专利名称：一种高炉冶炼炉渣处理工艺及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种炉渣处理方法，尤其涉及一种高炉冶炼炉渣的处理方法-底滤法生产水渣，属于高炉炉渣处理技术领域。
背景技术：
目前我国生产生铁都是采用高炉生产，伴随着生铁的生产，其附属物——炉渣也相应产生。在我国，炉渣主要是用水力冲制成水渣，生产的水渣主要被运往水泥厂，研磨成细分，用于制作高标号水泥。
目前水渣处理工艺主要有以下6种方法1、沉淀池法渣水进入大的混凝土池中，随着水流速度减慢，水渣沉淀在池底(沉淀法命名来源)，再通过天车抓斗将水渣抓走。该工艺的主要优点工艺简单、可靠；缺点水中抓渣，渣中带水多，水渣运输过程中，渣水遗撒严重，污染环境；循环水中带渣，水泵、管道磨损严重。
2、拉萨(RASA)法渣水进入分离槽，沉在底部的渣水由渣浆泵打到由丝网、钢格栅等组成的固定脱水槽，以实现渣水分离。优点布置灵活。缺点循环水中带渣，水泵、管道磨损严重。
3、INBA法渣水进入由丝网、钢格栅等组成的旋转滚筒，以实现渣水分离。优点炉前没有蒸汽，工作环境好。缺点投资高；机械化程度高，对生产工人要求高；运行费用高；循环水中带渣，水泵、管道有磨损问题。
4、轮法炉渣处理装置熔渣由旋转轮破碎(轮法命名来源)，辅以水力冲渣。渣水进入由丝网、钢格栅等组成的旋转滚筒，以实现渣水分离。优点用旋转轮机械破碎熔渣，渣中带铁也不会爆炸；占地较少，布置灵活。缺点机械化程度，故障隐患多；运行费用高；循环水中带渣，水泵、管道磨损严重；储水池堆渣严重。
5、明特克法渣水进入沉渣池，由倾斜的螺旋机将水渣从沉渣池中提升出来，溢流出渣水进入由丝网、钢格栅等组成的旋转滚筒，以实现渣水分离。优点设备简单、可靠。缺点运行费用高；循环水中带渣，水泵、管道有磨损问题；储水池有堆渣问题。
综上所述，目前尚缺乏一种成本低、工艺稳定可靠、不污染环境的高炉冶炼炉渣处理工艺。
发明内容
本发明首先所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种成本低、工艺稳定可靠、不污染环境的高炉冶炼炉渣处理工艺。
本发明所要解决的技术问题是通过以下技术途径来实现的一种高炉冶炼炉渣处理工艺，包括以下步骤1)高炉熔渣被冲渣水冲制成水渣和水的混合物，将渣水混合物沿冲渣沟从过滤池的上方注入过滤池1；水渣堆积在过滤池1中过滤层19的上方，冲渣水穿过水渣层21及由4层粒径和厚度各不相同的鹅卵石组成的过滤层19变成净水进入到过滤层下方的过滤管18中，再汇集到过滤总管从过滤池的下方排出过滤池，经热水总管导出后再循环用于高炉冲渣；2)待过滤池1中水渣堆积超过0.3米时或经过2次冲渣(约2小时)(过滤池抓渣可根据生产实际情况适当调整，以过滤池过滤速度及池内堆渣高度不影响生产为准)，关闭过滤池(1)的冲渣沟阀门(3)，关闭过滤池(1)的热水阀门(10)，启动过滤池1的排空阀(12)，启动排空泵组(13)，将过滤池(1)内的水排空，使过滤池1中所堆积的湿水渣变成干水渣，将干水渣运走，过滤池(1)备用；在关闭过滤池1的冲渣沟阀门3同时，开启过滤池2的冲渣沟阀门4，使渣水混合物流向过滤池2，在过滤池2中继续进行炉渣处理工艺；3)过滤池1和过滤池2交替使用，使上述炉渣处理工艺连续进行。
上述处理工艺中，步骤1)中经热水总管导出的净水也可经过冷却后再用于高炉冲渣。
本发明参照自然界砂石对山泉的过滤原理，让渣水混合物从过滤池的上方流入，发生渗透过滤，水在重力作用下穿过过滤池中由水渣层和4层粒径及厚度不同的鹅卵石所组成的过滤系统，经过渗透过滤，变成净水进入铺设在过滤层下方的过滤管，再汇集到过滤总管从过滤池的下方流出，再循环使用，而水渣被滤层顶部水渣挡住，堆积在滤层上方，从而实现渣水分离。
从过滤池的下方流出的净水经热水阀进入热水总管。热水总管与冲渣泵组相连，冲渣泵将净水打到炉前继续冲渣，从而实现出渣水循环使用。若用户需要，热水总管的水泵也可将过滤后热水达到冷却架冷却，进入储水池，再由冲渣泵组打到炉前冲渣。对于北方地区，在冬季，热水总管内热水也可达到居民家中，作为冬季采暖用水。
本发明所要解决的另一技术问题是提供实现上述炉渣处理工艺的专用设备。
