CN113621743A - 一种多相态钢渣高效率处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多相态钢渣高效率处理方法及装置，根据本发明，在渣罐倾翻机构的辅助下，通过倾斜置于滚筒前部和进料溜槽4之间、作为缓冲过渡的储料仓，无需使用扒渣装置，实现各类钢渣的安全、环保化滚筒工艺处理。所述处理方法及处理装置实现钢渣处理的全量化、连续化、高效率的以及自动化的目标，既能处理流动性好的高温熔渣也能安全的处理粘结在渣罐壁上高粘渣和不具备流动性的固态渣特别是大块状的罐底渣，同时满足自动化的操作要求，减少人工操作带来的安全隐患和失误。

Description

一种多相态钢渣高效率处理方法及装置

技术领域

本发明涉及一种冶金渣处理方法和装置，尤其涉及一种多相态高温钢渣高效率滚筒处理方法及装置。

背景技术

钢渣是钢铁生产过程中产生的大宗副产物之一，约占粗钢产量的10-30％；钢渣主要由钙、镁、硅、铝、铁等金属氧化物和磷、硫非金属氧化物以及各类高熔点聚合物组成的复杂混合物，同时还掺杂有粒度不等的1-10％的金属铁；刚出炉的钢渣温度高达1500℃左右，大都处于熔融状态，具有一定的流动性，但随着温度的下降，钢渣粘度快速升高并释放出大量热量。由于各钢厂炼钢工艺的差异，冶炼过程中产生的钢渣成分和温度不尽相同：有的高温钢渣流动性很好，能够象水一样倾泼；有的流动性较差，很难从渣罐(盛装和运送高温钢渣的容器，又称渣包)中方便地倒出，必须借助于机械外力或将渣罐倒置方能将之倒出渣罐；为了延长渣罐的实用寿命，避免高温钢渣在注入时对渣罐底部的冲刷，从转炉接渣时需要在空渣罐的底部垫上部分冷渣，当高温钢渣注入时，这部分冷渣与接触的高温钢渣混熔在一起，连同渣罐内壁部位的钢渣形成大的渣坨，几吨或十几吨，约占总渣量的四分之一到二分之一，这部分渣又称罐底渣。钢渣成分的复杂性和形态的多样性给钢渣的处理和后续利用带来极大困难。

最常见的钢渣处理工艺是热泼+后处理，即将高温钢渣倾泼到渣处理场地进行自然冷却，然后将冷却下来的钢渣进行破碎、磁选和分级筛选，回收的冷钢返生产工序利用，分选后的尾渣依据粒级及性能进行回用或社会销售。钢渣可归结为硅酸盐材料，本身的导热性能很差，自然冷却速度极慢。为提高钢渣的冷却处理效率，减小冷却处理场地，渣处理车间常常施以机械翻铲、喷洒冷却水等措施，粉尘和废蒸汽弥漫，作业环境恶劣，周围环境粉尘严重超标，稍有不慎还会出现***危险。在环保要求日益严格的今天，短流程、快速、安全、环保化处理高温钢渣的工艺成为钢铁企业迫切探索的焦点。某钢铁企业开发的滚筒法钢渣处理技术就是在这样的背景下应运而生的，它是一种密闭、快速、资源化的钢渣热态处理新技术，实现了在一个密闭容器中将高温冶金熔渣动态、连续、快速冷却并破碎成粒径小于50mm的颗粒状成品渣的功能，工艺过程中产生的含尘尾气由烟道收集、净化处理后经烟囱达标排放，彻底改变了其它处理工艺无序排放的现状，污水循环利用、零排放。该工艺不仅流程短、投资省，而且操作方便、安全可靠，处理后的钢渣能够直接资源化利用，因此，该技术一经问世便得到业界认可，工艺技术和装备水平随着工业化实施和商业化推广得到不断提升和快速发展。然而到目前为止，鉴于技术发展的局限，常规滚筒工艺在单体设备上只能处理流动性好的钢渣，即使在渣罐倾翻机构和扒渣机的辅助下也只能将部分黏稠的固态钢渣定量的扒入滚筒内，效率低，处理周期长，大块状的罐底渣常常需要泼地或倒灌处理，而且采用扒渣机进渣效率低。

中国专利CN200420107540.1和CN200810207918.8提出了一种“倾斜式滚筒法冶金渣处理装置”及“倾斜式滚筒法高温熔渣处理工艺及装置”,主要涉及滚筒的本体结构和具有一定流动性的熔渣在滚筒内依次被多介质快速冷却、破碎并被输送到装置外，对于不具备流动性的固态渣特别是大块状的罐底渣，该类型的滚筒还无法处理。

CN201210159321.7公开了一种“钢渣全滚筒处理工艺及用于清渣的装置”，通过松渣机构的敲击作用将渣罐壁或渣罐底部的粘渣松动，然后用扒渣机构将松动后的小块钢渣扒出。该方法处理高粘渣或罐底渣不仅效率低下，而且很难将粘结在渣罐壁上的高粘渣清理干净。

