CN101993963B - 一种低温冶金熔渣处理方法及处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低温冶金熔渣处理方法，将900℃-1000℃的低温冶金熔渣收集到一个熔渣灌内，通过运送设备将该熔渣罐运送到一个倾翻装置上；启动所述倾翻装置将冶金熔渣倾翻到一个熔渣轧制装置内，该熔渣轧制装置的轧辊将低温冶金熔渣轧制成片状熔渣物，并对外连续输出，所述片状熔渣物上带有折断孔；使所述片状熔渣物进入一个破碎装置，由该破碎装置将所述片状熔渣物进行粒化处理形成熔渣颗粒，熔渣颗粒的粒径为6-10毫米，使所述熔渣颗粒通过一个喷水冷却区，将所述熔渣颗粒进行急速冷却处理，冷却温差为700℃-800℃，冷却时间为5-20秒，冷却终极温度小于200℃；将所述熔渣颗粒抛入一个冷却水池内完全冷却。

Description

一种低温冶金熔渣处理方法及处理装置

技术领域

本发明涉及一种低温冶金熔渣处理方法及处理装置，该处理方法及处理装置可以对低温冶金溶渣进行粒化处理，减少环境污染。

背景技术

02135756公开了一种倾翻式钢渣水淬处理方法，它设置水淬池，在水淬池边沿处安装柱体，在柱体一侧安装粒化器，当熔融钢渣倒入渣罐车上的渣罐内之后，运至水淬池处通过卷扬机的吊钩与渣罐上吊耳的配合，使渣罐倾斜，当转动至一定角度后渣罐上的倾翻导向臂落于柱体上，使渣罐再以柱体的转轴为中心旋转缓慢向水淬池内倾翻钢渣，同时粒化器的有压水已喷出形成水幕，使钢渣进入水幕后粒化，然后进入水淬池内，经水淬后的钢渣置放在存渣场即可。本发明经水淬处理后的钢渣、粒度小、形状比较规则。但是，该专利公开的方法无法对低温熔渣进行粒化处理，因此，有必要提出一种新的低温冶金熔渣处理方法及处理装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低温冶金熔渣处理方法，该处理方法对低温冶金溶渣和流动性较差的冶金溶渣分步实施机械轧制变形、喷水激冷、机械破碎粒化处理，提高粒化渣的利用价值，减少环境污染。

本发明的目的是由下述技术方案实现的：一种低温冶金熔渣处理方法，所处理的步骤是：

将900℃-1000℃的低温冶金熔渣收集到一个熔渣灌内，通过运送设备将该熔渣罐运送到一个倾翻装置上；

启动所述倾翻装置将低温冶金熔渣倾翻到一个熔渣轧制装置内，该熔渣轧制装置上有一个料斗，料斗底部出口处设有一对转动的轧辊，该轧辊将低温冶金熔渣轧制成片状熔渣物，并对外连续输出，所述片状熔渣物上带有折断孔；

使所述片状熔渣物进入一个破碎装置，由该破碎装置将所述片状熔渣物进行粒化处理形成熔渣颗粒，熔渣颗粒的粒径为6-10毫米，所述的破碎装置包括一个破碎轴，破碎轴上设有多个破碎齿；

使所述熔渣颗粒通过一个喷水冷却区，将所述熔渣颗粒进行急速冷却处理，冷却温差为700℃-800℃，冷却时间为5-20秒，冷却终极温度小于200℃；

将所述熔渣颗粒抛入一个冷却水池内完全冷却。

本发明的第二个目的在于提供一种低温冶金熔渣处理装置，该处理装置对粘稠度较高的低温冶金溶渣和流动性较差的冶金溶渣进行机械轧制，喷水冷却，机械破碎，将传统粒化方法无法粒化的低温冶金熔渣强行破碎粒化，有较好的粒化效果。

