CN101698892A

CN101698892A - 钢渣热闷处理装置

Info

Publication number: CN101698892A
Application number: CN200910110167A
Authority: CN
Inventors: 徐兰升; 谢传贤; 陈志光; 李铁军; 石建红; 林培芳; 罗元威
Original assignee: Shaoguan Iron And Steel Group Co Ltd Guandong Prov
Current assignee: Shaoguan Iron And Steel Group Co Ltd Guandong Prov
Priority date: 2009-11-09
Filing date: 2009-11-09
Publication date: 2010-04-28
Anticipated expiration: 2029-11-09
Also published as: CN101698892B

Abstract

本发明涉及一种钢渣热闷处理装置，其包括罐壁，罐壁包括侧面、底面和上端开口，罐壁上部设有排气管，罐壁下部设有排水管，沿罐壁上端开口设有一圈U形截面的水封槽，而所述罐壁包括一次浇注捣固成形的耐热混凝土的外壁，所述罐壁侧面还包括由钢纤增强耐火浇注料一次浇注捣固成形的内壁；所述外壁中包括钢筋网M，钢筋网M上均匀分布地焊接有预埋件，所述内壁中包括钢筋网N，钢筋网N与所述外壁上预埋件的出头逐一焊接相连，所述外壁厚度是所述内壁厚度的1-2倍。本发明钢渣热闷处理装置热闷处理效率更高、且设备寿命大幅延长、维护成本更低、操作更安全、结构简单。

Description

钢渣热闷处理装置

技术领域

本发明涉及一种钢铁冶炼装置，更具体地说，本发明涉及一种炼钢钢渣的回收处理装置。

背景技术

钢渣是炼钢过程的必然副产物，其排出量约占粗钢产量的15-20％，我国目前钢渣的利用率还比较低。近几年我国钢铁行业发展迅速，据统计，2008年我国粗钢产量达到5亿吨，全年产渣量达到5000～10000万吨。合理利用和有效回收钢渣是实现钢铁行业可持续发展，解决钢铁企业废钢短缺，降低生产成本，提高企业经济效益的一项重要措施，也是保护环境，减少污染、变废为宝的有利举措。

目前，热态钢渣回收处理的方式主要有水淬法、热泼法、余热自解法(又称热闷法)、浅盘泼法、风淬法等。其中的余热自解法(又称热闷法)是利用喷水条件下钢渣自身余热对矿相组成变化产生的热应力、化学应力和相变应力，使钢渣快速碎裂和粉化，同时使其中金属与渣质有效分离，该法具有节能、高效、低成本和较为安全等特点，在钢渣处理领域越来越受到关注；然而，热态钢渣热闷处理的设备结构成为关键问题。

目前国内普遍使用的热态钢渣热闷设备包括中国专利文件ZL200420058581.6公开的装置，该装置特点是采用工作衬插入固定在混凝土池壁上的安装架内；由于热态钢渣入炉温度达到850℃以上，在分段喷水冷却过程各段安装架及工作衬需承受骤冷骤热，加上进出渣过程挖掘机作业过程对热闷设备机械碰撞，易造成安装架弯曲变形、工作衬变形断裂，造成衬板等更换频繁，且维修难度大，检修成本高，检修过程安全问题突出；另外，工作衬与混凝土池壁间逐步淘空，工作衬易变形断裂，更换不及时易导致高温热态钢渣与混凝土池壁直接接触，在高温作用下，使混凝土池壁发生爆裂、破坏永久层结构，造成设备使用寿命短。

另中国专利文件ZL200720174489.X公开了一种在工作衬与混凝土池壁中的间隙中增加了一层隔热层的结构，工作衬通过固定在混凝土池壁上的固定组件固定，此种结构的固定组件及工作衬变形后，工作衬的拆装很困难。工作衬不能及时维修，易导致高温热态钢渣与隔热层及混凝土池壁直接接触，在高温作用下，使混凝土池壁发生爆裂，造成设备使用寿命短。

根据实际操作经验证明：目前国内通用的钢渣热闷处理装置的正常使用1个月累计热闷钢渣20炉，1个月内出现安装架变形、工作衬损坏、预埋件脱落等故障，造成维修频繁、维修成本高企、生产过程安全问题突出，严重影响生产效率，设备寿命极短。

此外，闷炉的池盖上装呼吸阀以增加卸压通道，但由于闷炉中产生的蒸汽中含有大量的粉尘，易堵塞呼吸阀孔，不及时处理会造成闷炉内的压力骤然增加导致飞盖现象，严重的还可能会导致爆炸，严重影响生产安全。