201510365716.6公开了一种滚筒法钢渣全流程处理***和工艺。该***主要由：用于辅助进料的倾翻装置和扒渣装置、用于钢渣核心处理的滚筒、成品输送装置、振动分选装置、斗式提升装置、在线磁选装置、存料装置、除尘装置、水***装置、电气控制装置组成。用于降低行车占用率；能够将滚筒处理后的钢渣进行在线分选和初步磁选；能够将物料采用高位料仓储存，避免成品渣的二次甚至多次装卸而造成的环境污染。

上述二专利都需使用扒渣装置，导致效率降低。同时，扣罐操作时同时涌入滚筒处理腔及钢球上的大量高温钢渣导致大量高温钢渣瞬时堆积，容易发生***，且无法连续操作。

理想的滚筒法钢渣处理工艺及装置既要运行可靠、安全、环保还应该具备投资和运行成本低的特点，这样的工艺技术将涉及到高温钢渣的连续处理技术、同一台滚筒的全渣量覆盖(既能处理流动性好的高温熔渣也能安全的处理粘结在渣罐壁上高粘渣和不具备流动性的固态渣特别是大块状的罐底渣)、连续化，同时还应满足自动化的操作要求，减少人工操作带来的安全隐患和失误。

发明内容

为克服上述问题，本发明的目的在于提供一种多相态钢渣高效率处理方法及装置，所述处理方法及处理装置实现钢渣处理的全量化、连续化、高效率的以及自动化的目标，既能处理流动性好的高温熔渣也能安全的处理粘结在渣罐壁上高粘渣和不具备流动性的固态渣特别是大块状的罐底渣，同时满足自动化的操作要求，减少人工操作带来的安全隐患和失误。

根据本发明，在渣罐倾翻机构的辅助下，通过倾斜置于滚筒前部和进料溜槽4之间、作为缓冲过渡的储料仓，无需使用扒渣装置，实现各类钢渣的安全、环保化滚筒工艺处理，处理效率是常规滚筒的一倍以上。由于实现了滚筒的连续运行，滚筒的温度波动小，运行寿命长，维护成本低，同时由于配备了机械冷钢清理装置，进一步降低了滚筒停机时间，提高了滚筒法处理钢渣的作业率。

为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种多相态钢渣高效率处理方法，所述钢渣为多相态高温钢渣，包括流动性较好的钢渣及流动性较差的高粘渣或固态渣的钢渣，所述方法顺序包括下述步骤：

钢渣进料--钢渣的滚筒法处理--尾气排放和净化--冷却水循环及冷钢清理，其特征在于，

一.钢渣进料；

通过渣罐倾翻机构将装有多相态高温钢渣的渣罐抱紧并移动到进渣位置，倾动渣罐将渣罐2中流动性较好的高温钢渣按设定的倾翻速度可控地经由进料溜槽4，倒入倾斜置于滚筒前部和进料溜槽4之间、随滚筒不停转动的储料仓，高温钢渣在储料仓内壁迅速冷却固化，在重力作用下随着储料仓的转动逐渐与储料仓内壁剥离，并沿储料仓倾斜方向可控地逐渐下滑、移动进入转动的滚筒内，进行滚筒化处理；

二.扣罐；

当渣罐内剩余的高粘渣或固态渣因流动性较小而无法流出时，继续倾翻渣罐将罐内的钢渣全部扣入倾斜设置的进料溜槽4的漏斗内，高粘渣或固态渣在重力作用下通过进料溜槽漏斗滑入转动的储料仓内，随着滚筒及储料仓的转动，在重力和储料仓倾角的共同作用下，缓慢滑入滚筒内，进行滚筒化处理，高粘渣或固态渣滑入滚筒的快慢由滚筒决定；

三.倾翻装置复位；

扣罐完成后，倾翻装置复位，承接下一个渣罐，在此过程中滚筒不停机，处于连续运行状态；

四.清渣机清渣

当进料溜槽内有钢渣堆砌或粘结时，通过设置在溜槽上方的清渣机机械手进行机械清理，保证进料溜槽畅通；

五.清钢机清钢；

当滚筒内堆积较多大块冷钢时，短时停机，移走包括进料漏斗的进料溜槽，启动清钢机，通过操作清钢机的机械臂及其端部的电磁铁将大块冷钢从滚筒经由储料仓快速清除。

以往，滚筒后部设置有储料筒，但该储料筒用于收集钢球冷却破碎后的钢渣，并利用抄板排到出渣溜槽。本发明的储料仓布置在滚筒钢球处理腔的前部，主要用于承接扣罐时涌入的大量钢渣，避免高温钢渣堆积到滚筒处理腔及钢球上面时发生***，即，本发明的该储料仓起一个安全和缓冲的作用。

