专利名称：一种熔融钢渣风冷破碎处理装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种熔融钢渣风冷辊压破碎处理装置及方法，属于固体废弃物处理领域。
背景技术：
目前，熔融钢渣处理及破碎方式很多，主要有热泼法、热闷法、水淬法、风淬法、滚筒法和粒化轮法等等。热泼工艺是目前国内外应用比较多的方法。它的基本原理是在炉渣高于可淬温度时以有限的水向钢渣喷洒，使渣产生的温度应力大于渣本身的极限应力，使钢渣产生裂纹。热闷法的原理是将液态的钢渣直接倾翻至热闷装置中，盖上装置盖，自动化控制喷水产生蒸汽对钢渣进行消解处理，喷水遇热渣产生饱和蒸汽，与钢渣中游离氧化钙 f-CaO、游离氧化镁f-MgO发生反应，从而实现钢渣自身的消解和碎裂。水淬法是高温液态渣在流出、下降过程中被大流量高压力水分割、击碎，再加上高温熔渣遇水急冷收缩产生应力集中而破裂，使熔渣在水幕中粒化。由于液态钢渣粘度大，含废钢量高，熔渣水淬时操作不当，易发生爆炸。风淬法将液态钢渣流至渣罐内，用吊车吊起渣罐慢慢翻入中间罐内，熔渣从中间罐底部小孔中流出后自由落下，受到设置于下方喷出的高速气流冲击，使钢渣成为颗粒状。 该比水淬工艺技术上进步，供水系统简化、水系统基建投资省，成本低，克服水淬时爆炸的不安全因素。滚筒法是用吊车将渣罐吊运到滚筒进渣装置槽口，将液态钢渣倒入滚筒装置内， 液态钢渣在滚筒内同时完成喷水冷却、固化、破碎后，经板式输送机排出到渣场。粒化轮工艺与滚筒粒化工艺类似，将液态钢渣运至处理车间后，采用吊车将渣罐慢慢吊起，倒入高速旋转的粒化轮中，使钢渣破碎粒化，喷水冷却。滚筒法和粒化轮法都是采用喷水冷却伴以机械破碎方式实现钢渣的冷却和破碎，系统设备动力能耗高，钢渣不易被击碎粒化，对设备磨损较重。以上各种方法中，热泼法占地面积大，处理周期长，蒸汽量大且无组织排放；水淬法、风淬法、滚筒法和粒化轮法都对液态渣的流动性有较高的要求，只适合处理流动性较好的液态钢渣，随着炼钢技术的进步，钢渣粘度有增大趋势，这不利于熔融液态钢渣的安全与
高效处理。
发明内容
本发明的目的是提供一种熔融钢渣风冷辊压破碎处理装置及方法，包括辊压破碎室、辊压破碎装置、推渣装置、行走小车和余热回收利用装置；辊压破碎装置和推渣装置沿辊压破碎室两侧台车行走轨道在辊压破碎室内移动。所述的辊压破碎室包括集热罩和破碎池，集热罩位于破碎池之上，与破碎池构成一个密闭空间；集热罩用于收集热空气；破碎池用于提供盛放熔融钢渣的空间。
所述的集热罩包括罩壳本体、罩门、耐高温陶瓷纤维板和铁板网；罩壳本体与罩门为钢结构件，由角钢、钢板焊接而成；耐高温陶瓷纤维板由铁板网固定于罩壳本体内壁上； 罩门用于接受从渣灌倒入破碎池的熔融钢渣；耐高温陶瓷纤维板用于抵抗钢渣对罩壳本体的高温侵蚀；铁板网用于固定耐高温陶瓷纤维板。所述的破碎池包括混凝土层、钢坯内衬、挂钩组件、绝热层、溜槽和挡渣板，钢坯内衬布置于混凝土层内壁之上，钢坯内衬与混凝土层内壁通过挂钩组件连接；绝热层填充在混凝土层内壁与钢坯内衬之间；溜槽位于破碎池一侧底部；挂钩组件用于连接混凝土层与钢坯内衬；绝热层用于保护混凝土层免高温钢渣的侵蚀。