一种转炉石灰粉末在线循环利用系统的制作方法

本实用新型属于转炉副产品回收技术领域，具体涉及一种转炉石灰粉末在线循环利用系统。

背景技术：

转炉冶炼工序需要加入大量活性石灰、白云石、烧结矿、萤石等散状物料用于造渣以及冷却操作。这些散料物料尤其是活性石灰本身强度不高，在其运输、储存、使用的过程中容易破碎，造成物料粒径发生变化，产生一定粉末。这些粉末在加入到转炉后，由于其质量较轻，同时受到炉内炽热气流和一次除尘系统负压抽吸作用的影响，往往被炉内烟气气流带走进入除尘系统，造成物料实际利用率降低，原料消耗成本上升。被带走的粉末不能实际参与钢水化学反应，铁水中的硫磷等有害元素得不到有效去除，从而导致钢水成分不稳定，冶炼过程难以准确控制。此外，这些粉末在除尘系统内容易结垢硬化，堵塞喷嘴，对除尘系统长期有效运行不利。通常在炼钢车间附近皮带机转运站设置石灰筛分装置，分离出的石灰粉末通过槽罐车或者气力输送到烧结厂作为烧结原料配料。由于石灰粉末需要频繁转运，且转运过程中石灰粉末损耗及扬灰现象比较严重，污染环境，增加处理能耗。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种转炉石灰粉末在线循环利用系统，能够解决石灰粉末在循环利用时由于倒运所带来的环境污染和耗能等问题。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为一种转炉石灰粉末在线循环利用系统，包括石灰料仓、筛分装置、粉末收集装置和转炉；所述石灰料仓位于所述筛分装置的上方，所述筛分装置位于所述粉末收集装置的上方，所述粉末收集装置位于所述转炉的上方；所述石灰料仓的出料口与所述筛分装置顶部的进料口连接，所述筛分装置底部的粉末出口与所述粉末收集装置的进料口连接，所述粉末收集装置的出料口与所述转炉的顶部连接。

进一步地，所述粉末收集装置包括粉末储存仓和第一粉末溜管，所述粉末储存仓顶部的进料口与所述筛分装置底部的粉末出口连接，所述粉末储存仓底部的出料口通过第一粉末溜管与所述转炉顶部的气化冷却烟道连接。

更进一步地，所述粉末储存仓呈漏斗状，所述粉末储存仓底部的出料口处设置有用于开合所述粉末储存仓出料口的第一气动插板阀。

更进一步地，所述粉末储存仓设有压力传感器。

进一步地，所述筛分装置包括筛分仓，所述筛分仓顶部的进料口与石灰料仓的出料口连接，所述筛分仓的底部具有块料出口；所述筛分仓内设有振动板和粉末收集斗，所述振动板由所述筛分仓的顶部向下倾斜设置；所述粉末收集斗具有粉末进口和粉末出口，所述的粉末进口位于所述振动板正下方，所述粉末出口与所述粉末收集装置的进料口连接。

更进一步地，所述粉末出口与第二粉末溜管的一端连段，所述第二粉末溜管的另一端伸至所述筛分仓外并与所述粉末收集装置的进料口连接。

更进一步地，所述振动板的一端与所述筛分仓的内壁连接，另一端与所述筛分仓的内壁留有供块料掉落至块料出口的间隙。

更进一步地，所述块料出口处设置有用于开合所述块料出口的第二气动插板阀。

更进一步地，所述筛分仓的块料出口与块料收集装置的进料口连接，所述块料收集装置的出料口与所述转炉顶部的气化冷却烟道连接。

更进一步地，所述块料收集装置包括块料储存仓和块料溜管，所述块料储存仓顶部的进料口与所述筛分装置的块料出口连接，所述块料储存仓底部的出料口通过块料溜管与所述气化冷却烟道连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

（1）本实用新型将收集的石灰粉末就地加入到转炉内，简化了石灰粉末循环利用工艺流程；整个过程都在密闭的空间进行，避免了石灰粉末转运过程中的扬尘，减少了转运过程中的消耗，有利于节能降耗与环境保护；

（2）本实用新型收集的石灰粉末不会进入干法除尘系统，减轻了一次除尘负担，有利于除尘系统平稳运行；

（3）本实用新型的粉末储存仓设有称量装置，可以对收集到石灰粉末进行动态称重，以便工人掌握仓内料位高度，避免超装；

（4）本实用新型的整套系统自动化控制程度高，可以实现远程控制，节省人工劳动强度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例提供的转炉石灰粉末在线循环利用系统的结构示意图；

