干法水平回转式冶炼钢渣处理设备及余热回收方法与流程

文档序号：16503321发布日期：2019-01-05 08:53阅读：170来源：国知局

本发明涉及冶炼行业技术领域，具体而言为钢渣处理，尤其涉及400系不锈钢渣、aod冶炼渣、lf精炼渣以及特殊钢如轴承钢、工具钢渣等的完全干式处理及余热分离、提取的设备及其使用方法。

背景技术：

目前公知的400系不锈钢渣和aod冶炼渣、lf精炼炉渣以及特殊钢冶炼渣的处理方法，具有典型意义的是“湿法”和“半干法”。“半干法”又分为“渣盘半干法”和“热泼半干法”。

“湿法”处理工艺分为四个步骤：第一步将盛放熔融钢渣的渣盘(或罐、桶)在大气中静置，待热量散失到一定程度后(渣温降到一定温度)，对其实施喷淋冷却水,除部分冷却水直接蒸发掉以外，还有部分冷却水未能蒸发掉而形成水流、流淌；喷淋水使渣温彻底降至常温的同时，也使自粉渣粉与过量的冷却水混合形成了渣泥泥浆，然后转入堆场，分类堆放、沥水。第二步等渣泥中的水份降低到适合水份时，再去筛分，提取渣钢。第三步是渣泥过滤、干燥处理。第四步是污水处理。

“渣盘半干法”处理工艺分为两步：第一步将盛放熔融状态钢渣的渣盘(或罐、桶)置于钢渣车间，直接向盛有热态钢渣的渣盘(或罐、桶)喷淋冷却水使其降温，但喷琳水量以钢渣热量使喷淋的水直接蒸发而不发生流淌为限。第二步，将渣温降至常温后的渣钢与尾渣渣粉的混合物在钢渣处理车间倒出，进入渣钢、渣粉分离阶段，回收固态渣钢。“半干法”作业环境恶劣，扬尘肆虐。

“热泼半干法”工艺也分为两步：第一步将熔融状态钢渣直接倾倒于钢渣车间地上，并直接向热态钢渣喷淋冷却水使其降温，其喷水量以钢渣热量使喷淋的水直接蒸发而不流淌为限度。第二步，将渣温降至常温后的渣钢与尾渣渣粉的混合物，转入渣钢、渣粉分离阶段。

两种方法的区别(优缺点)：“半干法”流程短、工艺简单，没有渣泥处理和污水处理环节。但是，两种方法在喷淋降温过程中，都存在钢渣遇冷自粉的粉尘随热气流(水蒸气)上升、升腾而产生扬尘污染问题。扬尘污染程度大小，取决于钢渣热焓多少。目前不锈钢渣处理方法，具有典型意义的是“湿法”和“半干法”。“半干法”又分为“渣盘半干法”和“热泼半干法”。“湿法”如滚筒法，“半干法”如热闷法。

“湿法”处理工艺分为四步：第一步将盛放熔融不锈钢渣的渣盘(或罐、桶)在大气中静置，待热量散失到一定程度后(渣温降到一定温度)，对其实施喷淋冷却水,除部分冷却水直接蒸发以外，还有部分冷却水未能蒸发而形成水流、流淌；喷淋水使渣温彻底降至常温的同时，也使不锈钢自粉渣粉与过多、过量的冷却水混合,形成了渣泥泥浆，再转入堆场，分类堆放、沥水。第二步,渣泥中水份降低到适合水份进行渣钢与尾渣分离。第三步渣泥过滤、干燥处理。第四步是污水处理。

“渣盘半干法”处理工艺分为两步：第一步将盛放熔融状态不锈钢渣的渣盘(或罐、桶)置于钢渣车间，直接向盛有热态不锈钢渣的渣盘(或罐、桶)喷淋冷却水使其降温，但喷琳水量以钢渣热量能使喷淋水直接蒸发而不流淌为限。第二步，将渣温降至常温后，渣钢与渣粉的混合物在钢渣处理车间倒出，进入分离阶段，回收固态渣钢。

“热泼半干法”处理工艺也分为两步：第一步将熔融状态不锈钢渣和直接倾倒于钢渣车间地上，并直接向热态不锈钢渣喷淋冷却水使其降温。第二步，将渣温降至常温后的渣钢与渣粉混合物，转入分离阶段。

两种方法的区别(优缺点)：“半干法”流程短、工艺简单，没有渣泥处理和污水处理环节。但是，“半干法”处理工艺作业环境恶劣，扬尘严重。而“湿法”处理工艺流程长，设备多，耗水量大，污染排放点多。两种处理方法都存在以下共同点：即钢渣余热全部散发到大气当中，以热污染形式出现，产生温室效应。同时在喷淋降温过程中，都存在自粉粉尘随热气流(水蒸气)上升、升腾而产生的扬尘污染问题。扬尘污染程度，取决于钢渣向大气中散发的热量多少。