发明内容

针对现有技术的上述缺点，本发明的目的是要提供一种钢渣热闷处理装置，其具有如下优点：热闷处理效率更高、且设备寿命大幅延长、维护成本更低、操作更安全、结构简单。

为此，本发明的技术解决方案是一种钢渣热闷处理装置，其包括罐壁，罐壁包括侧面、底面和上端开口，罐壁上部设有排气管，罐壁下部设有排水管，沿罐壁上端开口设有一圈U形截面的水封槽，而所述罐壁包括一次浇注捣固成形的耐热混凝土的外壁，所述罐壁侧面还包括由钢纤增强耐火浇注料一次浇注捣固成形的内壁；所述外壁中包括钢筋网M，钢筋网M上均匀分布地焊接有预埋件，所述内壁中包括钢筋网N，钢筋网N与所述外壁上预埋件的出头逐一焊接相连，所述外壁厚度是所述内壁厚度的1-2倍。

目前，传统的钢渣热闷处理装置均在外壁之内再采用一层金属板的内衬，为此，通常都采用钢架和金属杆件如螺栓等把金属板的内衬固定在外壁之内，有的还在内衬与外壁之间填充隔热层。但是，金属板的内衬与钢筋混凝土材质的外壁之间的多个各种应力集中的连接点就成为严重的隐性问题，而且填充的隔热层基本也没有结构强度可言，这样，在高温、温度梯度大、变温剧烈、高湿度、机械冲击等恶劣条件下，金属板的内衬、金属连接件、乃至筋混凝土材质的外壁都很脆弱，造成传统钢渣热闷处理装置的实际工作寿命大幅低于设计预期。本发明的热闷处理装置避开传统装置均在外壁之内再采用一层金属内衬的结构，而在一次浇注捣固成形的耐热混凝土的外壁的内侧面，一次浇注捣固成形地再整合了一层钢纤增强耐火浇注料的内壁，这层内壁主体实质上是一种金属增强的氧化物耐火复合材料，是由类似水泥的可固结熟料经浇注固化而成，所以，可以像浇注水泥那样在其内部预埋钢筋网N，而且，其钢筋网N与固结在外壁耐热混凝土中的钢筋网M上焊接的预埋件出头相互焊结，以致钢筋网N与钢筋网M之间形成网点状连接；在耐火浇注料固结之后，这些均匀分布的网点状焊结连接点就被耐火浇注料严严实实地保护起来了，加之内壁这层均一性、耐火性、强度都大大提高的钢纤增强耐火浇注料对高温、剧烈变温、高湿度、冲击、温度梯度具有更强耐受性能，所以，本发明的钢渣热闷处理装置对于热闷过程中高温、剧烈变温、大温度梯度、高湿度、强冲击的耐受性能大幅提高，装置的寿命大幅延长，维护成本极大降低，操作安全性得到提高，同样显然，本发明的钢渣热闷处理装置结构简单，且因为严密的双层隔热，本发明装置的热闷处理效率很高。

与传统钢渣热闷处理装置使用1个月累计热闷钢渣20炉、1个月内就出现安装架变形、工作衬损坏、预埋件脱落等故障情况相比，本发明钢渣热闷处理装置试运行一年多来，装置整体和各部件仍完好无损，使用寿命大大提高，预期使用寿命可达5年以上；维修成本大大下降，单个闷炉年节约维修成本已达上千万元；一年来累计热闷钢渣达到380炉，生产效率提高50％以上，效率提高明显，产品质量稳定可控。使用一年多来未发生飞盖或爆炸现象。

为了既立足实际、又充分优化钢纤增强耐火浇注料的配方组成，本发明热闷处理装置包括如下改进：

所述钢纤增强耐火浇注料包括如下重量组成：耐热钢纤维：1～2％，Al₂O₃：62-72％，SiO₂：20～25％，CaO：5～8％，Fe：1～2％，其它杂质：余量。

所述耐热钢纤维长度为25～40mm，长径比为45～55；固化成形后所述耐火浇注料的体积密度≥2.80g/cm³、耐压强度≥120MPa、抗折强度≥15MPa。

为使得内壁和外壁具有各自充分的骨架强度和综合一体的骨架强度，本发明热闷处理装置包括如下改进：所述钢筋网M包括2层扎网，每层扎网包括由18mm二级螺纹钢筋扎成的150×150mm网眼，所述钢筋网N包括2层扎网，每层扎网包括由12mm二级螺纹钢筋扎成的300×300mm网眼。