图中：1、石灰料仓，2、筛分装置，201、筛分仓，202、振动板，203、粉末收集斗，204、第二粉末溜管，205、第二气动插板阀，3、粉末收集装置，301、粉末储存仓，302、第一粉末溜管，303、第一气动插板阀，4、块料收集装置，401、块料储存仓，402、块料溜管，403、第三气动插板阀，5、转炉，501、气化冷却烟道。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1所示，本实施例提供一种转炉5石灰粉末在线循环利用系统，包括石灰料仓1、筛分装置2、粉末收集装置3和转炉5；石灰料仓1位于筛分装置2的上方，筛分装置2位于粉末收集装置3的上方，粉末收集装置3位于转炉5的上方；石灰料仓1的出料口与筛分装置2顶部的进料口连接，筛分装置2底部的粉末出口与粉末收集装置3的进料口连接，粉末收集装置3的出料口与，转炉5的顶部连接。本实施例中石灰料仓1、筛分装置2、粉末收集装置3三者之间一一对应，石灰料仓1位于最高位，筛分装置2可安装于转炉5的高层框架平台上，石灰物料从石灰料仓1的出料口通过筛分装置2的进料口进入筛分装置2中进行筛分，筛分出来的粉末从筛分装置2底部的粉末出口经转炉5的顶部进入转炉5中。本实施例在每一炉钢水冶炼结束时单独将收集的石灰粉末就地加入到转炉5内，简化了石灰粉末循环利用工艺流程；整个过程都在密闭的空间进行，避免了石灰粉末转运过程中的扬尘，减少了转运过程中的消耗，有利于节能降耗与环境保护。

具体地，如图1所示，本实施例的粉末收集装置3包括粉末储存仓301和第一粉末溜管302，粉末储存仓301顶部的进料口与筛分装置2底部的粉末出口连接，粉末储存仓301底部的出料口通过第一粉末溜管302与转炉5顶部的气化冷却烟道501连接。本实施例中，通过筛分装置2筛分出的石灰粉末通过筛分装置2的粉末出口进入粉末储存仓301内暂存，优化地，粉末储存仓301呈漏斗状，即粉末储存仓301的顶部大，底部小，便于石灰粉末在重力的作用下掉落至粉末储存仓301的出料口，而粉末储存仓301底部的出料口处设置有用于开合粉末储存仓301出料口的第一气动插板阀303，正常情况下，第一气动插板阀303是关闭的，筛分后的石灰粉末存储于粉末储存仓301内，当粉末储存仓301的压力传感器显示达到预设值时，达到卸料条件，打开第一气动插板阀303，石灰粉末借助重力作用通过第一粉末溜管302进入转炉5顶部的气化冷却烟道501后进入转炉5内。优化地，粉末储存仓301带有3个压力传感器，可以对收集到的石灰粉末进行动态称重，以便工人掌握粉末储存仓301内料位高度，避免超装；该压力传感器与控制组件连接，当粉末储存仓301中的石灰粉末重量超过设定上限值时，控制系统发出报警信号，提醒操作工进行卸料。

具体地，如图1所示，本实施例的筛分装置2包括筛分仓201，筛分仓201顶部的进料口与石灰料仓1的出料口连接，筛分仓201的底部具有块料出口；筛分仓201内设有振动板202和粉末收集斗203，振动板202由筛分仓201的顶部向下倾斜设置，振动板202的一端与筛分仓201的内壁连接，另一端与筛分仓201的内壁留有供块料掉落至块料出口的间隙；粉末收集斗203具有粉末进口和粉末出口，粉末收集斗203的粉末进口位于粉末出口的上方，其粉末进口位于振动板202正下方，粉末出口与第二粉末溜管204的一端连段，第二粉末溜管204的另一端伸至筛分仓201外并与粉末收集装置3的进料口连接。本实施例中振动板202在外力作用下进行有序振动，从石灰料仓1中的石灰物料进入筛分仓201后直接掉落至振动板202上，通过振动板202的振动筛分功能将石灰中的石灰粉末和石灰块料进行分离，使得其内的石灰粉末穿过振动板202上的滤孔进入粉末收集斗203内，而较大的石灰块料则沿振动板20222向下移动并从振动板202与筛分仓201内壁之间的间隙掉落至筛分仓201的底部并经块料出口进入块料收集装置4内。优化地，筛分仓201底部的块料出口处设置有用于开合块料出口的第二气动插板阀205，通过第二气动插板阀205控制筛分仓201内的石灰块料落入块料收集装置4。其中，筛分装置2筛分粒度可以根据冶炼要求确定，可设分级粒度为5mm，粒度＜5mm的石灰粉末从物料中筛分出来通过振动板202上的滤孔进入粉末收集斗203中，然后通过粉末收集斗203的粉末出口经第二粉末溜管204进入粉末收集装置3；粒度＞5mm的石灰块料从物料中筛分出来经振动板202与筛分仓201内壁之间的间隙落至筛分仓201的底部并经块料出口进入块料收集装置4内。在整个过程中，筛分装置2采用变频控制，当粉末存储仓或块料存储仓的物料重量远小于设定值时，其振动频率较大，筛分装置2采用强振模式向称量斗内给料，加快给料速度，而当重量接近设定值(通常为设定值90％)时，振动频率减小，该筛分装置2采用弱振模式，避免块状物料重量超过设定值，对于强振频率与弱振频率之间的比值可为10:1，即强振给料速度10倍于弱振给料速度。

