CN105837064A - 高钛型高炉渣制造膨化颗粒轻质集料的方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高钛型高炉渣制造膨化颗粒轻质集料的方法及设备，涉及一种将高钛型高炉渣处理为轻质集料的技术。高钛型高炉渣制造膨化颗粒轻质集料的方法，先将熔融状态的高钛型高炉渣进行喷水混合，然后将经过喷水混合的高钛型高炉渣进行抛射。喷水使熔渣急冷，熔渣快速形成固体状，熔渣内气体来不及逸出，形成蜂窝状孔洞；同时，水与熔渣起化学作用，产生二氧化碳等新的气体，增加了熔渣内孔洞数量，且喷水形成的水蒸气也可在熔渣内生成气孔；抛射具有冷却和破碎的双重作用，是最终制成品成球状的关键。制得的膨化颗粒轻质集料具有多孔状结构，容重为700～1100kg/m3，粒径在3～20mm之间，符合国家标准对轻质集料的要求，拓展了高钛型高炉渣的用途。
Description
技术领域
本发明涉及一种对高钛型高炉渣的处理技术，具体是一种将高钛型高炉渣制作成膨化颗粒轻质集料的方法及设备。
背景技术
当前，冶金行业内高钛型高炉熔渣的处理方法可分为水冲渣和干渣(旱渣)两种，水冲渣是使用高压水强制冲击高温熔渣，使其迅速冷却、碎化，其制成品粒径在0.1mm～2.0mm之间，不能作为建筑用骨料，仅能够作为水泥厂原料用。干渣是将高温熔渣直接放于地面自然冷却，经过挖掘、破碎、筛选、分级后，其比重大多在1.8～2.5t/m3之间，不符合轻质要求。因此，高钛型高炉渣作为冶金产生的副产品，其使用价值受其制成品的局限，一直以来适用范围十分有限。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种高钛型高炉渣制造膨化颗粒轻质集料的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：高钛型高炉渣制造膨化颗粒轻质集料的方法，包括以下步骤：
A、将熔融状态的高钛型高炉渣进行喷水混合；
B、将经过喷水混合的高钛型高炉渣进行抛射。
高钛型高炉渣在高炉出铁时随着铁水一同排出，此时为熔融状态的液体，即是熔渣，温度在1500℃左右。熔渣的主要成分是氧化钙、二氧化硅、三氧化二铝，以及少量的铁氧化物和二氧化钛，此外还含有大量气体：如一氧化碳、二氧化碳、氢气等。
对熔融状态的高钛型高炉渣进行喷水混合，使熔渣急冷，水的极速冷却作用使熔渣快速形成固体状，熔渣内气体来不及逸出，熔渣内形成蜂窝状孔洞；同时，水与熔渣会起化学作用，产生二氧化碳等新的气体，增加了熔渣内孔洞数量，而且喷水形成的水蒸气也可在熔渣内生成气孔。
将经过喷水混合的高钛型高炉渣进行抛射，经过在空气中的抛射冷却，在一定的粘度及表面张力的作用下，高钛型高炉渣落在地面时已成球状，此时表面温度已经较低，不能粘结成块，所以抛射具有加速冷却和破碎的双重作用。而且，在抛射飞行过程中高钛型高炉渣与空气充分接触，高钛型高炉渣的外表面快速冷却，在甩散的高钛型高炉渣表面生成大量密闭的玻璃体。
具体地，所述B步骤中，通过粒化轮进行抛射。
将熔渣喷水冷却得到的混合物通过粒化轮的叶片快速击打抛出，熔渣在落地前外表已经硬化，内部气体来不及逸出而完成膨化，而且高钛型高炉渣落地后会按比重大小由近及远散落形成成品堆。
本发明还提供一种实现上述方法的设备，高钛型高炉渣制造膨化颗粒轻质集料的设备，包括传送装置、喷水装置和抛射装置，所述喷水装置包括水管和连接于水管上的至少一个喷头，喷头设置于传送装置的物料通道上，传送装置的出口端设置所述抛射装置。
