钢渣余热回收及加压闷渣系统及工艺的制作方法

本发明涉及一种闷渣系统，尤其是钢渣余热回收及加压闷渣系统及工艺。

背景技术：

目前，转炉渣主要采用闷渣坑热闷或者渣池热泼，少量兼以风淬、水淬和滚筒3方式，其处理介质完全依赖水，转炉渣热值高，高温钢渣直接采用喷水降温闷解或粒化的方式，热量全部以蒸汽方式散失，而闷解或粒化过程产生的蒸汽中夹杂有大量钢渣微小颗粒对大气污染严重，同时蒸汽含水量大，而且需要消耗大量水。

钢渣物理粉化和化学反应需要有h2o作为介质，钢渣中的cao、mgo等碱性氧化物与水反应生产稳定的氢氧化物，高温钢渣在喷水过程中膨胀粉化实现渣铁分离，但是直接喷水产生的水蒸气夹杂大量钢渣微粒，蒸汽品质低，热量难以回收利用。若以气体作为冷却介质，使钢渣降温，可实现热量回收，但是气体无法实现钢渣的闷解和粉化。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供钢渣余热回收及加压闷渣系统及工艺，它采取高温态钢渣气体介质换热，低温态钢渣用水作为处理介质热闷，实现了钢渣大部分热量得到回收，剩余热量仍可满足加压闷渣的要求。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：钢渣余热回收及加压闷渣系统，包括渣罐倾翻机构、滚筒、余热锅炉、带式冷却机、闷渣罐、渣罐台车、闷渣加压釜和扒渣机，渣罐倾翻机构能够将装有钢渣的渣罐倾翻，滚筒表面设置呈螺旋状排列的辊齿，滚筒下部设置钢渣槽，钢渣槽上设置封闭罩，扒渣机能够将倾翻后的渣罐内的钢渣运送至钢渣槽内，钢渣槽的出料口位于带式冷却机上方，带式冷却机和钢渣槽之间设置气体管道，钢渣槽和余热锅炉之间设置气体管道，带式冷却机上设置第一风机，第一风机将外界空气吹入带式冷却机并使与钢渣换热后的一次换热气体吹入滚筒内，一次换热气体与滚筒内的钢渣完成二次换热，钢渣槽上设置第二风机，第二风机将二次换热气体吹至余热锅炉内，带式冷却机输出的钢渣进入闷渣罐，渣罐台车能够将闷渣罐送入闷渣加压釜，闷渣加压釜内设置喷水系统。

本发明为了进一步解决其技术问题所采用的技术方案是：所述的钢渣槽轴线垂直的两侧设置行走机构，滚筒能够沿行走机构在钢渣槽内行走。所述的闷渣加压釜为两个，两个闷渣加压釜的一侧均设置台车轨道，渣罐台车能够沿台车轨道行走，两个闷渣加压釜之间设置与台车轨道垂直的横移轨道，横移轨道上配合设置横移小车，横移小车能够沿横移轨道在两个闷渣加压釜之间移动，横移小车上设置轨道，横移小车上的轨道与横移轨道相连，渣罐台车能够从台车轨道移动至横移小车上。

钢渣余热回收及加压闷渣工艺，包括以下步骤：

步骤一，天车将来自炉前的渣罐调运至渣罐倾翻机构，渣罐倾翻机构将渣罐倾翻，高温钢渣由渣罐倾翻倒出，扒渣机清理渣罐倾翻时残留的钢渣，同时将倾倒出的钢渣扒至钢渣槽内；

步骤二，滚筒沿行走机构在钢渣槽内行走，行走过程中将钢渣槽内的钢渣破碎并输送至带式冷却机上；

步骤三，带式冷却机将钢渣送入闷渣罐，输送过程中，第一风机将外界空气吹入带式冷却机，使外界空气与带式冷却机上的钢渣换热，换热后的气体进入滚筒内，并与滚筒内的钢渣完成二次换热，钢渣槽上的第二风机将二次换热后的气体吹至余热锅炉内进行余热发电，天车将闷渣罐调运至渣罐台车；

