CN101545018A - 钢包渣热态处理的工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及冶金渣处理技术，尤其涉及钢包渣热态处理的工艺方法。一种钢包渣热态处理的工艺方法，钢包熔渣由漏斗进入滚筒落渣区，落渣区内置有钢球，随着滚筒的转动，熔渣被钢球冷却，钢水和渣被钢球迅速夺取热量塑化、固化后被滚动的钢球带入水冷区，熔渣、钢球同时被水冷却，然后经由滚筒的格栅式箅条排到外筒体，熔渣在外筒体内被水再冷却，最后排出；其中，在高速滚动的钢球作用下，渣和钢得到剥离。本发明的工艺方法可以安全、环保地将高温钢包渣进行快速处理，并能实现渣钢分离，解决了钢包渣处理的难题。

Description

钢包渣热态处理的工艺方法
技术领域
本发明涉及冶金渣处理技术，尤其涉及钢包渣热态处理的工艺方法。
背景技术
钢包渣又叫铸余渣，是连铸过程的必然产物，为防止钢包渣进入铸坯影响产品质量，在浇铸后期必须控制钢包留钢量，钢包留钢量随钢材质量的要求而变化，如以某一企业而言，在投产初期一般控制在2～3t/炉，随着产品质量要求的提高，留钢量上升到5～10t/炉，加上钢包内保护渣的量，钢包渣约占钢产量的3～5％。我国2004年的连铸比已达到95.8％，主要钢铁公司基本都实现了全连铸，据此，每年的钢包渣量就达1500～2500万吨，其中钢水含量在50％以上。
国内外处理钢包渣的方法有以下几种：
沙坑式热泼法：将高温热泼渣直接倒在沙坑中，自然冷却。该工艺污染大、占地大，易形成大的渣钢坨，后续处理难度大。
为解决大块渣钢坨问题，中国专利CN200510047315.2及CN01201699.3提出了在渣罐中放置格栅的方法，将钢渣罐的空间分成多个部分，由于格栅的隔断作用将钢(铁)渣分隔成小块，被运输至落锤车间翻罐倒出进行冷却后的渣砣极易破碎，大部分情况下渣砣已自行破碎成格栅网格的尺寸，提高了渣处理效率。该工艺解决了大块渣钢坨的问题，但钢包渣在红热状态下被泼地冷却，污染大，需要大量的混凝土格栅，费用高昂，另外处理过程渣钢无法分离，给后续利用带来影响。
德国专利DE19519284提出了一种处理钢包渣的方法，是仿照连铸机的冷却原理将高温钢包渣直接倒入一简易结晶器中，使钢包渣快速冷却并排放，由于钢包渣为渣钢混合物，不但含有钢水还带有相当数量的熔渣，而熔渣的导热性很差，能否被结晶器快速冷却，结果不得而知，该专利未见实际投用的报道。
由于钢包渣温度高：1400～1600℃，含有大量钢水，遇水极易发生爆炸，钢包渣的处理无法搬用其他冶金渣所惯用的水淬法工艺，如热泼法、风淬法、浅盘法、闷罐法等，只能采用上述一些污染大、处理周期长、费用高的自然空冷工艺，随着钢铁行业的不断发展，钢包渣的处理日益成为困扰钢铁生产企业的国际难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钢包渣热态处理的工艺方法，该方法可以安全、环保地将高温钢包渣进行快速处理，并能实现渣钢分离，解决了钢包渣处理的难题。
本发明是这样实现的：一种钢包渣热态处理的工艺方法，钢包熔渣由漏斗进入滚筒落渣区，落渣区内置有钢球，随着滚筒的转动，熔渣被钢球冷却，钢水和渣被钢球迅速夺取热量塑化、固化后被滚动的钢球带入水冷区，熔渣、钢球同时被水冷却，然后经由滚筒的格栅式篦条排到外筒体，熔渣在外筒体内被水再冷却，最后排出；其中，在高速滚动的钢球作用下，渣和钢得到剥离。
所述筒内渣量与球量体积比为0.1～0.3。
所述滚筒内落渣区与水冷区的安全距离为100mm～600mm。
所述冷却水量为1.25T～2T/吨渣。
所述钢球滚动速度为0.5m/s～2m/s。
本发明提出了一种利用快速滚动的钢球处理钢包渣的技术方案。其原理为：由于金属球导热系数大、传热面积大，高速滚动的钢球具有破碎作用，可以实现钢水和熔渣快冷碎化，再用水来冷却金属球和渣，就可以实现处理过程的连续，为避免冷却水直接和钢水接触发生爆炸，把落渣区和水冷区分开，形成了用滚筒带动球滚动来处理钢包渣的技术思路。
本发明的工作过程为：熔渣由漏斗进入滚筒落渣区落到钢球上，被钢球冷却，钢水和渣被钢球迅速夺取热量塑化、固化后被滚动的钢球带入水冷区，熔渣、钢球同时被水冷却，然后经由滚筒的格栅式篦条排到外筒体，熔渣在外筒体内被水再冷却，最后排出。在这个过程中由于钢水和渣冷却时收缩率不同，在高速滚动的钢球作用下，渣和钢得到很好的剥离。
