铸造设备及控制所述设备的方法
【技术领域】
[0001] 本发明大体上涉及对来自金属工业并且更特别地来自炼铁工业的炉渣（炉渣）进 行粒化（granulation) 〇
【背景技术】
[0002] 传统上，在水中对冶金炉渣进行粒化。
[0003] 水淬确保冶金炉渣的快速固化，这是在高炉炉渣的情况下用于获得有价值产品的 必要条件。首先用水射流将热液态炉渣流分裂（fragmentize)成非常小的颗粒，并将这些 颗粒转移到水槽中。通过热液态炉渣与水之间的直接接触，汲取来自热炉渣的能量。由于 这必须在环境压力下发生，所以炉渣的温度立即降至100°C以下的温度水平。
[0004] 然而，水粒化工艺的主要缺点在于：包含在热液态炉渣中的硫与水反应，并生成二 氧化硫（S02)和硫化氢（H2S)。
[0005] 此外，必须注意的是，必须小心地以足够快的速度将炉渣的温度降低足够的程度， 以获得玻璃化或非晶态的炉渣而非获得（部分地）结晶炉渣，结晶炉渣在市场上不利地损 失很多价格（约15倍）。
[0006] 可能还期望以可用形式从炉渣回收至少一些热量。为了以有效的方式利用此可能 性，必需使炉渣迅速冷却到以下温度水平：该温度水平对于使材料的处理较容易而言是足 够低的，但对于以可用水平保存能量而言是足够高的。
[0007] 克服生成有毒气体的缺点并回收至少一部分热量的一种可能性包括将液态炉渣 与相同化学组成的冷炉渣颗粒混合。然后，炉渣可以在热交换器中经受热量回收。然而，已 经发现，由于液态炉渣的高黏度，所以不易于将冷炉渣颗粒与液态炉渣混合，并因此不可能 足够快地冷却液态炉渣以获得玻璃化炉渣。
[0008] 已经提出了将（冷）固态金属颗粒添加到热液态炉渣中的另一方案（W0 2012/034897,W0 2012/080364)。其效果是，炉渣以玻璃状态迅速固化，而未产生有毒气 体。此外，固态金属颗粒是化学惰性的并且可以容易地被分离、回收和再利用（参见W0 2012/034897)。最后，来自固化的炉渣和金属颗粒二者的热量都可以回收到适当的装置 (如，热交换器）中（参见W0 2012/080364)。
[0009] 然而，在实践中，上述解决方案的效率高度地取决于炉渣的适当浇注和金属颗粒 的正确配量。所述效率甚至由于以下事实而恶化：除非预见到了技术上复杂或要求高能的 附加设备（所述附加设备例如新填充的铸模中中的实际炉渣填充水平确定装置、加热的或 耐火材料衬里的输送盛桶和/或等效物），否则液态炉渣的进入流通常不能被控制。在不具 有这样的额外措施的情况下，对金属颗粒的任何合适的计量变得复杂并且甚至不稳定。
[0010] 技术问题
[0011] 本发明的目的是提供一种用于干炉渣粒化的方法以及相应的装置，其允许从减小 的环境影响和增加的能量回收潜能中获益，同时易于实现，并且使用起来既安全又有效。
【发明内容】
[0012] 为了实现此目的，本发明提出了一种用于使用铸造设备对热液态炉渣进行干炉渣 粒化的方法，所述铸造设备包括具有多个铸造模具的循环输送机，所述循环输送机被设置 成将第一区段中的所述铸造模具从炉渣浇注区通过冷却区移动至排出区并将第二区段中 的所述铸造模具返回至所述炉渣浇注区，所述方法包括以下连续步骤：
[0013] a)在所述炉渣浇注区中向位置N中的铸造模具浇注一定量的热液态炉渣，
[0014] b)使容纳有所述热液态炉渣的铸造模具移动到所述冷却区内的位置N+n中，
[0015] c)通过将确定量的固态金属颗粒从分配装置投入到位置N+n中的容纳有所述热 液态炉渣的所述铸造模具中，将所述固态金属颗粒添加到所述模具中，所述分配装置设置 在所述模具上方并且包括用于存储所述固态金属颗粒的至少一个料斗，
[0016] d)在所述排出区从所述模具中排出已冷却的固化炉渣，
[0017] 其中，在位置N和N+n之间的位置处测量步骤（a)中浇注到所述铸造模具中的热 液态炉渣的实际量，其中η为1至10之间的数字，优选地在1至4之间，最优选地η为2，
[0018] 其中，基于测得的热液态炉渣的量调整步骤（b)中的移动速度VWtt，
[0019] 其中，基于固定的炉渣/金属颗粒比λ确定步骤（c)所需的金属颗粒的量，
[0020] 其中，通过在基于所述速度确定的时间t期间打开设置在所述料斗的出口处 的至少一个驱动滑动门，控制步骤（c)中由所述分配装置添加的金属颗粒的量，并且其中， 基于所确定的金属颗粒的量、所确定的打开时间t和所述至少一个驱动滑动门的特性来确 定所述至少一个驱动滑动门的开度X。