本发明的第二个目的是由下述技术方案实现的：一种低温冶金熔渣处理装置，包括一个安装构架、一个熔渣轧制装置、喷水冷却装置、辊式破碎装置；所述安装构架上部设置一个料斗，该料斗底部的出口处设置所述熔渣轧制装置，所述安装构架中部设置所述喷水冷却装置，所述安装构架底部设置所述辊式破碎装置，该辊式破碎装置的破碎作业端与所述熔渣轧制装置的输出端相对应；所述熔渣轧制装置包括两个旋转的轧辊、驱动轧辊旋转的驱动电机，所述轧辊通过箱式机座设置在所述的安装构架上；所述轧辊为中空水冷式轧辊，轧辊表面设置多个轧入齿；所述破碎装置包括一个机架，该机架上装有一个驱动电机，该驱动电机的输出轴端连接破碎轴，该破碎轴上装有多个破碎齿，所述破碎轴为中空水冷轴；所述喷水冷却装置包括高压水泵装置、输水管道及多个喷头，该喷头通过输水管道与高压水泵装置输出端连通，所述多个喷头设置在所述熔渣轧制装置的输出端与所述破碎装置的作业端之间；所述熔渣轧制装置中箱式机座的两端对称设置轴承座安装体，该轴承座安装体上部和下部对称设置贯穿轴承座安装体的拉杆螺栓，所述轴承座安装体一端设置固定轴承座，另一端设置可调轴承座，可调轴承座外侧设置压力保持端板，压力保持端板外侧设置压力弹簧，所述可调轴承座上设置一个调节联杆，调节联杆一端与可调轴承座铰接，另一端与压力保持端板螺纹连接；所述可调轴承座与所述轴承座安装体通过滑槽机构安装。

本发明与已有技术相比，具有如下的优点：

1、由于本发明采用热轧变形、机械破碎相结合的工艺方法，可以对低温冶金熔渣、高粘稠度的流动性差的冶金熔渣进行低成本的粒化处理，并且可以控制熔渣颗粒的尺寸。

2、由于本发明采用机械轧制、喷水激冷的处理方式，可以使钢渣中的硅酸二钙(C2S)和硅酸三钙(C3S)含量提高，使钢渣用于硅酸盐水泥生产，有利环境保护，节约资源。

3、由于本发明采用机械轧制与机械破碎相结合的粒化方式，使粒化效果大大提高，并且容易控制熔渣颗粒的大小，可以节约下游加工作业的成本。

附图说明

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

图1、本发明的冶金熔渣处理系统示意图

图2、本发明的冶金熔渣处理系统俯视图    (图1的俯视图)

图3、本发明的熔渣轧制装置示意图

图4、本发明的熔渣轧制装置剖视图        (图3的左视图)

图5、本发明的破碎装置示意图

图6、本发明的破碎装置侧视图            (图5的A-A剖视图)

图7、本发明的轧辊布置示意图

图8、本发明的轧入齿分布之一示意图

图9、本发明的轧入齿分布之二示意图

图10、本发明的轧入齿分布之三示意图

具体实施方式

实施例一：

参见图1、图2、图3，一种低温冶金熔渣处理方法，其处理的步骤是：

将冶炼炉中的冶金熔渣收集到一个熔渣灌内，通过运送设备将该熔渣罐运送到一个倾翻装置上；所述的冶金熔渣是900℃-1000℃的低温稠状熔渣，熔渣灌6是常规的设备，运送设备是常规的运渣车，倾翻装置是常规的倾翻机7；

启动所述倾翻装置将冶金熔渣倾翻到一个熔渣处理装置3内，该熔渣处理装置内设置一个熔渣轧制装置，该熔渣轧制装置上方有一个料斗5，料斗底部出口处设有一对转动的轧辊4，冶金熔渣通过料斗喂入转动的轧辊，该轧辊将冶金熔渣轧制成片状熔渣物，并对外连续输出，所述片状熔渣物上带有折断孔；所述的熔渣轧制装置是辊式结构(熔渣轧制装置的结构参考实施例二公开的内容)，料斗是铸钢材料制造而成的受渣料斗，可以承受高温熔渣；所述片状熔渣物上的折断孔是由轧辊上凸起的轧入齿轧出的盲孔，带有盲孔的片状熔渣物受到激冷处理时，其内部的应力急剧烈增加，强度大幅下降，因此，该折断孔便于片状熔渣物破碎分离；

使所述片状熔渣物进入一个破碎装置，由该破碎装置将所述片状熔渣物进行粒化处理形成熔渣颗粒，熔渣颗粒的粒径为6-10毫米，所述的破碎装置包括一个破碎轴，破碎轴上设有多个破碎齿；该破碎齿高速旋转打击片状熔渣物，使其破碎分离，片状熔渣物上的折断孔可以控制熔渣颗粒的大小；