具体地，如图1所示，本实施例的块料收集装置4包括块料储存仓401和块料溜管402，块料储存仓401顶部的进料口与筛分仓201的块料出口连接，块料储存仓401底部的出料口通过块料溜管402与转炉5顶部的气化冷却烟道501连接；本实施例中，通过筛分装置2筛分出的石灰块料通过筛分仓201的块料出口进入块料储存仓401内暂存，优化地，块料储存仓401底部的出料口处设有用于开合该出料口的第三气动插板阀403，正常情况下，第三气动插板阀403是关闭的，筛分后的石灰块料堆积于块料储存仓401内，当转炉5需要添加物料时，打开第三气动插板阀403，石灰块料通过块料溜管402进入气化冷却烟道501后进入转炉5内。优化地，块料收集装置4内设有压力传感器，用于实时测定块料储存仓401内存储的石灰块料的重量，当达到设定值时，即可停止振动板202工作，打开第三气动插板阀403进行卸料。

本实施例中，石灰料仓1呈漏斗状，石灰料仓1底部的出料口位于筛分装置2顶部的进料口的上方，筛分装置2底部的粉末出口位于粉末收集装置3顶部的粉末进口的上方，筛分装置2底部的块料出口位于块料收集装置4顶部的块料进口的上方；粉末收集装置3与块料收集装置4可并排设置；粉末收集装置3底部的出料口以及块料收集装置4底部的出料口均位于转炉5的气化冷却烟道501的上方。本发明中，在炼钢时，转炉5用的石灰与其他物料之间应具有一定的比例，因此，本实施例的转炉5石灰粉末在线循环利用系统还包括控制组件，该控制组件可以控制筛分装置2的振动频率以及各个启动插板阀的开合，粉末储存仓301的压力传感器和块料储存仓401的压力传感器均与该控制组件电连接，从而使得石灰粉末在线循环利用系统的各部件均自动工作，即当石灰料仓1内添加有物料后，对于后续的振动筛分动作以及各阀门的打开动作均为自动进行，自动化程度非常高，大大降低操作人员工作量，而且采用控制组件，操作人员可以远程控制，不但操作方便，而且可有效提高操作人员安全系数。

本实施例的转炉5石灰粉末在线循环利用系统的工作过程如下：

先将石灰物料放置于石灰料仓1内，启动振动板202并打开石灰料仓1的出料口，石灰料仓1的出料口与对应的振动板202为联动控制，即在振动板202启动后，石灰料仓1的出料口才会打开，在重力作用下石灰料仓1内的石灰物料可通过进入筛分仓201顶部的进料口进入筛分装置2内，并落到振动板202上进行振动筛分；通过振动按照物料粒径进行筛分后，石灰粉末在重力作用下自行进入粉末收集斗203内，通过第二粉末溜管204进入粉末储存仓301内暂存；石灰块料在重力作用下自行进入块料储存仓401内；当粉末储存仓301的压力传感器达到设定值时，振动板202停止工作，石灰料仓1的出料口关闭；

当转炉5冶炼结束，出钢及溅渣护炉完毕，且转炉5处于垂直位置时，可打开粉末储存仓301的出料口的第一气动插板阀303，石灰粉末经第一粉末溜管302进入转炉5内，粉末储存仓301中的石灰粉末全部加入转炉5内，第一气动插板阀303才能关闭；转炉5吹炼过程中，第一气动插板阀3034不能开启；对应地，当块料存储仓内的石灰块料达到设计重量时，也振动板202停止工作，石灰料仓1的出料口关闭打开块料存储仓的出料口的第三气动插板阀403，石灰块料经溜管进入转炉5内。在该过程中石灰粉末筛分后转入转炉5内，都在密闭的空间进行，中间无倒运环节，避免了石灰粉末转运过程中的扬尘，减少了转运过程中的消耗，有利于节能降耗与环境保护。

下面以某钢厂的转炉5冶炼生产为例进行详细说明：

1）某钢厂使用1座180t转炉5冶炼生产，活性石灰单耗为50kg/t钢，因此每一炉次需要加入9t活性石灰；

2）开启筛分装置2，满足粒度要求的石灰块料进入块料存储仓内，当块料存储仓内石灰块料重量达到预定值9t时，关闭筛分装置2；这个过程大约需要2～4min时间；粒度＜5mm的石灰粉末被分离出来并进入粉末存储仓内；

3）当转炉5冶炼结束，出钢及溅渣护炉完毕，且转炉5处于垂直位置时，开启第一气动插板阀303，粉末存储仓中的石灰粉末物料通过第一粉末溜管302进入到转炉5内；

4）待粉末存储仓中内石灰粉末排空后，关闭第一气动插板阀303；完成一个工作循环，直至冶炼下一炉钢产生新的一斗石灰粉末。

以炼钢石灰内粉末含量为15%计算，转炉冶炼周期为36min，每天大约需要消耗的石灰约为360t，每天即可回收石灰粉末54t，每年可回收石灰粉末17820t，以石灰市场价格300元/t测算，每年仅回收石灰粉末一项即可产生经济效益534.6万元。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。