CN101906493A - 一种可大规模处理高温液态红渣的钢渣焖渣池 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种可大规模处理高温液态红渣的钢渣焖渣池结构设计方案。本发明提出的焖渣池由三面复合墙体围成的U形构成，U形开口面用钢渣碎料堆积成坝，从而形成一上部敞口的围堰状焖渣池。复合墙体为钢筋混凝土与耐火材料的复合，焖渣池围墙内侧为耐火材料，外侧为钢筋混凝土。三面围墙顶部设有喷水喷淋系统，在焖渣池受渣之后对钢渣进行喷淋。焖渣池底部为渗水支撑结构，池内积水可以渗漏排放出去。该焖渣池可以直接接受高温液态红渣，并充分利用钢渣热量进行水淬和焖渣。考虑到周期作业和维修方便，焖渣池可多个连排相邻建造，相邻焖渣池可共用同一堵钢筋混凝土墙，此共用墙两侧都复合有耐火材料保护层。

Description

一种可大规模处理高温液态红渣的钢渣焖渣池

技术领域

本发明涉及钢渣高温焖渣池结构设计

技术背景

钢渣焖渣一直是炼钢生产中一项非常重要的环保工艺环节，通过焖渣可以收回渣中残钢，经过焖渣处理的粉化渣可以作为生产其他建筑材料的原料，有利于资源节约。

但现有的焖渣一般都不能实现高温红渣(1400～1600℃)直接焖渣，必须首先在空旷渣场地上将红渣堆积冷却到较低温度(800℃以下)，再将降温后的块渣转移到焖渣罐内喷水焖渣。类似专利涉及20410055370.1和20420058581.6。

专利20410055370.1的焖渣池不能直接接收红渣的原因是没有考虑渣池内衬材料的耐高温性能。

专利20420058581.6的焖渣池不能直接接收红渣的原因应该是金属内衬在高温下热膨胀量太大，会严重变形并通过锚固结构拉坏作为支撑基础的混凝土结构墙。

上述二专利的另一共同特点是都要加盖，因此结构尺寸很难做得较大，因此单罐渣处理能力将受到限制。

本发明就是提出一种可以大规模直接接受高温红渣的焖渣池结构，钢包内的液态红渣可以直接倾倒进焖渣池进行焖渣，而无需首先将红渣在另外场地进行降温处理。

发明内容

本发明的焖渣池的具体结构如下(参见附图1)：

a、在地面建造三面封闭的钢筋混凝土墙，围成U形。U形的开口面用钢渣碎料堆积围挡，使其形成一个大型矩形焖渣池。

b、钢筋混凝土墙内壁构筑耐火材料，其中上半部整体浇注耐火浇注料13，下半部砌筑耐火浇注料浇注的耐火预制块12。耐火材料与钢筋混凝土墙之间填充一层轻质耐火保温材料14，耐火预制块和耐火浇注料都用金属锚固钩3锚固在钢筋混凝土墙4上。

c、焖渣池的底部构造如下：与地面平齐的是一层足够厚度(建议为50cm厚)的钢渣碎料11。碎料下面是一层一根挨一根铺设的钢轨10，钢轨之间的空隙用鹅卵石9全部填充成渗水结构，钢轨下面铺设一定厚度的鹅卵石8渗水支撑层，最下面是混凝土防渗层7。底部侧墙设有排水管2通向墙外，排水管设有阀门。

d、在混凝土墙的顶部布置了可向焖渣池内喷水的喷淋系统5。

e、焖渣池尺寸可以做得很大，比如做成每边长度10～20米。

f、焖渣池可以做成若干个并排在一起，U形开口都朝一个方向，且相邻两个U形围堰可以共用同一钢筋混凝土墙，墙的两侧都构筑上述第b条所述耐火材料结构。

g、焖渣池也可建成半地下式结构，即钢轨层上部的钢渣碎料层的上表面标高可以低于围墙外面的地面高度，形成深槽状焖渣池。

本发明的焖渣工艺操作如下：

1、装有液态高温钢渣的钢渣包可以用天车直接吊到焖渣池上方，并直接倾倒进焖渣池内。每次可以向焖渣池内倾倒20～50炉高温液态钢渣。倾倒位置最好保持一直向焖渣池中间部位倾倒，液态钢渣将在中间形成堆积并向周边扩散流淌。