所述的辊压破碎装置包括破碎辊、破碎辊转动驱动机构和破碎辊转动传动机构； 破碎辊外形为一空心柱体，其外表面按一定规律布置齿状凸起；破碎辊、破碎辊转动驱动机构和破碎辊转动传动机构均位于行走小车之上，并随其一起水平移动；破碎辊用于破碎大块钢渣；破碎辊转动驱动装置与破碎辊转动传动装置用于提供破碎辊转动的动力。所述的熔融钢渣风冷辊压破碎处理装置还包括推渣装置，其与辊压破碎装置均横跨于台车行走轨道之上并且能在轨道上水平移动。所述的推渣装置包括铲斗、铲斗转动驱动机构和铲斗转动传动机构；铲斗、铲斗转动驱动机构和铲斗转动传动机构均位于行走小车之上，并随其一起水平移动；铲斗用于推动钢渣进入溜槽；铲斗转动驱动机构与铲斗转动传动机构用于转动铲斗。所述的行走小车包括车体、过梁和小车驱动装置；车体用于承载辊压破碎装置和推渣装置，并带动二者水平移动；过梁用于连接车体，一方面能加固车体，另一方面使车体同步移动；小车驱动装置用于提供小车水平移动的动力。所述的余热回收利用装置包括供风装置、吸风装置、蓄热室、除尘器和余热锅炉； 供风装置将常温空气鼓入辊压破碎室；常温空气与熔融钢渣热交换后变为热空气，热空气经吸风装置、蓄热室和除尘器后进入余热锅炉进行发电或供暖；供风装置用于向辊压破碎室鼓入常温空气；吸风装置用于将辊压破碎室内热空气吸出；蓄热室用于储存热空气；除尘器用于净化热空气；余热锅炉用于将热空气发电或供暖。所述的熔融钢渣风冷辊压破碎处理装置还包括为辊压破碎室供渣的渣灌，渣灌用于临时储存熔融液态钢渣。所述的熔融钢渣风冷辊压破碎处理方法为将熔融液态钢渣(1400°C以上)由渣灌倒入辊压破碎室；供风装置鼓入常温空气对熔融钢渣进行冷却；通过辊压破碎装置对表面已结壳的钢渣破碎至200mm以下的块状钢渣，同时实现将硬壳下面的熔融钢渣翻至表面以提高热交换效率；风冷与破碎反复进行直至钢渣温度被冷却到400-800°C以下；同时常温压缩空气被加热至400°C以上，进入余热回收利用装置装置用于发电或供暖等；通过推渣装置将冷却后块状钢渣经溜槽推至渣槽，进行稳定化处理。综上所述，熔融钢渣风冷辊压破碎处理方法具有如下特点a)适用于任何流速的钢渣；b)风冷破碎效率高；c)完全在密闭空间进行，避免了对周围环境的污染；d)可收集钢渣余热用于发电或供暖；e)自动化程度高，适用于工业化连续生产。
图1为本发明的主视图。图2为图1中的俯视图。图3为图1中的左视图。附图主要符号说明1辊压破碎室1-1集热罩 1-2破碎池I-Ia罩壳本体I-Ib罩门l_lc耐高温陶瓷纤维板l_ld铁板网1- 混凝土层 l_2b钢坯内衬 l_2c挂钩组件l_2d绝热层 1- 溜槽l_2f 挡渣板2辊压破碎装置2-1破碎辊2-2破碎辊转动驱动装置2-3破碎辊转动传动装置3推渣装置3-1铲斗3-2铲斗转动驱动装置3-3铲斗转动传动装置4行走小车4-1车体4-2过梁4-3小车驱动装置5余热回收利用装置5-1供风装置5-2吸风装置5-3蓄热室5_4除尘器5_5余热锅炉6 渣罐
