CN101948939B - 碳化渣的冷却方法及冷却设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种碳化渣的冷却方法及冷却设备。碳化渣的冷却方法包括以下步骤：从碳化设备排放热态碳化渣；向排放的热态碳化渣中掺入冷态碳化渣；使混合的热态碳化渣和冷态碳化渣自然降温。根据本发明的冷却方法能够破坏热态碳化渣在冷却过程中的结晶程度，并使碳化渣内部形成断层，因而使碳化渣质地松散，易于破碎，并能够延长破碎设备的使用寿命。

Description

碳化渣的冷却方法及冷却设备

技术领域

本发明涉及一种碳化渣的冷却方法及冷却设备，具体地说，涉及一种能够改善碳化渣的物理性质的碳化渣的冷却方法及冷却设备。

背景技术

在利用钒钛磁铁矿冶炼钢铁的过程中，由于排放的高炉渣通常含有较多的钛资源，为了回收利用高炉渣中的这些钛资源，已经开发了利用高炉渣来生产四氯化钛的工艺。在该工艺中，利用高炉渣为原料，经过高温碳化、碳化渣破碎等工序生产碳化渣。然后，利用生产的碳化渣来生产四氯化钛。

然而，在生产碳化渣的过程中，由于碳化渣致密并且质地坚硬，所以在对碳化渣进行破碎的过程中存在难以破碎碳化渣并且破碎设备的使用寿命短的问题。

发明内容

本发明的一方面提供了一种碳化渣的冷却方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：从碳化设备排放热态碳化渣；向排放的热态碳化渣中掺入冷态碳化渣；使混合的热态碳化渣和冷态碳化渣自然降温。

根据本发明的一方面，碳化渣可以是碳化钛渣。

根据本发明的一方面，冷态碳化渣的用量为按重量计不少于热态碳化渣的10％。

根据本发明的一方面，冷态碳化渣的颗粒粒径在0.074mm至1mm之间。

根据本发明的一方面，利用压缩空气将冷态碳化渣喷射到热态碳化渣中。其中，压缩空气的压强可为0.2MPa至0.3MPa。

根据本发明的一方面，冷态碳化渣的温度为-30℃至40℃，热态碳化渣的温度为1500℃至1700℃。

本发明的另一方面提供一种碳化渣的冷却设备，所述设备包括：渣罐，用于储存冷态碳化渣；渣量控制器，设置在渣罐底部，用于控制冷态碳化渣的出渣量；渣盘，设置在渣罐下方，用于接收待冷却的热态碳化渣和由渣罐排放的冷态碳化渣。

根据本发明的一方面，碳化渣可以是碳化钛渣。

根据本发明的一方面，冷态碳化渣的用量为按重量计不少于热态碳化渣的10％。

根据本发明的一方面，冷态碳化渣的颗粒粒径在0.074mm至1mm之间。

根据本发明的一方面，所述设备还包括压缩空气供应装置，向渣罐供应压强为0.2MPa至0.3MPa的压缩空气，以将冷态碳化渣喷射到热态碳化渣。

根据本发明的一方面，冷态碳化渣的温度为-30℃至40℃，热态碳化渣的温度为1500℃至1700℃。

利用本发明的碳化渣的冷却方法及冷却设备，能够加快碳化渣的冷却速度，从而减少了热态碳化渣的冷却时间。此外，破坏了热态碳化渣在冷却过程中的结晶程度，并且在冷态碳化渣内部形成大量断层，因而使碳化渣质地松散，易于破碎。因此，本发明的碳化渣的冷却方法及冷却设备能够延长破碎设备的使用寿命。另外，由于不需使用水来进行冷却，所以避免了资源的浪费，并能够防止对碳化渣产品造成污染。此外，根据本发明的一方面，还能够回收使用不符合产品要求的废渣，从而实现了资源的再利用。

附图说明

通过下面结合附图进行的对实施例的描述，本发明的上述和/或其他目的和优点将会变得更加清楚，其中：

图1是根据本发明的碳化渣的冷却设备的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图描述本发明的实施例。附图中示出了本发明的示例性实施例，然而提供这些实施例仅仅是为了使本发明的公开是彻底的和完全的，并将把本发明的原理充分地传达给本领域技术人员，而不是出于限制本发明的目的。

图1是根据本发明的碳化渣的冷却设备的示意图，参照图1，本发明的碳化渣的冷却设备包括：渣罐1，用于储存冷态碳化渣；渣量控制器3，设置在渣罐1的底部，用于控制冷态碳化渣的出渣量；渣盘5，设置在渣罐1的下方，用于接收从碳化设备4排放的待冷却的热态碳化渣和由渣罐1排放的冷态碳化渣。