本发明所要解决的另一技术问题是通过以下技术途径来实现的实现上述炉渣处理工艺的专用设备，包括1、过滤池为混凝土结构，主要由过滤管18、过滤层19、防护架20、水渣层21和水层22组成；其中，过滤管18铺设于过滤层19的下方；过滤层19由4层粒径和厚度不同的鹅卵石组成，由下至上的规格分别为1)第1层鹅卵石高700～900cm，粒度16～25mm；2)第2层鹅卵石高70～120cm，粒度8～16mm；3)第3层鹅卵石高70～120cm，粒度4～8mm；4)第4层鹅卵石高400～600cm，粒度2～4mm；防护架20位于过滤层19的上方，防护架是由Q235A钢板或钢管焊接成钢格栅结构，防护架的顶面与过滤层鹅卵石顶面水平，防护架的作用是为了防止抓车在抓走干水渣的同时将鹅卵石也抓走；在防护架的上方是高150～250mm的水渣层21；水渣层的上方是超过1.5米高的水层22。
过滤池的形状、大小和数量可根据高炉容积大小、渣量大小、地理位置等因素进行调整、安排，是本领域的技术人员很容易掌握和实现的。
2、排空系统由过滤池(2)的排空阀9、过滤池(1)的排空阀12、排空总管11和排空泵组13组成。
3、热水排放系统由过滤池(2)的热水阀8、过滤池(1)的热水阀10、热水总管14和冲渣泵组15组成。
4、冲渣沟5、过滤池1的冲渣沟阀门3、过滤池2的冲渣沟阀门4。
过滤层中鹅卵石共计1.2～2m左右高，为了保证鹅卵石不被天车抓斗抓走，导致滤层被破坏，在过滤层上设有防护架，用以阻止抓斗再下降。设计高150～250mm水渣层是用于过滤池第一次过滤，随着水渣生产，大量水渣不断进入过滤池，这部分水渣允许被天车抓斗抓走，新进入过滤池的水渣会添补被抓走的水渣，从而做到水渣滤层不断更新。冲渣水是从过滤池上方进入过滤池的，为了防止冲渣水将过滤层击穿“短路”，在过滤池工作时，过滤层上方必须由超过1.5米高的水存在，以保护过滤层。
本发明具有以下几个方面的突出效果1、投资小，所需要的机械设备较少，工艺稳定可靠、故障点少，十分适合处于发展阶段的地区、工厂使用。
2、运行费用低采用本发明工艺过滤后的水，其清洁度与生活饮用水相同，水泵无需象其他工艺采用渣浆泵，而是采用清水泵即可。由于水质好，管道、设备没有任何磨损，维修量极低。
3、过滤后热水可取暖由于水质洁净，过滤后热水可直接入户取暖，不会出现管路磨损、积渣问题。
4、不污染环境本发明工艺中从过滤池中抓走的是干渣，避免了水渣运输过程中，渣水遗撒严重，污染环境等问题。
图1为本发明高炉冶炼炉渣处理工艺原理图。
图2为本发明过滤池的断面图。
附图标号说明1-过滤池，2-过滤池，3-过滤池1的冲渣沟阀门，4-过滤池2的冲渣沟阀门，5-冲渣沟，6-高炉，7-熔渣沟，8-过滤池2的热水阀，9-过滤池2的排空阀，10-过滤池1的热水阀，11-排空总管，12-过滤池1的排空阀，13-排空泵组，14-热水总管，15-冲渣泵组，16-冷却塔，17-冲渣供水管，18-过滤管，19-过滤层，20-防护层，21-水渣层，22-水层。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施方式
详细说明本发明。
根据高炉容积大小、渣量大小，设计计算出过滤池大小、数量及过滤速度(本实施例中设计两个过滤池的过滤速度均为～6t/h.m2)。本实施例采用2个过滤池。每个过滤池有一个连接冲渣沟的冲渣沟阀门，用以控制渣水混和液是否进入相应过滤池。正常生产时，2个过滤池中，其中1个冲渣沟阀门打开进行生产，另一个关闭，作为备用。
高炉熔渣在炉前冲渣沟被粒化器喷出的冲渣水冲制成水渣，渣水混和液沿冲渣沟5从过滤池1的上方流进过滤池1；在过滤池1工作时，过滤池2的冲渣沟阀门4关闭，过滤池2作为备用。
渣水混合液通过过滤池1的冲渣沟阀门从过滤池的上方进入到过滤池1中，水渣由于水渣层21的阻隔而堆积在过滤层19上，冲渣水由于重量作用向下，穿过过滤层19变成净水进入过滤管18，经过滤总管流出过滤池，经热水阀进入热水总管14。热水总管与冲渣泵组15相连，冲渣泵将净水打到炉前继续冲渣，实现出渣水循环使用。若用户需要，热水总管的水泵也可将过滤后热水达到冷却塔16冷却，进入储水池，在由冲渣泵组打到冷却冲渣。对于北方地区，在冬季，热水总管内热水也可达到居民家中，作为冬季采暖用水。
