专利名称：一种钢渣的破碎加工方法
技术领域：
本发明涉及机械加工技术领域，尤其涉及一种钢渣的破碎加工方法，用于分选、制 备钢渣(微)粉。
背景技术：
钢渣是炼钢工业的副产品，随着炼钢工业的发展，每年都有很多钢渣产生，它的堆 弃不仅占用大量土地、污染周围环境，还造成资源的浪费，对环境保护和循环经济非常不 利。钢渣的结构特殊，是渣和铁(钢)的结合体，有的块主要是渣，有的块主要是铁；有 的是渣包铁，有的是铁包渣。现有的颚式破碎机粗碎、中碎钢渣，圆锥破碎机细碎钢渣，都非 常困难，破碎机很容易被钢渣中的大块铁损坏，这就造成我国钢渣的有效综合利用率很低。 钢渣的有效综合利用是指在炼钢工业中循环利用或在水泥等其他行业中作为原料制成新 产品，而不是直接将钢渣作为回填用。其中钢渣在水泥行业应用，除对成分有要求外还对钢 渣微粉的粒度有要求，一般要求0.075mm筛余量和比表面积两个指标。由于钢渣微粉的价 值有限，故要求使用合理的工艺以消耗尽量低的成本制备钢渣微粉，因此好的钢渣微粉制 备方法对钢渣的综合利用至关重要。
发明内容
本发明的目的是提供一种钢渣的破碎加工方法，解决钢渣难以加工的问题，提供 钢渣微粉的合理制备方法。该方法将钢渣经多次破碎、磁选和磨碎，能使其中的磁性铁和渣 99. 2%以上分离，得到的渣钢、钢粒、铁精粉等产品可以在钢铁冶炼中使用，得到0. 075mm 筛余量小于1%、比表面积大于580m2/kg的钢渣微粉可以用于水泥生产或代替部分水泥作 混凝土的掺合料，从而实现钢渣的百分之百有效利用，促进固体废弃物钢渣的综合利用水 平发展。本发明的目的是通过以下技术方案实现的一种钢渣的破碎加工方法，包括A、粗碎，使用重锤破碎大块钢渣，破碎至粒度400mm以下，得到粗碎后钢渣；B、一级磁选，磁选出重锤粗碎后钢渣中的可以磁选出的铁含量高的一级渣铁，并 将一级渣铁分离出去，得到一级钢渣；C、中碎，用振动颚式破碎机将一级钢渣中碎，破碎至粒度80mm以下，得到中碎后 钢渣；D、二级磁选，磁选出中碎后钢渣中的可以磁选出的铁含量高的二级渣铁，并将二 级渣铁分离出去，得到二级钢渣；E、细碎，用柔性传动圆锥破碎机将二级钢渣细碎，破碎至粒度6mm以下，得到细碎 后钢渣；F、三级磁选，磁选出细碎后钢渣中的可以磁选出的铁含量高的三级渣铁，并将三级渣铁分离出去，得到三级钢渣；G、粗磨碎，用球磨机将三级钢渣粗磨碎，得到粗磨碎后钢渣；H、四级磁选，磁选出粗磨碎后钢渣中的可以磁选出的铁含量高的四级渣铁，并将 四级渣铁分离出去，得到钢渣粉。所述的方法还包括I、辅助磨碎，用球磨机将三级渣铁或四级渣铁磨碎，得到辅助磨碎后钢渣；J、辅助磁选，磁选出辅助磨碎后钢渣中的可以磁选出的铁含量高的五级渣铁，并 将五级渣铁分离出去，得到钢渣粉。所述的方法还包括K、筛选分级，对五级渣铁进行筛选，得到钢粒和铁精粉。所述的方法还包括L、干燥，将钢渣粉进行干燥；M、细磨碎，用振动磨磨碎干燥后的钢渣粉，得到钢渣微粉。所述的方法还包括将一级渣铁返回粗碎，使用重锤破碎大块钢渣，破碎至粒度 400mm以下，得到粗碎后钢渣。由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的钢渣的破碎加工方法解决 钢渣难以加工的问题提供钢渣微粉的合理制备方法。该方法将钢渣经多次破碎、磁选和磨 碎，能使其中的磁性铁和渣99. 2%以上分离，得到的渣钢、钢粒、铁精粉等产品可以在钢铁 冶炼中使用，得到0. 075mm筛余量小于1%、比表面积大于580m2/kg的钢渣微粉可以用于水 泥生产或代替部分水泥作混凝土的掺合料，从而实现钢渣的百分之百有效利用，促进固体 废弃物钢渣的综合利用水平发展。