具体实施例方式如图1、2、3为本发明一种熔融钢渣风冷辊压破碎处理装置的结构示意图，包括辊压破碎室1、辊压破碎装置2、推渣装置3、行走小车4和余热回收利用装置5 ；辊压破碎装置 2和推渣装置3位于行走小车4之上，行走小车4沿辊压破碎室1两侧轨道在辊压破碎室1 内移动。所述的辊压破碎室1包括集热罩1-1和破碎池1-2，集热罩1-1位于破碎池1_2之上，与破碎池1-2构成一个密闭空间；集热罩1-1用于收集热空气；破碎池1-2用于提供盛放熔融钢渣的空间。所述的集热罩1-1包括罩壳本体Ι-la、罩门l_lb、耐高温陶瓷纤维板l_lc和铁板网I-Id ；罩壳本体ι-la与罩门I-Ib为钢结构件，由角钢、钢板焊接而成；耐高温陶瓷纤维板I-Ic由铁板网I-Id固定于罩壳本体I-Ia内壁上；罩门I-Ib用于接受从渣灌6倒入破碎池1-2的熔融钢渣；耐高温陶瓷纤维板I-Ic用于抵抗钢渣对罩壳本体I-Ia的高温侵蚀； 铁板网I-Id用于固定耐高温陶瓷纤维板1-lc。所述的破碎池1-2包括混凝土层l_2a、钢坯内衬l_2b、挂钩组件l_2c、绝热层 l-2d、溜槽1- 和挡渣板l_2f，钢坯内衬1- 布置于混凝土层1- 内壁之上，钢坯内衬 l-2a与混凝土层l_2b内壁通过挂钩组件l_2c连接；绝热层l_2d填充在混凝土层1- 内壁与钢坯内衬l_2b之间；溜槽1- 位于破碎池1-2 —侧底部；挂钩组件l_2c用于连接混凝土层1- 与钢坯内衬l_2b ；绝热层l-2d用于保护混凝土层1- 免高温钢渣的侵蚀。
所述的辊压破碎装置2包括破碎辊2-1、破碎辊转动驱动机构2-2和破碎辊转动传动机构2-3 ；破碎辊2-1外形为一空心柱体，其外表面按一定规律布置齿状凸起，其内部通冷却水以冷却表面温度；破碎辊2-1、破碎辊转动驱动机构2-2和破碎辊转动传动机构2-3 均位于行走小车4之上，并随其一起水平移动；破碎辊2-1用于破碎大块钢渣；破碎辊转动驱动装置2-2与破碎辊转动传动装置2-3用于提供破碎辊2-1转动的动力。所述的推渣装置3包括铲斗3-1、铲斗转动驱动机构3-2和铲斗转动传动机构 3-3 ；铲斗3-1、铲斗转动驱动机构3-2和铲斗转动传动机构3-3均位于行走小车4之上，并随其一起水平移动；铲斗3-1用于推动块状钢渣至溜槽1- ；铲斗转动驱动装置3-2与铲斗转动传动装置3-3用于提供铲斗3-1转动的动力。所述的行走小车4包括车体4-1、过梁4-2和小车驱动装置4_3 ；车体4_1用于承载辊压破碎装置2和推渣装置3，并带动二者水平移动；过梁4-2用于连接车体4-1，一方面能加固车体4-1，另一方面使车体4-1同步移动；小车驱动装置4-3用于提供小车水平移动的动力。所述的熔融钢渣风冷辊压破碎处理装置还包括余热回收利用装置5，其位于辊压破碎室1外部，并通过管道与辊压破碎室1相连。所述的余热回收利用装置5包括供风装置5-1、吸风装置5-2、蓄热室5-3、除尘器5-4和余热锅炉5_5 ；供风装置5_1将常温空气鼓入辊压破碎室1 ；常温空气与熔融钢渣热交换后变为热空气，热空气经吸风装置5-2、蓄热室5-3和除尘器5-4后进入余热锅炉5-5进行发电或供暖；供风装置5-1用于向辊压破碎室1鼓入常温空气；吸风装置5-2用于将辊压破碎室1内热空气吸出；蓄热室5-3用于储存热空气；除尘器5-4用于净化热空气；余热锅炉5-5用于将热空气发电或供暖。所述的熔融钢渣风冷辊压破碎处理装置还包括为辊压破碎室供渣的渣灌6，所述的渣灌6用于临时储存熔融液态钢渣。