1.本发明涉及一种冶金炉渣处理设备及方法，特别是钒钛渣的处理设备及方法，属于冶金炉渣处理技术领域。
背景技术：
2.冶金炉渣是高温熔融金属，已有技术粒化处理工艺主要有热泼法、滴灌法、风淬法、水淬法等。其中风淬法是利用高压喷嘴喷射气流，以空气为介质，将熔融金属打散，在击碎的飞行过程中，压缩空气对高温液态金属渣有一个冷却作用，击碎的熔融渣落入水池中进行第二次冷却，充分冷却粒化后将金属颗粒进行以颗粒大小，含金属量等进行筛选细分后实现综合利用。然而，针对钒钛渣处理，已有的风淬渣处理技术仍存在一些不足，首先风淬渣一次冷却后直接水冷，其磁选尾料作为喷砂料的硬度很大，缺乏必要的韧性，在实际喷砂使用时，回收利用率非常低，影响其销售价格，不能做到资源最大化利用；粒化装置结构不合理，粒化轮的镶齿易堵塞，另外风淬渣中的热空气、水蒸气因符合环保要求钢厂一般选择直接外排，浪费了热能。
技术实现要素：
3.本发明的目的是提供一种冶金炉渣处理设备及方法，通过三次冷却优化钒钛渣的粒化性能，实现资源最大化利用；工艺流程短，结构简单，粒化效果好，处理效率高；对镶齿以及熔融金属流喷吹气流，冷却的同时可以清扫镶齿，解决背景技术存在的上述问题。
4.本发明的技术方案是：一种冶金炉渣处理设备，包含粒化装置、篦冷机和余热锅炉；粒化装置的高温烟气出口通过第一烟道与余热锅炉连接，粒化装置的粒化渣出口与篦冷机匹配连接，篦冷机的余温烟气出口通过第二烟道与余热锅炉连接；余热锅炉的烟气出口依次连接布袋除尘器、引风机和烟囱；篦冷机的冷却渣出口匹配连接筛选仓和运输车；所述粒化装置包含破碎机构，所述破碎机构包含多个粒化轮和六方轴；所述六方轴内部设有沿轴向均匀分布的第一轴孔和在同一截面上沿径向均匀分布的第二轴孔，所述第一轴孔与第二轴孔互相垂直且互相连通。
5.所述六方轴上固定连接多个粒化轮，粒化轮的数量与第二轴孔所在截面数量相等；所述粒化轮的轮体上沿圆盘直径方向还设有多个通风孔，所述多个通风孔沿轮体的中心均匀分布，且位于同一截面上。
6.所述轮体沿其直径方向外侧设有喷气管，所述喷气管的数量与粒化轮的镶齿以及通风孔的数量相等，且喷气管、镶齿和通风孔位于同一截面上。所述喷气管与通风孔相连通，所述喷气管还包括喷头，所述喷头朝向镶齿和熔融金属喷射空气。
7.所述多个粒化轮在六方轴上交错组装，第一轴孔、第二轴孔、通风孔和喷气管均相互连通。
8.所述六方轴的一端设有风道连接装置，所述风道连接装置包含风道管和通风板；
所述风道管与六方轴的连接处设有通风板，所述通风板与六方轴贴合设置，所述通风板位于风道管的内部，所述通风板与风道管固定连接，所述通风板平行于六方轴的截面放置，所述通风板上还设有弧孔，所述弧孔呈圆弧形。
9.所述弧孔经计算的最大开口角度控制为α≤60
°‑
2arcsin（l/r），其中r为第一轴孔的半径，l为截面上第一轴孔的圆心到六方轴中心的距离。
10.所述弧孔在六方轴的旋转过程中，会与第一轴孔重合，实现风道连接装置与第一轴孔、第二轴孔、通风孔和喷气管相连通，当镶齿刚好接触到熔融金属时，此时风机通过风道连接装置鼓风，空气通过风道连接装置、第一轴孔、第二轴孔、通风孔最后由喷气管喷出。所述六方轴在旋转时，当弧孔不与第一轴孔重合时，此时风道连接装置不与第一轴孔、第二轴孔、通风孔和喷气管相连通，此时风机吹出的空气无法通过风道连接装置、第一轴孔、第二轴孔、通风孔，进而喷气管无法喷射空气。
11.所述粒化装置本体还设有若干雾化喷水装置，沿熔融金属颗粒抛出飞行轨迹喷射水雾。