本发明的核心是安全问题，由于高温钢水遇水极易发生爆炸，所以进渣量与钢球量的匹配，冷却水量的大小，落渣区和水冷区的安全距离都直接影响钢包渣处理过程的安全；钢球滚动速度影响到钢球冷却钢水的同时又不被其包裹，本发明通过工艺参数的匹配较好的解决了安全问题以及钢水和球的剥离问题。
本发明可以安全、环保地将高温钢包渣进行快速处理，并能实现渣钢分离，解决了钢包渣处理的难题。
附图说明
图1为本发明钢包渣热态处理的工艺装置示意图；
图2为含有本发明工艺方法的钢包渣热态处理工艺流程示意图。
图中：1进料漏斗，2钢包熔渣，3落渣区，4钢球，5内筒体排出的粒渣，6外筒体排渣抄板，7外筒体冷却区，8蒸汽管道，9喷淋冷却区(水冷区)，10喷淋冷却系统，11芯轴，12内筒体(滚筒)，13外筒体，L落渣区与水冷区的安全距离，H球面和芯轴外表面的距离；21行车，22钢包，23进渣漏斗，24滚筒装置，25冷却水系统，26粒渣输送机，27成品渣，28渣钢料筐，29磁选机，30烟囱。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
参见图1，一种钢包渣热态处理的工艺装置，由内外筒体12、13构成，外筒体13为封闭容器，内筒体12为由篦条构成的鼠笼状筒体，内筒体12盛装一定数量的钢球4。
一种钢包渣热态处理的工艺方法是，钢包熔渣2由进料漏斗1进入滚筒落渣区3，落渣区3内置有钢球4，随着滚筒12的转动，熔渣2被钢球4冷却，钢水和渣被钢球4迅速夺取热量塑化和固化后，随着钢球4的滚动被带入喷淋冷却区9被水急冷固化，然后经由内筒体12的格栅式篦条排到外筒体13；被内筒体12排出的粒渣5在外筒体13内被外筒体排渣抄板6抄起和落下，并被外筒体冷却区7内的水再冷却，最后被排出筒体外。在高速滚动的钢球4作用下，熔渣2内的渣和钢得到剥离。
由于高温钢水遇水极易发生爆炸，本发明实施例通过工艺参数的匹配较好的解决了安全问题以及钢水和球的剥离问题，具体如下：
在正常工作状态，内筒体12内钢包熔渣2数量与钢球4数量体积比为0.1～0.3，如果球量太少会导致钢球在处理过程中温度很快升高达到红热状态，减弱甚至丧失对高温铸余渣的冷却功能，未经充分冷却的钢水进入喷淋区极易发生爆炸。球量太多会使驱动滚筒转动的电机电流升高，能耗升高。同时控制球面和芯轴11外表面的距离H在200mm以内。
滚筒内落渣区3与水冷区7的安全距离L为100mm～600mm，落渣区3和喷淋冷却区7分列芯轴11两侧，即芯轴11把落渣区3和喷淋冷却区7隔开，安全距离过小落渣区和喷淋冷却区7容易重叠，发生爆炸现象，安全距离过大则需增加筒体设备尺寸，加大投资。
冷却水量为1.25T～2T/吨渣，铸余渣的热量最终还是靠冷却水带走，钢球只起一个中间的冷却介质，冷却水太少，钢球很快会发红，不但冷却的能力下降磨损也会加剧，对设备的寿命和成品渣温度都不利，冷却水过大则是一种浪费。
钢球滚动速度为0.5m/s～2m/s，合适的钢球滚动速度保证了渣的粒化和钢水的分散化，避免冷却过程的结坨，转速过大会增加能耗，影响滚筒的排渣能力。
通过上述工艺参数的匹配，本发明可以安全、环保地将高温钢包渣进行快速处理，并能实现渣钢分离，解决了钢包渣处理的难题。
参见图2，图2为含有本发明工艺方法的钢包渣热态处理工艺流程示意图，钢包22浇余，被行车21运到渣处理装置(滚筒装置24)上方，滚筒装置24的筒体转动，自进料漏斗23进渣，冷却水系统25开启，经滚筒装置24处理后的渣和渣钢被排出，经粒渣输送机26输送至磁选机29，经筛选后分别将渣钢送入渣钢料筐28和将成品渣27送入其堆放处。

Claims (5)

1、一种钢包渣热态处理的工艺方法，其特征是：钢包熔渣由漏斗进入滚筒落渣区，落渣区内置有钢球，随着滚筒的转动，熔渣被钢球冷却，钢水和渣被钢球迅速夺取热量塑化、固化后被滚动的钢球带入水冷区，熔渣、钢球同时被水冷却，然后经由滚筒的格栅式篦条排到外筒体，熔渣在外筒体内被水再冷却，最后排出；其中，在高速滚动的钢球作用下，渣和钢得到剥离。
2、根据权利要求1所述的钢包渣热态处理的工艺方法，其特征是：滚筒内渣量与球量体积比为0.1～0.3。
3、根据权利要求1所述的钢包渣热态处理的工艺方法，其特征是：滚筒内落渣区与水冷区的安全距离为100mm～600mm。
4、根据权利要求1所述的钢包渣热态处理的工艺方法，其特征是：冷却水量为1.25T～2T/吨渣。
5、根据权利要求1所述的钢包渣热态处理的工艺方法，其特征是：钢球滚动速度为0.5m/s～2m/s。
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