2、待倾倒数量足够时，即可立即打开墙顶上的喷淋系统，向焖渣池内的内的高温钢渣直接喷水。高温钢渣遇水后必将迅速水淬炸裂消解，但由于喷淋系统是逐步喷淋，不会造成钢渣爆炸。

3、喷淋浇水一直要持续进行，钢渣高热将保证钢渣充分消解，直到最后围堰内的积水完全淹没全部钢渣，并持续焖渣若干天。

4、待全部钢渣消解之后，打开池底侧墙外侧的疏水管道阀门，焖渣池内的水将透过底部鹅卵石渗水空隙全部排到外部排水沟内。

5、然后用铲车铲开堵塞U形围堰开口处的钢渣碎料，从焖渣池内全面铲出钢渣碎料。

本发明的焖渣池大小与数量设计原则如下：

1、焖渣池尺寸设计可以按每个焖渣池可以容纳一天炼钢产生的熔渣，比如一天要炼20炉钢，则焖渣池尺寸应按照可按容纳20炉钢渣考虑。

2、从开始倒入第一包红渣，到铲出一个焖渣池内全部钢渣碎料的周期应为7天。因此，焖渣池应设计为至少每7个为一组，并连排在一起。考虑到维修的时间，安全数量应为9个连排为宜。

本发明的技术关键在于：

焖渣池内衬采用耐火材料，耐火材料能够承受液态钢渣的高温辐射，而且耐火材料的热膨胀系数较小，不会像钢结构内衬那样产生很大膨胀并破坏钢筋混凝土墙结构。耐火预制块结构还可进一步吸收温度变化的结构应力。因此焖渣池使用寿命更加长久。

本发明焖渣池为上部敞口结构，因此尺寸可以做得较大，可以满足大规模生产的需要。

本发明的技术优点在于：

本发明的焖渣池可以直接大规模接受和消解炼钢生产产生的高温液态钢渣，相对于其他焖渣方法，本方法充分利用了钢渣的高温能量，投资也相对节省，并能真正有能力全部消解炼钢生产所产生的钢渣。

附图说明

图1为本发明焖渣池结构示意图，其中1为排水沟帮，2为排水管，3为锚固钩，4为钢筋混凝土墙，5为喷水喷淋系统，6为夯土层，7为底部混凝土防水防渗层，8为鹅卵石渗水层，9为钢轨之间的鹅卵石填充，10为一个挨一个排列的钢轨，11为钢渣碎料保护层，保护钢轨不受红渣高温的影响，12为侧墙下部的耐火预制块，13为侧墙上部的耐火浇注料，14为耐火保温材料。

实施例

每个焖渣池由三面边长20米高度6米的墙体构成，呈U形结构，墙顶设置喷水喷淋系统，U形墙开口一侧用钢渣碎料临时堆积成高坝，从而形成一围堰状上部敞口的焖渣池。

墙体基本结构为厚度300mm并高出地面6米的钢筋混凝土墙。每个焖渣池三面墙的内侧(即U形结构内侧)都构筑总厚度为400mm厚耐火材料，其中表层工作层耐火材料厚度300mm，工作层与混凝土之间为厚度100mm的保温隔热层。

表层工作层耐火材料从墙高的中部分上下两段，下半段为密度为大约2.5g/cm3、抗压强度30MPa左右的低水泥高铝浇注料预制块，上半段为与预制块同材质的低水泥高铝浇注料整体浇注。保温隔热层为密度为1.0g/cm3的轻质保温浇注料。