使所述熔渣颗粒通过一个喷水冷却区，将所述熔渣颗粒进行急速冷却处理(可称为激冷)，冷却温差为700℃-800℃，冷却时间为5-20秒，冷却终极温度小于200℃；

将所述熔渣颗粒抛入一个冷却水池2内完全冷却。

在本实施例中，所述片状熔渣物的厚度为0.5-100毫米，最佳保持在5毫米。片状熔渣物的厚度越小，其温度下降的越快，越能保证激冷的效果。

本实施例中使用的设备可以采用实施例二中公开的设备，设备结构参见实施例二。本实施例中，喷水冷却装置的冷却水温度与自然环境温度保持一致(0℃-80℃)。在冷却水池内完全冷却以后的成品渣可以通过抓斗设备或者捞渣设备将熔渣颗粒从冷却水池中捞出，通过传送皮带机送到料场保存。本实施例中，捞渣设备选用脱水器装置1，冷却后的熔渣颗粒随冷却水流被送入到脱水器装置中；脱水器装置可以参见专利号为97228276.9的专利说明书，或者专利号为00250381.6的专利说明书。

本发明的方法可以对钢炉熔渣、有色金属熔渣，高炉熔渣进行处理。本实施例主要是针对钢渣进行处理。钢渣的生成温度在1560℃以上，其熔融状态时流动性较好，可以采用嘉恒法的粒化装置进行粒化，当运输不及时的原因或者是操作不当，或者是钢炉故障造成钢渣温度下降时，钢渣的粘稠度上升，流动性丧失，嘉恒法的粒化装置无法进行粒化，传统的做法是先堆放保存，等完全冷却后再进行处理。而本发明就是针对上述情况提供了一个较好的解决方法。嘉恒法的粒化装置可以参见炼铁杂志第22卷第2期，或者中国专利00261532.0公开的内容。

常规的钢渣中含有与硅酸盐水泥熟料相似的硅酸二钙(C2S)和硅酸三钙(C3S)，高碱度转炉钢渣中二者的质量分数在50％以上，中、低碱度的钢渣中二者的质量分数在50％以下，中、低碱度的钢渣中主要为硅酸二钙(C2S)。钢渣的生成温度在1560℃以上，而硅酸盐水泥熟料的烧成温度在1400℃左右。钢渣的生成温度高，结晶致密，晶粒较大，水化速度缓慢。因此可将钢渣称为过烧硅酸盐水泥熟料。而本发明的处理工艺可以保证粒化处理后的钢渣颗粒中含有较高成份的硅酸二钙和硅酸三钙，可以直接用于硅酸盐水泥加工。

