CN217651253U - 一种熔融钢渣喷粉还原装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种熔融钢渣喷粉还原装置,该装置包括还原炉、还原粉仓、喷粉罐和气罐,所述还原炉中部沿炉体外周均布有多个喷枪,所述气罐、喷粉罐和多个喷枪之间依次经多个气管连接;所述还原粉仓通过给料阀与所述喷粉罐连接;所述还原炉顶部设有氧枪和进料口,还原炉一侧的底部设有出铁口,还原炉另一侧的中部设有出渣口。本实用新型的装置采用喷枪进行喷粉还原钢渣中铁氧化物,熔池反应均匀性好、反应时间快、处理效率高,能够实现熔融钢渣中渣热资源的高附加值利用。
Description
技术领域
本实用新型涉及钢铁冶炼领域,具体涉及一种对钢铁企业炼钢产生的熔融钢渣进行喷粉还原处理的装置。
背景技术
每生产1吨钢约产生0.12~0.14吨的钢渣,2020年我国钢渣产生量约1.3亿吨,利用率仅为30%。大量钢渣尾渣无法得到资源化利用,每年新增钢渣堆弃量超过8000万吨,累计堆存量超过10亿吨,占用大量土地,污染水系、土壤,具有严重的环境安全隐患。
钢渣的主要化学成分有CaO、SiO2、FeO、Fe2O3等氧化物。从化学组成上讲钢渣具有铁、硅酸钙两类资源回收价值,若全部资源化利用会产生重大的经济和社会价值。此外,钢渣出渣温度超过1600℃,吨渣热值超过50kg标煤,具有重大的热能回收价值。钢渣中5~10%的残钢,往往通过粉磨磁选进行部分回收,得到废钢和磁选粉流入冶金流程,剩余近80%的钢渣尾渣无法高附加值利用。关于熔融钢渣余热的回收利用仍往往属于实验室阶段,没有真正工业化应用的突破。
在钢渣价值提升方面,以往学者进行了大量研究。采用高温熔态条件下对钢渣直接还原能够充分利用热态钢渣自身的热量,同时回收较多的铁和硅酸钙物料资源,是实现钢渣资源最大化利用的有效手段。熔融钢渣还原改性试验研究基本处于试验室阶段,缺乏熔渣直接还原处理的专用设备。
实用新型内容
为解决上述现有技术中存在的问题,本实用新型提供一种熔融钢渣喷粉还原装置,通过该装置可实现熔融钢渣中热能、铁、硅酸钙无机材料三种资源的最大化回收利用。
上述技术效果是通过下述技术方案实现的:
一种熔融钢渣喷粉还原装置,其特征在于,该装置包括还原炉、还原粉仓、喷粉罐和气罐,所述还原炉中部沿炉体外周均布有多个喷枪,所述气罐、喷粉罐和多个喷枪之间依次经多个气管连接;所述还原粉仓通过给料阀与所述喷粉罐连接;所述还原炉顶部设有氧枪和进料口,还原炉一侧的底部设有出铁口,还原炉另一侧的中部设有出渣口。
根据上述的熔融钢渣喷粉还原装置,其特征在于,该装置还包括:
渣罐,所述渣罐采用运渣车运输并采用天车进行调运;
铁水罐,所述铁水罐设置于所述出铁口下方,铁水罐采用运铁车运输;
冲渣槽和冲渣池,所述冲渣槽和冲渣池在所述出渣口下方依次设置,在冲渣槽一侧上方设有水枪。
根据上述的熔融钢渣喷粉还原装置,其特征在于,所述喷枪从还原炉外侧斜向下插到还原炉内。
根据上述述的熔融钢渣喷粉还原装置,其特征在于,所述喷枪主体采用耐高温铜合金,喷枪内壁为陶瓷耐磨材料,陶瓷耐磨材料厚度不低于20mm。
根据上述的熔融钢渣喷粉还原装置,其特征在于,所述还原炉为钢结构炉体,钢板厚度为10~50mm,钢板设置气孔,气孔直径为3~10mm,相邻气孔间距不低于100mm;还原炉内部砌筑耐火材料,耐火材料厚度不低于150mm;所述还原粉仓采用钢结构封闭式料仓,钢板壁厚不低于5mm;所述喷粉罐和气罐均为钢结构压力容器。
根据上述的熔融钢渣喷粉还原装置,其特征在于,给料阀为旋转给料阀,给料阀叶轮转速为20~40r/min,给料能力不低于50kg/min;所述气管为不锈钢高压软管。
