CN103173590A - 一种应用于铁水预处理工艺中的kr脱硫渣在线处理装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于铁水预处理工艺中的KR脱硫渣在线处理装置，所述在线处理装置包括打散系统、冷渣系统、除尘系统、行走系统、电控系统，所述行走系统布置在所述打散系统和冷渣系统的底部，所述打散系统前端设有接渣斗，所述KR脱硫渣由铁水预处理工艺KR脱硫处理后，直接进入所述在线处理装置，高温热态KR脱硫渣通过所述接渣斗进入打散系统内；所述打散系统与所述冷渣系统连接，所述冷渣系统设有双冷却系统。与现有技术相比，实现KR脱硫渣在线处理，并且，实现将KR脱硫渣热态下进行打散处理，并加入急速冷却工艺，提高铁粒的质量，大大降低了铁粒中杂质的含量，提高了生产效率；对环境污染小，设备操作简单方便、自动化程度高、检修方便。

Description

一种应用于铁水预处理工艺中的KR脱硫渣在线处理装置及其方法

技术领域

本发明属于应用于铁水预处理工艺中的专用设备制造技术领域，具体地说，涉及一种应用于铁水预处理工艺中的KR脱硫渣在线处理装置及其方法。

背景技术

在冶炼行业中，针对铁水预处理工艺通常使用KR法脱硫，所谓的“KR法脱硫”是机械搅拌脱硫法，是由日本1965年开发成功的铁水脱硫工艺。

目前，炼钢厂在做KR法铁水脱硫预处理时都会产生大量脱硫，如果脱硫渣不处理就会导致炼钢生产成本增加，并形成固体废弃物，浪费资源污染环境，因此，炼钢厂都必须设有渣处理设施。

现有技术中，炼钢厂基本采用钢渣处理设备来处理KR脱硫渣，钢渣处理设备从功能上分为两个部分，一部分为渣处理设备将钢渣降温并破碎细化，另一部分为磁选设备将破碎细化后的钢渣分类回收，中间需要设备转运。目前现有技术中的有关文献公开的均为钢渣处理设备，其利用了大面积的场地通过喷水等方式对钢渣进行冷却和破碎，然后通过磁选设备回收可磁选金属，该现有技术中的钢渣处理设备具有诸多技术缺陷：

1、现有技术中的钢渣处理设备，其简单粗暴的处理方式，决定了该钢渣处理设备只适合离线处理转炉钢渣，而不适合在线处理物理和化学性质与钢渣完全不同的KR脱硫渣；

2、经过现有技术中的钢渣处理设备处理后的KR脱硫渣中渣铁含硫量高、回收率低、杂质含量高；

3、现有技术中的钢渣处理设备存在针对性不强、处理周期长、占地面积大、污染大、能耗高、生产效率低等缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，现有现有技术中的钢渣处理设备，其简单粗暴的处理方式，决定了该钢渣处理设备只适合离线处理转炉钢渣，而不适合在线处理KR脱硫渣；经过现有技术中的钢渣处理设备处理后的KR脱硫渣中渣铁含硫量高、回收率低、杂质含量高，现有设备存在针对性不强、处理周期长、占地大、污染大、能耗高、效率低等技术问题，而提供了一种应用于铁水预处理工艺中的KR脱硫渣在线处理装置及其方法，能够有效解决上述技术不足。

本发明是技术构思是，为解决上述不适合在线处理KR脱硫渣的技术；处理后的KR脱硫渣中渣铁夹渣中含硫量高、渣铁回收率低，现有设备针对性不强、处理周期长、占地大、污染大、能耗高、效率低等技术问题，提供一种应用于铁水预处理工艺中的KR脱硫渣在线处理装置及其方法，主要构思是整个处理系统在一个可移动轨道平车上，直接使用原后扒渣渣罐车轨道，由前扒渣罐接受前扒渣后，系统进入扒渣区移动到铁水包下方，当除尘排气接口就位，启动设备，直接处理KR脱硫处理后扒出的渣料与铁水；KR渣进入设备后，高温热态KR脱硫渣通过接渣斗，进入打散系统，被打散后，进入冷却辊筒，由旋转的冷却辊筒对渣粒进行间接冷却，由变频电机控制冷却辊筒的转速来控制出渣速度与温度，冷却后的渣粒由出筛选装置进行分类收集。

