CN106986562B - 膨化渣陶粒生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种膨化渣陶粒生产方法，在钢铁冶炼废料利用技术领域，提供一种能够分离出高钛型高炉渣，并利用高钛型高炉渣制成膨化渣陶粒的生产方法。该生产方法包括依次进行的如下步骤：A、钒钛磁铁矿冶炼后的含铁渣的铁水进入分离装置中分离出高钛型高炉渣；B、高钛型高炉渣进入冷却装置中，冷却装置对高钛型高炉渣进行喷水急冷；C、高钛型高炉渣进入抛射装置中，抛射装置将仍处于急冷过程之中的高钛型高炉渣迅速击碎并沿不同的抛物线弹出；D、高钛型高炉渣进入具有冷却水的集渣槽，高钛型高炉渣与冷却水混合生成带水的膨化渣；E、带水的膨化渣进入干渣坑，去除水分得到膨化渣；F、膨化渣进入破碎筛分装置，膨化渣经破碎和筛分，得到膨化渣陶粒。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶炼废料利用技术领域，尤其涉及一种分离高钛型高炉渣并生产膨化渣陶粒的生产方法。
背景技术
通常的高炉渣处理工艺有急冷工艺、慢冷工艺和半急冷工艺。急冷工艺采用水淬方式，包括炉前水冲渣法、池式法、大沉淀池法等，其中炉前水冲渣法从高炉内出来温度约1400～1550℃的热熔渣用高压水急冷，直接散落于流渣沟内，再流入水池为目前最普遍应用的方法，投资少、成本低。在急冷处理过程中，熔融的高炉渣中的绝大部分物质来不及形成稳定的化合物晶体，而以玻璃体形式将来不及释放的热能转化为化学能储存起来，从而具有潜在的化学活性。慢冷工艺包括热泼法、堤式法、机械浇注法、戈特曼法等。半急冷工艺是将热熔渣经机械与水共同作用而急冷形成的一层坚硬多孔的矿渣，其冷却强度介于急冷和慢冷工艺之间，得到的矿渣比重小。
普通高炉渣根据不同的处理工艺，其综合利用主要为以下用途：矿渣水泥矿渣硅酸盐水泥、石膏矿渣水泥、无熟料矿渣水泥等，矿渣砖和湿碾矿渣混凝土制品，矿渣碎石，矿渣轻骨料，矿渣微晶玻璃，矿渣铸石，矿渣棉和连续纤维，农业肥料等。普通铁矿通过烧结或球团等造块方法进行高炉冶炼所产生的高炉渣，目前已基本上全部得到利用，欧美等主要用于修建高速公路，我国主要用于生产水泥和混凝土制品。
我国西南攀西地区蕴藏着极其丰富的钒钛磁铁矿，探明的储量超过100亿吨、保有储量约34亿吨，是国内仅次于鞍钢地区的重要铁矿资源。更为重要的是该矿是世界闻名的复合共生矿，Fe储量占我国的20％，TiO2储量占我国的90％以上，V2O5储量占我国的80％以上。
目前国内只有攀钢集团、川威集团的成渝钒钛科技有限公司、河北钢铁集团的承德新新钒钛股份有限公司等三大钒钛基地在使用钒钛磁铁矿冶炼，提钒炼铁后形成TiO2含量达15％～25％的高钛型高炉渣。
长期以来，高钛型高炉渣的处理及应用方法为水冲渣和干渣两种形式。通常情况下，水冲渣是使用高压水强制冲击熔融状态的高炉渣，使其迅速冷却、碎化，其制成品粒径在0.1～2.0mm之间，不能作为建筑用骨料，仅能够作为水泥的掺混料使用。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、分级等处理，可部分用于建筑材料，但由于其工序繁多成本较高，且其比重大多在1.8～2.5kg/cm3之间，不符合轻质要求。因此，高钛型高炉渣作为高炉冶炼的固体废物，其使用价值受其后续制品的局限，一直以来应用范围十分有限。
重庆大学在二十世纪70～80年代深入开展了高钛型高炉渣用作水泥混合材的技术研究，发现在水泥中只能添加8％～10％的高炉渣，且不能生产高标号的水泥。长期以来，国内外对高钛型高炉渣的综合利用进行了大量的研究，但一直没有找到一个技术和经济上均可行的大规模有效利用的方法。