为提高内壁和外壁各自骨架的强度耐久性能和综合一体的骨架强度耐久性能，提高对热应力、机械应力等应力剧变破坏的抵御性能，本发明热闷处理装置包括如下改进：所述钢筋网N的所有钢筋表面涂覆两道沥青漆。

为使得内壁和外壁具有各自充分的总体强度和综合一体的总体强度，本发明热闷处理装置包括如下改进：所述外壁厚度为380-420mm，所述内壁厚度为280-320mm。

为有效防止挖掘机出渣作业过程中损坏罐壁底面及排水装置，本发明热闷处理装置包括如下结构和强度改进：

所述罐壁底面上还覆盖有30mm厚度锰钢的底板，在该底板上焊接有U70MnSi材质的钢轨排列而成的耐磨保护层。

所述罐壁底面、底板和钢轨均具有5％的流水坡度，钢轨间的轨距≤300mm。

为进一步防止卸压通道失灵、消除闷渣作业过程中闷盖蒸汽泄漏，本发明热闷处理装置包括如下改进：所述钢渣热闷处理装置还包括闷盖，所述闷盖包括对接在所述水封槽中的一圈盖缘，闷盖内侧均匀分布地安装有喷水管和多个喷水的喷头，喷水管与进水管相互连通，闷盖上还开设有卸压孔，在卸压孔上密封而可拆卸地安装有铝质卸压膜。上述闷盖结构改进的实践证明：本发明闷盖使得现场作业环境中泄漏蒸汽明显减少，操作安全可靠；试产一年多来未再发生飞盖或爆炸现象。

为增加排气管和排水管对于本发明的紧密复合双层罐壁不同膨胀收缩率的适应性、且为有效防止挖掘机出渣作业过程中损坏排气管内端管口和排水管内端管口，增加排气管和排水管的防腐及防膨胀的性能，本发明热闷处理装置包括如下改进：所述排气管和排水管均包括大小管的套接结构、且其内端管口均隐埋在内壁以内，在管壁与罐壁之间填充有双层沥青漆料；所述罐壁埋设在四周和底部均夯实的基坑中。罐壁埋设基坑中可更增加罐壁的强度、寿命。

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明钢渣热闷处理装置实施例的结构主示意图。

图2为图1实施例揭去闷盖后的俯视示意图。

图3为图1的A-A向剖视示意图。

图4为图2中U形截面水封槽的B-B向局部放大剖视示意图。

图5为图1中排水管的局部放大剖视示意图。

图6、7分别为图5中排水管的右视、C-C向剖视示意图。

图8为图1中排气管的局部放大剖视示意图。

图9为图3中闷盖局部I的放大示意图。

图10为图1中闷盖的俯视示意图。

图11为图1中闷盖的仰视示意图。

具体实施方式

如图1-8，所示分别为本发明钢渣热闷处理装置实施例的结构主示意图和各种视角下的示意图，本发明钢渣热闷处理装置实施例包括罐壁10，罐壁10包括侧面101、底面102和上端开口，罐壁10上部设有排气管20，罐壁10下部设有排水管30，沿罐壁10上端开口设有一圈U形截面的水封槽40，而所述罐壁10包括一次浇注捣固成形的耐热混凝土的外壁10M，所述罐壁10侧面101还包括由钢纤增强耐火浇注料一次浇注捣固成形的内壁10N；所述外壁10M中包括钢筋网M(未示出)，钢筋网M上均匀分布地焊接有预埋件(未示出)，所述内壁10N中包括钢筋网N(未详示)，钢筋网N与所述外壁10M上预埋件的出头(未示出)逐一焊接相连，所述外壁10M厚度为380-420mm，是厚度为280-320mm内壁10N的1-2倍之间。所述罐壁10M埋设在四周和底部均夯实的基坑中(未示出)。

所述钢纤增强耐火浇注料包括如下重量组成：耐热钢纤维：1～2％，Al₂O₃：62-72％，SiO₂：20～25％，CaO：5～8％，Fe：1～2％，其它杂质：余量。所述耐热钢纤维长度为25～40mm，长径比为45～55；固化成形后所述耐火浇注料的体积密度≥2.80g/cm³、耐压强度≥120MPa、抗折强度≥15MPa。

所述钢筋网M包括2层扎网(未示出)，每层扎网包括由18mm二级螺纹钢筋扎成的150×150mm网眼，所述钢筋网N包括2层扎网(未详示)，每层扎网包括由12mm二级螺纹钢筋扎成的300×300mm网眼。钢筋网N的所有钢筋表面涂覆两道沥青漆(未示出)。