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用 的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本 领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他 附图。图1为本发明实施例提供的钢渣的破碎加工方法的工艺流程图。
具体实施例方式下面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。基于本 发明的实施例，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，都属于本发明的保护范围。下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述。如图1所示，一种钢渣的破碎加工方法，具体过程为步骤A、粗碎，使用重锤破碎大块钢渣，破碎至粒度400mm以下，得到粗碎后钢渣；所述的重锤，是用卷扬机或梁式起重机吊起质量5000到8000kg的方形铁块，当它 从高处落下时，能够打砸钢渣，使其中的渣和钢分离，或者使钢渣破碎。由于钢渣包重量很
4大，需要用起重电磁铁并辅以梁式起重机、吊车、挖掘机、装载机等装备中的一种或多种来 堆积在重锤的下方。用重锤打砸破碎钢渣，使钢渣中大块钢分离出来，同时使钢渣破碎到 400mm以下。用起重电磁铁或其他设备，将原渣铁挑出来，原渣铁的品位达到90以上，可以 在冶炼中直接使用。其他粗碎后钢渣粒度小于400mm，进入步骤B。所述的起重电磁铁的起 重能力一般应大于3吨。步骤B、一级磁选，磁选出重锤粗碎后钢渣中的可以磁选出的铁含量高的一级渣 铁，并将一级渣铁分离出去，得到一级钢渣；由于粗碎后钢渣中可能含有块度在一两百毫 米，甚至是三四百毫米的钢，如果含有这样大块钢的钢渣进入后续的振动颚式破碎机，虽不 会造成破碎机损坏，但会卡在破碎机的破碎腔中，使破碎工作中断，需要停机处理，从而影 响生产的连续性。因此，需要将准备进入振动颚式破碎机的钢渣进行一级磁选，以将含有较 大块钢的钢渣磁选分离出去。这种含有较大块钢的钢渣不易用任何破碎机破碎，可返回重 锤加工工序，继续处理，以使其渣、钢在重锤作用下分离。C、中碎，用振动颚式破碎机将一级钢渣中碎，破碎至粒度80mm以下，得到中碎后 钢渣；由于钢渣在生产线中皮带运输机等设备的运输中不可避免存在堆积，故一级磁选 并不能保证百分之百将含大块钢的钢渣分离出去，所以不可避免有含大块钢的钢渣进入后 续破碎机械中。因此，需要采用具有柔性系统的破碎机，以避免破碎机发生损坏。振动颚式 破碎机是一种柔性系统的破碎机，不会因含大块钢的钢渣进入而发生损坏。本发明采用振 动颚式破碎机将一级钢渣中碎，破碎至粒度80mm以下。当含大块钢的钢渣进入破碎腔，只 会卡在破碎腔中，使动颚不能运动，而中断工作。此时，只需要停机，用钢丝绳等工具缚住钢 渣，吊出后即可继续开机工作。