢渣继续冷却降温；
(6)出渣，打开排汽装置(8)和排水装置(9)，排出剩余蒸汽和水；打开罐门(2)，将粉化和稳定化处理后的钢渣通过运渣轨道(5)运出；
其中，所述控制装置（7）包括在余热自解罐罐体(1)的不同位置设置的压力检测装置(7-1)、温度检测装置(7-2)和安全装置(7-3)，以防止余热自解罐罐体(1)因温度或压力过高而***；余热自解罐罐体(1)设有所述排汽装置(8)、所述排水装置(9)和冷却***(10)，排汽装置(8)与排水装置(9)分别位于余热自解罐罐体(1)外壁的顶部与底部；余热自解罐罐体(1)上设置的冷却***(10)包括罐体内部冷却***和罐体外部冷却***两部分，罐体内部冷却***可对渣槽(3)、渣槽支架(4)和罐体内壁进行冷却，罐体外部冷却***对罐体外壁及罐门(2)进行冷却。
11.根据权利要求10所述的钢渣余热有压自解处理方法，其特征在于：装入渣槽中的钢渣为300~800℃固态热钢渣。
12.根据权利要求10或11所述的钢渣余热有压自解处理方法，其特征在于：渣槽内的钢渣在0.3~0.6MPa的蒸汽压力氛围中产生自解粉化。
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