所述罐壁底面102上还覆盖有30mm厚度锰钢的底板50，在该底板50上焊接有U70MnSi材质的钢轨51排列而成的耐磨保护层。所述罐壁底面102、底板50和钢轨51均具有5％的流水坡度，钢轨51间的轨距≤300mm。

所述排气管20和排水管30均包括大小管的套接结构21、22、31、32，且其22、32的内端管口均隐埋在内壁10N以内，在21、22、31、32的管壁与罐壁10M、10N之间填充有双层沥青漆料(未示出)；排水管30的在外的大管31外端部设有止挡环33，与止挡环33间距15mm相应地还设有四个卡口板34，排水面板35采用10mm钢板加工，板上均布直径8mm排水孔，排水面板35边缘加工有四个凹槽(未示出)，凹槽的面积略大于所述卡口板34的面积，排水面板35中部安装把手350；手持排水面板35的把手350，将排水面板35凹槽对准卡口板34后放入止挡环33与卡口板34间，旋转一定角度后排水面板35即可固定在排水管30即大管31内。

如图9-11，所示分别为本发明钢渣热闷处理装置实施例中闷盖局部I的放大示意图及其俯视、仰视示意图。所述钢渣热闷处理装置还包括闷盖60，所述闷盖60包括对接在所述水封槽40中的一圈盖缘61，闷盖60内侧均匀分布地安装有喷水管62和多个喷水的喷头63，喷水管62与进水管64相互连通，闷盖60上还开设有卸压孔65，在卸压孔65上通过上下压板650、651和螺栓652密封而可拆卸地安装有铝质卸压膜66。

Claims

1.一种钢渣热闷处理装置，其包括罐壁，罐壁包括侧面、底面和上端开口，罐壁上部设有排气管，罐壁下部设有排水管，沿罐壁上端开口设有一圈U形截面的水封槽，其特征在于：所述罐壁包括一次浇注捣固成形的耐热混凝土的外壁，所述罐壁侧面还包括由钢纤增强耐火浇注料一次浇注捣固成形的内壁；所述外壁中包括钢筋网M，钢筋网M上均匀分布地焊接有预埋件，所述内壁中包括钢筋网N，钢筋网N与所述外壁上预埋件的出头逐一焊接相连，所述外壁厚度是所述内壁厚度的1-2倍。

2.如权利要求1所述的钢渣热闷处理装置，其特征在于：所述钢纤增强耐火浇注料包括如下重量组成：耐热钢纤维：1～2％，Al₂O₃：62-72％，SiO₂：20～25％，CaO：5～8％，Fe：1～2％，其它杂质：余量。

3.如权利要求2所述的钢渣热闷处理装置，其特征在于：所述耐热钢纤维长度为25～40mm，长径比为45～55；固化成形后所述耐火浇注料的体积密度≥2.80g/cm³、耐压强度≥120MPa、抗折强度≥15MPa。

4.如权利要求1所述的钢渣热闷处理装置，其特征在于：所述钢筋网M包括2层扎网，每层扎网包括由18mm二级螺纹钢筋扎成的150x150mm网眼；所述钢筋网N包括2层扎网，每层扎网包括由12mm二级螺纹钢筋扎成的300x300mm网眼。

5.如权利要求1所述的钢渣热闷处理装置，其特征在于：所述钢筋网N的所有钢筋表面涂覆两道沥青漆。

6.如权利要求1所述的钢渣热闷处理装置，其特征在于：所述外壁厚度为380-420mm，所述内壁厚度为280-320mm。

7.如权利要求1所述的钢渣热闷处理装置，其特征在于：所述罐壁底面上还覆盖有30mm厚度锰钢的底板，在该底板上焊接有U70MnSi材质的钢轨排列而成的耐磨保护层。

8.如权利要求7所述的钢渣热闷处理装置，其特征在于：所述罐壁底面、底板和钢轨均具有5％的流水坡度，钢轨间的轨距≤300mm。

9.如权利要求1所述的钢渣热闷处理装置，其特征在于：所述钢渣热闷处理装置还包括闷盖，所述闷盖包括对接在所述水封槽中的一圈盖缘，闷盖内侧均匀分布地安装有喷水管和多个喷水的喷头，喷水管与进水管相互连通，闷盖上还开设有卸压孔，在卸压孔上密封而可拆卸地安装有铝质卸压膜。

10.如权利要求1所述的钢渣热闷处理装置，其特征在于：所述排气管和排水管均包括大小管的套接结构、且其内端管口均隐埋在内壁以内，在管壁与罐壁之间填充有双层沥青漆料；所述罐壁埋设在四周和底部均夯实的基坑中。