所述的振动颚式破碎机，是一种通过激振器提供动力的颚式破碎机，它不采用其 他颚式破碎机所具有的四连杆机构，它是通过激振器产生的惯性离心力迫使扭轴产生扭转 变形来实现往复运动和破碎工作的，因而是一种柔性系统。它不会因钢渣中混有大块铁进 入破碎腔而发生损坏，能够自我保护。实际应用中，如果没有振动颚式破碎机，可以用一般 颚式破碎机代替，但会因为钢渣中有较大块度钢而发生故障或损坏，生产线的运行率会下 降、生产成本会相应增加。D、二级磁选，磁选出中碎后钢渣中的可以磁选出的铁含量高的二级渣铁，并将二 级渣铁分离出去，得到二级钢渣；二级渣铁的品位达到70以上，可以在冶炼中直接使用。E、细碎，用柔性传动圆锥破碎机将二级钢渣细碎，破碎至粒度6mm以下，得到细碎 后钢渣；同样由于钢渣在生产线中皮带运输机等设备的运输中不可避免存在堆积，故不可 避免有含较大块钢的钢渣进入破碎机。因此，细碎工序也需要采用具有柔性系统的破碎机。 本发明采用柔性传动圆锥破碎机细碎二级钢渣渣，它能开路将钢渣破碎至粒度6mm以下。 当有稍小块钢进入时，它能将之砸扁，并排出破碎腔，不影响工作的连续性。在有较大块钢 进入并不能砸扁排除时，它不会发生损坏，只会使动锥卡住而中断工作，停机处理后即可继 续开机工作。所述柔性传动圆锥破碎机，是一种由传动系统带动激振器旋转提供工作动力的圆 锥破碎机，它不采用其他圆锥破碎机的伞齿轮传统、偏心轴套和锥轴的传统和动力机构，它的传统系统是一种万向节装置，可以实现柔性传动。它的动锥的运动轨迹是不固定的、不确 定的，从而在破碎腔中有不可破碎的钢铁进入时，不会发生损坏。F、三级磁选，磁选出细碎后钢渣中的可以磁选出的铁含量高的三级渣铁，并将三 级渣铁分离出去，得到三级钢渣；G、粗磨碎，用球磨机将三级钢渣粗磨碎，得到粗磨碎后钢渣；因为三级钢渣为6mm以下，但其中还有极少量的细小钢颗粒。磨碎加工40分钟后， 其中的大于0. 5mm的颗粒的百分比含量减少速度变得非常缓慢。这些大于0. 5mm的颗粒就 是含有细小钢颗粒的钢渣颗粒，为四级渣铁，如果继续磨碎加工，则对四级渣铁的加工效率 极低，因此需要使用磁选将之分离出去。所以，粗磨碎的时间控制在40 60分钟，不宜再 延长时间，以避免磨机低效率工作。H、四级磁选，磁选出粗磨碎后钢渣中的可以磁选出的铁含量高的四级渣铁，并将 四级渣铁分离出去，得到钢渣粉。上述的方法，加工过程中，由于三级渣铁只有40左右，不能直接回收使用，所以需 要进入支路磨碎工序，以实现渣、钢分离，从而达到提纯目的；同时，四级磁选的四级渣铁也 需进一步的磨碎加工，故引入辅助工序I、辅助磨碎，用球磨机将三级渣铁或四级渣铁磨碎，得到辅助磨碎后钢渣；加工时 间5至10分钟，使渣三级渣铁或四级渣铁中的钢和渣绝大部分达到分离。J、辅助磁选，磁选出辅助磨碎后钢渣中的可以磁选出的铁含量高的五级渣铁，并 将五级渣铁分离出去，得到钢渣粉。同时本发明的方法还包括K、筛选分级，对五级渣铁进行筛选，得到钢粒和铁精粉。用振动筛分级，使用筛孔 为Imm的筛子，分选出的大于Imm的部分为钢粒、小于Imm的部分为铁精粉。此筛选工序， 不仅是为将高品位钢粒和相对品位较低的铁精粉离，而且是分级出不同粒度的产品，以满 足它们在冶炼中的不同应用要求。其中钢粒可以用作转炉炼钢的降温剂，铁精粉以用作烧 结原料。