CN104109755A - 一种除尘灰冷压金属球团生产系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于钢铁厂固废资源的综合利用和环境保护技术领域，提供一种除尘灰冷压金属球团生产系统及方法，所述系统包括原料收集系统、配料系统、除尘灰水化消解系统、原料混合系统、压球系统、成品烘干储存系统、返料系统。通过本发明，可以回收除尘灰里面的金属铁等有益元素，减少了对环境的污染，降低了生产成本。

Description

一种除尘灰冷压金属球团生产系统及方法

技术领域

本发明属于钢铁厂固废资源的综合利用和环境保护技术领域，尤其涉及一种除尘灰冷压金属球团生产系统及方法。

背景技术

中国钢铁产量已连续多年保持高速增长,成为世界钢铁大国,2013年中国以7.79亿吨的粗钢产量位居世界第一，占全球粗钢产量的48.5％。伴随而来的环保问题也日益突出，我国钢铁企业所产生工业废弃物的污染已越来越严重地影响到所在地周边的环境,并开始制约企业自身的发展。因此,消除工业废弃物污染、实现清洁生产、特别是处理生产各工序产生的各种粉尘等工业废弃物是今后我国钢铁工业保持持续健康发展的重要指标。

钢铁生产是由原料处理(烧结、球团、焦化)、炼铁、炼钢、轧钢等多道工序组成。每吨钢大约产生5％～10％的各种粉尘,其中主要包括烧结粉尘、焦化粉尘、高炉粉尘及尘泥、转炉粉尘、电炉粉尘、轧钢皮及尘泥等。根据相关数据统计,我国的粉尘有效利用率不足80％。这些粉尘的特点是含铁和含碳,是宝贵的二次资源。然而,由于成分复杂、粒度变化范围大以及水分波动大等原因,使得粉尘的利用较为困难。

在钢铁厂的诸多粉尘中，尤以炼钢干法除尘灰的成分最为复杂，它里面含有约10％～30％的CaO，10％左右的MgO，CaO和MgO极不安定，遇水后会发生如下水化消解反应：

CaO+H2O→Ca(OH)2  体积膨胀97.8％；

MgO+H2O→Mg(OH)2  体积膨胀148％；

反应过程中会释放出大量的热，反应后体积也会发生膨胀。而且除尘灰粒度细、比表面积大、亲水性差、难成型，利用难度系数最大。

为了有效地利用粉尘资源、消除环境污染、实现钢铁生产的零排放的环保要求,需要对炼钢粉尘资源回收利用。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种除尘灰冷压金属球团生产系统及方法，最大程度地回收除尘灰里面的金属铁等有益元素。

一方面，所述除尘灰冷压金属球团生产系统包括：

用于收集除尘灰、氧化铁皮、焦粉和粘结剂的原料收集系统；

用于将收集到的氧化铁皮、除尘灰和焦粉经称量配比的配料系统；

用于将经称量后氧化铁皮、除尘灰、焦粉与水混合进行消解处理的除尘灰水化消解系统；

用于将消解后的物料与粘结剂一起充分混合的原料混合系统；

用于将经混合后的原料依次压密、压球并筛分得到冷压金属湿球团矿的压球系统；

用于将粒度合格的冷压金属湿球团矿筛分烘干后送入成品缓冲仓的成品烘干储存系统；

用于将压球成型后的冷压金属湿球团矿以及烘干后的球团成品矿经筛分后筛下的小颗粒粉料返回至压球系统的返料系统。

进一步的，所述原料收集系统包括除尘灰料仓、氧化铁皮受料斗、氧化铁皮配料仓、焦粉料仓和粘结剂料仓，所述除尘灰料仓上方设置粉尘接收装置和仓顶出尘装置，所述氧化铁皮受料斗的出口和氧化铁皮配料仓的仓顶间还设置大倾角传输机，所述氧化铁皮受料斗上方设置振动钢箅板，氧化铁皮受料斗出口处设置细筛，所述粘结剂料仓出口设置粘结剂缓冲仓。