针对上述现有技术中所存在的问题，研究设计一种新型的干法水平回转式冶炼钢渣处理设备及余热回收方法，从而克服现有技术中所存在的问题是十分必要的。

技术实现要素：

根据上述提出的技术问题，而提供一种干法水平回转式冶炼钢渣处理设备及余热回收方法。本发明主要利用白渣“遇冷自粉”特性，在密闭的空间内，利用环境空气作为冷却介质，采用负压抽吸原理排出“遇冷自粉”的渣粉，对冶炼白渣进行完全干式的处理，从而实现整个处理过程不产生扬尘污染、不产生泥水污染、无需后期各种分离工序的处理，同时对处理过程中的余热进行有效回收。

本发明采用的技术手段如下：

一种干法水平回转式冶炼钢渣处理设备，包括：支撑结构、传动装置、回转装置、端面密封、进渣管、出风管及高温工业监视器；

进一步地，回转装置呈水平方向平行装于支撑结构上部，进行水平追回转运动；传动装置装于支撑结构和回转装置上，为回转装置提供转动动力；回转装置的两端通过端面密封进行封闭；进渣管装于支撑结构上，其出渣侧固定于回转装置一侧的端面密封上；出风管装于支撑结构上，其进风侧固定于回转装置另一端端面密封上；高温工业监视器安装于端面密封之上；

进一步地，支撑结构包括：托辊、托辊座、底板、进渣管支架、出风管支架和端面密封支架；托辊通过托辊座装于底板的上部；进渣管支架和出风管支架分别设置在回转装置两端；端面密封支架装于回转装置的两端，用于安装端面密封；

进一步地，回转装置采用托轮支撑方式，回转装置置于托辊上，为水平回转结构，采用变频调速装置进行调速；回转装置包括：外筒、内筒、内筒开孔、内外筒把合柱销、内外筒间进风孔、破碎柱、渣钢卸料槽、渣钢卸料孔；外筒套装在内容的外部，并通过内外筒把合柱销固定装配在一起；内筒径向表面均匀设置有多个内筒开孔；在相邻的两个内筒开孔之间均设置有至少一个破碎柱；外筒内壁表面下部设有与水平方向呈2°夹角的渣钢卸料槽，渣钢卸料槽的尾部连通渣钢卸料孔；外筒的端面处高于内壁，用以开设内外筒间进风孔；内外筒间进风孔周向均布；

进一步地，传动装置的传动方式为开式大小齿轮传动，包括：传动大齿轮和传动小齿轮，传动大齿轮套合于外筒的外表面上；传动小齿轮固定于托辊座上，并与传动大齿轮相啮合。

进一步地，内筒与外筒之间采用平行或倾斜方式布置安装。

进一步地，外筒采用厚壁圆筒设计，内壁砌筑耐火材料；外筒的长径比为≥1。

进一步地，外筒端面处高于内壁，用做内筒安装用台肩。

进一步地，传动大齿轮把合在外筒的一端。

进一步地，内筒采用厚壁圆筒设计；内筒的端面设螺纹孔，用以把合端面密封；内筒的长径比为≥1。

进一步地，高温工业监视器安装于进渣管一侧的端面密封上。

进一步地，进渣管、进渣管支架与外筒为整体可移开式结构。

进一步地，出风管、出风管支架与外筒为整体可移开式结构

干法水平回转式冶炼钢渣处理设备的余热回收方法，其特征在于，所述的余热回收方法步骤为：

a、炼钢白渣经过天车吊运至进渣管上方倒入，经进渣管落入内筒的底部；

b、随着处理设备回转，外部环境温度大气通过内外筒间进风孔进入内外筒间，再通过内筒开孔进入内筒，对落入的钢渣白渣实施喷吹冷却；

c、内筒采用与外筒平行布置方式，随着处理设备回转、熔融钢渣连续倒入，内筒内表面上设置的破碎柱在回转过程中，对粘连在一起的高温熔融钢渣起到了打散、破碎，将大块粘连的钢渣破碎成小块，有利于进入内筒之内的钢渣在随着设备回转过程中，较为均匀分布；通过进渣管不断进入内筒的钢渣，依靠落渣点不断堆积形成的高度差，随着处理设备的回转，钢渣由落渣点沿轴向向出口方向推挤钢渣，于是钢渣向出口侧方向产生位移；

d、内筒采用与外筒倾斜布置方式，内筒内表面上同样设置破碎柱起到钢渣破碎作用，达到使钢渣均匀分布目的；在设备回转运行同时，因内筒与外筒之间存夹角，钢渣在内筒内壁上，重力分解为垂直于内筒壁的垂直分量和平行于内筒壁的平行分量，在处理设备回转作用下，钢渣一边被破碎柱破碎，一边沿着轴线方向向出口侧运动，产生位移；