12.一种冶金炉渣处理方法，采用上述处理设备，包含如下步骤：步骤a：高温熔融金属落入破碎机构中，粒化轮将熔融金属切割、破碎成熔融金属颗粒并向前抛出，同时喷气管向镶齿和熔融金属流喷射空气，辅助进行破碎粒化，对熔融金属颗粒进行一次冷却，同时，对镶齿实现清扫，防止粘连熔融金属；步骤b：粒化轮打散粒化的熔融金属颗粒被抛出，在粒化装置内呈抛物线飞行，同时沿熔融金属颗粒抛出飞行轨迹喷射水雾，抛出的熔融金属颗粒与水雾充分接触，进行二次冷却处理，熔融金属颗粒落下；产生的高温烟气通过第一烟道输送至余热锅炉进行热量收集后将烟气输送至布袋除尘器进行净化处理；步骤c：落下的初次冷却熔融金属颗粒输送至篦冷机进行第三次冷却处理；同时篦冷机产生的高温烟气通过第二烟道输送至余热锅炉进行热量收集后将烟气输送至布袋除尘器进行净化处理；步骤d：篦冷机三次冷却处理后的熔融金属颗粒落入筛选仓中进行筛选后经由运输车进行运输。
13.所述高温熔融金属为钒钛渣。
14.本发明是用于各种冶金炉渣的粒化处理，特别适用于钒钛渣的处理。
15.本发明的有益效果：通过三次冷却优化钒钛渣的粒化性能，实现资源最大化利用；实现粒化轮的镶齿只在接触熔融金属时相对应的喷气管喷射空气，在镶齿不与熔融金属接触时喷气管不喷射空气，可在不设置开关的情况下自动实现对喷气管的开闭控制，由于喷气管对镶齿以及熔融金属流的吹击，既可以清扫镶齿，一定程度上防止其黏连熔融金属，也可以帮助粒化轮粒化，同时粒化装置内的雾化喷水装置进一步对粒化颗粒进行降温，进而气吹加水冷的相结合的方式对粒化效果进一步完善，在一定程度上避免会出现粒化效果差，钟乳状金属块的情况，达到了粒化颗粒更均匀的效果。
附图说明
16.图1为本发明实施例的结构示意图；图2为本发明实施例粒化装置破碎机构的结构示意图；
图3为本发明实施例粒化装置破碎机构的截面示意图；图4为本发明实施例粒化装置在工作状态下的a部局部放大图；图5为本发明实施例粒化装置在非工作状态下的a部局部放大图；图6为本发明实施例粒化装置通风板的结构示意图；图7本发明实施例粒化装置粒化轮互相交错组装的结构示意图。
17.图中：粒化装置1、第一烟道2、第二烟道3、篦冷机4、余热锅炉5、布袋除尘器6、引风机7、烟囱8、筛选仓9、运输车10、粒化装置本体11、熔渣沟12、破碎机构13、链板传送机14、雾化喷水装置15、粒化轮131、六方轴132、壳体133、风机134、风道连接装置135、电机136和减速机137、轮体1311、镶齿1312、喷气管1313、固定螺栓1314、通风孔1311
‑
1、喷头1313
‑
1、第一轴孔1321、第二轴孔1322、风道管1351、通风板1352、轴承1353、弧孔1352
‑
1。
具体实施方式
18.以下结合附图，通过实施例对本发明作进一步说明。
19.一种冶金炉渣处理设备，包含粒化装置1、篦冷机4和余热锅炉5；粒化装置1的高温烟气出口通过第一烟道2与余热锅炉5连接，粒化装置1的粒化渣出口与篦冷机4匹配连接，篦冷机4的余温烟气出口通过第二烟道3与余热锅炉5连接；余热锅炉5的烟气出口依次连接布袋除尘器6、引风机7和烟囱8；篦冷机4的冷却渣出口匹配连接筛选仓9和运输车10；所述粒化装置1包含破碎机构13，所述破碎机构13包含多个粒化轮131和六方轴132；所述六方轴132内部设有沿轴向均匀分布的第一轴孔1321和在同一截面上沿径向均匀分布的第二轴孔1322，所述第一轴孔1321与第二轴孔1322互相垂直且互相连通。
20.所述六方轴132上固定连接多个粒化轮131，粒化轮131的数量与第二轴孔1322所在截面数量相等。所述粒化轮131的轮体1311上沿圆盘直径方向还设有多个通风孔1311
‑
1，所述多个通风孔1311
‑
1沿轮体1311的中心均匀分布，且位于同一截面上。
21.所述轮体1311沿其直径方向外侧设有喷气管1313，所述喷气管1313的数量与粒化轮131的镶齿1312以及通风孔1311
‑
1的数量相等，且喷气管1313、镶齿1312和通风孔1311