耐火材料与保温材料须锚固在钢筋混凝土墙上，因此具体砌筑时，首先在钢筋混凝土墙内壁上按一定分布钻孔安装直径16mm的L形1Cr18ni9Ti不锈钢锚固钩，从下部先安装耐火预制块，同时用轻质浇注料填充预制块与混凝土墙之间形成的100mm间隙，致墙高中部往上，则首先手工涂抹100mm轻质浇注料，待轻质浇注料固化后，再在外侧支护模板，浇注表层工作层耐火浇注料。

焖渣池底结构安排如下：

最底层为厚度为20cm钢筋混凝土防渗层；混凝土防渗层上为1米厚的鹅卵石渗水垫层；鹅卵石渗水层上平铺一层规格为60Kg/m的钢轨，钢轨平行铺放，钢轨底部相互间距5cm，钢轨之间用鹅卵石全面填充；钢轨上平面上铺撒一层厚度为50cm的钢渣碎料。

池底铺设的钢渣碎料上表面标高应方便将来铲车作业。即，焖渣完成之后，铲车将铲开U形开口处的挡坝并开进池内清除焖渣池内的新消解的钢渣碎料。

每个焖渣池三面墙的中间的侧墙底部，设置直径为100mm的2～3根排水管，排水管一头伸进内侧鹅卵石渗水层1m深，另一头穿过混凝土墙通向外侧排水沟，排水管外端安装阀门。

每个焖渣池墙顶布置一套喷水喷淋系统。用直径60mm的钢管顺墙顶平放并固定在混凝土墙上，三管相连呈U形布置于三面墙顶。钢管朝向焖渣池内的一侧按一定距离钻孔，孔径10mm，每个孔上焊接一截长度100mm的钢管喷头，每个喷头安装一个阀门。

高温液态钢渣用天车吊运到焖渣池上方，并倾倒进焖渣池中央。每个焖渣池接受一天炼钢生产的红渣，待倒渣结束，则立即开启上部喷水系统喷淋钢渣。直到积水最后淹没全部钢渣。最后打开下部疏水管道阀门放出焖渣池内全部积水。用铲车铲开挡坝并铲出焖渣池内全部新消解的钢渣碎料。从开始倒入红渣到对后全部铲出钢渣碎料，一个周期历时7天。其后进入下一循环。

考虑到每个焖渣池从受渣到出渣的工作周期为7天，并考虑到维修的需要，焖渣池按9个相邻为一组设计，即按UUUUUUUUU形布置，相邻两个焖渣池共用钢筋混凝土隔墙。

Claims (6)

1.一种可大规模处理高温液态红渣的钢渣焖渣池，其特征在于：该焖渣池由三面复合墙体围成U形，U形的开口用钢渣碎料堆积围挡，使其形成一个上部敞口的矩形焖渣池。

2.权利要求1所述的钢渣焖渣池，其特征在于：复合墙体为钢筋混凝土与耐火材料的复合，焖渣池围墙内侧为耐火材料，外侧为钢筋混凝土。

3.权利要求1所述的钢渣焖渣池，其特征在于：焖渣池底部结构为渗水支撑结构，即最底部的混凝土底层上铺设鹅卵石渗水层，鹅卵石渗水层上再铺设钢轨层，钢轨层上再铺设一层钢渣碎料保护层，此渗水结构保证池内积水能方便渗漏下去并从侧壁底部排水管排放出去。

4.权利要求1所述的钢渣焖渣池，其特征在于：焖渣池围墙顶部设有喷水喷淋系统。

5.权利要求1所述的钢渣焖渣池，其特征在于：焖渣池可多个连排相邻建造，相邻焖渣池可共用同一堵钢筋混凝土墙，此共用墙两侧都复合有耐火材料保护层。

6.权利要求1所述的钢渣焖渣池，其特征在于：该焖渣池可以直接接受高温液态钢渣，并从红渣时即开始喷淋焖渣。

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