e、利用冶炼白渣“遇冷自粉”特性，使用、调整负压风机，使进入内筒内部的冷却空气和钢渣表面温度，达到“遇冷自粉”温度区间，达到冶炼白渣在以空气为介质干式冷却过程中完全粉化目的；

f、在处理设备回转作用下，进入内筒的钢渣，一边被内筒内表面设置的破碎柱破碎，一边在倾斜的内筒内表面上，沿着设备轴线方向，向出口侧做类似螺旋线的运动，一边被进入的冷却空气冷却，发生“遇冷自粉”；

g、在环境大气的冷却作用下，处理设备内的冶炼白渣逐渐冷却，降至自粉临界温度，开始连续自粉，粉化细度在50(60)～180目不等；自粉粉尘与升温后的空气混合形成含尘热烟气；含尘热烟气与冷却气流形成了白渣自粉粉尘的“紊流”；与此同时，在负压风机抽吸作用下，白渣渣粉的“紊流”，通过与出风管相连接的管道,将自粉渣粉与热烟气的混合物抽出；而钢渣中剩余的渣钢，则通过内筒开孔落入外筒的内表面，随着设备回转，运动到渣钢卸料槽中，通过渣钢卸料孔，排出设备之外，进入下一道工序；

h、自此，高温熔融冶炼白渣经过本设备技术处理，被以大气为冷却介质的空气逐渐冷却，达到“自粉温度”区间，发生“遇冷自粉”，解裂为渣钢、渣粉、并释放出余热，并且单独得到了渣钢，而余热和自粉渣粉则耦合在一起，形成“紊流”，经过端面密封之上设置的出风管，被排出设备之外，达到了渣钢与渣粉(含余热)分离目的；

i、耦合在一起的余热和自粉渣粉，经过管道i，输送至悬浮预热器低压损型“气-固”分离器，进行“气-固”分离，达到单独提取余热、单独分离渣粉的目的。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明提供的干法水平回转式冶炼钢渣处理设备，通过在内筒内设置破碎柱，实现了大块钢渣的筒内破碎，便于钢渣在随设备转动时，较为均匀的分布；

2、本发明提供的干法水平回转式冶炼钢渣处理设备，通过采用内筒与外筒倾斜布置方式，实现钢渣一边被破碎柱破碎，一边沿着轴线方向向出口侧运动，产生位移；

3、本发明提供的干法水平回转式冶炼钢渣处理设备，通过使用及调整负压风机，使筒内的冷空气对钢渣表面进行降温，实现白渣在以空气为介质干式冷却过程中达到完全粉化目的。

综上，应用本发明的技术方案解决了现有技术中的：冷却水未能蒸发掉而形成水流、流淌；作业环境恶劣，扬尘肆虐的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明内外筒采用平行方式布置安装的剖视图；

图3为本发明内外筒采用倾斜方式布置安装的剖视图；

图4为本发明使用状态结构示意图。

图中：1、外筒2、内筒3、内筒开孔4、内外筒把合柱销5、内外筒间进风孔6、破碎柱7、托辊8、托辊座9、底板10、端面密封11、传动大齿轮12、渣钢卸料槽13、渣钢卸料孔14、内筒安装台肩15、进渣管16、出风管17、端面密封支架18、传动小齿轮19-1、进渣管19-2、出风管支架20、高温工业监视器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

实施例1

如图1、2、4所示，本发明提供了一种干法水平回转式冶炼钢渣处理设备包括：支撑结构、传动装置、回转装置、端面密封10、进渣管15、出风管16及高温工业监视器20；

回转装置呈水平方向平行装于支撑结构上部，进行水平追回转运动；传动装置装于支撑结构和回转装置上，为回转装置提供转动动力；回转装置的两端通过端面密封10进行封闭；进渣管15装于支撑结构上，其出渣侧固定于回转装置一侧的端面密封10上；出风管16装于支撑结构上，其进风侧固定于回转装置另一端端面密封10上；高温工业监视器20安装于端面密封10之上；

支撑结构包括：托辊7、托辊座8、底板9、进渣管支架19-1、出风管支架19-2和端面密封支架17；托辊7通过托辊座8装于底板9的上部；进渣管支架19-1和出风管支架19-2分别设置在回转装置两端；端面密封支架17装于回转装置的两端，用于安装端面密封10；