‑
1位于同一截面上。所述喷气管1313与通风孔1311
‑
1相连通，所述喷气管1313还包括喷头1313
‑
1，所述喷头1313
‑
1朝向镶齿1312和熔融金属喷射空气。
22.所述多个粒化轮131在六方轴132上交错组装，第一轴孔1321、第二轴孔1322、通风孔1311
‑
1和喷气管1313均相互连通。
23.所述六方轴132的一端设有风道连接装置135，所述风道连接装置135连接风机134，所述六方轴132的另一端设有电机136和减速机137。
24.所述风道连接装置135包含风道管1351和通风板1352和；所述风道管1351与六方轴132的连接处设有通风板1352，所述通风板1352与六方轴132贴合设置，所述通风板1352位于风道管1351的内部，所述通风板1352与风道管1351固定连接，所述通风板1352平行于六方轴132的截面放置，所述通风板1352上还设有弧孔1352
‑
1，所述弧孔1352
‑
1呈圆弧形。
25.所述弧孔1352
‑
1经计算的最大开口角度控制为α≤60
°‑
2arcsin（l/r），其中r为第一轴孔1321的半径，l为截面上第一轴孔1321的圆心到六方轴132中心的距离。
26.所述弧孔1352
‑
1在六方轴132的旋转过程中，会与第一轴孔1321重合，实现风道连接装置135与第一轴孔1321、第二轴孔1322、通风孔1311
‑
1和喷气管1313相连通，当镶齿
1312刚好接触到熔融金属时，此时风机134通过风道连接装置135鼓风，空气通过风道连接装置135、第一轴孔1321、第二轴孔1322、通风孔1311
‑
1最后由喷气管1313喷出。所述六方轴132在旋转时，当弧孔1352
‑
1不与第一轴孔1321重合时，此时风道连接装置135不与第一轴孔1321、第二轴孔1322、通风孔1311
‑
1和喷气管1313相连通，此时风机134吹出的空气无法通过风道连接装置135、第一轴孔1321、第二轴孔1322、通风孔1311
‑
1，进而喷气管1313无法喷射空气。
27.所述粒化装置本体11还设有若干雾化喷水装置15，沿熔融金属颗粒抛出飞行轨迹喷射水雾。
28.一种冶金炉渣处理方法，采用上述处理设备，包含如下步骤：步骤a：高温熔融金属落入破碎机构13中，粒化轮131将熔融金属切割、破碎成熔融金属颗粒并向前抛出，同时喷气管1313向镶齿1312和熔融金属流喷射空气，辅助进行破碎粒化，对熔融金属颗粒进行一次冷却，同时，对镶齿1312实现清扫，防止粘连熔融金属；步骤b：粒化轮131打散粒化的熔融金属颗粒被抛出，在粒化装置1内呈抛物线飞行，同时沿熔融金属颗粒抛出飞行轨迹喷射水雾，抛出的熔融金属颗粒与水雾充分接触，进行二次冷却处理，熔融金属颗粒落下；产生的高温烟气通过第一烟道2输送至余热锅炉5进行热量收集后将烟气输送至布袋除尘器6进行净化处理；步骤c：落下的初次冷却熔融金属颗粒输送至篦冷机4进行第三次冷却处理；同时篦冷机4产生的高温烟气通过第二烟道3输送至余热锅炉5进行热量收集后将烟气输送至布袋除尘器6进行净化处理；步骤d：篦冷机4三次冷却处理后的熔融金属颗粒落入筛选仓9中进行筛选后经由运输车10进行运输。
29.所述高温熔融金属为钒钛渣。
30.在实施例中，处理钒钛渣。参照附图1
‑
7。