不同以往，根据本发明，钢渣由漏斗进入储料仓不是扒入的，是靠重力滑进去。

根据本发明所述多相态钢渣高效率处理方法，其特征在于，储料仓与水平面的倾斜角0-25°，优选8-12°，并与滚筒固结，储料仓的容积是渣罐容积的2-3倍，以容纳渣罐内全部的熔渣，避免高温钢渣堆积到滚筒处理腔及钢球上面发生***，储料仓的钢渣随着滚筒的转动缓慢的滑入滚筒，慢慢的和钢球接触，并被钢球带走和冷却破碎。

由于储料仓的倾斜角一般只有10°左右，所以储料仓的钢渣进到滚筒的渣量是缓慢的滑入，慢慢的和钢球接触，并被钢球带走和冷却破碎。

根据本发明，储料仓呈圆柱或圆锥形，一端与漏斗溜槽的下部开口尺寸吻合，二者形成宽松的机械密封，另外一端与滚筒的处理腔法兰固结，并与滚筒的轴线同轴，倾斜角为0°-25°，优选8-12°，用于将漏斗下来的高温钢渣随滚筒的转动渐次送入滚筒的处理腔，滚筒的轴线相对水平面有倾斜角。

另外，根据本发明，储料仓外圆设置加固筋板，筋板外侧沿圆周设置环形冷却喷淋管，喷淋管沿储料仓轴向均匀布置，冷却水管外设置外罩壳，外罩壳与地基固结，并将冷却水管的喷淋水收集排放，冷却水管固定在罩壳上。

根据本发明所述多相态钢渣高效率处理方法，其特征在于，滚筒外筒体的排渣区域设置水车式抄水小室，确保处理过程无积水，小室沿外筒体圆周均匀布置，小室之间的隔板角度与接渣漏斗的张开角度相吻合。

根据本发明，清钢机带摆转、走行、机械臂伸缩机构，机械臂度端部设置电磁铁。

储料仓与水平面的倾斜角0-25°，优选8-12°，并与滚筒固结，储料仓的容积是渣罐容积的2-3倍，以容纳渣罐内全部的熔渣，避免高温钢渣堆积到滚筒处理腔及钢球上面发生***，储料仓的钢渣进到滚筒的渣量随着滚筒的转动缓慢的滑入，慢慢的和钢球接触，并被钢球带走和冷却破碎。

根据本发明的多相态钢渣高效率处理方法，其特征在于，储料仓内壁为水冷壁，所述水冷壁对熔渣有冷却固化作用，并在重力和转动的配合下，冷却后的大团渣和储料仓内壁剥离，储料仓为圆柱或圆锥状敞口筒体，一端与漏斗溜槽4的下部开口形成间隙配合，另外一端与滚筒的处理腔连接，并与滚筒轴线同轴，储料仓外圆设置加固筋板，筋板外侧沿圆周设置环形冷却喷淋管，喷淋管沿储料仓轴向均匀布置，冷却水管外设置外罩壳，外罩壳与地基固结，并将冷却水管的喷淋水收集排放，冷却水管固定在罩壳上。

优选的是，储料仓内壁的水冷壁具体结构为沿储料仓外壁圆周设置环形冷却喷淋管，喷淋管沿储料仓轴向均匀设置。

根据本发明的多相态钢渣高效率处理方法，其特征在于，进料漏斗布置在钢结构平台上，上沿口的尺寸和形状与渣罐口部尺寸吻合，下沿口与储料仓端部开口形成间隙配合。

根据本发明的多相态钢渣高效率处理方法，其特征在于，为方便更换和检修，漏斗上下两部分采用可拆卸联接，联结形式采用法兰或***式结构，溜槽倾斜角的范围在30°-70°，最优值在45°-60°。

优选的是，漏斗的下半段承受热渣冲刷的部分设有水冷装置，进料溜槽4采用外侧面水冷方式，水套或盘管结构，由水冷机构10实现溜槽壁面的冷却。

根据本发明，漏斗上部的接料区采用圆弧过度的喇叭结构，下部受渣区的溜槽采用水冷结构，溜槽的截面为光滑过渡的椭圆形。

“下沿口与储料仓端部开口尺寸吻合”，例如，漏斗溜槽下沿口为圆形，与储料仓端口形成间隙配合。

所述方法包括钢渣的滚筒处理，滚筒8为双层、多腔体结构，内有钢球和工艺冷却水等多种冷却介质，能够对进入其中的高温钢渣依次进行球冷---破碎---喷水冷却---水浸冷却，冷却、破碎后的尾渣随着筒体的转动被分批导出筒体，进入后续的输送装置。