回转装置采用托轮支撑方式，回转装置置于托辊7上，为水平回转结构，采用变频调速装置进行调速；回转装置包括：外筒1、内筒2、内筒开孔3、内外筒把合柱销4、内外筒间进风孔5、破碎柱6、渣钢卸料槽12、渣钢卸料孔13；外筒1套装在内容2的外部，并通过内外筒把合柱销4固定装配在一起；内筒2与外筒1之间采用平行方式布置安装。内筒2径向表面均匀设置有多个内筒开孔3；在相邻的两个内筒开孔3之间均设置有至少一个破碎柱6；外筒1内壁表面下部设有与水平方向呈2°夹角的渣钢卸料槽12，渣钢卸料槽12的尾部连通渣钢卸料孔13；外筒1的端面处高于内壁，用以开设内外筒间进风孔5；内外筒间进风孔5周向均布；

传动装置的传动方式为开式大小齿轮传动，包括：传动大齿轮11和传动小齿轮18，传动大齿轮11套合于外筒1的外表面上；传动小齿轮18固定于托辊座8上，并与传动大齿轮11相啮合。

外筒1采用厚壁圆筒设计，内壁砌筑耐火材料；外筒1的长径比为≥1。

外筒1端面处高于内壁，用做内筒安装用台肩14。

传动大齿轮11把合在外筒1的一端。

内筒2采用厚壁圆筒设计；内筒2的端面设螺纹孔，用以把合端面密封10；内筒2的长径比为≥1。

高温工业监视器20安装于进渣管15一侧的端面密封10上。

进渣管15、进渣管支架19-1与外筒1为整体可移开式结构。

出风管16、出风管支架19-1与外筒1为整体可移开式结构

干法水平回转式冶炼钢渣处理设备的余热回收方法，步骤为：

a、炼钢白渣经过天车吊运至进渣管15上方倒入，经进渣管15落入内筒2的底部；

b、随着处理设备回转，外部环境温度大气通过内外筒间进风孔5进入内外筒间，再通过内筒开孔3进入内筒2，对落入的钢渣白渣实施喷吹冷却；

c、内筒2采用与外筒1平行布置方式，随着处理设备回转、熔融钢渣连续倒入，内筒2内表面上设置的破碎柱6在回转过程中，对粘连在一起的高温熔融钢渣起到了打散、破碎，将大块粘连的钢渣破碎成小块，有利于进入内筒2之内的钢渣在随着设备回转过程中，较为均匀分布；通过进渣管15不断进入内筒2的钢渣，依靠落渣点不断堆积形成的高度差，随着处理设备的回转，钢渣由落渣点沿轴向向出口方向推挤钢渣，于是钢渣向出口侧方向产生位移；

d、利用冶炼白渣“遇冷自粉”特性，使用、调整负压风机，使进入内筒2内部的冷却空气和钢渣表面温度，达到“遇冷自粉”温度区间，达到冶炼白渣在以空气为介质干式冷却过程中完全粉化目的；

e、在处理设备回转作用下，进入内筒2的钢渣，一边被内筒2内表面设置的破碎柱6破碎，一边在倾斜的内筒2内表面上，沿着设备轴线方向，向出口侧做类似螺旋线的运动，一边被进入的冷却空气冷却，发生“遇冷自粉”；

f、在环境大气的冷却作用下，处理设备内的冶炼白渣逐渐冷却，降至自粉临界温度，开始连续自粉，粉化细度在50(60)～180目不等；自粉粉尘与升温后的空气混合形成含尘热烟气；含尘热烟气与冷却气流形成了白渣自粉粉尘的“紊流”；与此同时，在负压风机抽吸作用下，白渣渣粉的“紊流”，通过与出风管16相连接的管道,将自粉渣粉与热烟气的混合物抽出；而钢渣中剩余的渣钢，则通过内筒开孔3落入外筒1的内表面，随着设备回转，运动到渣钢卸料槽12中，通过渣钢卸料孔13，排出设备之外，进入下一道工序。

实施例2

如图1、3、4所示，(在实施例1的基础上，)本发明还提供了一种干法水平回转式冶炼钢渣处理设备，其特征在于，所述的处理设备包括：支撑结构、传动装置、回转装置、端面密封10、进渣管15、出风管16及高温工业监视器20；

回转装置采用托轮支撑方式，回转装置置于托辊7上，为水平回转结构，采用变频调速装置进行调速；回转装置包括：外筒1、内筒2、内筒开孔3、内外筒把合柱销4、内外筒间进风孔5、破碎柱6、渣钢卸料槽12、渣钢卸料孔13；外筒1套装在内容2的外部，并通过内外筒把合柱销4固定装配在一起；内筒2与外筒1之间采用倾斜方式布置安装；内筒2径向表面均匀设置有多个内筒开孔3；在相邻的两个内筒开孔3之间均设置有至少一个破碎柱6；外筒1内壁表面下部设有与水平方向呈2°夹角的渣钢卸料槽12，渣钢卸料槽12的尾部连通渣钢卸料孔13；外筒1的端面处高于内壁，用以开设内外筒间进风孔5；内外筒间进风孔5周向均布；