[0021] 如已经提到的，在实践中面临困难的主要原因在于不仅要处理炉渣的不可控性， 而且还要处理炉渣的可变流量，同时在炉渣和金属颗粒之间具有特定比率是重要的。
[0022] 本方法的主要优点在于，通过在步骤（a)之后、步骤（c)之前简单地测量铸造模具 内的热液态炉渣的量，可以控制整个过程。
[0023] 首先，该测量值用于控制模具中液态炉渣的量。事实上，看起来清楚的是，该循环 输送机的模具应当被填充有适当（最大）量的炉渣，该量应当使得在铸造模具中留有足够 的空间以用于按照固定的炉渣/金属颗粒比λ添加一定量的金属颗粒。因此，对热液态 炉渣的量的测量允许通过调整输送机的速度来控制所述量，例如通过在该量低于预期（适 当）量时使输送机的速度减缓，而在液态炉渣的量超出预期（适当）量时使输送机加速来 进行控制所述量。如果液态炉渣的量近似为预期量，则不需要进行速度调整。
[0024] 其次，上述对液态炉渣的量的测量用于针对该特定的铸造模具确定金属颗粒的实 际需要量。
[0025] 在另一方面，本发明还提出了一种用于对热液态炉渣进行干炉渣粒化的设备，所 述设备包括具有多个铸造模具的循环输送机，所述循环输送机被设置成将第一区段的所述 铸造模具从炉渣浇注区通过冷却区移动至排出区并使第二区段中的所述铸造模具返回所 述炉渣浇注区，并且其中，所述设备还包括：
[0026] ?分配装置，所述分配装置设置在所述冷却区中，位于位置N+n处的所述模具上 方并且包括至少一个用于存储固态金属颗粒的料斗，所述分配装置包括位于所述料斗的出 口处的至少一个滑动门，对所述滑动门的驱动允许控制由所述分配装置分配的金属颗粒的 量，
[0027] ?至少一个传感器，所述传感器能够测量介于炉渣浇注位置N和金属颗粒添加位 置N+n之间的位置中的铸造模具内所浇注的热液态炉渣的实际量，其中η为1至10之间的 数字，优选地在1至4之间，
[0028] ?控制单元，其用以：基于所测量的热液态炉渣的量调整所述输送机的移动速度V 基于固定的炉渣/金属颗粒比λ确定要由所述分配装置添加的金属颗粒的必需量；通 过在基于所述速度确定的时间t期间打开设置在所述料斗的出口处的所述至少一个驱 动滑动门，控制要由所述分配装置添加的金属颗粒的量；以及基于所确定的金属颗粒的量、 所确定的打开时间t和所述至少一个滑动门的特性来确定所述至少一个驱动滑动门的开 度X。
[0029] 在本发明的上下文中，应当注意的是，在浇注区中和冷却区中对模具的输送优选 地基本为线性，即在浇注区和冷却区中，一个或多个倾斜角基本不变。此外，在此上下文中， 相对于炉渣浇注区中正被填充的模具的位置N所指示的位置仅是示例性的。事实上，在本 文中由N+n指示的位置中的分配装置的实际位置可以位于并非为模具的长度1的倍数的距 离d处，S卩，当位置N中的模具位于炉渣沟（slagrunner，出渣槽）下方时，不一定会发生 向位置N+n中的模具内填充金属颗粒。因此，炉渣浇注区中正被填充的模具和分配装置之 间的距离d可以是0. 11至91之间的任何距离，优选地在0. 51至31之间，特别地约11 (即 η约为2)。在实践中，仅限制距离d的下限值，以允许测量浇注在铸造模具内的热液态炉渣 的实际量。上限通常取决于以下事实：炉渣应当仍然处于充分的液态以允许金属颗粒适当 渗入炉渣中。
[0030] 在本发明的另一方面中，该方法或该设备还包括：在步骤（C)之后于位置N+n的下 游位置中测量铸造模具中炉渣和金属颗粒的实际结合量，即炉渣/颗粒混合物的量（的装 置）；基于所测量的炉渣和金属颗粒的结合量以及先前确定的热液态炉渣的量来计算步骤 (c)中金属颗粒的实际添加量；以及如果所计算的金属颗粒的实际添加量与先前确定的金 属颗粒的量不符，则调整所述至少一个滑动门的特性。
[0031] 该进一步优选的实施方式的主要优点在于，其允许使用所产生炉渣/颗粒混合物 的量的实际测量值作为反馈而通过作用于分配装置（特别地通过调节一个或多个滑动门） 来调整（或校正）金属颗粒的量。
[0032] 有利地，所述至少一个滑动门的特性包括随所述开度X变化的颗粒的质量流量 (Sfi/x曲线），其中，所述开度是滑动门在打开和关闭状态（或基本关闭状态，见下文）之 间必须被移动的距离。事实上，此参数基本上根据滑动门的开度限定了每单位时间流经该 滑动门的颗粒的量。该参数可以被表示为离散曲线，并且可以根据滑动门的特定类型和颗 粒的特定类型（见下文的详细描述）通过实验确定。
[0033] 在又一实施方式中，在步骤（a)浇注到铸造模具中的热液态炉渣的实际量和/或 步骤（c)后铸造模具中的炉渣和金属颗粒的