根据本发明的多相态钢渣高效率处理装置，顺序包括：钢渣进料装置—处理钢渣的滚筒--尾气排放和净化装置--冷却水循环装置及冷钢清理装置，其特征在于，

钢渣进料装置包括：

钢渣进料装置包括渣罐倾动装置1及其前侧的水冷式进料溜槽4，所述渣罐倾动装置在液压机构驱动下可以沿水平轨道进退，以调整渣罐口距离进料溜槽4的水平位置；

所述渣罐倾动装置1有两个在液压驱动下可旋转角度0-180度的抱罐臂，以托起并控制渣罐2旋转，以使得渣罐2中的熔渣3可控的倒出或扣出；

设置于水冷式进料溜槽4和滚筒8之间的储料仓7，

所述储料仓7为一圆柱或圆锥状敞口筒体，一端与漏斗溜槽4的下部开口形成间隙配合，另外一端与滚筒的处理腔连接，并与滚筒轴线同轴，储料仓外圆设置加固筋板，筋板外侧沿圆周设置环形冷却喷淋管，喷淋管沿储料仓轴向均匀布置，冷却水管外设置外罩壳，外罩壳与地基固结，并将冷却水管的喷淋水收集排放，冷却水管固定在罩壳上。

根据本发明所述一种多相态钢渣处理装置，其特征在于，所述水冷式进料溜槽4上大下小，上沿口的尺寸和形状与渣罐口部尺寸吻合，下沿口与储料仓7的入口端部形成间隙配合。

根据本发明所述一种多相态钢渣处理装置，其特征在于，滚筒8的轴线相对水平面有倾斜夹角B，倾斜夹角B的范围在0°-25°，最优值推荐5°-15°。

根据本发明所述一种多相态钢渣处理装置，其特征在于，储料仓7与滚筒8结合部位为法兰结构，通过螺栓和销轴固结.

根据本发明所述一种多相态钢渣处理装置，其特征在于，滚筒外筒体的排渣区域设置水车式抄水小室，确保处理过程无积水，小室沿外筒体圆周均匀布置，小室之间的隔板角度与接渣漏斗的张开角度相吻合。

根据本发明所述一种多相态钢渣处理装置，其特征在于，储料仓7与滚筒8结合部位为法兰结构，通过螺栓和销轴固结。

由此，既牢固又方便更换检修。

根据本发明，储料仓7的外壁设置有井格状加固筋板，增加储料仓的刚性和强度，同时增大散热面积。

根据本发明所述一种多相态钢渣处理装置，漏斗上部的接料区采用圆弧过度的喇叭结构，下部受渣区的溜槽采用水冷结构，溜槽的截面为光滑过渡的椭圆形。

根据本发明所述一种多相态钢渣处理装置，其特征在于储料仓与水平面的倾斜角5-15°，优选8-12°，并与滚筒固结，储料仓的容积是渣罐容积的2-3倍，以容纳渣罐内全部的熔渣。

根据本发明，还包括清钢机，将大块冷钢从滚筒快速清除。

所述方法包括钢渣的滚筒处理，滚筒8为双层、多腔体结构，内有钢球和工艺冷却水等多种冷却介质，能够对进入其中的高温钢渣依次进行球冷---破碎---喷水冷却---水浸冷却，冷却、破碎后的尾渣随着筒体的转动被分批导出筒体，进入后续的输送装置。

根据本发明，上述的滚筒的支撑托轮布置在带有定位功能的共用底座上。

根据本发明，上述的滚筒的冷却水循环***采用机旁旋流水井的形式，水井为圆锥形，上部设置循环水泵，底部设置排渣螺旋装置。

根据本发明，在渣罐倾翻机构的辅助下，通过倾斜置于滚筒前部和进料溜槽4之间、作为缓冲过渡的储料仓，无需使用扒渣装置，实现各类钢渣的安全、环保化滚筒工艺处理，处理效率是常规滚筒的一倍以上。另外，由于实现了滚筒的连续运行，滚筒的温度波动小，运行寿命长，维护成本低，同时由于配备了机械冷钢清理装置，进一步降低了滚筒停机时间，提高了滚筒法处理钢渣的作业率。

附图说明

图1为本发明适合全量钢渣处理的滚筒法处理工艺流程图。

图2-1为储料仓的结构示意图。

图2-2为图2-1的D向视图。

图3为滚筒部分剖面示意图。

图4为图3的B-B向示意图。

图中：1渣罐倾动装置，2渣罐，3钢渣(熔渣和固态钢渣)，4进料溜槽，5进料溜槽固定支架，6清渣机，7储料仓，7-1加固装置，7-2连结法兰，7-3紧固孔，8滚筒，8-1篾条，8-2钢球，8-3水车抄水小室隔板，8-4支撑板，8-5出料溜槽，8-6水车式抄水小室，9清钢机，10进料溜槽水冷机构，11冷钢小车，12前支撑托轮装置，13带有定位功能的共用底座，14传动机构，15后支撑托轮装置，16集气罩，17除尘塔，18尾气净化装置，19风机，20烟囱，21组合式输送机，22第一振动筛，23渣钢小车，24斗提机，25第二振动筛，26除铁器，27临时渣仓，28临时渣钢仓，29卡车，30机旁旋流池，31螺旋排渣机构，32循环水泵，33储料仓喷淋冷却机构，34冷却水收集装置。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