31.一种冶金炉渣处理设备，包含粒化装置1、篦冷机4和余热锅炉5；粒化装置1的高温烟气出口通过第一烟道2与余热锅炉5连接，粒化装置1的粒化渣出口与篦冷机4匹配连接，篦冷机4的余温烟气出口通过第二烟道3与余热锅炉5连接；余热锅炉5的烟气出口依次连接布袋除尘器6、引风机7和烟囱8；篦冷机4的冷却渣出口匹配连接筛选仓9和运输车10。所述粒化装置1包含粒化装置本体11、熔渣沟12、破碎机构13、链板传送机14和雾化喷水装置15；所述粒化装置本体11为密闭结构，上部设有高温烟气出口，下部设有粒化渣出口；粒化装置本体11内设有熔渣沟12，熔渣沟12的端部下方设有破碎机构13；所述破碎机构13的下方设有链板传送机14，链板传送机14设置在粒化渣出口处；工作状态：熔渣沟12内的熔融金属导入破碎机构13内，破碎机构13将熔融金属切割、破碎成熔融金属颗粒，并向前抛出后落向链板传送机14上，由链板传送机14传送至篦冷机4；所述粒化装置本体11还设有若干雾化喷水装置15，沿熔融金属颗粒抛出飞行轨迹喷射水雾，产生的高温烟气进入余热锅炉5。
32.所述破碎机构13包括粒化轮131、六方轴132、壳体133、风机134、风道连接装置135、电机136和减速机137；所述壳体133上部呈正方体形状、底部呈漏斗形状，壳体133内设有一根水平放置的六方轴132，所述六方轴132的两端铣圆，所述六方轴132的内部设有沿轴向均匀分布的第一轴孔1321和在同一截面上沿径向均匀分布的第二轴孔1322，所述第一轴孔1321与第二轴孔1322互相垂直且互相连通。所述第一轴孔1321的数量可根据实际情况而
定，此处为六个，所述第二轴孔1322的数量可根据实际情况而定，此处为同一截面三个，七组截面，共二十一个。
33.所述六方轴132上固定连接多个粒化轮131，粒化轮131的数量与第二轴孔1322所在截面数量相等，此处为七个；所述粒化轮131包含轮体1311、镶齿1312、喷气管1313和固定螺栓1314，所述轮体1311整体呈圆盘状，内部为内六方中空，四周设有沿圆盘直径方向的凸起，所述凸起上通过固定螺栓1314固定连接有镶齿1312，所述凸起和镶齿1312的数量一般为三至六个，所述凸起和镶齿1312的数量可根据实际情况而定，此处为三个。所述镶齿1312为可拆卸式。
34.所述轮体1311上沿圆盘直径方向还设有通风孔1311
‑
1，所述通风孔1311
‑
1沿轮体1311的中心均匀分布，所述通风孔1311
‑
1的数量为三个且位于同一截面上。所述轮体1311沿其直径方向外侧设有喷气管1313，所述喷气管1313的数量与镶齿1312以及通风孔1311
‑
1的数量相等，为三个，且喷气管1313、镶齿1312和通风孔1311
‑
1位于同一截面上。所述喷气管1313与通风孔1311
‑
1相连通，所述喷气管1313还包括喷头1313
‑
1，所述喷头1313
‑
1朝向镶齿1312和熔融金属，所述喷头1313
‑
1为可调节式，可根据需求调节喷头1313
‑
1的朝向角度。所述喷气管1313可向镶齿1312和熔融金属喷射空气。当粒化轮131和六方轴132组装完成时（如附图7），所述多个粒化轮131在六方轴132上交错组装，此时第一轴孔1321、第二轴孔1322、通风孔1311
‑
1和喷气管1313均相互连通。
35.所述六方轴132的一端设有风道连接装置135，所述风道连接装置135连接风机134，所述六方轴132的另一端设有电机136和减速机137。
36.所述风道连接装置135包含风道管1351、通风板1352和轴承1353；所述风道管1351为圆管，所述风道管1351与六方轴132通过轴承1353连接（六方轴132的两端铣圆）。所述轴承1353的型号可根据实际情况而定。所述风道管1351与六方轴132的连接处设有通风板1352，所述通风板1352呈圆形，所述通风板1352与六方轴132贴合设置，所述通风板1352位于风道管1351的内部，所述通风板1352与风道管1351固定连接，所述通风板1352平行于六方轴132的截面放置，所述通风板1352上还设有弧孔1352
‑
1，所述弧孔1352
‑