根据上述的熔融钢渣喷粉还原装置,其特征在于,所述氧枪主体采用耐高温合金钢,供氧压力不低于0.5MPa,供氧能力不低于2000m3/h。
根据上述的熔融钢渣喷粉还原装置,其特征在于,所述出铁口、出渣口均为管状结构,其主体为钢结构材料,管壁内侧设置耐火材料,耐火材料厚度不低于100mm。
根据上述的熔融钢渣喷粉还原装置,其特征在于,所述渣罐和铁水罐均采用钢铁材料,所述铁水罐内壁设置耐火材料,耐火材料厚度不低于100mm;所述冲渣池为混凝土结构水池;冲渣槽(16)主体为钢铁材料,内壁设置耐火材料,耐火材料的厚度不低于100mm。
根据上述的熔融钢渣喷粉还原装置,其特征在于,所述水枪为压力水枪,给水压力不低于0.2MPa,给水量不低于50t/h,给水温度不超过70℃。
本实用新型的有益效果:
本实用新型基于熔融钢渣特性,提出一种熔融钢渣喷粉还原的装置,采用该装置能够实现熔融钢渣中渣热全部资源的高附加值利用。该装置采用喷枪进行喷粉还原钢渣中铁氧化物,熔池反应均匀性好、反应时间快、处理效率。本实用新型的装置自动化程度高,***处理周期短,经济成本合理,处理后产品铁元素回收率高,还原水淬渣活性指数高,相比以往技术具有显著的经济优势。
附图说明
图1为本实用新型装置的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示,本实用新型的熔融钢渣喷粉还原装置包括还原炉4、还原粉仓5、喷粉罐7和气罐8,还原炉4炉体中部沿炉体外周均匀布置有多个喷枪10,喷枪10从还原炉4外侧斜向下插到还原炉4内,喷粉罐7和气罐8之间采用气管9连接,喷粉罐7和多个喷枪之间也采用多个气管9连接,气管9为不锈钢高压软管,还原粉仓5通过给料阀6与喷粉罐7连接,氧枪11从还原炉4顶部***炉内,同时还原炉4顶部还设有熔融钢渣的进料口,还原炉4一侧的底部设有出铁口12,另一侧的中部设有出渣口15。
本实用新型的熔融钢渣喷粉还原装置还包括渣罐1、铁水罐13、冲渣槽16和冲渣池18。渣罐1中装有钢渣,采用运渣车2将渣罐1运输到指定地点后,用天车3将渣罐1运输到还原炉顶部并倾倒。铁水罐13设置于出铁口12下方,用于盛装还原反应后产生的铁资源,后用运铁车14运输铁水罐13。冲渣槽16和冲渣池18顺序设置在出渣口15下方,还原炉内产生的渣料从出渣口15流入到冲渣槽16和冲渣池18中,冲渣槽16一侧上方设有水枪17,水枪17为压力水枪,给水压力不低于0.2MPa,给水量不低于50t/h,给水温度不超过70℃,便于渣料的下料过程。其中,渣罐1和铁水罐13均采用钢铁材料。渣罐1壁厚不低于60mm,渣罐1体积不低于5m3。铁水罐13钢板壁厚不低于20mm,其内壁设置耐火材料,耐火材料厚度不低于100mm,铁水罐13体积不低于5m3。冲渣池18为混凝土结构水池,容积不低于50m3。冲渣槽16主体为钢铁材料,内壁设置耐火材料,耐火材料的厚度不低于100mm。
本实用新型的还原炉4为钢结构炉体,钢板厚度为10~50mm,钢板设置气孔,气孔直径为3~10mm,相邻气孔间距不低于100mm。还原炉4内部砌筑耐火材料,耐火材料厚度不低于150mm。还原粉仓5采用钢结构封闭式料仓,钢板壁厚不低于5mm。还原粉仓5的容积不低于5m3。喷粉罐7和气罐8均为钢结构压力容器,设计压力不低于0.7MPa,容积不低于3m3。气罐8内为压缩空气或氧气。出铁口12、出渣口15均为管状结构,其主体为钢结构材料,管壁内侧设置耐火材料,耐火材料厚度不低于100mm。
喷枪10主体为耐高温铜合金材料,其内壁为耐高温的陶瓷耐磨材料,陶瓷耐磨材料厚度不低于20mm。给料阀6为旋转给料阀,给料阀叶轮转速为20~40r/min,给料能力不低于50kg/min。氧枪11主体采用耐高温合金钢,供氧压力不低于0.5MPa,供氧能力不低于2000m3/h。