熔融钢渣风冷辊压破碎处理方法包括如下步骤1)将熔融液态钢渣(1400°C以上)由渣灌6倒入辊压破碎室1 ；2)通过供风装置5-1鼓入常温空气Q0-3(TC )，对熔融钢渣进行风冷；3)风冷过程中液态钢渣表面结壳，通过辊压破碎装置2对表面硬壳进行破碎，同时使内部液态熔融钢渣重新翻至表面，提高换热效率；4)风冷与破碎反复进行直至钢渣温度被冷却到400_800°C以下，此时的钢渣已经由熔融态变为200mm以下的块状固态钢渣；同时，冷却后的钢渣通过推渣装置3送至辊压破碎室1 一侧的溜槽l_2e，钢渣经溜槽1- 落入渣槽，进行钢渣稳定化处理；5)常温空气与熔融钢渣热交换后变为热空气，进入余热回收利用装置5进行发电或供暖。
权利要求
1.一种熔融钢渣风冷辊压破碎处理装置，其特征在于包括辊压破碎室(1)、辊压破碎装置( 、推渣装置( 、行走小车(4)和余热回收利用装置(5)；辊压破碎装置( 、推渣装置(3)位于行走小车(4)之上，行走小车(4)沿辊压破碎室(1)两侧轨道在辊压破碎室(1) 内移动。
2.根据权利要求1所述的熔融钢渣风冷辊压破碎处理装置，其特征在于所述的辊压破碎室(1)包括集热罩(1-1)和破碎池(1-2)，集热罩(1-1)位于破碎池(1-2)上部，与破碎池(1-2)构成一个密闭空间。
3.根据权利要求1所述的熔融钢渣风冷辊压破碎处理装置，其特征在于所述的辊压破碎装置( 包括破碎辊0-1)、破碎辊转动驱动装置(2- 和破碎辊转动传动装置 (2-3)。
4.根据权利要求1所述的熔融钢渣风冷辊压破碎处理装置，其特征在于所述的推渣装置C3)包括铲斗(3-1)、铲斗转动驱动装置(3- 和铲斗转动传动装置(3-3)。
5.根据权利要求1所述的熔融钢渣风冷辊压破碎处理装置，其特征在于所述的行走小车(4)包括车体(4-1)、过梁(4-2)和小车驱动装置(4-3)。
6.根据权利要求1所述的熔融钢渣风冷辊压破碎处理装置，其特征在于所述的辊压破碎装置( 和推渣装置( 均位于行走小车(4)之上并随其水平移动。
7.根据权利要求1所述的熔融钢渣风冷辊压破碎处理装置，其特征在于所述的余热回收利用装置( 包括供风装置(5-1)、吸风装置(5-2)、蓄热室(5-3)、除尘器(5-4)和余热锅炉(5-5)；常温空气经供风装置(5-1)鼓入辊压破碎室(1)内，常温空气与熔融钢渣热交换后变为热空气；热空气经吸风装置(5-2)、蓄热室(5-3)和除尘器(5-4)进入余热锅炉 (5-5)进行发电或供暖。
8.根据权利要求2所述的熔融钢渣风冷辊压破碎处理装置，其特征在于所述集热罩 (1-1)包括罩壳本体(I-Ia)、罩门(I-Ib)、耐高温陶瓷纤维板(I-Ic)和铁板网(I-Id)；罩壳本体(I-Ia)与罩门(I-Ib)为钢结构件，由矩形管钢、角钢与钢板焊接而成；耐高温陶瓷纤维板(I-Ic)由铁板网(I-Id)固定于罩壳本体(I-Ia)内壁之上。
9.根据权利要求2所述的熔融钢渣风冷辊压破碎处理装置，其特征在于所述破碎池(1-2)包括混凝土层(1- )、钢坯内衬(l_2b)、挂钩组件(l_2c)、绝热层(l-2d)、溜槽 (l-2e)和挡渣板(l-2f)；钢坯内衬(l-2b)布置于混凝土层(l_2a)内壁之上，钢坯内衬 (l-2b)与混凝土层(l_2a)内壁通过挂钩组件(l_2c)连接；绝热层(l_2d)填充在混凝土层(l-2a)内壁与钢坯内衬(l_2b)之间；溜槽(l-2e)位于破碎池(1_2) —侧底部。