一种多相态钢渣高效率处理装置，适合全量钢渣处理的滚筒法处理，包括渣罐倾动装置1、进料溜槽4、储料仓7、储料仓冷却***、滚筒、粒渣输送及储存***、尾气排放和净化***、冷却水循环***、清渣机构6以及冷钢清理机构等，几个***有机的构成一个完整的炼钢钢渣全量化滚筒法处理工艺。

所述渣罐倾动装置1配置在滚筒8的进料溜槽4的侧上方，在液压机构驱动下可以沿水平轨道进退，以调整渣罐口距离进料溜槽4的水平位置；渣罐倾动机构1有两个在液压驱动下旋转的抱罐臂，可以托起渣罐2并控制渣罐2旋转，旋转角度0-180度，方便渣罐2中的熔渣3可控的倒出或扣出。

滚筒8设置有集气罩16、前支撑托轮装置12、后支撑托轮装置15、传动机构14、有定位功能的共用底座13等机构和部件。滚筒8的轴线相对水平面有倾斜夹角B，倾斜夹角B的范围在0°-25°，最优值推荐5°-15°。

所述进料溜槽4布置在钢结构平台5上，能够将承受钢渣的冲击力直接传递到地基上。进料溜槽4为直通式腔体结构，上大下小，上沿口的尺寸和形状与渣罐口部尺寸吻合，下沿口与储料仓7的端部开口尺寸吻合，二者形成宽松的动配合。进料溜槽4采用外侧面水冷方式，水套或盘管结构，由水冷机构10实现溜槽壁面的冷却。进料溜槽4的侧壁的水平倾斜角A的范围在30°-70°，最优值在45°-60°。

所述储料仓7为一圆柱或圆锥状敞口筒体，单层或多层复合结构。储料仓7的一端与进料溜槽4的下开口尺寸相吻合，二者形成宽松的动配合，用于承接进料溜槽4输送下来的高温钢渣，另一端与滚筒8相固结且同轴，用于将高温钢渣随滚筒的转动渐次送入滚筒8的处理腔内。储料仓7的内壁为光滑圆柱或圆锥结构，与滚筒8结合部位为法兰结构，通过螺栓和销轴固结，既牢固又方便更换检修；储料仓7的外壁设置有井格状加固筋板，增加储料仓的刚性和强度，同时增大散热面积。

所述滚筒8为双层、多腔体结构，内有钢球和工艺冷却水等多种冷却介质，能够对进入其中的高温钢渣依次进行球冷---破碎---喷水冷却---水浸冷却，冷却、破碎后的尾渣随着筒体的转动被分批导出筒体，进入后续的输送装置。

所述前支撑托轮装置12由二组托轮和托轮座构成，呈八字形与滚筒8的前端托圈相配合；所述后支撑托轮装置15由二组托轮和托轮座组成，呈八字形与滚筒8的后端托圈相配合。前、后支撑托轮装置共同作用，支撑滚筒8和储料仓7沿轴线灵活转动。前支撑托轮装置12和后支撑托轮装置15置于共用底座13上，有定位装置固定且可以根据实际需要进行必要的调整，保证筒体轴线角度B正确且每组托轮都能与对应的托圈密切配合。

所述带有定位功能的共用底座13是一个整体性钢结构平台，具有一定的刚度和强度，保障前、后支撑托轮装置共面且不会因地基沉降而导致支撑面倾斜。共用底座13上有支撑托轮装置的定位装置，能够对前、后支撑托轮装置方便的调整，方便其定位。

所述传动机构14主要由驱动电机、联轴器、减速机、万向轴、小齿轴、大齿圈和基座构成，小齿轴通过拖挂机构柔性的悬挂在滚筒的大齿圈上，通过万向轴和小齿轴悬挂机构实现滚筒的柔性传动，保证小齿轴与大齿圈能很好的啮合，同时避免滚筒振动对齿面的损伤。

所述粒渣输送及储存***主要由组合式输送机21、第一振动筛22、渣钢小车23、斗提机24、第二振动筛25、除铁器26、临时渣仓27、临时渣钢仓28、运输卡车29等组成。组合式输送机21由鳞板机和刮板机复合而成，上部的鳞板机负责绝大部分颗粒渣料的输送，下部的刮板机担负鳞板缝隙逸落的细颗粒渣料输送任务，二者固结在一起，密封在罩壳内，简洁、干净。第一振动筛22既能把大颗粒渣钢分离出来，由渣钢小车23运走，提高资源化效率、避免大颗粒渣钢对后续设备的冲击、卡阻，又能将初步筛分的渣料较均匀的送入斗提机24。第二振动筛25和除铁器26担负渣料的筛分和渣、铁分离作用，在线式的将钢渣磁选、筛分，分别送入相应的临时渣仓27和临时渣钢仓28。临时渣仓27内的成品尾渣好临时渣钢仓28内的渣钢通过定时的排放，由运输卡车29直接送到用户，实现渣不落地环保化、资源化处理。