当过滤池1的过滤层上面堆积的水渣0.3米时或经过2次冲渣(约2小时)(过滤池抓渣可根据生产实际情况适当调整，以过滤池过滤速度及池内堆渣高度不影响生产为准)，其过滤速度减慢，就关闭过滤池1的冲渣沟阀门3，进入抓渣备用阶段。关闭其热水阀10，使其与热水总管14断开。开启排空阀12、开启排空泵组13，将该过滤池内水排空。这时，该过滤池内水渣不再浸泡在水中，处于饱和含水状态，为干水渣。通过天车抓斗将干水渣抓出过滤池，装车外运。在关闭过滤池1的冲渣沟阀门3的同时，开启过滤池2的冲渣沟阀门4，使渣水混合物流向过滤池2，在过滤池2中继续进行炉渣处理工艺；水渣抓完后，过滤池1处于备用阶段，当过滤池2完成一个过滤周期后，关闭过滤池2的冲渣沟阀门4，打开过滤池1的冲渣沟阀门3，使过滤池1再投入过滤工作，过滤池2进入抓渣阶段，2个过滤池循环抓渣、过滤，使得整个高炉熔渣处理工艺连续进行。
权利要求
1.一种高炉冶炼炉渣处理工艺，包括以下步骤1)高炉熔渣被冲渣水冲制成水渣和水的混合物，将渣水混合物沿冲渣沟从过滤池的上方注入过滤池(1)；水渣堆积在过滤池(1)中过滤层(19)的上方，冲渣水穿过水渣层(21)及由4层粒径和厚度各不相同的鹅卵石组成的过滤层(19)变成净水进入到过滤层下方的过滤管(18)中，再汇集到过滤总管从过滤池的下方排出过滤池，经热水总管(14)导出后再循环用于高炉冲渣；2)待过滤池(1)中水渣堆积厚度超过0.3米时或冲渣时间超过2小时，关闭过滤池(1)的冲渣沟阀门(3)，同时关闭过滤池(1)的热水阀门(10)，启动过滤池1的排空阀(12)，启动排空泵组(13)，将过滤池(1)内的水排空，使过滤池1中所堆积的湿水渣变成干水渣，将干水渣运走，过滤池(1)备用；在关闭过滤池(1)的冲渣沟阀门(3)的同时，开启过滤池(2)的冲渣沟阀门(4)，使渣水混合物流向过滤池(2)，在过滤池(2)中继续进行炉渣处理工艺；3)过滤池(1)和过滤池(2)交替使用，使上述炉渣处理工艺连续进行。
2.按照权利要求1的处理工艺，其特征是步骤1)中经热水总管导出的净水经过冷却后再用于高炉冲渣。
3.一种用于权利要求1的高炉冶炼炉渣处理工艺的设备，包括1)过滤池为混凝土结构，主要由过滤管(18)、过滤层(19)、防护架(20)、水渣层(21)和水层(22)组成；其中，过滤管(18)铺设于过滤层(19)的下方；过滤层(19)由4层粒径和厚度各不相同的鹅卵石组成，由下至上的规格分别为1)第1层鹅卵石高700～900cm，粒度16～25mm；2)第2层鹅卵石高70～120cm，粒度8～16mm；3)第3层鹅卵石高70～120cm，粒度4～8mm；4)第4层鹅卵石高400～600cm，粒度2～4mm；防护架(20)位于过滤层的上方，由Q235A钢板或钢管焊接成钢格栅结构，其顶面与过滤层鹅卵石顶面水平；在防护架的上方是高150～250mm的水渣层(21)；水渣层的上方是超过1.5米高的水层(22)；2)排空系统由过滤池(2)的排空阀(9)、过滤池(1)的排空阀(12)、排空总管(11)和排空泵组(13)组成；3)热水排放系统由过滤池(2)的热水阀(8)、过滤池(1)的热水阀(10)、热水总管(14)和冲渣泵组(15)组成；4)冲渣沟(5)、过滤池(1)的冲渣沟阀门(3)、过滤池(2)的冲渣沟阀门(4)。
全文摘要
本发明公开了一种新的高炉冶炼炉渣处理工艺－底滤法生产水渣，同时公开了实现该工艺所用到的配套设备。本发明处理工艺主要包括高炉熔渣被冲渣水冲制成水渣和水的混合物，将渣水混合物沿冲渣沟(5)从上方注入过滤池；水渣堆积在过滤池中过滤层(19)的上方被抓车抓走，水穿过水渣层(21)、过滤层(19)变成净水进入到过滤层下方的过滤管(18)中，再汇集到过滤总管从过滤池的下方排出过滤池，经热水总管导出后再循环用于高炉冲渣。本发明处理工艺具有投资小，需要的机械设备少，工艺稳定可靠，运行费用低，不污染环境等优点，尤其适合处于发展阶段的地区、工厂使用。
文档编号C21B3/00GK1824812SQ20051008720
公开日2006年8月30日 申请日期2005年7月27日 优先权日2005年7月27日
发明者刘浩 申请人:刘浩, 张青