CN1028015C - 一种转炉炉渣处理方法及其设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及转炉炉渣处理方法及其设备，它包括把各种块度热炉渣倒入钢罐内，并在钢罐的上方装有带水力旋转喷水装置的钢罐盖，用该装置在炉渣的表面喷洒水，在热炉渣与水进行热交换的同时，在钢罐内产生大量常压的饱和蒸气，在一定时间内，炉渣自行粉化，然后，采用上部出渣方式，将粉化的炉渣取于钢罐的外部，本发明比已有的在压力容器内处理炉渣的方法具有工艺简单，安全可靠，不耗能，钢与渣实现完全分离，处理率高，消除环境污染，投资低，资源充分利用率高等特点，本方法及其设备适用于大工业生产。

Description

本发明涉及转炉炉渣处理方法及其设备，特别适用于各种固体热炉渣处理。
一般来说，每生产一吨钢要产生150-200公斤的炉渣，长期以来弃渣堆放，占据了大批的农田和海滩，使靠近钢铁厂附近的农田及水域碱化，土壤板结，粉尘飞扬，污染环境，并浪费了大量可回收的宝贵资源，由此如何综合开发利用为数众多的炉渣，已成为人们关心的问题，如何将这大量的炉渣加以利用，变废为宝的关键问题是要将大块的炉渣粉化，并使其含有的f-CaO充分消解，为了有效地利用炉渣，国内外对此进行了各种方法的研究，日本专利昭57-42599提供了一种在60℃-100℃的温水中浸湿几个星期温水处理稳定方法，这种处理方法时间较长，中国专利86103047提供了转炉炉渣余热自解处理工艺，该处理工艺基本上解决了炉渣中的f-CaO所引起风化膨胀问题，具有时间较短，粉化率高等特点。但该处理工艺须在压力容器中进行，由于受到设备的限制，其炉渣块度＜500mm，因此热炉渣要进行预破碎处理，其工艺操作复杂。
本发明的目的是对转炉炉渣处理方法及其设备的改进，提供了一种在常压的钢罐内进行的，不受炉渣块度大小限制、简单易行，适用于大工业生产的处理方法。
本发明的处理方法包括把不受块度大小限制的固体热炉渣倒入常压的钢罐（1）内，并在钢罐（1）上方装有带水力旋转喷水装置的钢罐盖（8），通过喷水，使水与热炉渣在进行热交换过程中产生大量的常压的饱和蒸汽，同时热炉渣本身产生了很大的热应力，并在一定时间内，大块钢渣自行开裂，增加了f-CaO反应面积，加速了水化反应，使炉渣自解粉化，随后揭开钢罐盖（8），利用挖掘机进行上部出渣，将粉渣取于钢罐（1）外部，然后进行常规的筛分，磁选。
本发明的处理设备包括有钢罐（1）、钢罐盖（8）及装在钢罐盖（8）上的旋转式喷水装置所组成，钢罐（1）和钢罐盖（8）采用焊接结构，并在钢罐（1）的底部装有斜坡承受冲击层（2），在钢罐（1）的底侧装有排水口（4），钢罐（1）的上部侧面装有排气口（6），排气口（6）和带有调节阀的排气管相接，在钢罐（1）和钢罐盖（8）之间装有水封槽（7）和锁紧装置（12），钢罐盖（8）上的喷水装置是由盖（13）、指针（14）、轴承（16）、密封圈（18）、旋转芯（21）、洒水器座（17）、洒水管（19）等组成，洒水管（19）与旋转芯（21）连接在一起，通过轴承（16）支承在洒水器座（17）上，在旋转芯（21）上开有若干个孔（22），通过洒水器座（17）上的几条环槽（23），使水管分别与外部进水管接通，同时采用密封圈（18）做密封作用，使几路压力水互不相通，在旋转芯（21）轴部位开几个小孔排泄渗水，并在水的动力作用下，推动水管产生旋转均匀洒水，在整个喷水过程中，喷水量可以定量控制，保证了工艺所需洒水要求。
本发明的处理方法及其设备，全部在常压地钢罐体内进行，克服了现有技术的不足。具有工艺简单、安全可靠、炉渣处理率达100%、粉化率（＜15mm）达80%以上，实现了钢与渣的完全分离，钢的回收率达95%以上。粉渣可以用于建筑材料，具有较高的经济效益和社会效益。
附图说明：
图（1）1、钢罐    2、承受冲击层    3、疏水层    4、排水沟    5、排水口    6、排汽口    7、水封槽    8、钢罐盖    9、洒水器    10、探测孔    11、观察孔    12、锁紧装置
图（2）13、盖    14、指针    15、螺母    16、轴承    17、洒水器座    18、密封圈    19、洒水管    20、螺栓    21、旋转芯    22、孔    23、环槽
实施例：
来自转炉的固体状热渣，块度大小不限，其化学成分示于表一，要求炉渣的三元碱度（ (CaO)/(SiO2+P2O5) ）≥2.5，炉渣表面温度为300-700℃。由15吨自卸卡车装载炉渣，经称重后，运至钢渣处理车间直接卸入钢罐（1），钢罐（1）容量110吨左右。待钢罐（1）装满后即可关闭钢罐盖（8），扣上锁紧装置（12），向水封槽（7）注入约500mm深度的水实施水封之后，通过装在钢罐盖（8）上的喷水装置对炉渣进行喷水处理，喷水压力为0.2-0.3MPa，喷水时产生的反作用力推动洒水管（19）匀速旋转，把水均匀地喷洒在热炉渣表面。喷水量为钢罐（1）内炉渣重量的20-40%，在使热炉渣激剧冷却，发生龟裂的同时，产生大量常压的饱和蒸汽，促使炉渣内f-CaO快速水化消解，炉渣进一步粉化。过量的蒸汽可通过钢罐（1）上侧面的排汽口（16）及相连接的排汽管外排，安装在排汽管上的调节阀可调节排汽量，控制钢罐（1）内蒸汽压力＜500mmH2O。多余的水则经钢罐（1）底侧排水口（5）自然外流。根据钢罐（1）内装渣量和渣温，粉化处理时间在12-14小时内，之后揭开钢罐盖（8），利用挖掘机从钢罐（1）上部把渣取出，送往筛分、磁选系统，按常规工艺进行分级。回收的各类金属返回钢厂作冶炼原料，粉渣产品则可用作水泥生产的掺合料，筑路材料和冶炼熔剂等。
经处理的炉渣化学成份示于表一。
经处理的炉渣的粉化情况，f-CaO消解情况，金属回收率;粉渣强度等结果如下：
（1）粉化情况示于表二。所用炉渣为40mm筛下物，考虑到40mm以上块渣约占总渣量的8-10%，因此本发明的粉化率（＜15mm）在80%以上。
（2）f-CaO消解率示于表三，由表可见，经本发明处理的炉渣残留f-CaO平均为2.67%，满足钢渣水泥标准中对钢渣原料f-CaO＜5%的规定，达到使炉渣快速稳定化的要求。
（3）金属回收率示于表四，经本发明处理，炉渣中渣、钢分离完全金属回收率高达95%以上，粉渣残铁含量远小于1%，满足用于水泥的钢渣技术条件。
（4）炉渣的强度示于表五，结果表明，本发明采用常压饱和蒸汽处理炉渣，其活性仍保持较高强度发展较快，可广泛地应用在道路工程、建材等领域。
Figure 891043756_IMG2
表三    f-CaO的消解率
生产批次    1    2    3    4    5    6    7    平均值
原渣f-CaO含量%    7.50    7.80    4.48    7.64    5.70    5.59    4.85    6.22
残留f-CaO含量%    2.94    4.60    1.57    1.31    2.56    2.38    3.30    2.67
消解率%    60.8    41.0    65.0    82.9    55.1    57.4    40.0    57.5
表四    炉渣中金属回收率
生产批次    1    2    平均值
金属铁实际回收率    10.50    8.07    9.29
处理后余渣中，残铁含量%    0.48    0.43    0.455
金属回收率%    95.63    94.94    95.29
表五    处理后炉渣的抗压强度
项目    名称    粒径    配合比    含水率    抗压强度（MPa）
R7    R28    R28/R7
内容    粉渣    ＜20m/m    100%炉渣    15%    1.31    2.81    2.15