步骤四，渣罐台车沿轨道将钢渣送入闷渣加压釜，闷渣加压釜密封后，喷水闷渣；

步骤五，钢渣在闷渣加压釜内热闷完毕后，渣罐台车将闷渣罐移出，天车调运闷渣罐至卸渣位，在钢渣自重作用下闷渣罐翻板自动打开，钢渣落入下方汽车内，转运至磁选生产线。

在步骤四中，闷渣加压釜的喷水量根据釜内压力自动调节，当压力达到设定值上限，压力变送器将信号传到控制室，控制信号通过plc控制喷水系统电动调节阀，喷水停止；压力降至设定值下限，压力变送器再次将信号反馈，控制系统启动喷水，实行动态喷水。

本发明的有益效果是：本发明采用空气作为换热介质。第一风机将空气吹入带式冷却机高温料层，室温空气自下而上穿过高温钢渣，空气被加热，完成第一步换热。经过带式冷却机换热的气体进入滚筒，气体穿过搅动的钢渣，进一步被加热，完成二次换热。高温气体经第二风机抽引至余热锅炉，从而实现余热回收。这种结构采取高温态钢渣气体介质换热，低温态钢渣用水作为处理介质热闷，实现了钢渣大部分热量得到回收，剩余热量仍可满足加压闷渣的要求。其通过采用高温态钢渣余热回收技术，使钢渣温度由1400℃降至600℃左右，钢渣热量得到回收利用。600℃左右的较低温态钢渣进行加压热闷处理，仍可实现碱性氧化物与水的化合反应和钢渣的膨化作用，相比高温态钢渣，降低耗水量，产生的蒸汽量少，降低设备损耗，缩短了闷渣周期。钢渣在加压环境下热闷，使其中的cao和mgo更充分与h2o反应，提高了钢渣的稳定性，提升了尾渣的资源价值。转炉出渣后，钢渣呈现熔融态，分别采用空气和水作为钢渣处理的介质。首先采用空气冷却使钢渣由液态转变为固态，呈块状，钢渣降温的同时，换热气体被加热。经过初步降温冷却处理的钢渣进行密封喷水，加压热闷，钢渣冷却并粉化。换热后的高温气体通过余热锅炉发电，钢渣余热得到部分回收。加压热闷后的钢渣稳定性提高，渣铁分离彻底，便于后续渣钢分选，选铁后的尾渣资源价值得到提升。同时，节约了闷渣用水，减少了蒸汽排放，并改善了生产作业环境，实现了节能环保和资源综合利用。

附图说明

图1是本发明工艺流程图；图2是高温钢渣冷却破碎装置结构示意图；图3是图2的a向放大图；图4是闷渣加压釜结构示意图；图5是沿图4的b-b线剖视图；图6是沿图4的c-c线剖视图。