进一步的是，所述传送装置的物料通道内设有冷却结构。例如，所述冷却结构为：物料通道内设置水冷夹层，水冷夹层中设置多回路迷宫式的水道，以保证水冷效果。
具体地，所述传送装置为滑道，所述滑道呈倾斜状，滑道的入口端的高度大于出口端的高度。为了使得滑道的倾斜角度可以调整，更进一步的是，所述滑道安装于滑道支架上，滑道的出口所在一侧铰接于滑道支架上，滑道的入口所在一侧与滑道支架之间设置顶升装置。
进一步的是，所述高钛型高炉渣制造膨化颗粒轻质集料的设备还包括渣罐支架和中间包支架，当渣罐放置于渣罐支架上，中间包放置于中间包支架上时，中间包位于渣罐出口的下方，中间包出口的下方为传送装置的入口端。
进一步的是，所述抛射装置包括相互连接的粒化轮和电机。
本发明的有益效果是：本发明所述方法拓展了高钛型高炉渣的用途，制造得到的膨化颗粒轻质集料具有多孔状结构，多孔状结构具有吸音、隔热、保温等良好的物理力学性能，膨化颗粒轻质集料的容重为700～1100kg/m3，粒径在3～20mm之间，符合国家标准对轻质集料的要求。膨化颗粒轻质集料可用于轻质混凝土、轻质自保温混凝土、灰渣混凝土空心隔墙板、蒸压陶粒混凝土墙板、蒸压轻质加气混凝土板、轻质外墙自保温砖、轻质隔墙板、透水砖、海绵地坪等多种建筑制品中，均显示出良好的轻质、保温、隔热、吸音、低收缩特性，可替代碎石、陶粒等集料；掺有膨化颗粒轻质集料的透水砖及海绵透水地坪显示出良好的透水性和强度，可完全替代碎石等集料。本发明所述方法制造过程不产生渣棉，解决了普通高炉渣膨化产生渣棉的难题。制成品无毒环保，属于国家鼓励的绿色环保产业。
本发明所述高钛型高炉渣制造膨化颗粒轻质集料的设备，布局合理，设备运转高效，能耗低，是能够实现本发明所述方法的规模化生产的优秀方案。
附图说明
图1是本发明高钛型高炉渣制造膨化颗粒轻质集料的实施情景示意图。
图中零部件、部位及编号：
滑道1、喷水装置2、抛射装置3、顶升装置4、中间包支架5、渣罐支架6、中间包7、渣罐8、起吊装置9、成品堆10。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明高钛型高炉渣制造膨化颗粒轻质集料的设备，包括传送装置、喷水装置2和抛射装置3，喷水装置2包括水管和连接于水管上的至少一个喷头，各个喷头设置于传送装置的物料通道上，用于向物料通道进行喷水，最好是设置多个喷头，且喷头分布于整个物料通道上，传送装置的出口端设置所述抛射装置3。喷水装置2还包括调节机构，可自由调节喷水量和喷水范围。
由于传送装置具有传送和配合喷水混合的作用，具体地，传送装置为滑道1，滑道1还是熔渣和水充分混合、反应的地方。滑道1呈倾斜状，滑道1的入口端的高度大于出口端的高度。为了调整滑道1的倾斜角度，滑道1安装于滑道1支架上，滑道1的出口所在一侧铰接于滑道1支架上，滑道1的入口所在一侧与滑道1支架之间设有顶升装置4，例如顶升装置4可为液压千斤顶。
为了保证冷却效果，传送装置的物料通道内设有冷却结构。具体地，滑道1采用双层钢板结构，双层钢板之间为水冷夹层，水冷夹层中设置多回路迷宫式的水道，以保证水冷效果。
传送装置的出口一侧为抛射装置3，即是滑道1的出口一侧为抛射装置3，抛射装置3包括相互连接的粒化轮和电机，粒化轮具有旋转叶片，当高钛型高炉渣落至旋转叶片，随即被机械抛出。
高钛型高炉渣制造膨化颗粒轻质集料的设备还包括渣罐支架6和中间包支架5，当渣罐8放置于渣罐支架6上，中间包7放置于中间包支架5上时，中间包7位于渣罐8出口的下方，中间包7出口的下方为传送装置的入口端。中间包7的作用是缓冲，并且使熔渣散开以便更好地与水流混合。