本实用新型的熔融钢渣喷粉还原装置工作过程如下:
1)采用天车将运渣车运送来的渣罐中的熔融钢渣均匀倒入还原炉中;
2)启动给料阀将还原粉仓中的还原粉送到喷粉罐中,同时用气罐中的压缩气体将还原粉经喷枪持续喷入还原炉中;
3)熔融钢渣在压缩气体的搅拌下与还原粉发生还原反应,同时采用氧枪吹氧;
4)熔融钢渣经还原冶炼后,铁水与还原渣分离;铁水经出铁口排入铁水罐中,铁水罐经运铁车转运至炼钢工位;还原渣经出渣口流入冲渣槽,在水枪的急冷冲击下进入冲渣池获得水淬渣。
Claims (10)
1.一种熔融钢渣喷粉还原装置,其特征在于,该装置包括还原炉(4)、还原粉仓(5)、喷粉罐(7)和气罐(8),所述还原炉(4)中部沿炉体外周均布有多个喷枪(10),所述气罐(8)、喷粉罐(7)和多个喷枪(10)之间依次经多个气管(9)连接;所述还原粉仓(5)通过给料阀(6)与所述喷粉罐(7)连接;所述还原炉(4)顶部设有氧枪(11)和进料口,还原炉(4)一侧的底部设有出铁口(12),还原炉(4)另一侧的中部设有出渣口(15)。
2.根据权利要求1所述的熔融钢渣喷粉还原装置,其特征在于,该装置还包括:
渣罐(1),所述渣罐(1)采用运渣车(2)运输并采用天车(3)进行调运;
铁水罐(13),所述铁水罐(13)设置于所述出铁口(12)下方,铁水罐(13)采用运铁车(14)运输;
冲渣槽(16)和冲渣池(18),所述冲渣槽(16)和冲渣池(18)在所述出渣口(15)下方依次设置,在冲渣槽(16)一侧上方设有水枪(17)。
3.根据权利要求1所述的熔融钢渣喷粉还原装置,其特征在于,所述喷枪(10)从还原炉(4)外侧斜向下插到还原炉(4)内。
4.根据权利要求3所述的熔融钢渣喷粉还原装置,其特征在于,所述喷枪(10)主体采用耐高温铜合金,喷枪(10)内壁为陶瓷耐磨材料,陶瓷耐磨材料厚度不低于20mm。
5.根据权利要求1所述的熔融钢渣喷粉还原装置,其特征在于,所述还原炉(4)为钢结构炉体,钢板厚度为10~50mm,钢板设置气孔,气孔直径为3~10mm,相邻气孔间距不低于100mm;还原炉(4)内部砌筑耐火材料,耐火材料厚度不低于150mm;所述还原粉仓(5)采用钢结构封闭式料仓,钢板壁厚不低于5mm;所述喷粉罐(7)和气罐(8)均为钢结构压力容器。
6.根据权利要求1所述的熔融钢渣喷粉还原装置,其特征在于,所述给料阀(6)为旋转给料阀,给料阀叶轮转速为20~40r/min,给料能力不低于50kg/min;所述气管(9)为不锈钢高压软管。
7.根据权利要求1所述的熔融钢渣喷粉还原装置,其特征在于,所述氧枪(11)主体采用耐高温合金钢,供氧压力不低于0.5MPa,供氧能力不低于2000m3/h。
8.根据权利要求1所述的熔融钢渣喷粉还原装置,其特征在于,所述出铁口(12)、出渣口(15)均为管状结构,其主体为钢结构材料,管壁内侧设置耐火材料,耐火材料厚度不低于100mm。
9.根据权利要求2所述的熔融钢渣喷粉还原装置,其特征在于,所述渣罐(1)和铁水罐(13)均采用钢铁材料,所述铁水罐(13)内壁设置耐火材料,耐火材料厚度不低于100mm;所述冲渣池(18)为混凝土结构水池;所述冲渣槽(16)主体为钢铁材料,内壁设置耐火材料,耐火材料的厚度不低于100mm。
10.根据权利要求9所述的熔融钢渣喷粉还原装置,其特征在于,所述水枪(17)为压力水枪,给水压力不低于0.2MPa,给水量不低于50t/h,给水温度不超过70℃。
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