本发明所提供的技术方案是，一种应用于铁水预处理工艺中的KR脱硫渣在线处理装置，所述在线处理装置包括打散系统、冷渣系统、除尘系统、行走系统、电控系统，所述行走系统布置在所述打散系统和冷渣系统的底部，所述打散系统前端设有接渣斗，所述KR脱硫渣由铁水预处理工艺KR脱硫处理后，直接进入所述在线处理装置，高温热态KR脱硫渣通过所述接渣斗进入打散系统内；所述打散系统与所述冷渣系统连接，所述冷渣系统设有双冷却系统。

所述双冷却系统包括雾化水喷淋装置组成的入、出口辅助控温装置和喷水冷却箱，所述入口辅助控温装置设置在所述打散系统出口与所述冷渣系统进口交接的位置处，所述出口辅助控温装置设置在所述冷渣系统出口与风筛进口交接的位置处。

所述打散系统还包括底座框架、打散滚筒，所述打散滚筒布置在所述底部框架的上部，所述打散滚筒连接变频电机，所述接渣斗呈喇叭状，所述接渣斗的斗进口处设有可电动调整的格栅。

所述冷渣系统还包括冷却辊筒、支撑动力装置、风筛出渣箱、除尘系统接口，所述冷却辊筒前端的下部设有辊筒抬升装置；所述除尘系统接口与所诉除尘系统连接。

所述除尘系统由一台旋风除尘机和一台布袋除尘机串联组成；所述行走系统包括轨道平车、设备底座、电缆卷筒和导轨，所述轨道平车由高性能钢材焊接而成，所述行走系统包括两台串联的轨道平车。

所述电控系统包括所有部位使用传感器、电控开关、控制平台，控制平台由控制面板、显示屏组成，监控设备各个部分的运行数据与动作，并以数据的形式汇集在显示屏。

一种应用于铁水预处理工艺中的KR脱硫渣在线处理方法，在线处理方法如下步骤：根据现场情况，在线处理装置在一个可移动轨道平车上，直接使用原后扒渣渣罐车轨道，由前扒渣罐接受前扒渣后，在线处理装置进入扒渣区移动到铁水包下方，当除尘排气接口就位，启动在线处理装置，所述在线处理装置直接处理KR脱硫处理后扒出的渣料与铁水；所述KR渣进入所述在线处理装置后，由打散滚筒打散，抛入冷却辊筒，打散的渣料冷却后经风筛分类收集；

所述过程的时间控制为：当所述在线处理装置移动到扒渣区域定位完成后，由前扒渣渣罐接受前扒渣1-3分钟；等待搅拌脱硫过程8-10分钟；调整接渣控流系统准备处理后扒渣，在后扒渣开始前5分钟启动所述在线处理装置，所述在线处理装置的打散系统、除尘系统、冷却辊筒等开始工作，处理时间为20-25分钟；后扒渣完成后3-5分钟，调整接渣控流系统1-2分钟，进入等待准备下一次扒渣处理。

采用本发明所提供的技术方案，能够有效解决现有现有技术中的钢渣处理设备，其简单粗暴的处理方式，决定了该钢渣处理设备只适合离线处理转炉钢渣，而不适合在线处理KR脱硫渣；经过现有技术中的钢渣处理设备处理后的KR脱硫渣中渣铁含硫量高、回收率低、杂质含量高，现有设备存在针对性不强、处理周期长、占地大、污染大、能耗高、效率低等技术问题，同时具有如下技术效果：

1、与现有技术相比，实现KR脱硫渣在线处理，并且，实现将KR脱硫渣热态下进行打散处理，并加入急速冷却工艺，提高铁粒的质量，大大降低了铁粒中杂质的含量，提高了生产效率。

2、针对性强：设备是根据高温固废物的物理特性和化学进行的设计，创新的处理工艺与处理方法，在将高温的固废物打散后，分段逐级冷却，并保持干燥，然后分类回收利用，与现有技术比，减少了水的直接接触，污染小，资源分类回收利用率高，所需人员设备少。在制造用材方面也是针对高温固废物处理时的环境工况选择的耐温耐压耐腐蚀材料。

3、安全可靠：发明中打散过程和冷却过程都充分考虑了使用安全性；高效的抽气装置与内部限压保护装置配合，使设备内的废气可以及时处理，保证气体室内气体压力在安全范围内变化；打散系统和冷渣系统设有温度监控装置和雾化水喷淋装置，保证了设备内温度在安全范围内变化。避免了因内外压差和温差引起的设备爆炸和变形现象。