在一个实施例中，碳化渣为碳化钛渣。然而本发明不限于此，碳化渣也可以是其他金属的碳化物渣。

本发明的碳化渣的冷却设备还可包括压缩空气供应装置2，用于向渣罐1供应压缩空气。根据本发明的一个实施例，压缩空气供应装置2可以是连接到压缩空气源的压缩空气管道。压缩空气供应装置2可向渣罐1供应压强为0.2MPa至0.3MPa的压缩空气，以使碳化渣罐1内保持0.2MPa至0.3MPa的压强，从而通过渣量控制器3将冷态碳化渣喷射到渣罐1的外部。

渣罐1用于储存冷态碳化渣，其中，冷态碳化渣是指温度在室温范围内的碳化渣。这里，室温范围内的碳化渣表示冷却到环境温度的碳化渣。通常，由于冷态碳化渣的物理性质及化学性质均比较稳定，因此冷态碳化渣的温度可不受严格限制，任何在室温范围内或接近室温的碳化渣均可作为冷态碳化渣。在一个实施例中，冷态碳化渣的温度在-30℃至40℃的范围内。可使用粒度不符合成品要求的废碳化渣作为冷态碳化渣。根据本发明的一个实施例，冷态碳化渣的颗粒粒径在0.074mm至1mm之间。

渣量控制器3用于控制冷态碳化渣的出渣量。当碳化设备4排放热态碳化渣(例如，由碳化设备排放的温度在1500℃至1700℃的范围内的碳化渣，热态碳化渣可为熔融状态)时，利用渣量控制器3将冷态碳化渣的出渣量控制为不少于热态碳化渣的出渣量的10％(按重量计，在下文中，如无特殊说明，冷态碳化渣的百分比均为重量百分比)。根据不同的碳化设备，热态碳化渣的温度可能有所不同，例如，热态碳化渣的温度可以为1000℃至2000℃之间。优选地，当碳化渣的温度为1500℃至1700℃时，其流动性较好，从而冷态碳化渣容易与热态碳化渣混合。当冷态碳化渣的用量少于10％时，冷却效果不好，不能有效地破坏碳化渣的结晶程度，并且不能形成大量的断层。渣量控制器3可具有多个阀门，可通过控制阀门开启的数量以及阀门的开度来控制出渣量。

渣盘5用于接收热态碳化渣和冷态碳化渣，热态碳化渣和冷态碳化渣在渣盘中混合，并在渣盘中自然冷却。

当冷态碳化渣与热态碳化渣混合时，通过冷态碳化渣与热态碳化渣的表面之间的温差，减少了热态碳化渣的冷却时间，破坏了热态碳化渣在冷却过程中的结晶程度，有效地改变了自然冷却的碳化渣的物理性质，使成品碳化渣质地松散，易于破碎，从而能够延长破碎设备的使用寿命。

此外，当呈固体状态的冷态碳化渣被喷入熔融状态的热态碳化渣时，在冷态碳化渣和热态碳化渣之间会产生断层，这些断层导致冷却后的碳化渣质地比较疏松。

使用冷态碳化渣加快冷却速度，不会对产品造成污染。相反地，如果采用喷水的方法加速碳化渣的冷却，会在冷却过程中发生化学反应，从而对产品造成污染，此外，喷水的方法还会造成资源的浪费。如果增加通风设备，一方面要对现有设备进行改造，需要较大的投资，另一方面通风设备还需要消耗能源，这也会造成浪费。

此外，在一个实施例中，使用的冷态碳化渣可以是不符合成品要求的废渣，这样还可以回收利用废渣，减少资源浪费。

下面将描述根据本发明的碳化渣的冷却方法。

根据本发明的一个实施例，碳化渣的冷却方法包括以下步骤：从碳化设备排放热态碳化渣；向排放的热态碳化渣中掺入冷态碳化渣；使混合的热态碳化渣和冷态碳化渣自然降温。

其中，冷态碳化渣的用量可按重量计不少于热态碳化渣的10％。当冷态碳化渣的用量少于10％时，冷却效果不好，不能有效地破坏碳化渣的结晶程度，并且不能形成大量的断层。这里，冷态碳化渣可以是温度在室温范围内的碳化渣。这里，室温范围内的碳化渣表示冷却到环境温度的碳化渣。在一个实施例中，冷态碳化渣的温度在-30℃至40℃的范围内。热态碳化渣可以指温度在1500℃至1700℃的范围内的碳化渣。根据本发明的一个实施例，使用的冷态碳化渣的颗粒粒径在0.074mm至1mm之间。可利用压强为0.2MPa至0.3MPa的压缩空气将冷态碳化渣喷射到热态碳化渣中。