进一步的，所述配料系统包括设置在氧化铁皮配料仓出口的定量给料机、设置在除尘灰料仓、焦粉料仓出口的称量给料机，所述定量给料机和称量给料机的出口处设置原料刮板机，所述原料刮板机出口设置双轴混合加湿机。

进一步的，所述除尘灰水化消解系统包括消解仓，所述消解仓内敷设尼龙衬板，消解仓出料口设筒仓卸料装置，消解仓腰侧设料仓疏通机，所述消解仓内还设置有消解仓设称重式料位计。

进一步的，所述原料混合系统包括混合料缓冲仓、强力混合机。

进一步的，所述压球系统包括压球缓冲仓、用于将经强力混合机混合后的原料预压的压密机、将预压后的原料高压压球成型的压球机，还包括圆辊筛，所述压球机和圆辊筛之间设有带式输送机。

进一步的，所述成品烘干储存系统包括链篦烘干机、设置在链篦烘干机出口的条筛、设置在所述条筛出口的成品仓。

进一步的，所述返料系统包括设置在圆辊筛和条筛下方的刮板传输机。

另一方面，所述除尘灰冷压金属球团生产方法包括：

原料收集步骤，收集除尘灰、氧化铁皮、焦粉和粘结剂；

配料步骤，将收集到的氧化铁皮、除尘灰和焦粉经称量配比；

除尘灰水化消解步骤，将经称量后氧化铁皮、除尘灰、焦粉与水混合进行消解处理；

原料混合步骤，将消解后的物料与粘结剂一起充分混合；

压球步骤，将经混合后的原料依次压密、压球并筛分得到冷压金属湿球团矿；

成品烘干储存步骤，将粒度合格的冷压金属湿球团矿筛分烘干后送入成品仓；

返料步骤，将压球成型后的冷压金属湿球团矿以及烘干后的球团成品矿经筛分后筛下的小颗粒粉料返回至压球系统的返料系统。

进一步的，所述原料收集步骤具体包括：

采用气力将除尘灰送至除尘灰料仓；

将氧化铁皮通过自卸车运输至地下氧化铁皮受料斗，经振动振动钢箅板过滤大块物料及杂物，然后通过大倾角传输机将氧化铁皮送至氧化铁皮配料仓；

通过悬臂吊车将焦粉提升至焦粉料仓仓顶，然后经破包器卸下焦粉落入焦粉料仓；

将粘结剂送入粘结剂料仓，然后称料后送入粘结剂缓冲仓；

所述配料步骤具体包括：

通过定量给料机称取氧化铁皮，通过称量给料机称取除尘灰和焦粉，将称取后的氧化铁皮、除尘灰和焦粉送至原料刮板机；

通过原料刮板机将原料送入双轴混合加湿机中加水充分混合，然后送入消解仓；

所述除尘灰水化消解步骤具体包括：

在消解仓中将氧化铁皮、除尘灰、焦粉与水消解处理；

所述原料混合步骤具体包括：

将消解后的物料与粘结剂一起送入混合料缓冲仓，然后进入强力混合机中充分混合；

所述压球步骤具体包括：

将充分混合后的物料送入压球缓冲仓，然后定量给入压密机进行预压，预压后进入压球机高压压球成型；

将成型的冷压金属湿球团通过带式输送机送至圆辊筛进行筛分。

所述成品烘干储存步骤具体包括：

将圆辊筛筛上的冷压金属湿球团送至链篦烘干机烘干处理，链篦烘干机内的温度为100℃～250℃，烘干后的球团矿含水率≤1％；

将烘干后的球团经条筛筛分后送入成品仓；

所述返料步骤包括：

将经过圆辊筛和条筛筛下的小颗粒粉料通过刮板传输机送入压球缓冲仓。