所述尾气排放和净化***由集气罩16、除尘塔17、尾气净化装置18、风机19和烟囱20几部分组成。集气罩16位于滚筒8的尾部，负责收集滚筒处理高温钢渣过程中产生的含尘和水蒸气尾气；除尘塔17和尾气净化装置18负责尾气的除尘净化及消白处理，经过净化处理的尾气被风机19抽吸、加压，由烟囱20达标排放。

所述冷却水循环***由机旁旋流水井30、螺旋排渣机构31、循环水泵32及相应的管道、显示仪表、控流阀件组成。旋流水井30为圆锥形，上部设置循环水泵32，底部设置螺旋排渣机构31。滚筒8和尾气净化装置18溢流出来的污水全部汇入旋流水井30，经过简单沉淀净化后由循环水泵32再次泵入滚筒8和尾气净化装置18，循环使用。循环水泵32不仅负责滚筒8和尾气净化装置18的供水，还能提供部分循环水进行旋流水井的旋流搅拌，防止渣泥在水井壁面的沉淀、结垢。沉入旋流水井30底部的渣泥被设置在井底的螺旋排渣机构31连续排出，实现循环水***渣泥的平衡。蒸发掉的冷却水由管道补给，从尾气净化装置18进入本装置的冷却水循环***，实现水平衡。

所述清渣机6由清渣头、清渣杆和液压驱动机构组成。清渣头为锥型，尾部通过法兰、螺纹或卡口与清渣杆相联结，方便更换；清渣杆在液压驱动机构的驱使下能够灵活的完成上下伸缩、前后摆动和左右移动，对进料溜槽4的侧壁进行清理。

所述冷钢清理机构包括液压控制的清钢机9和盛装冷钢的冷钢小车11，冷钢清理机由伸缩臂、基座和电磁铁及相应的电控***组成。伸缩臂设置在基座上，伸缩臂在液压控制***作用下可以前后伸缩、上下、左右摆动，带动端部的电磁铁将滚筒内的大块状冷钢搬运到冷钢小车11内，实现遥控作用下机械清理滚筒内冷钢的功能。

实施例1：

宝钢某钢厂300吨转炉炼钢工艺，出钢后采用溅渣护炉措施延长炉衬寿命，排渣温度较低，流动性差，甚至不具备流动性。每炉排渣30吨左右，熔渣采用33m³渣罐接运。

采用上述多相态钢渣高效率处理装置，当渣罐2运抵渣处理间后，由行车将渣罐2起吊至倾翻机构1上，倾翻机构将渣罐2牢固的抱紧并固定在倾翻台上，前后移动到适当位置，做好倾翻渣罐进渣作业准备。

通过渣罐倾动机构1慢慢将渣罐2倾斜，部分具备流动性的钢渣经进料溜槽4被倒入作为缓冲过渡段的储料仓7，钢渣随着滚筒的转动经储料仓7流入滚筒8内。

储料仓与水平面的倾斜角0-25°，优选8-12°，并与滚筒固结，储料仓的容积是渣罐容积的2-3倍，以容纳渣罐内全部的熔渣，避免高温钢渣堆积到滚筒处理腔及钢球上面发生***，储料仓的钢渣进到滚筒的渣量随着滚筒的转动缓慢的滑入，慢慢的和钢球接触，并被钢球带走和冷却破碎。

继续倾翻渣罐2，将渣罐的倾角逐步增加到150°以上，此时渣罐内残存的不具备流动性的钢渣(高粘渣和罐底渣)会逐块甚至整体性从渣罐内脱落，冲向进料溜槽4，然后滑入储料仓7，无需使用扒渣装置。渣罐翻渣完成后，渣罐倾动机构1复位，渣罐2回到罐口朝上的水平自由状态，经行车起吊，重新进入接渣循环状态。进料溜槽4在接受扣罐翻渣的一瞬间要承受较大的冲击力，这个冲击力直接经支撑进料溜槽的固定支架5卸载到地基上。

扣入储料仓7内的钢渣(可能有少量位于进料溜槽4的下部)随着滚筒转动和重力作用不断下滑移动，依次进入滚筒8内被其中的钢球快速冷却、破碎，并被冷却水喷淋、浸泡，以符合要求的低温(小于100℃)粒渣形式排出筒体。

滚筒8排出的粒渣经组合式输送机21提升到第一振动筛22上，较大粒径(如大于50mm)的渣钢被筛选出来送到下方的渣钢小车23内，其余钢渣被均匀的送到斗式提升机24的料斗内。第一振动筛22筛选出来的这部分渣钢的品位(金属纯度)在90％以上，约占钢渣总量的3％左右，直接返回炼钢工艺回用。