上述过程中提到的，钢渣粉还可继续加工L、干燥，将钢渣粉进行干燥；钢渣粉中若含水量较高，则钢渣粉磨机中容易发生团聚现象，影响钢渣粉的流动 性和可磨性，因此在细磨前需要进行干燥。将钢渣粉用转筒式烘干机或推板式烘干机干燥， 降低其中的水分，使其含水量质量百分比小于0.1 %。M、细磨碎，用振动磨磨碎干燥后的钢渣粉，得到钢渣微粉。钢渣粉的颗粒已经比较细，平均粒度在0. 09 0. 15mm之间，如果继续使用一般的 球磨机加工，则加工效率将比较低下，所以应该采用振动磨机。振动磨机可用于加工硬度较 高的物料，它的工作频率高、作用力及运动强烈、能耗低，所以适宜于钢渣的细磨工作。由于 振动磨的工作介质钢球的粒径配置更为合理，它的磨碎效率更高，所以加工25 30分钟， 即能得到0. 075mm筛余量小于1 %、比表面积大于580m2/kg的钢渣微粉。此后，如果继续进 行磨碎加工，则0. 075mm的筛余量减少将非常缓慢、钢渣微粉的比表面积增加也非常缓慢， 工作效率变得较低，所以一般在这两个指标达到要求后不需要再增加加工时间，以降低生 产成本。
本方法通过以上工作内容，回收钢渣中99. 2%以上的磁性铁，其中一级渣铁和二 级渣铁可作为废钢用于电弧炉炼钢，钢粒可用于转炉炼钢降温剂，铁精粉用作烧结原料，都 能够在钢铁行业的内循环中直接使用；同时制备出0. 075mm筛余量少、比表面积大的钢渣 微粉，可直接在水泥、混凝土等中应用。本方法可满足钢渣的完整加工分选，并制备高附加 值的钢渣微粉，从而促进钢渣的百分之百综合利用。另外，所述各级磁选，根据工序的不同阶段颗粒大小和要求磁场强度，选择不同的 磁选工具，如起重电磁铁、磁滚筒、磁选机等，它们不仅种类不同，而且磁场强度也不同。所述的一级磁选使用筒表面磁场强度为1000高斯(Gs)的磁滚筒，也可以用自卸 式除铁器。所述的二级磁选使用筒表面磁场强度为1200高斯(GS)的磁滚筒。所述的三级磁选使用筒表面磁场强度为2500高斯(Gs)的磁滚筒。所述的四级磁选使用筒表面磁感应强度为0. 7特斯拉(T)的干式磁选机。所述的辅助磁选使用筒表面磁感应强度为0. 7特斯拉(T)的干式磁选机。所述的磨碎，在工序中根据不同需要和给料的不同大小，选择不同种类和型号的 磨机。所述的辅助磨碎使用球磨机，工作介质为钢球，球径分别为40mm、50mm、70mm，三种 钢球的质量比为40%、35%、25%。所述的粗磨碎使用水泥磨机，采用两仓结构，即磨机的筒体分隔为两部分，前面一 仓为粗磨，工作介质使用钢球，后面一仓为细磨，工作介质使用钢段，以加强磨机的磨碎能 力。两仓交界处采用带有筛分装置的双层隔仓板，隔仓板防止工作介质相互流出，筛 分装置是对粗磨仓中的物料进行筛分分级，使合格颗粒进入细磨仓进行细磨。粗磨仓中的钢球球径分别为40mm、50mm、70mm，三种钢球的质量比为45%、35%、 20%。另外，本方法的加工工序到步骤E细碎和步骤F三级磁选，即能将钢渣中97%以上 磁性铁分离出来。如果步骤E细碎的产品粒度大于6mm，则得到的三级渣铁的铁品位就会低 于40，而且三级渣铁的量会增大。因此，步骤E细碎得到小于6mm产品，会减少支路步骤I 辅助磨碎的工作量，从而在回收相同量的钢情况下，实现节能降耗，同时降低生产成本。