本发明的有益效果是：通过本发明方法和系统，可以回收除尘灰里面的金属铁等有益元素，减少了对环境的污染，降低了生产成本。

附图说明

图1是本发明实施例提供的除尘灰冷压金属球团生产系统的原理图；

图2是本发明实施例提供的除尘灰冷压金属球团生产系统的实际生产示意图；

图3是本发明实施例提供的除尘灰冷压金属球团生产方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

图1示出了本发明实施例提供的除尘灰冷压金属球团生产系统的原理图，为了便于说明仅示出了与本发明实施例相关的部分。

如图1所示，本实施例提供的除尘灰冷压金属球团生产系统包括：

用于收集除尘灰、氧化铁皮、焦粉和粘结剂的原料收集系统1；

用于将收集到的氧化铁皮、除尘灰和焦粉经称量配比的配料系统2；

用于将经称量后氧化铁皮、除尘灰、焦粉与水混合进行消解处理的除尘灰水化消解系统3；

用于将消解后的物料与粘结剂一起充分混合的原料混合系统4；

用于将经混合后的原料依次压密、压球并筛分得到冷压金属湿球团矿的压球系统5；

用于将粒度合格的冷压金属湿球团矿筛分烘干后送入成品缓冲仓的成品烘干储存系统6；

用于将压球成型后的冷压金属湿球团矿以及烘干后的球团成品矿经筛分后筛下的小颗粒粉料返回至压球系统的返料系统7。

本实施例中，通过各个子系统分别进行原料收集、配料、除尘灰水化消解、原料混合、压球、成品烘干存储操作后，得到具有较高强度的金属球团，该金属球团可以用作高炉冶炼的原料和转炉冶炼的冷却剂、造渣剂，也可以用作直接还原和熔融还原的原料使用，不仅可以避免除尘灰对环境的污染，还可以降低成本。本系统设备简单、能耗少、无环境污染、成本低、冶炼性能好。

参照图2，下面描述图1中各个子系统1-7的具体结构。

所述原料收集系统1包括除尘灰料仓11、氧化铁皮受料斗12、氧化铁皮配料仓13、焦粉料仓14和粘结剂料仓15，所述除尘灰料仓上方设置粉尘接收装置(图中未示出)和仓顶出尘装置(图中未示出)，所述氧化铁皮受料斗的出口和氧化铁皮配料仓的仓顶间还设置大倾角传输机16，所述氧化铁皮受料斗上方设置振动钢箅板(图中未示出)，氧化铁皮受料斗出口处设置细筛(图中未示出)，所述粘结剂料仓出口设置粘结剂缓冲仓(图中未示出)。

所述配料系统2包括设置在氧化铁皮配料仓出口的定量给料机(图中未示出)、设置在除尘灰料仓、焦粉料仓出口的称量给料机(图中未示出)，所述定量给料机和称量给料机的出口处设置原料刮板机(图中未示出)，所述原料刮板机出口设置双轴混合加湿机21。

所述除尘灰水化消解系统3包括消解仓31，所述消解仓内敷设尼龙衬板(图中未示出)，消解仓出料口设筒仓卸料装置(图中未示出)，消解仓腰侧设料仓疏通机(图中未示出)，所述消解仓内还设置有消解仓设称重式料位计(图中未示出)。

所述原料混合系统4包括混合料缓冲仓(图中未示出)、强力混合机41。

所述压球系统5包括压球缓冲仓51、用于将经强力混合机混合后的原料预压的压密机(图中未示出)、将预压后的原料高压压球成型的压球机52，还包括圆辊筛53，所述压球机和圆辊筛之间设有带式输送机54。