斗提机24提升上来的钢渣进入第二振动筛25的筛上，被设置在其上的吸铁器26磁选处理，钢渣中的粒子钢和少量磁性渣被分离出来送入下方的临时渣钢仓28，剩余钢渣经第二振动筛25筛分后送入相应的临时渣仓27。临时渣钢仓28和临时渣仓27内的物料定时由卡车29接送到用户，实现钢渣的资源化利用。

倾翻扣罐后10-15分钟，滚筒内的钢渣全部被处理完毕并经过后序设备进入临时料仓，一罐炼钢钢渣由单台滚筒全部处理完毕。滚筒开始下一罐钢渣的处理，处理工艺重复如上。

当清理滚筒内冷钢时，停止滚筒8的运转，取出进料溜槽4，使用遥控器操纵清钢机9，通过伸缩臂将电磁铁从储料仓7的空腔内伸入滚筒8，逐个将大块冷钢转移到冷钢小车11内。当钢球表面的冷钢清理完毕后，退出清钢机伸缩臂，低速转动滚筒3-5圈，使埋在钢球内部的大块冷钢暴露出来，继续操纵清钢机9将这些大块冷钢清理出来。反复几次，可以基本上将滚筒8内的大块状冷钢全部清理出来。采用该方法2小时内可以清理出15吨大块冷钢，这部分冷钢的品位在95％以上，直接返转炉利用。

本发明的钢渣处理的滚筒法处理工艺及处理装置涵盖了滚筒法炼钢钢渣处理的辅助进料***、滚筒本体工艺结构、成品渣输送及储存***、尾气净化排放***、水循环***和大块冷钢机械清理***，构成一个完整的滚筒法炼钢钢渣(包括流动性好的钢渣和不具备流动性固态钢渣，如罐底渣等)处理工艺，几个***协同工作，实现炼钢钢渣全量化可控的进渣、滚筒安全粒化、渣不落地输送及存储、尾气达标排放、污水循环利用、大块冷钢机械清理。从炽热的高温钢渣倾倒/扣入滚筒开始到渣、钢分离直至常温粒渣进入料仓暂时存储，整个处理周期不超过5分钟，渣钢和成品渣通过在线分离、分选可以直接送用户资源化利用，尾气达标排放，冷却水循环利用、零排放，真正实现了炼钢熔渣的全量化、短流程、安全、环保、资源化处理。

根据本发明，所述处理方法及处理装置实现钢渣处理的全量化、连续化、高效率的以及自动化的目标，既能处理流动性好的高温熔渣也能安全的处理粘结在渣罐壁上高粘渣和不具备流动性的固态渣特别是大块状的罐底渣，同时满足自动化的操作要求，减少人工操作带来的安全隐患和失误。

根据本发明，在渣罐倾翻机构的辅助下，通过倾斜置于滚筒前部和进料溜槽4之间、作为缓冲过渡的储料仓，无需使用扒渣装置，实现各类钢渣的安全、环保化滚筒工艺处理，处理效率是常规滚筒的一倍以上。由于实现了滚筒的连续运行，滚筒的温度波动小，运行寿命长，维护成本低，同时由于配备了机械冷钢清理装置，进一步降低了滚筒停机时间，提高了滚筒法处理钢渣的作业率。

Claims (10)

1.一种多相态钢渣高效率处理方法，所述钢渣为多相态高温钢渣，包括流动性较好的钢渣及流动性较差的高粘渣或固态渣的钢渣，所述方法顺序包括下述步骤：

钢渣进料--钢渣的滚筒法处理--尾气排放和净化--冷却水循环及冷钢清理，其特征在于，

钢渣进料包括下述步骤：

一.钢渣进料；

通过渣罐倾翻机构将装有多相态高温钢渣的渣罐抱紧并移动到进渣位置，倾动渣罐将渣罐2中流动性较好的高温钢渣按设定的倾翻速度可控地经由进料溜槽4，倒入倾斜置于滚筒前部和进料溜槽4之间、随滚筒不停转动的储料仓，高温钢渣在储料仓内壁迅速冷却固化，在重力作用下随着储料仓的转动逐渐与储料仓内壁剥离，并沿储料仓倾斜方向可控地逐渐下滑、移动进入转动的滚筒内，进行滚筒化处理；

二.扣罐；

当渣罐内剩余的高粘渣或固态渣因流动性较小而无法流出时，继续倾翻渣罐将罐内的钢渣全部扣入倾斜设置的进料溜槽4的漏斗内，高粘渣或固态渣在重力作用下通过进料溜槽漏斗滑入转动的储料仓内，随着滚筒及储料仓的转动，在重力和储料仓倾角的共同作用下，缓慢滑入滚筒内，进行滚筒化处理，高粘渣或固态渣滑入滚筒的快慢由滚筒决定；