通过上述设备，用高钛型高炉渣制造膨化颗粒轻质集料的过程为：熔渣渣罐由转运车托运至生产现场，用起吊装置9将渣罐8起吊，并放置在渣罐支架6上，放渣后，熔渣流入中间包7，中间包7的液面达到设定高度后溢流，熔渣流入滑道1，喷水装置2对熔渣喷水急速冷却，滑道1入口端的3～5排喷嘴在熔渣流入滑道1前开启，再根据熔渣遇水后的性态调节其余喷嘴的流量；熔渣经水冷后落入抛射装置3，抛射装置3的粒化轮需提前开启，并将水冷后的熔渣迅速击碎、抛离。高钛型高炉渣落地后会按照重量大小由近及远散落在地面，形成成品堆10。生产完毕后，按照距抛射装置3的远近，用装载机将地面已经膨化粒化好的颗粒集料按照膨砂、膨珠、粗粒分级收集、入库。
根据上述方法制得的膨化颗粒轻质集料容重为700～1100kg/m3，符合国家标准对轻质集料的要求。膨化颗粒轻质集料用作隔墙板原料，制得的隔墙板的比重下降，每平方米隔墙板的质量由原来的120kg降低至90kg以内，且隔墙板的干缩率由原来的0.6mm/m降低至0.37mm/m，解决了业内隔墙板普遍易开裂的难题。此外，由于高钛型高炉渣制得的膨化颗粒轻质集料的多孔疏松结构，建筑外墙用自保温砖原料加入膨化颗粒轻质集料后，自保温砖的传热系数从0.8～1.16W/m2·K降低到0.45～0.6W/m2·K，大大提高了自保温性能。
Claims (9)
1.高钛型高炉渣制造膨化颗粒轻质集料的方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、将熔融状态的高钛型高炉渣进行喷水混合；
B、将经过喷水混合的高钛型高炉渣进行抛射。
2.如权利要求1所述的高钛型高炉渣制造膨化颗粒轻质集料的方法，其特征在于：所述B步骤中，通过粒化轮进行抛射。
3.高钛型高炉渣制造膨化颗粒轻质集料的设备，其特征在于：包括传送装置、喷水装置(2)和抛射装置(3)，所述喷水装置(2)包括水管和连接于水管上的至少一个喷头，喷头设置于传送装置的物料通道上，传送装置的出口端设置所述抛射装置(3)。
4.如权利要求3所述的高钛型高炉渣制造膨化颗粒轻质集料的设备，其特征在于：所述传送装置的物料通道内设有冷却结构。
5.如权利要求4所述的高钛型高炉渣制造膨化颗粒轻质集料的设备，其特征在于：所述冷却结构为：物料通道内设置水冷夹层，水冷夹层中设置多回路迷宫式的水道。
6.如权利要求3所述的高钛型高炉渣制造膨化颗粒轻质集料的设备，其特征在于：所述传送装置为滑道(1)，所述滑道(1)呈倾斜状，滑道(1)的入口端的高度大于出口端的高度。
7.如权利要求6所述的高钛型高炉渣制造膨化颗粒轻质集料的设备，其特征在于：所述滑道(1)安装于滑道支架上，滑道(1)的出口所在一侧铰接于滑道支架上，滑道(1)的入口所在一侧与滑道支架之间设置顶升装置(4)。
8.如权利要求3所述的高钛型高炉渣制造膨化颗粒轻质集料的设备，其特征在于：所述高钛型高炉渣制造膨化颗粒轻质集料的设备还包括渣罐支架(6)和中间包支架(5)，当渣罐(8)放置于渣罐支架(6)上，中间包(7)放置于中间包支架(5)上时，中间包(7)位于渣罐(8)出口的下方，中间包(7)出口的下方为传送装置的入口端。
9.如权利要求3所述的高钛型高炉渣制造膨化颗粒轻质集料的设备，其特征在于：所述抛射装置(3)包括相互连接的粒化轮和电机。
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