所述成品烘干储存系统6包括链篦烘干机61、设置在链篦烘干机出口的条筛62、设置在所述条筛出口的成品仓63。

所述返料系统7包括设置在圆辊筛和条筛下方的刮板传输机71。

对于上述原料收集系统，工作时，采用气力将除尘灰送至除尘灰料仓；将氧化铁皮通过自卸车运输至地下氧化铁皮受料斗，经振动振动钢箅板过滤大块物料及杂物并使下料更加顺畅，然后通过大倾角传输机提升至仓顶，将氧化铁皮送至氧化铁皮配料仓；通过悬臂吊车将焦粉提升至焦粉料仓仓顶，然后经破包器卸下焦粉落入焦粉料仓；将粘结剂送入粘结剂料仓，然后称料后送入粘结剂缓冲仓。这里氧化铁皮作为冷压球团的骨料，焦粉作为冷压球团的还原剂。

对于上述配料系统，工作时，通过定量给料机称取氧化铁皮，通过称量给料机称取除尘灰和焦粉，将称取后的氧化铁皮、除尘灰和焦粉送至原料刮板机；通过原料刮板机将原料送入双轴混合加湿机中加水充分混合，然后送入消解仓。

对应上述除尘灰水化消解系统，工作时，在消解仓中将氧化铁皮、除尘灰、焦粉与水消解处理，消解时间为一般为12小时。炼钢干法除尘灰中里面含有约10％～30％的CaO以及10％左右的MgO，CaO和MgO极不安定，遇水后会发生如下水化消解反应：

CaO+H2O→Ca(OH)2  体积膨胀97.8％；

MgO+H2O→Mg(OH)2  体积膨胀148％；

在上述反应过程中会产生大量的热，反应后体积会发生膨胀。因此在除尘灰压球前必须对除尘灰进行水化消解处理，否则压出来的球团矿遇水后会膨胀爆裂，达不到使用强度。

本除尘灰水化消解系统共设置六个消解仓，消解仓为钢结构仓，仓内敷设尼龙衬板，消解仓出料口设筒仓卸料装置，消解仓腰侧设料仓疏通机，可彻底杜绝消解仓内物料堵料情况的发生。此外，消解仓设称重式料位计，可精确计量进入下一个系统的物料重量。

对于上述原料混合系统，工作时，将消解后的物料与粘结剂一起送入混合料缓冲仓，然后进入强力混合机中充分混合。若粘结剂为固体粘结剂(如膨润土)，则在粘结剂料仓下设置称量装置，称重后将干粉粘结剂均匀地投入混合料缓冲仓；若粘结剂为液体粘结剂(如水玻璃)，则采用计量泵将粘结剂泵至混合料缓冲仓。此外根据项目实际情况考虑是否设置粉状粘结剂的液态化反应釜。

对于上述压球系统，工作时，将充分混合后的物料送入压球缓冲仓，然后定量给入压密机进行预压，预压后进入压球机高压压球成型；然后将成型的冷压金属湿球团通过带式输送机送至圆辊筛进行筛分。

对于上述成品烘干储存系统，工作时，将圆辊筛筛上的冷压金属湿球团送至链篦烘干机烘干处理，链篦烘干机内的温度为100℃～250℃，烘干后的球团矿含水率≤1％；然后将烘干后的球团经条筛筛分后送入成品仓。链篦烘干机的热源可就近采用炼钢厂内的废烟气，也可用热风炉提供热源。成品仓下设卸料闸门，由自卸汽车将成品运至高炉或转炉车间。