4、气密闭性能好：整个装置处于气密封状态，废气等经过过滤系统后排出，对环境污染小。

5、整合度高：设备操作简单方便、自动化程度高、且模块化设计、检修方便。

附图说明

结合附图，对本发明做进一步的说明：

图1为本发明结构示意图；

图2为图1A-A剖视示意图；

图3为本发明除尘系统结构示意图；

图4为本发明工艺流程示意图；

其中，1为接渣斗；2为温度压力监控装置；3为打散滚筒；4为底座框架；5为入口辅助控温装置；6为出口辅助控温装置；7为抬升装置；8为冷却辊筒；9为喷水冷却箱；10为冷渣系统变频电机；11为除尘出渣箱；12为轨道平车；13为打散系统；14为冷渣系统；15为除尘系统。

具体实施方式

如图1-4所示，本发明所提供的技术方案是，一种应用于铁水预处理工艺中的KR脱硫渣在线处理装置，所述在线处理装置包括打散系统13、冷渣系统14、除尘系统15、行走系统、电控系统，所述行走系统布置在所述打散系统13和冷渣系统14的底部，所述打散系统13前端设有接渣斗1，所述KR脱硫渣由铁水预处理工艺KR脱硫处理后，直接进入所述在线处理装置，高温热态KR脱硫渣通过所述接渣斗1进入打散系统13内；所述打散系统13与所述冷渣系统14连接，所述冷渣系统14设有双冷却系统。

所述打散系统13与所述冷渣系统4之间还设入口辅助控温装置5，所述出口辅助控温装置6设置在所述所述冷渣系统14出口与所述风筛装置11进口交接的位置处，所述双冷却系统包括入口辅助控温装置5、出口辅助控温装置6和喷水冷却箱9。并且，在所述打散系统13出口与所述冷渣系统14进口交接的位置处设有温度压力监控装置2。

所述打散系统13还包括底座框架4、打散滚筒3，所述打散滚筒3布置在所述底部框架的上部，所述打散滚筒3连接变频电机，所述接渣斗1呈喇叭状，所述接渣斗1的斗进口处设有可电动调整的格栅。

所述打散系统13，将进入系统的高温的KR渣与铁水打散并抛入冷却设备。所述底座框架4，钢结构，长3200mm，宽4000mm，高4300mm，为整个系统提供可靠的支撑。接渣斗1，钢结构，斗进口尺寸为3250mm×3250mm，斗出口尺寸为390 mm×1000mm，可以将所接KR渣导流至打散滚筒3，斗进口配有可电动调整的格栅，用于挡去脱硫作业时的前扒渣；打散滚筒3，耐热钢制造，带挡板直径为φ700mm，长1400mm，动力为11kw变频电机，通过高速旋转将接渣斗1导入的KR渣打散并抛出。所述冷渣系统14还包括冷却辊筒8、支撑动力装置、风筛出渣箱、除尘系统15接口，所述冷却辊筒8前端的下部设有辊筒抬升装置7；所述除尘系统15接口与所述除尘系统15连接。

所述冷渣系统14主要由冷却辊筒8、支撑动力装置、喷水冷却箱9、风筛出渣箱、除尘系统15接口以及变频电机动力系统组成, 设计总长约26000mm，宽4000mm，高3500mm，总重约40吨，工作时由不断旋转的冷却辊筒8与喷水箱对进入系统的KR渣粒进行间接冷却。冷却辊筒8，钢结构，外有加强圈，内有翼片，直径φ2500mm,长20000mm，壁厚为30mm，材质为耐热不锈钢，总重14吨，存储并冷却打散的KR渣，最多可装KR渣18吨左右。支撑动力装置，钢结构，托轮、链轮加40kw变频电机；通过抬升装置7在0-5°间改变辊筒倾斜角度控制渣粒方向，通过冷渣系统14变频电机10控制辊筒转速。喷水冷却箱9，钢结构，单个箱体长7000mm、宽3000mm、高3500mm，由箱体、水管、喷嘴，循环水泵，冷却水接口组成，通过往冷却辊筒8喷淋冷却循环水，来间接冷却高温渣粒。雾化水喷淋装置6，喷嘴及传感器、控制器，显示打散系统13温度，高温时喷雾化水降低辊筒内部温度。排气烟囱，D400mm×2个，排出水蒸气。风筛出渣箱，钢结构箱体、除尘接口、抬升料斗，风筛箱入口有筛网装置，大颗粒被挡在辊筒内由自磨装置自磨，通过风筛对渣铁与KR渣微粉进行分离，抬升料斗将渣铁收集。

所述冷却辊筒8存储并冷却打散的所述KR脱硫渣；所述支撑动力装置包括托轮、链轮和冷渣系统14变频电机10；所述喷水冷却箱9由箱体、水管、喷嘴、循环水泵、冷却水接口组成。