实施例二：

参见图1至图5，本发明的低温冶金熔渣处理装置，包括一个安装构架、一个熔渣轧制装置、喷水冷却装置、辊式破碎装置；所述安装构架是一个钢制结构的框架301，由多个立柱和多个水平横梁及纵梁构成，安装构架可以设置几个作业层，安装构架安装在一个冷却水池上面，便于粒化渣进入冷却水池。最上面的作业层是一个平台302，平台上布置熔渣轧制装置40；熔渣轧制装置上方设置一个料斗5，料斗是铸钢材料制造而成的，可以承受高温熔渣，该料斗底部的出口处与熔渣轧制装置衔接；所述安装构架中部设置所述喷水冷却装置304，所述安装构架底部设置所述辊式破碎装置303，该辊式破碎装置的破碎作业端与所述熔渣轧制装置的输出端相对应，从熔渣轧制装置出口排出的片状熔渣物向下进入破碎作业端，破碎装置的左侧是破碎作业端(参见图5)；所述安装构架下面设置冷却水池2(参见图2)；所述熔渣轧制装置包括两个旋转的轧辊409、驱动轧辊旋转的驱动电机410、齿轮减速器411、带有万向节的传动轴412，所述轧辊通过箱式机座404与安装构架安装；所述轧辊为中空水冷式轧辊，轧辊表面设置多个轧入齿4091，轧辊内部设置喷水孔道4090，喷水孔道与外部连通，可以使冷却水在轧辊内部循环流动对轧辊冷却。(参见图5、图6)破碎装置包括一个机架305，该机架上装有一个驱动电机308，驱动电机的输出轴端连接破碎轴306，该破碎轴上装有多个破碎齿307，所述破碎轴为中空水冷轴；喷水冷却装置304包括高压水泵装置、输水管道及多个喷头3021，该喷头通过输水管道与高压水泵装置输出端连通，所述多个喷头设置在所述熔渣轧制装置的输出端与所述破碎装置的作业端之间，所述喷水冷却装置的喷射水流覆盖所述辊式破碎装置的破碎作业端；参见图3，所述熔渣轧制装置中箱式机座的两端对称设置轴承座安装体404，轴承座安装体上部和下部对称设置贯穿轴承座安装体的拉杆螺栓401，该螺拴端部设置压力联板402；轴承座安装体一端设置固定轴承座406，另一端设置可调轴承座405，可调轴承座外侧设置压力保持端板408，压力保持端板外侧设置压力弹簧403，所述可调轴承座上设置一个调节联杆4051，调节联杆一端与可调轴承座铰接，另一端与压力保持端板螺纹连接；所述可调轴承座与所述轴承座安装体通过滑槽机构安装。参见图4，轴承座安装体上对称设置上、下滑轨4041，可调轴承座上设置与其匹配的上、下滑槽4052。本发明由可调轴承座、压力弹簧、拉杆螺栓、滑槽机构组成过负荷机构，其目的是为了防止混入冶金熔渣中的硬度较大的且尺寸较大的固体损坏设备。

参见图7、图8、图9、图10，轧辊表面设置多个轧入齿4091，可以有多种排列方式，以便将熔渣咬入轧辊，轧出的轧片便于粒化。所述轧入齿的间距用来控制熔渣颗粒的大小，轧入齿在片状熔渣物上轧出的盲孔有利于熔渣物破碎。

参见图9，排列方式之一，轧辊表面设置多个轧入齿，所述轧入齿呈行列正交排列，所述轧入齿为圆形凸起、或矩形凸起，凸起高度为0.5-2毫米。

参见图8，排列方式之二，轧辊表面设置多个轧入齿，所述轧入齿呈行列交错排列，所述轧入齿为圆形凸起、或矩形凸起，凸起高度为0.5-2毫米。

参见图10，排列方式之三，轧辊表面设置多个轧入齿，呈人字形排列，所述轧入齿为圆形凸起、或矩形凸起，凸起高度为0.5-2毫米。

参见图5、图6，所述破碎装置包括一个机架305，该机架上装有一个驱动电机308，驱动电机的输出轴端连接破碎轴306，驱动电机的输出轴和破碎轴之间可以设置一个减速器，破碎轴上安装多个破碎齿307，该破碎齿是由齿体和合金材料的镶齿构成，镶齿破损后可以更换，可以节约成本。破碎轴通过轴承及轴承座与机座安装。本实施例的破碎装置的结构与常规矿石破碎机基本相同，在此不作详细描述。

本实施例的使用方法可以参见实施例一公开的内容。

Claims (5)

1.一种低温冶金熔渣处理方法，其特征在于，所处理的步骤是：

将900℃-1000℃的低温冶金熔渣收集到一个熔渣罐内，通过运送设备将该熔渣罐运送到一个倾翻装置上；

启动所述倾翻装置将低温冶金熔渣倾翻到一个熔渣轧制装置内，该熔渣轧制装置上有一个料斗，料斗底部出口处设有一对转动的轧辊，该轧辊将低温冶金熔渣轧制成片状熔渣物，并对外连续输出，所述片状熔渣物上带有折断孔；

使所述片状熔渣物进入一个破碎装置，由该破碎装置将所述片状熔渣物进行粒化处理形成熔渣颗粒，熔渣颗粒的粒径为6-10毫米，所述的破碎装置包括一个破碎轴，破碎轴上设有多个破碎齿；