对于上述返料系统，工作时，将经过圆辊筛和条筛筛下的小颗粒粉料通过刮板传输机送入压球缓冲仓，再次参与配料、压球，循环利用。

另外，针对图1所示系统，本实施例还提供了一种除尘灰冷压金属球团生产方法，如图3所示，包括下述步骤：

S301、原料收集步骤，收集除尘灰、氧化铁皮、焦粉和粘结剂；

S302、配料步骤，将收集到的氧化铁皮、除尘灰和焦粉经称量配比；

S303、除尘灰水化消解步骤，将经称量后氧化铁皮、除尘灰、焦粉与水混合进行消解处理；

S304、原料混合步骤，将消解后的物料与粘结剂一起充分混合；

S305、压球步骤，将经混合后的原料依次压密、压球并筛分得到冷压金属湿球团矿；

S306、成品烘干储存步骤，将粒度合格的冷压金属湿球团矿筛分烘干后送入成品仓；

S307、返料步骤，将压球成型后的冷压金属湿球团矿以及烘干后的球团成品矿经筛分后筛下的小颗粒粉料返回至压球系统的返料系统。

具体实现时，上述步骤S301具体包括：

采用气力将除尘灰送至除尘灰料仓；

将氧化铁皮通过自卸车运输至地下氧化铁皮受料斗，经振动振动钢箅板过滤大块物料及杂物，然后通过大倾角传输机将氧化铁皮送至氧化铁皮配料仓；

通过悬臂吊车将焦粉提升至焦粉料仓仓顶，然后经破包器卸下焦粉落入焦粉料仓；

将粘结剂送入粘结剂料仓，然后称料后送入粘结剂缓冲仓。

上述步骤S302具体包括：

通过定量给料机称取氧化铁皮，通过称量给料机称取除尘灰和焦粉，将称取后的氧化铁皮、除尘灰和焦粉送至原料刮板机；

通过原料刮板机将原料送入双轴混合加湿机中加水充分混合，然后送入消解仓。

上述步骤S303具体包括：

在消解仓中将氧化铁皮、除尘灰、焦粉与水消解处理。

上述步骤S304具体包括：

将消解后的物料与粘结剂一起送入混合料缓冲仓，然后进入强力混合机中充分混合。

上述步骤S305具体包括：

将充分混合后的物料送入压球缓冲仓，然后定量给入压密机进行预压，预压后进入压球机高压压球成型；

将成型的冷压金属湿球团通过带式输送机送至圆辊筛进行筛分。

上述步骤S306具体包括：

将圆辊筛筛上的冷压金属湿球团送至链篦烘干机烘干处理，链篦烘干机内的温度为100℃～250℃，烘干后的球团矿含水率≤1％；

将烘干后的球团经条筛筛分后送入成品仓。

上述步骤S307具体包括：

将经过圆辊筛和条筛筛下的小颗粒粉料通过刮板传输机送入压球缓冲仓。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种除尘灰冷压金属球团生产系统，其特征在于，所述除尘灰冷压金属球团生产系统包括：

用于收集除尘灰、氧化铁皮、焦粉和粘结剂的原料收集系统；

用于将收集到的氧化铁皮、除尘灰和焦粉经称量配比的配料系统；

用于将经称量后氧化铁皮、除尘灰、焦粉与水混合进行消解处理的除尘灰水化消解系统；

用于将消解后的物料与粘结剂一起充分混合的原料混合系统；

用于将经混合后的原料依次压密、压球并筛分得到冷压金属湿球团矿的压球系统；

用于将粒度合格的冷压金属湿球团矿筛分烘干后送入成品缓冲仓的成品烘干储存系统；

用于将压球成型后的冷压金属湿球团矿以及烘干后的球团成品矿经筛分后筛下的小颗粒粉料返回至压球系统的返料系统。

2.如权利要求1所述除尘灰冷压金属球团生产系统，其特征在于，所述原料收集系统包括除尘灰料仓、氧化铁皮受料斗、氧化铁皮配料仓、焦粉料仓和粘结剂料仓，所述除尘灰料仓上方设置粉尘接收装置和仓顶出尘装置，所述氧化铁皮受料斗的出口和氧化铁皮配料仓的仓顶间还设置大倾角传输机，所述氧化铁皮受料斗上方设置振动钢箅板，氧化铁皮受料斗出口处设置细筛，所述粘结剂料仓出口设置粘结剂缓冲仓。

3.如权利要求2所述除尘灰冷压金属球团生产系统，其特征在于，所述配料系统包括设置在氧化铁皮配料仓出口的定量给料机、设置在除尘灰料仓、焦粉料仓出口的称量给料机，所述定量给料机和称量给料机的出口处设置原料刮板机，所述原料刮板机出口设置双轴混合加湿机。