另外，在实际应用中，在步骤E用柔性传动圆锥破碎机细碎，得到的产品中细粒级 含量较高，产品的平均粒度小，能够提高后续磨碎工序的工作效率，从而提高磨机的产量和 降低磨碎工作的生产成本。通过使用重锤粗碎、振动颚式破碎机中碎、柔性传动圆锥破碎机细碎、磨碎和磁选 可以很好地解决钢渣加工的难题，回收钢渣中大部分钢铁；通过磨碎、磁选、干燥、再磨碎可 以高效地制备出技术性能较好的钢渣微粉。这种钢渣加工分选及钢渣微粉制备方法，为钢 渣这一固体废弃物的有效利用提供条件，从而促进钢渣综合利用水平的发展，为循环经济 和科学发展做贡献。另外，本方法的粗碎、中碎、细碎、磨碎部分工序还可以解决铜渣、镍渣等其他冶金 渣的加工难题。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范 围为准。
权利要求
一种钢渣的破碎加工方法，其特征在于，包括A、粗碎，使用重锤破碎大块钢渣，破碎至粒度400mm以下，得到粗碎后钢渣；B、一级磁选，磁选出重锤粗碎后钢渣中的可以磁选出的铁含量高的一级渣铁，并将一级渣铁分离出去，得到一级钢渣；C、中碎，用振动颚式破碎机将一级钢渣中碎，破碎至粒度80mm以下，得到中碎后钢渣；D、二级磁选，磁选出中碎后钢渣中的可以磁选出的铁含量高的二级渣铁，并将二级渣铁分离出去，得到二级钢渣；E、细碎，用柔性传动圆锥破碎机将二级钢渣细碎，破碎至粒度6mm以下，得到细碎后钢渣；F、三级磁选，磁选出细碎后钢渣中的可以磁选出的铁含量高的三级渣铁，并将三级渣铁分离出去，得到三级钢渣；G、粗磨碎，用球磨机将三级钢渣粗磨碎，得到粗磨碎后钢渣；H、四级磁选，磁选出粗磨碎后钢渣中的可以磁选出的铁含量高的四级渣铁，并将四级渣铁分离出去，得到钢渣粉。
2.根据权利要求1所述的钢渣的破碎加工方法，其特征在于，所述的方法还包括I、辅助磨碎，用球磨机将三级渣铁或四级渣铁磨碎，得到辅助磨碎后钢渣；J、辅助磁选，磁选出辅助磨碎后钢渣中的可以磁选出的铁含量高的五级渣铁，并将五 级渣铁分离出去，得到钢渣粉。
3.根据权利要求2所述的钢渣的破碎加工方法，其特征在于，所述的方法还包括 K、筛选分级，对五级渣铁进行筛选，得到钢粒和铁精粉。
4.根据权利要求1、2或3所述的钢渣的破碎加工方法，其特征在于，所述的方法还包括L、干燥，将钢渣粉进行干燥；M、细磨碎，用振动磨磨碎干燥后的钢渣粉，得到钢渣微粉。
5.根据权利要求1、2或3所述的钢渣的破碎加工方法，其特征在于，所述的方法还包 括将一级渣铁返回粗碎，使用重锤破碎大块钢渣，破碎至粒度400mm以下，得到粗碎后钢渣。
全文摘要
本发明公开了一种钢渣的破碎加工方法，包括多级破碎、磁选与磨碎工序，解决钢渣难以加工的问题，提供钢渣微粉的合理制备方法。该方法将钢渣经多次破碎、磁选和磨碎，能使其中的磁性铁和渣99.2％以上分离，得到的渣钢、钢粒、铁精粉等产品可以在钢铁冶炼中使用，得到0.075mm筛余量小于1％、比表面积大于580m2/kg的钢渣微粉可以用于水泥生产或代替部分水泥作混凝土的掺合料，从而实现钢渣的百分之百有效利用，促进固体废弃物钢渣的综合利用水平发展。
文档编号B22F9/04GK101890501SQ201010225409
公开日2010年11月24日 申请日期2010年7月5日 优先权日2010年7月5日
发明者刘方明, 夏晓鸥, 王旭, 罗秀建, 陈帮 申请人:北京凯特破碎机有限公司