使所述熔渣颗粒通过一个喷水冷却区，将所述熔渣颗粒进行急速冷却处理，冷却温差为700℃-800℃，冷却时间为5-20秒，冷却终极温度小于200℃；

将所述熔渣颗粒抛入一个冷却水池内完全冷却；

所使用的低温冶金熔渣处理装置，包括一个安装构架、一个熔渣轧制装置、喷水冷却装置、辊式破碎装置；所述安装构架上部设置一个料斗，该料斗底部的出口处设置所述熔渣轧制装置，所述安装构架中部设置所述喷水冷却装置，所述安装构架底部设置所述辊式破碎装置，该辊式破碎装置的破碎作业端与所述熔渣轧制装置的输出端相对应；所述熔渣轧制装置包括两个旋转的轧辊、驱动轧辊旋转的驱动电机，所述轧辊通过箱式机座设置在所述的安装构架上；所述轧辊为中空水冷式轧辊，轧辊表面设置多个轧入齿；所述破碎装置包括一个机架，该机架上装有一个驱动电机，该驱动电机的输出轴端连接破碎轴，该破碎轴上装有多个破碎齿，所述破碎轴为中空水冷轴；所述喷水冷却装置包括高压水泵装置、输水管道及多个喷头，该喷头通过输水管道与高压水泵装置输出端连通，所述多个喷头设置在所述熔渣轧制装置的输出端与所述破碎装置的作业端之间；所述熔渣轧制装置中箱式机座的两端对称设置轴承座安装体，该轴承座安装体上部和下部对称设置贯穿轴承座安装体的拉杆螺栓，所述轴承座安装体一端设置固定轴承座，另一端设置可调轴承座，可调轴承座外侧设置压力保持端板，压力保持端板外侧设置压力弹簧，所述可调轴承座上设置一个调节联杆，调节联杆一端与可调轴承座铰接，另一端与压力保持端板螺纹连接；所述可调轴承座与所述轴承座安装体通过滑槽机构安装。

2.一种低温冶金熔渣处理装置，其特征在于：包括一个安装构架、一个熔渣轧制装置、喷水冷却装置、辊式破碎装置；所述安装构架上部设置一个料斗，该料斗底部的出口处设置所述熔渣轧制装置，所述安装构架中部设置所述喷水冷却装置，所述安装构架底部设置所述辊式破碎装置，该辊式破碎装置的破碎作业端与所述熔渣轧制装置的输出端相对应；所述熔渣轧制装置包括两个旋转的轧辊、驱动轧辊旋转的驱动电机，所述轧辊通过箱式机座设置在所述的安装构架上；所述轧辊为中空水冷式轧辊，轧辊表面设置多个轧入齿；所述破碎装置包括一个机架，该机架上装有一个驱动电机，该驱动电机的输出轴端连接破碎轴，该破碎轴上装有多个破碎齿，所述破碎轴为中空水冷轴；所述喷水冷却装置包括高压水泵装置、输水管道及多个喷头，该喷头通过输水管道与高压水泵装置输出端连通，所述多个喷头设置在所述熔渣轧制装置的输出端与所述破碎装置的作业端之间；所述熔渣轧制装置中箱式机座的两端对称设置轴承座安装体，该轴承座安装体上部和下部对称设置贯穿轴承座安装体的拉杆螺栓，所述轴承座安装体一端设置固定轴承座，另一端设置可调轴承座，可调轴承座外侧设置压力保持端板，压力保持端板外侧设置压力弹簧，所述可调轴承座上设置一个调节联杆，调节联杆一端与可调轴承座铰接，另一端与压力保持端板螺纹连接；所述可调轴承座与所述轴承座安装体通过滑槽机构安装。

3.根据权利要求2所述的低温冶金熔渣处理装置，其特征在于：所述轧辊表面设置多个轧入齿，所述轧入齿呈行列正交排列，所述轧入齿为圆形凸起、或矩形凸起，凸起高度为0.5-2毫米。

4.根据权利要求2所述的低温冶金熔渣处理装置，其特征在于：所述轧辊表面设置多个轧入齿，所述轧入齿呈行列交错排列，所述轧入齿为圆形凸起、或矩形凸起，凸起高度为0.5-2毫米。

5.根据权利要求2所述的低温冶金熔渣处理装置，其特征在于：所述轧辊表面设置多个轧入齿，呈人字形排列，所述轧入齿为圆形凸起、或矩形凸起，凸起高度为0.5-2毫米。

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