下面将描述碳化钛渣的冷却方法的具体示例和对比示例。在示例中，采用粒度不符合成品要求的废渣作为冷态碳化钛渣，该废渣的颗粒粒径范围在0.074mm至1mm之间。通过控制渣罐内的压强以及渣量控制器来调节冷态碳化钛渣与热态碳化钛渣之间的比例。

在对比示例1中，不使用冷态碳化钛渣，使热态碳化钛渣自然冷却后，使用风镐对冷却后的碳化钛渣进行破碎。破碎后的碳化钛渣断面光滑，类似花岗岩的断面，并且硬度很大，用风镐破碎非常困难。

在示例1至示例6以及对比示例2至对比示例5中，按照一定的比例向热态碳化钛渣中喷入冷态碳化钛渣，待其自然冷却后，使用风镐对冷却后的碳化钛渣进行破碎。

根据对比示例和示例冷却的碳化钛渣的断面情况和用风镐破碎的情况在表1中示出。

表1

由表1可见，当添加冷态碳化钛渣时，由于冷却后的碳化钛渣中存在大量的断层，所以当利用风镐破碎时，碳化钛渣很容易就会沿断层裂开，从而使破碎变得非常容易。

具体地说，当冷态碳化钛渣用量超过10％时，得到的碳化钛渣中出现较多的断层，因此容易用风镐进行破碎。随着冷态碳化钛渣的用量增多，断层也开始增多，因此破碎变得更加容易。

相反，如对比示例1所示，当不使用冷态碳化渣时，自然冷却的碳化渣中不存在断层，并且碳化渣形成致密的结晶体，破碎非常困难。另外，参照对比示例2至对比示例5，当冷态碳化渣的用量少于10％的时候，由于冷态碳化渣的量比较少，因此冷却效果不佳，仅能在碳化渣中形成较少的断层，并且对碳化渣的结晶程度的破坏也不够，因此仍然难以破碎得到的碳化渣。

此外，由于冷态碳化钛渣导致了较多的断层，并且在冷态碳化钛渣与热态碳化钛渣接触时使得热态碳化渣的冷却速度加快，因此从示例1至示例6中可观察到冷却后的碳化钛渣的结晶状态遭到了破坏，碳化钛渣难以形成致密的结晶体，从而使得破碎变得容易。

根据本发明的实施例，通过将冷态碳化钛渣掺入到热态碳化钛渣中，可破坏热态碳化钛渣在冷却过程中的结晶程度，并且在碳化渣内部形成断层，从而使碳化钛渣的内部结构变得松散，抗压强度降低，从而使碳化钛渣容易破碎，并能够延长破碎装置的使用寿命。

虽然已经参照附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员应该理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对实施例进行各种修改和改变，本发明的范围由权利要求书及其等同物限定。

Claims (12)

1.一种碳化渣的冷却方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

从碳化设备排放热态碳化渣；

向排放的热态碳化渣中掺入冷态碳化渣；

使混合的热态碳化渣和冷态碳化渣自然降温，

其中，冷态碳化渣的用量按重量计不少于热态碳化渣的10％。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于冷态碳化渣和热态碳化渣是碳化钛渣。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于冷态碳化渣的颗粒粒径在0.074mm至1mm之间。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于向排放的热态碳化渣中掺入冷态碳化渣的步骤包括：利用压缩空气将冷态碳化渣喷射到热态碳化渣中。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于压缩空气的压强为0.2MPa至0.3MPa。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于冷态碳化渣的温度为-30℃至40℃，热态碳化渣的温度为1500℃至1700℃。

7.一种碳化渣的冷却设备，其特征在于所述设备包括：

渣罐，用于储存冷态碳化渣；

渣量控制器，设置在渣罐底部，用于控制冷态碳化渣的出渣量；

渣盘，设置在渣罐下方，用于接收待冷却的热态碳化渣和由渣罐排放的冷态碳化渣。

8.如权利要求7所述的冷却设备，其特征在于冷态碳化渣和热态碳化渣是碳化钛渣。

9.如权利要求7所述的冷却设备，其特征在于渣量控制器控制冷态碳化渣的出渣量按重量计不少于热态碳化渣的10％。

10.如权利要求7所述的冷却设备，其特征在于冷态碳化渣的颗粒粒径在0.074mm至1mm之间。

11.如权利要求7所述的冷却设备，其特征在于所述冷却设备还包括压缩空气供应装置，压缩空气供应装置向渣罐供应压强为0.2MPa至0.3MPa的压缩空气，以将冷态碳化渣喷射到热态碳化渣。

12.如权利要求7所述的冷却设备，其特征在于冷态碳化渣的温度为-30℃至40℃，热态碳化渣的温度为1500℃至1700℃。

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