[发明专利]钢渣碎化处理工艺及设备

说明书

技术领域

本发明涉及炼钢渣处理技术领域，特别是涉及钢渣碎化处理工艺及设备。

背景技术

钢渣是炼钢生产的副产品，钢渣的产量也随着钢产量的增加而增加，炼钢过程中钢渣的产生量约为钢水量的10％-20％，这些废渣不但占去大面积宝贵的土地，而且造成环境污染。随着世界各国对环境保护的关注，钢铁企业开始重视对钢渣的处理和利用，让钢渣变废为宝，钢渣中不仅含有以各种氧化物形式存在的金属铁，而且还含有CaO、SiO₂等物质，这些都是可以利用的有价资源。为了解决这个问题，人们研究成功了多种钢渣碎化处理工艺及设备。

在现有技术中，钢渣碎化处理工艺主要有以下几种：

热泼法：将炼钢熔渣倒在带有一定坡度的热泼床上或直接倒在地上，熔渣自流形成渣饼，然后加水急冷并碎化。用此法处理钢渣比自然冷却快30-50倍。但占地面积大并需要大型挖掘机，而且会产生大量的粉尘蒸汽，造成空气严重污染。

盘泼水冷法：将流动性好的钢渣倒入渣盘形成渣层，间断定量喷水使其急冷、碎裂，然后用排渣车将得到的碎化渣运至水池进一步降温。采用这种方法处理钢渣会产生大量的粉尘蒸汽，造成空气严重污染，而且处理环节多，造成设备复杂投资大。

水淬法：在高温液态渣在从渣罐中倾倒下降的过程中，用高压水喷射进行水淬，此时，渣和水进行热交换，同时使熔渣在水幕中得以粒化。水淬法的优点是排渣迅速，有利于发挥炼钢设备的潜力并减轻清渣的繁重体力劳动。但水淬时会产生大量蒸汽，由于钢渣流动性较差，有时会有大块钢渣掉入水中，发生水暴现象，因此存在安全性的问题。

热闷法：将高温钢渣倒入热闷池中并盖住，然后间断地往热渣上喷水，使热闷池中产生大量蒸汽，与钢渣进行复杂的物理反应，使钢渣产生淬裂。热闷法的主要缺点是淬渣周期长，不能实现连续处理。而且一般的热闷池的长、宽、高分别达30m、12m、2.8m，处理炼钢炉渣需要数量可观的热闷池，因此还存在占地面积大的缺点。

滚筒法：将高温液态渣以一定的速度倒入滚筒内，由滚筒内的钢球机械破碎力和水的联合作用下，钢渣内部产生热应力、化学应力和相变应力，使钢渣速冷、急碎。这种方法的主要缺点是：由于炼钢过程中常加入石灰、白云石等作为脱硫、脱磷的造渣剂，另外，普遍采用的溅渣护炉技术常添加镁质材料，导致渣的粘度提高流动性变差，使处理难度增加，这些缺点阻碍了滚筒法的发展。

除此之外，现有技术中还有其他几种钢渣粒化的方法；例如风淬法、风碎粒化法、辊轮粒化法，但都存在不足，只能完成30％的钢渣碎化和粒化，无论在工艺方面还是处理装置方面均尚未完善。

发明内容

本发明针对现有的钢渣处理方法中存在的问题，提供钢渣碎化处理工艺，该工艺不但能对流动性好粘度低的或流动性差粘度高的钢渣进行碎化处理，而且能对部分凝成块状的半熔融状态的钢渣进行碎化处理，本发明还提供实施上述钢渣碎化处理工艺的钢渣碎化处理设备。

本发明的钢渣处理工艺的技术方案如下：钢渣碎化处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：输送和倾倒高温钢渣

将装满高温钢渣的渣罐送至钢渣罐提升倾翻装置上，然后将钢渣罐提升至钢渣碎化装置的上方，由钢渣罐提升倾翻装置将高温钢渣匀速倒至钢渣碎化装置内；

步骤2：扒渣操作

当钢渣罐中的钢渣粘度大，流动性差或温度低处于半熔融状态时，用多工位扒渣机将钢渣捣碎后再扒进钢渣碎化装置内；

步骤3：高温钢渣的碎化处理

将经过步骤1和步骤2后进入钢渣碎化装置内的流动性好的熔融或半熔融不带块状的钢渣，或者半熔融带有块状的钢渣，进行喷水碎化和机械碎化，将对钢渣喷水时产生的蒸汽回收到蒸汽收集装置内；

步骤4：钢渣应力分解碎化处理

将在步骤3中粉碎后的钢渣输送到钢渣应力分解碎化装置内，将步骤3中回收到蒸汽收集装置内的蒸汽送入钢渣应力分解碎化装置内，钢渣因热应力、化学应力和相变应力而使钢渣中游离氧化钙f-CaO和游离氧化镁f-MgO消解反应，钢渣体积膨胀而粉化，并经过数次螺旋抛物式冲击反复滚动后，钢渣的碎化粒度达到预定要求；

步骤5：渣铁分离

将步骤4中得到的钢渣脱水后，输送至磁选装置进行渣铁分离，得到可利用的钢渣和铁。

实施本发明钢渣碎化处理工艺的钢渣碎化设备的技术方案如下：钢渣碎化处理设备，其特征在于，包括：钢渣罐提升倾翻装置、钢渣碎化装置、钢渣应力分解碎化装置、多工位扒渣机、蒸汽收集装置和磁选装置。