Claims (3)

1、一种转炉炉渣处理方法，其特征在于是把表面温度为
300～700℃、碱度 (CaO)/(SiO2+P2O5) 不小于2.5的固体炉渣倒入常压钢罐内，通过喷水装置向钢罐内喷入水，水的压力为0.2-0.3MPa、水量为钢罐内炉渣重量的20%-40%，喷水过程中水与炉渣进行热交换，使钢罐内产生大量的小于500mmH2O的饱和蒸汽，在12-14小时内炉渣破碎粉化，随后揭开钢盖，钢罐上部卸出渣。
2、一种转炉炉渣处理设备，其特征在于采用焊接结构的钢罐（1），底部装有斜坡承受冲击层（2），底侧装有排水口（4），上部侧面装有排汽口（6），旋转式喷水装置固定在钢罐盖（8）上面，在钢罐（1）和钢罐面（8）之间装有水封槽（7）和锁紧装置（12）。
3、按照权利要求2所述的设备，其特征在于所述的喷水装置，它由盖（13），指针（14），轴承（16），密封圈（18），旋转芯（21），洒水器座（17），洒水管（19）等组成，洒水管（19）与旋转芯（21）连接在一起，通过轴承（16）支承在洒水器座（17）上，在旋转芯（21）上开有若干孔（22），通过洒水器座（17）上的几条环形槽（23），使水管分别与外部进水管连接，同时用密封圈（18）作密封作用，使几路压力水互不相通，并在旋转芯轴部位开几个小孔排泄渗水。
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