具体实施方式

钢渣余热回收及加压闷渣系统，包括渣罐倾翻机构2、滚筒3、余热锅炉4、带式冷却机5、闷渣罐6、渣罐台车7、闷渣加压釜8和扒渣机9，渣罐倾翻机构2能够将装有钢渣的渣罐倾翻，滚筒3表面设置呈螺旋状排列的辊齿13，滚筒3下部设置钢渣槽12，钢渣槽12上设置封闭罩10，扒渣机9能够将倾翻后的渣罐内的钢渣运送至钢渣槽12内，钢渣槽12的出料口位于带式冷却机5上方，带式冷却机5和钢渣槽12之间设置气体管道，钢渣槽12和余热锅炉4之间设置气体管道，带式冷却机5上设置第一风机，第一风机将外界空气吹入带式冷却机5并使与钢渣换热后的一次换热气体吹入滚筒3内，一次换热气体与滚筒3内的钢渣完成二次换热，钢渣槽12上设置第二风机，第二风机将二次换热气体吹至余热锅炉4内，带式冷却机5输出的钢渣进入闷渣罐6，渣罐台车7能够将闷渣罐6送入闷渣加压釜8，闷渣加压釜8内设置喷水系统17。第一风机位于带式冷却机5底部，带式冷却机5为密封结构。本发明采用空气作为换热介质。第一风机将空气吹入带式冷却机5高温料层，室温空气自下而上穿过高温钢渣，空气被加热，完成第一步换热。经过带式冷却机5换热的气体进入钢渣槽12与封闭罩10之间，气体穿过由滚筒3搅动的钢渣，进一步被加热，完成二次换热。高温气体经第二风机抽引至余热锅炉4，从而实现余热回收。这种结构采取高温态钢渣气体介质换热，低温态钢渣用水作为处理介质热闷，实现了钢渣大部分热量得到回收，剩余热量仍可满足加压闷渣的要求。其通过采用高温态钢渣余热回收技术，使钢渣温度由1400℃降至600℃左右，钢渣热量得到回收利用。600℃左右的较低温态钢渣进行加压热闷处理，仍可实现碱性氧化物与水的化合反应和钢渣的膨化作用，相比高温态钢渣，降低耗水量，产生的蒸汽量少，降低设备损耗，缩短了闷渣周期。钢渣在加压环境下热闷，使其中的cao和mgo更充分与h2o反应，提高了钢渣的稳定性，提升了尾渣的资源价值。转炉1出渣后，钢渣呈现熔融态，分别采用空气和水作为钢渣处理的介质。首先采用空气冷却使钢渣由液态转变为固态，呈块状，钢渣降温的同时，换热气体被加热。经过初步降温冷却处理的钢渣进行密封喷水，加压热闷，钢渣冷却并粉化。换热后的高温气体通过余热锅炉4发电，钢渣余热得到部分回收。加压热闷后的钢渣稳定性提高，渣铁分离彻底，便于后续渣钢分选，选铁后的尾渣资源价值得到提升。同时，节约了闷渣用水，减少了蒸汽排放，并改善了生产作业环境，实现了节能环保和资源综合利用。滚筒3表面的呈螺旋状排列的辊齿13能够将滚筒3一端的钢渣破碎并输送至滚筒3另一端，这种结构增大了钢渣的破碎距离，既能够更好的对钢渣进行破碎，又能够使一次换热空气有较长的换热距离，方便进行二次换热。闷渣加压釜8内设置喷水系统17，喷嘴将水雾化喷入钢渣，产生蒸汽，喷水量根据釜内压力自动调节，当压力达到设定值上限，压力变送器将信号传到控制室，控制信号通过plc控制喷水系统电动调节阀，喷水停止；压力降至设定值下限，压力变送器再次将信号反馈，控制系统启动喷水，实行动态喷水。同时，根据钢渣初始温度和闷渣量，对喷水量进行总量控制。

所述的钢渣槽12轴线垂直的两侧设置行走机构11，滚筒3能够沿行走机构11在钢渣槽12内行走。行走机构11为现有结构，包括框架，驱动轮，从动轮，电机，减速机和轨道。驱动轮和从动轮与滚筒3一起水平往返移动。这种结构方便滚筒3在钢渣槽12内往复移动将钢渣槽12内的钢渣破碎输送。钢渣槽12的宽度大于滚筒3的直径，这种结构能够增加钢渣槽12一次性的储料量，方便一次盛放和输送一个渣罐内的钢渣。

所述的闷渣加压釜8为两个，两个闷渣加压釜8的一侧均设置台车轨道14，渣罐台车7能够沿台车轨道14行走，两个闷渣加压釜8之间设置与台车轨道14垂直的横移轨道16，横移轨道16上配合设置横移小车18，横移小车18能够沿横移轨道16在两个闷渣加压釜8之间移动，横移小车18上设置轨道，横移小车18上的轨道与横移轨道16相连，渣罐台车7能够从台车轨道14移动至横移小车18上。这种结构通过两个台车轨道14和一个横移轨道16构成“三段式”轨道，其能够提高闷渣加压釜8的利用效率和闷渣速度。