所述除尘系统15由一台旋风除尘机和一台布袋除尘机串联组成，还包括除尘出渣箱11；所述行走系统包括轨道平车12、设备底座、电缆卷筒和导轨，所述轨道平车12由高性能钢材焊接而成，所述行走系统包括两台串联的轨道平车12。

所述除尘系统15由一台旋风除尘和一台布袋除尘串联组成，负责整个设备的除尘与风选作业，除尘系统15采取模块化设计，维护、拆装方便，串联组成的除尘系统15长5000mm、宽约2000mm、高约5000mm，总重约2.1吨，可根据现场实际情况选择安装位置。旋风除尘机，钢结构，处理风量7200 m3/h，本体风阻900pa，初步风选，由储灰箱收集灰料。布袋除尘机，钢结构，处理风量7200 m3/h，过滤面积85m2，本体风阻1000pa，风机7.5kw，进一步除尘，并由储灰箱收集灰料。

所述行走系统设计选用定制的两台轨道平车12串联而成、设备底座和电缆卷筒，轨道平车12由高性能钢材焊接而成，用于安装各功能部件，有独立动力系统，通过控制面板操作移动。单台轨道平车12长13000mm，宽4800mm，高700mm，自重5.7吨，额定载重60吨。设备底座主要由托轮、变频电机等组成，为整个设备提供一个稳定的可移动的作业平台。

所述电控系统包括所有部位使用传感器、电控开关、控制平台，控制平台由控制面板、显示屏组成，监控设备各个部分的运行数据与动作，并以数据的形式汇集在显示屏。所述电控系统采用西门子PLC系统含触摸屏及远程操作界面、传感器、电控开关、伺服电机、电缆及施耐德电控柜等，用于控制设备动作，收集汇总传感器信号，监控设备工作过程。就地控制系统，现场控制箱，操作员可以利用控制箱上的启动、停止按钮来控制设备的“运行”和“停止”。这种操作级别最高，独立于计算机控制之外，现场控制时，远程手动以及自动功能将不起作用。操控室控制系统，远程控制站，控制站设在生产线的控制室内，控制区域包括整个生产线。对工艺设备运行进行监测控制，并对现场各种仪表的实时数据进行监控、记录。远程视频监视，工业视频系统，用于监控关键操作部位与整个设备工作状态。

一种应用于铁水预处理工艺中的KR脱硫渣在线处理方法，在线处理方法如下步骤：根据现场情况，在线处理装置在一个可移动轨道平车12上，直接使用原后扒渣渣罐车轨道，由前扒渣罐接受前扒渣后，在线处理装置进入扒渣区移动到铁水包下方，当除尘排气接口就位，启动在线处理装置，所述在线处理装置直接处理KR脱硫处理后扒出的渣料与铁水；所述KR渣进入所述在线处理装置后，由打散滚筒3打散，抛入冷却辊筒8，打散的渣料冷却后经风筛分类收集；

所述过程的时间控制为：当所述在线处理装置移动到扒渣区域定位完成后，由前扒渣渣罐接受前扒渣1-3分钟；等待搅拌脱硫过程8-10分钟；调整接渣控流系统准备处理后扒渣，在后扒渣开始前5分钟启动所述在线处理装置，所述在线处理装置的打散系统13、除尘系统15、冷却辊筒8等开始工作，处理时间为20-25分钟；后扒渣完成后3-5分钟，调整接渣控流系统1-2分钟，进入等待准备下一次扒渣处理。

KR脱硫渣在线处理系统的安全保护

设备设计有完善的安全防护措施

1.设备高温区域外壳有防热保护设施警示装置，可避免人员伤害。

2.设备传动件如链轮、齿轮、皮带等传动外露部分均设保护警示装置，以防机伤。

3.设备电气系统有防护系统，高压部分有保护警示装置，可避免设备出现电气短路与人员触电。

4.设备整体采取了降噪措施。

5.设备需要攀爬出处均设有带保护悬梯。

6.完善的视频监视系统，对关键位置与设备整体进行监控。

7.操作方面设备有全面的自动化报警系统，在设备发生故障失控、人员误操作形成危险状态时，通过自动报警、自动切换备用设备、启动连锁保护装置、实现事故安全排除及安全顺序停机等一系列的自动操作，保证人身和设备的安全。

8.安装有急停开关与备份系统，一旦发生事故时作紧急停车用，紧急情况下可抽出设备内所有冷却水，或者在急停情况下维持设备所需的冷却运转时间。

9.设备旁设有操作级别最高的就地控制系统，以保证机旁检修和单机试车的安全，防止误操作。

10.应急操作,当设备需要维护或者紧急停机时，为了不影响生产进度，需要使用备用渣罐车（前扒渣渣罐车），将KR脱硫渣在线处理系统停车冷却并关闭各种接口（5-8分钟），移动至维护区域（1-2分钟），后渣罐车从停放区域移动至铁水包前的扒渣区域（1-2分钟），总共需7-12分钟即可进行正常生产（操作与工艺见下）