10.根据权利要3所述的熔融钢渣风冷辊压破碎处理装置，其特征在于所述的破碎辊 (2-1)为柱状空腔结构，外壁按一定规律布置齿状凸起。
11.根据权利要求1所述的熔融钢渣风冷辊压破碎处理装置，其特征在于还包括为辊压破碎室⑴供渣的渣灌(6)。
12.—种熔融钢渣风冷辊压破碎处理方法，包括如下步骤1)将熔融液态钢渣由渣灌(6)倒入辊压破碎室(1)内；2)通过供风装置(5-1)鼓入辊压破碎室(1)常温空气，对熔融钢渣进行风冷；3)风冷过程中液态钢渣表面结壳，通过辊压破碎装置( 对表面硬壳进行破碎，同时使内部液态熔融钢渣重新翻至表面，提高换热效率；4)风冷与破碎反复进行直至钢渣温度被冷却到一定温度，钢渣由熔融态变为块状固态钢渣。
13.根据权利要求12所述的熔融钢渣风冷辊压破碎处理方法，其特征在于此方法可处理任何流速的钢渣，包括熔融液态、固态或者固液混合体。
14.根据权利要求12所述的熔融钢渣风冷辊压破碎处理方法，其特征在于钢渣一次性倒入辊压破碎室(1)后，风冷与破碎两过程同时进行。
15.根据权利要求12所述的熔融钢渣风冷辊压破碎处理方法，其特征在于在风冷过程中可以收集钢渣余热，用于发电、供暖等。
16.根据权利要求12所述的熔融钢渣风冷辊压破碎处理方法，其特征在于由渣灌(6) 倒入辊压破碎室(1)内的熔融液态钢渣温度为1400°C以上。
17.根据权利要求12所述的熔融钢渣风冷辊压破碎处理方法，其特征在于常温空气与熔融钢渣热交换后变为热空气，进入余热回收利用装置( 进行发电或供暖。
18.根据权利要求12所述的熔融钢渣风冷辊压破碎处理方法，其特征在于冷却后的钢渣通过推渣装置( 送至辊压破碎室(1) 一侧的溜槽(1- )，钢渣经溜槽(l_2e)落入渣槽，进行钢渣稳定化处理。
19.根据权利要求12所述的熔融钢渣风冷辊压破碎处理方法，其特征在于进入辊压破碎室(1)内的常温空气为20-30°C ；冷空气与钢渣热交换后温度升高为400°C以上。
20.根据权利要求12所述的熔融钢渣风冷辊压破碎处理方法，其特征在于熔融钢渣经过风冷辊压破碎后温度为400-800°C ；粒度为200mm以下。
全文摘要
一种熔融钢渣风冷辊压破碎处理装置，包括辊压破碎室(1)、辊压破碎装置(2)、推渣装置(3)、行走小车(4)和余热回收利用装置(5)；辊压破碎装置(2)和推渣装置(3)位于行走小车(4)之上；行走小车(4)沿辊压破碎室(1)两侧轨道在辊压破碎室(1)内移动。其风冷破碎方法是将熔融液态钢渣倒入辊压破碎室(1)；供风装置(5-1)鼓入常温空气对熔融钢渣进行冷却；通过辊压破碎装置(2)对表面已结壳的大块钢渣破碎成小块钢渣，同时实现将硬壳下面的熔融钢渣翻至表面以提高热交换效率；风冷与破碎反复进行直至钢渣温度被冷却到一定温度；同时常温空气被加热，进入余热回收利用装置(5)装置用于发电或供暖等；通过推渣装置(3)将冷却后块状钢渣经溜槽推至渣槽，进行稳定化处理。
文档编号C21B3/06GK102191343SQ20101012071
公开日2011年9月21日 申请日期2010年3月8日 优先权日2010年3月8日
发明者孙健, 王纯, 范永平, 郭耀武, 钱雷 申请人:中冶建筑研究总院有限公司, 中国京冶工程技术有限公司