本发明针对液态、固液两相态或固态高温钢渣的处理，分别采用空气和水作为钢渣处理的冷却介质。钢渣进入钢渣槽12和带式冷却机5、以空气为介质换热，使钢渣由液态转变为固态，呈块状，粒度变为0-200mm，温度降至600℃左右，钢渣降温的同时，换热气体被加热。经过初步降温冷却处理的钢渣通过天车吊运及轨道输送系统，被装入加压釜，进行密封喷水，加压热闷，钢渣冷却并膨化。本技术包括：高温钢渣破碎及余热回收、加压热闷、自动卸料转运三道工序。滚筒3、行走机构11、钢渣槽12、封闭罩10和控制系统构成高温钢渣冷却破碎装置，高温钢渣冷却破碎装置如图2所示，滚筒3包括筒体，端盖，辐条，转轴，辊齿，电机，减速机，轴承。筒体为圆柱筒状结构，滚筒3的主要部件。端盖焊接在筒体两端，使筒体为封闭空腔结构。辐条分别与轴和筒体焊接，有支撑和传动作用。转轴沿筒体轴线，通过辐条与筒体连接，有传动作用。辊齿焊接在筒体表面，沿等距螺旋线均匀分布，滚筒3转动时搅动钢渣，有破碎和输送钢渣作用。电机和减速机驱动滚筒3转动。行走机构11包括框架，驱动轮，从动轮，电机，减速机，轨道。用于安装固定滚筒3，与滚筒3一起水平往返移动。钢渣槽12采用厚度50mm-100mm的钢板或板坯制作，圆弧形状槽体，滚筒3在槽内移动处理钢渣。控制系统包括限位机构，plc和计算机等，用于控制滚筒3转动和行走机构11运行。高温钢渣由渣罐倾翻倒出，扒渣机9清理渣罐倾翻时残留的钢渣，同时将倾倒出的钢渣扒至钢渣槽内。滚筒3转动搅动钢渣，气体与钢渣接触换热，带走部分热量，钢渣被冷却，钢渣变为大小不等的高温块状和粉状，尺寸主要介于0-200mm，温度在1000℃左右。经过高温破碎和降温处理的钢渣被装入闷渣罐6，天车将闷渣罐6吊运至渣罐台车7上，渣罐台车7沿轨道将钢渣送入闷渣加压釜8，闷渣加压釜8密封后，喷水闷渣。钢渣在高温高压下粉化，渣铁分离，渣中的cao与h2o充分反应，提高钢渣稳定性。两个闷渣加压釜8为一组，密封盖对开，共用一台横移小车18，实现闷渣加压釜8密封盖开关和渣罐台车7的进出。当密封盖开启或关闭时，横移小车移开。当渣罐台车7需要进出闷渣加压釜8时，横移小车18归位，连接釜内和外部轨道。高温钢渣在喷水过程中产生大量蒸汽，蒸汽中携带碱性颗粒渣，若是盖与釜体接触界面密封不良，长时间有蒸汽逸出，会在密封面结垢，所以必须保证密封盖与加压釜密封良好。密封盖上设密封圈，密封圈嵌入卡槽，固定良好且便于更换，发现密封不良，及时更换密封圈。轴承密封效果好，且防尘防水。闷渣加压釜8内设置喷水系统17，喷水系统17有喷嘴，喷嘴将水雾化喷入钢渣，产生蒸汽，喷水量根据釜内压力自动调节，当压力达到设定值上限，压力变送器将信号传到控制室，控制信号通过plc控制喷水系统电动调节阀，喷水停止；压力降至设定值下限，压力变送器再次将信号反馈，控制系统启动喷水，实行动态喷水。同时，根据钢渣初始温度和闷渣量，对喷水量进行总量控制。闷渣加压釜8的蒸汽排放管道上设压力调节阀，当内部压力低于设定的工艺要求压力值时，压力调节阀关闭，釜内压力上升，达到设定的工艺要求压力值时，调节阀开启，蒸汽放散。使闷渣加压釜8内压力保持在工艺要求范围内，达到良好的闷渣效果。压力调节阀并联安装。闷渣加压釜8顶部设有两个安全阀，当釜内压力瞬时增大，达到或超过设定的安全值时，安全阀自动打开减压。安全阀使加压釜内压力不超过设计安全值。压力变送器将过压信号传到控制室，启动报警器。闷渣加压釜8的蒸汽排放管道上设紧急放散阀，当收到过压报警信号时，人工启动紧急放散阀门，或直接启动闷渣加压釜8的密封盖电机，打开密封盖。过压报警只有在压力调节阀失效，同时两个安全阀均出现故障无法自动开启时发出紧急信号。闷渣完毕后，开启闷渣加压釜8密封盖，横移小车18回归工作位并连接台车轨道14，电机车将渣罐台车7牵引出闷渣加压釜8，天车将闷渣罐6吊运至卸料位，闷渣罐6底部设有自重锁紧翻板，闷渣罐6底部的翻板在钢渣重力作用下自动打开，钢渣落入下方的汽车内。上述整个钢渣处理系统布局紧凑，流程顺畅，占地面积小，可在钢厂已有的钢渣处理跨内实施建造。渣罐倾翻机构、扒渣机、带式冷却机和闷渣加压釜为现有的成熟的机电一体品，根据具体工艺要求设计扒渣机的机械臂运行方式、动作角度和具体尺寸，设备本体由设备厂家根据订货要求制作。可根据钢渣处理的工作环境和工艺要求，进行设计改进。闷渣加压釜设计动态喷水系统，增加压力调节装置，设计安全控制系统，密封盖的密封圈、轴承、液压缸等部件需满足闷渣作业的环境要求。