KR脱硫渣在线处理系统的环境保护

KR渣处理在加工生产过程中的主要污染源是噪声、粉尘、含尘水蒸气、水蒸气和冷却废水。

1.对粉尘和含尘水蒸气的控制与处理，对于粉尘的污染，在产生的部位，通过抽气除尘设备集中控制，集中处理，保证污染不外漏，排放符合国家标准。

2.对噪声的处理，设备整体相应的降低噪音措施。

3.水蒸气在厂房内雾气弥漫，会严重影响生产和安全；间接冷却时产生的水蒸汽全部分由烟囱排出，无水蒸汽泄露，对厂房没有影响。

4.冷却废水，经过滤后由抽水泵抽入系统循环使用，直至变成水蒸气，达到冷却水零排放。

Claims (6)

1.一种应用于铁水预处理工艺中的KR脱硫渣在线处理装置，其特征在于，所述在线处理装置包括打散系统（13）、冷渣系统（14）、除尘系统（15）、行走系统、电控系统，所述行走系统布置在所述打散系统（13）和冷渣系统（14）的底部，所述打散系统（13）前端设有接渣斗（1），所述KR脱硫渣由铁水预处理工艺KR脱硫处理后，直接进入所述在线处理装置，高温热态KR脱硫渣通过所述接渣斗（1）进入打散系统（13）内；所述打散系统（13）与所述冷渣系统（14）连接，所述冷渣系统（14）设有双冷却系统。

2.根据权利要求1所述的一种应用于铁水预处理工艺中的KR脱硫渣在线处理装置，其特征在于，所述打散系统（13）与所述冷渣系统（14）之间还设入口辅助控温装置（5），所述出口辅助控温装置（6）设置在所述冷渣系统（14）出口与所述风筛装置（11）进口交接的位置处，所述双冷却系统包括入口辅助控温装置（5）、出口辅助控温装置（6）和喷水冷却箱（9）。

3.根据权利要求1或2所述的一种应用于铁水预处理工艺中的KR脱硫渣在线处理装置，其特征在于，所述冷渣系统（14）还包括冷却辊筒（8）、支撑动力装置、风筛出渣箱、除尘系统（15）接口，所述冷却辊筒（8）前端的下部设有辊筒抬升装置（7）；所述除尘系统（15）接口与所述除尘系统（15）连接。

4.根据权利要求3所述的一种应用于铁水预处理工艺中的KR脱硫渣在线处理装置，其特征在于，所述除尘系统（15）由一台旋风除尘机和一台布袋除尘机串联组成；所述行走系统包括轨道平车（12）、设备底座、电缆卷筒和导轨，所述轨道平车（12）由高性能钢材焊接而成，所述行走系统包括两台串联的轨道平车（12）。

5.根据权利要求4所述的一种应用于铁水预处理工艺中的KR脱硫渣在线处理装置，其特征在于，所述电控系统包括所有部位使用传感器、电控开关、控制平台，控制平台由控制面板、显示屏组成，监控设备各个部分的运行数据与动作，并以数据的形式汇集在显示屏，并在配有工业电视系统，对设备进行整体监视，对接渣部位单独监视。

6.一种应用于铁水预处理工艺中的KR脱硫渣在线处理方法，其特征在于，在线处理方法如下步骤：根据现场情况，在线处理装置在一个可移动轨道平车（12）上，直接使用原后扒渣渣罐车轨道，由前扒渣罐接受前扒渣后，在线处理装置进入扒渣区移动到铁水包下方，当除尘排气接口就位，启动在线处理装置，所述在线处理装置直接处理KR脱硫处理后扒出的渣料与铁水；所述KR渣进入所述在线处理装置后，由打散滚筒（3）打散，抛入冷却辊筒（8），打散的渣料冷却后经风筛分类收集；

所述过程的时间控制为：当所述在线处理装置移动到扒渣区域定位完成后，由前扒渣渣罐接受前扒渣1-3分钟；等待搅拌脱硫过程8-10分钟；调整接渣控流系统准备处理后扒渣，在后扒渣开始前5分钟启动所述在线处理装置，所述在线处理装置的打散系统（13）、除尘系统（15）、冷却辊筒（8）等开始工作，处理时间为20-25分钟；后扒渣完成后3-5分钟，调整接渣控流系统1-2分钟，进入等待准备下一次扒渣处理。

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