4.如权利要求3所述除尘灰冷压金属球团生产系统，其特征在于，所述除尘灰水化消解系统包括消解仓，所述消解仓内敷设尼龙衬板，消解仓出料口设筒仓卸料装置，消解仓腰侧设料仓疏通机，所述消解仓内还设置有消解仓设称重式料位计。

5.如权利要求4所述除尘灰冷压金属球团生产系统，其特征在于，所述原料混合系统包括混合料缓冲仓、强力混合机。

6.如权利要求5所述除尘灰冷压金属球团生产系统，其特征在于，所述压球系统包括压球缓冲仓、用于将经强力混合机混合后的原料预压的压密机、将预压后的原料高压压球成型的压球机，还包括圆辊筛，所述压球机和圆辊筛之间设有带式输送机。

7.如权利要求6所述除尘灰冷压金属球团生产系统，其特征在于，所述成品烘干储存系统包括链篦烘干机、设置在链篦烘干机出口的条筛、设置在所述条筛出口的成品仓。

8.如权利要求7所述除尘灰冷压金属球团生产系统，其特征在于，所述返料系统包括设置在圆辊筛和条筛下方的刮板传输机。

9.一种除尘灰冷压金属球团生产方法，其特征在于，所述方法包括：

原料收集步骤，收集除尘灰、氧化铁皮、焦粉和粘结剂；

配料步骤，将收集到的氧化铁皮、除尘灰和焦粉经称量配比；

除尘灰水化消解步骤，将经称量后氧化铁皮、除尘灰、焦粉与水混合进行消解处理；

原料混合步骤，将消解后的物料与粘结剂一起充分混合；

压球步骤，将经混合后的原料依次压密、压球并筛分得到冷压金属湿球团矿；

成品烘干储存步骤，将粒度合格的冷压金属湿球团矿筛分烘干后送入成品仓；

返料步骤，将压球成型后的冷压金属湿球团矿以及烘干后的球团成品矿经筛分后筛下的小颗粒粉料返回至压球系统的返料系统。

10.如权利要求9所述除尘灰冷压金属球团生产方法，其特征在于：

所述原料收集步骤具体包括：

采用气力将除尘灰送至除尘灰料仓；

将氧化铁皮通过自卸车运输至地下氧化铁皮受料斗，经振动振动钢箅板过滤大块物料及杂物，然后通过大倾角传输机将氧化铁皮送至氧化铁皮配料仓；

通过悬臂吊车将焦粉提升至焦粉料仓仓顶，然后经破包器卸下焦粉落入焦粉料仓；

将粘结剂送入粘结剂料仓，然后称料后送入粘结剂缓冲仓；

所述配料步骤具体包括：

通过定量给料机称取氧化铁皮，通过称量给料机称取除尘灰和焦粉，将称取后的氧化铁皮、除尘灰和焦粉送至原料刮板机；

通过原料刮板机将原料送入双轴混合加湿机中加水充分混合，然后送入消解仓；

所述除尘灰水化消解步骤具体包括：

在消解仓中将氧化铁皮、除尘灰、焦粉与水消解处理；

所述原料混合步骤具体包括：

将消解后的物料与粘结剂一起送入混合料缓冲仓，然后进入强力混合机中充分混合；

所述压球步骤具体包括：

将充分混合后的物料送入压球缓冲仓，然后定量给入压密机进行预压，预压后进入压球机高压压球成型；

将成型的冷压金属湿球团通过带式输送机送至圆辊筛进行筛分；

所述成品烘干储存步骤具体包括：

将圆辊筛筛上的冷压金属湿球团送至链篦烘干机烘干处理，链篦烘干机内的温度为100℃～250℃，烘干后的球团矿含水率≤1％；

将烘干后的球团经条筛筛分后送入成品仓；

所述返料步骤包括：

将经过圆辊筛和条筛筛下的小颗粒粉料通过刮板传输机送入压球缓冲仓。