转炉钢渣为液态或固液两相态。天车将来自炉前的渣罐调运至渣罐倾翻机构，渣罐倾翻的同时，扒渣机将钢渣送入钢渣槽12。钢渣槽12内安装有滚筒3，滚筒3表面带有呈螺旋状排列的辊齿，在滚筒3转动过程中，钢渣被翻动，冷却气体穿过钢渣，气体被加热，同时钢渣被冷却，温度降至1000℃左右，变为块状高温固态渣。经过一次冷却的钢渣被输送至带式冷却机，再次气体换热，钢渣温度降至600℃左右。钢渣由带式冷却机送入闷渣罐，天车将闷渣罐调运至渣罐台车，台车沿轨道将钢渣送入加压釜，加压釜密封后，喷水闷渣。渣中的cao、mgo与h2o充分反应，钢渣在高温高压下粉化，渣铁分离。钢渣在加压釜内热闷完毕后，台车将闷渣罐移出，天车调运闷渣罐至卸渣位，在钢渣自重作用下闷渣罐翻板自动打开，钢渣落入下方汽车内，转运至磁选生产线。气体经过两次换热，得到高温气体，通过管道输送到余热锅炉，进行余热发电。

钢渣余热回收及加压闷渣工艺，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一，天车将来自炉前的渣罐调运至渣罐倾翻机构，渣罐倾翻机构将渣罐倾翻，高温钢渣由渣罐倾翻倒出，扒渣机清理渣罐倾翻时残留的钢渣，同时将倾倒出的钢渣扒至钢渣槽内；

步骤二，滚筒沿行走机构在钢渣槽内行走，行走过程中将钢渣槽内的钢渣破碎并输送至带式冷却机上；

步骤三，带式冷却机将钢渣送入闷渣罐，输送过程中，第一风机将外界空气吹入带式冷却机，使外界空气与带式冷却机上的钢渣换热，换热后的气体进入滚筒内，并与滚筒内的钢渣完成二次换热，钢渣槽上的第二风机将二次换热后的气体吹至余热锅炉内进行余热发电，天车将闷渣罐调运至渣罐台车；

步骤四，渣罐台车沿轨道将钢渣送入闷渣加压釜，闷渣加压釜密封后，喷水闷渣；

步骤五，钢渣在闷渣加压釜内热闷完毕后，渣罐台车将闷渣罐移出，天车调运闷渣罐至卸渣位，在钢渣自重作用下闷渣罐翻板自动打开，钢渣落入下方汽车内，转运至磁选生产线。

在步骤四中，闷渣加压釜的喷水量根据釜内压力自动调节，当压力达到设定值上限，压力变送器将信号传到控制室，控制信号通过plc控制喷水系统电动调节阀，喷水停止；压力降至设定值下限，压力变送器再次将信号反馈，控制系统启动喷水，实行动态喷水。

以上结合附图对本发明的具体实施方式作了说明，但这些说明不能被理解为限制了本发明的范围，本发明未详尽描述的技术内容均为公知技术。