三.倾翻装置复位；

扣罐完成后，倾翻装置复位，承接下一个渣罐，在此过程中滚筒不停机，处于连续运行状态；

四.清渣机清渣

当进料溜槽内有钢渣堆砌或粘结时，通过设置在溜槽上方的清渣机机械手进行机械清理，保证进料溜槽畅通；

五.清钢机清钢；

当滚筒内堆积较多大块冷钢时，短时停机，移走包括进料漏斗的进料溜槽，启动清钢机，通过操作清钢机的机械臂及其端部的电磁铁将大块冷钢从滚筒经由储料仓快速清除。

2.如权利要求1所述的多相态钢渣高效率处理方法，其特征在于，储料仓与水平面的倾斜角0-25°，优选8-12°，并与滚筒固结，储料仓的容积是渣罐容积的2-3倍，以容纳渣罐内全部的熔渣，避免高温钢渣堆积到滚筒处理腔及钢球上面发生***，储料仓的钢渣随着滚筒的转动缓慢的滑入滚筒，慢慢的和钢球接触，并被钢球带走和冷却破碎。

3.如权利要求1所述的多相态钢渣高效率处理方法，其特征在于，滚筒的排渣区域设置水车式抄水小室，确保处理过程无积水，小室沿外筒体圆周均匀布置，小室之间的隔板角度与接渣漏斗的张开角度相吻合。

4.如权利要求1所述的多相态钢渣高效率处理方法，其特征在于，储料仓内壁为水冷壁，所述水冷壁对熔渣有冷却固化作用，并在重力和转动的配合下，冷却后的大团渣和储料仓内壁剥离，储料仓为圆柱或圆锥状敞口筒体，一端与漏斗溜槽4的下部开口形成间隙配合，另外一端与滚筒的处理腔连接，并与滚筒轴线同轴，储料仓外圆设置加固筋板，筋板外侧沿圆周设置环形冷却喷淋管，喷淋管沿储料仓轴向均匀布置，冷却水管外设置外罩壳，外罩壳与地基固结，并将冷却水管的喷淋水收集排放，冷却水管固定在罩壳上。

5.如权利要求1所述的滚筒法处理方法，其特征在于，进料漏斗布置在钢结构平台上，上沿口的尺寸和形状与渣罐口部尺寸吻合，下沿口与储料仓端部开口形成间隙配合。

6.如权利要求5所述的滚筒法处理方法，其特征在于，为方便更换和检修，漏斗上下两部分采用可拆卸联接，联结形式采用法兰或***式结构，溜槽倾斜角的范围在30°-70°，最优值在45°-60°；

优选的是，漏斗的下半段承受热渣冲刷的部分设有水冷装置，进料溜槽4采用外侧面水冷方式的水套或盘管结构，由水冷机构10实现溜槽壁面的冷却。

7.一种用于权利要求1所述多相态钢渣高效率处理方法的多相态钢渣处理装置，包括：钢渣进料装置—处理钢渣的滚筒--尾气排放和净化装置--冷却水循环装置及冷钢清理装置，其特征在于，

钢渣进料装置包括：

钢渣进料装置包括渣罐倾动装置1及其前侧的水冷式进料溜槽4，所述渣罐倾动装置在液压机构驱动下可以沿水平轨道进退，以调整渣罐口距离进料溜槽4的水平位置；

所述渣罐倾动装置1有两个在液压驱动下可旋转角度0-180度的抱罐臂，以托起并控制渣罐2旋转，以使得渣罐2中的熔渣3可控的倒出或扣出；

设置于水冷式进料溜槽4和滚筒8之间的储料仓7，

所述储料仓7为一圆柱或圆锥状敞口筒体，一端与漏斗溜槽4的下部开口形成间隙配合，另外一端与滚筒的处理腔连接，并与滚筒轴线同轴，储料仓外圆设置加固筋板，筋板外侧沿圆周设置环形冷却喷淋管，喷淋管沿储料仓轴向均匀布置，冷却水管外设置外罩壳，外罩壳与地基固结，并将冷却水管的喷淋水收集排放，冷却水管固定在罩壳上。

8.如权利要求7所述一种多相态钢渣处理装置，其特征在于，所述水冷式进料溜槽4上大下小，上沿口的尺寸和形状与渣罐口部尺寸吻合，下沿口与储料仓7的入口端部形成间隙配合。

9.如权利要求7所述一种多相态钢渣处理装置，其特征在于，滚筒8的轴线相对水平面有倾斜夹角B，倾斜夹角B的范围在0°-25°，优选的是8°-12°。

10.如权利要求7所述一种多相态钢渣处理装置，其特征在于，滚筒外筒体的排渣区域设置水车式抄水小室，确保处理过程无积水，小室沿外筒体圆周均匀布置，小室之间的隔板角度与接渣漏斗的张开角度相吻合。

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