1呈圆弧形（如附图6），所述弧孔1352
‑
1的数量为一个。
37.所述弧孔1352
‑
1经计算的最大开口角度控制为α≤60
°‑
2arcsin（l/r），其中r为第一轴孔1321的半径，l为截面上第一轴孔1321的圆心到六方轴132中心的距离。
38.所述弧孔1352
‑
1在六方轴132的旋转过程中，会与第一轴孔1321重合，实现风道连接装置135与第一轴孔1321、第二轴孔1322、通风孔1311
‑
1和喷气管1313相连通，当镶齿1312刚好接触到熔融金属时，此时风机134通过风道连接装置135鼓风，空气通过风道连接装置135、第一轴孔1321、第二轴孔1322、通风孔1311
‑
1最后由喷气管1313喷出。所述六方轴132在旋转时，当弧孔1352
‑
1不与第一轴孔1321重合时，此时风道连接装置135不与第一轴孔1321、第二轴孔1322、通风孔1311
‑
1和喷气管1313相连通，此时风机134吹出的空气无法通过风道连接装置135、第一轴孔1321、第二轴孔1322、通风孔1311
‑
1，进而喷气管1313无法喷射空气。
39.一种冶金炉渣处理方法，采用上述处理设备，包含如下步骤：步骤a：高温熔融金属从熔渣沟12落入破碎机构13中，启动电机136减速机137，粒化轮131进行旋转，将流向粒化轮131的熔融金属切割、破碎成熔融金属颗粒并向前抛出，同
时喷气管1313向镶齿1312和熔融金属流喷射空气，辅助进行破碎粒化，对熔融金属颗粒进行第一次冷却，对镶齿1312实现清扫；步骤b：粒化轮131打散粒化的熔融金属颗粒被抛出，在粒化装置1内呈抛物线飞行，同时雾化喷水装置15沿熔融金属颗粒抛出飞行轨迹喷射水雾，抛出的熔融金属颗粒与水雾充分接触，进行第二次冷却处理后，熔融金属颗粒落在链板传送机14上；产生的高温烟气通过第一烟道2输送至余热锅炉5进行热量收集后将烟气输送至布袋除尘器6进行净化处理，处理达标后由引风机7抽至烟囱8内达标排放；步骤c：链板传送机14将初次冷却的熔融金属颗粒输送至篦冷机4进行第三次冷却处理；同时篦冷机4产生的高温烟气通过第二烟道3输送至余热锅炉5进行热量收集后将烟气输送至布袋除尘器6进行净化处理，处理达标后由引风机7抽至烟囱8内达标排放；步骤d：篦冷机4三次冷却处理后的熔融金属颗粒落入筛选仓9中进行筛选后经由运输车10进行运输。
40.本实施例的工作原理：熔融金属粒化在粒化装置1内完成，粒化装置1为密闭型，其内设有熔渣沟12、破碎机构13、链板传送机14和雾化喷水装置15。熔融金属流通过熔渣沟12倾倒至破碎机构13内，破碎机构13内的粒化轮131击打、破碎、抛出熔融金属，此时熔融金属被旋转的粒化轮131破碎成较小的熔融金属颗粒，并经过喷吹气流第一次冷却；在雾化喷水装置15喷出雾化水的作用下加速第二次冷却，后经由链板传送机14传送至篦冷机4进行第三次冷却处理，而后输送至筛选仓9，进行装车运输。在破碎机构13和篦冷机4的工作过程中均会产生大量的高温烟气，由于粒化装置1与篦冷机4产生的高温烟气存在较大的温度差，所以采用分别输送的方式，粒化装置1内产生的温度较高的高温烟气通过第一烟道2运输至余热锅炉5的高温工作区进行处理，篦冷机4产生的温度较低的高温烟气通过第二烟道3运输至余热锅炉5的低温工作区进行处理，余热锅炉5将粒化装置1和篦冷机4所产生的高温烟气收集处理后产生低压蒸汽和烟气，烟气被输送至布袋除尘器6进行净化，达到排放标准后由引风机7引进烟囱8内进行排放，低压蒸汽可进行收集再利用。由此循环，本发明专利系统地完成了冶金炉的粒化，烟气处理，热量收集再利用等一系列工艺流程。
41.本发明中所使用的篦冷机4型号为lbt32216，处理能力为2500t/d，链板传送机14的给料能力为40
‑
300t/h。