目前，四川省星船城水泥股份有限公司利用成渝钒钛科技有限公司的含水约25％的高钛型高炉渣，经过磁选分离铁组分、烘干到水分6％以下后作为生产水泥的掺混料使用，消耗量不到高炉渣总量的10％。
无论川威集团、攀钢集团还是河北钢铁集团，高钛型高炉渣未能大规模利用，导致炉渣大量堆积，堆渣场占用大量土地，既污染环境又造成巨大经济损失。因此，对高钛型高炉渣进行综合利用的研究具有十分重要的科学价值和工程应用前景。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种能够从钒钛磁铁矿冶炼后的含铁渣的铁水中分离出高钛型高炉渣，并利用高钛型高炉渣制成膨化渣陶粒的生产方法。
为解决上述问题采用的技术方案是：膨化渣陶粒生产方法包括依次进行的如下步骤：
A、钒钛磁铁矿冶炼后的含铁渣的铁水进入分离装置中分离出高钛型高炉渣，高钛型高炉渣作为膨化渣陶粒的生产原料；
B、高钛型高炉渣进入冷却装置中，冷却装置对高钛型高炉渣进行喷水急冷；
C、高钛型高炉渣进入抛射装置中，抛射装置将仍处于急冷过程之中的高钛型高炉渣迅速击碎并沿不同的抛物线弹出，高钛型高炉渣弹出过程中发生相互碰撞，在抛射和碰撞过程中高炉渣被自然风冷却，喷水急冷、机械抛射、风冷使高钛型高炉渣初步膨化；
D、高钛型高炉渣进入具有冷却水的集渣槽，高钛型高炉渣在冷却水中爆裂并深度膨化，生成带水的膨化渣；
E、带水的膨化渣进入干渣坑，去除水分得到膨化渣；
F、膨化渣进入破碎筛分装置，经破碎和筛分得到粒径为4.75～20mm的膨化渣颗粒，该膨化渣颗粒就是膨化渣陶粒。
进一步的是：步骤A中所述的分离装置包括铁水沟、铁渣沟和炉渣沟，铁渣沟由铁水沟开口处引出，炉渣沟由铁渣沟开口处引出；铁水沟内在铁水沟与铁渣沟相交处的下游设置有第一挡渣板，第一挡渣板竖直设置于铁水沟顶部；铁渣沟的入口处设置有第一挡铁板，挡铁板竖直设置于铁渣沟底部；铁渣沟内在铁渣沟与炉渣沟相交处的下游设置有第二挡渣板，第二挡渣板竖直设置于铁渣沟顶部；炉渣沟的入口处设置有第二挡铁板，挡铁板竖直设置于炉渣沟底部；
钒钛磁铁矿冶炼后的含铁渣的铁水进入铁水沟，铁渣浮于上方，铁渣经第一挡渣板阻挡而从挡铁板上方进入铁渣沟，第一挡铁板阻挡位于下方的铁水进入铁渣沟；铁渣沟内含铁较少的铁渣经第二挡渣板阻挡后由炉渣沟引出，从而使含铁较少的铁渣分离出来，含铁较少的铁渣为高钛型高炉渣；铁渣沟内含铁较多的铁渣经第二挡铁板阻挡后，作为高炉的水冲渣由铁渣沟引出。
进一步的是：步骤B中所述的冷却装置包括中间包、中间包驱动装置和具有高压喷嘴的喷水装置，中间包的底面的一端较高，另一端较低；中间包(2-4) 上在底面较高的一端设置有高炉渣入口在底面较低的一端设置有高炉渣出口；中间包驱动装置能够驱动中间包往复运动；高压喷嘴位于中间包正上方；高压喷嘴的出水口的形状为扁平形，高压喷嘴的出水量、出水压力和出水角度均可调；
高钛型高炉渣由高炉渣入口进入中间包，并在中间包内流动，最终从高炉渣出口流出；高压喷嘴喷水对高钛型高炉渣进行急冷，中间包驱动装置能够驱动中间包往复运动使得渣流平缓、均匀。
进一步的是：步骤C中所述的抛射装置包括依次连接的电机、减速机和带有叶片的粒化轮；
叶片将仍处于急冷过程之中的高钛型高炉渣迅速击碎并沿不同的抛物线弹出，高钛型高炉渣弹出过程中发生相互碰撞，在抛射和碰撞过程中高炉渣被自然风冷却。
进一步的是：步骤D所述的集渣槽包括集渣槽主体，集渣槽主体上设置有带人工调节排渣阀的排渣口，集渣槽主体内部设置有能够将高钛型高炉渣刮向渣口的刮渣板。
进一步的是：步骤E所述的干渣坑包括坑体，坑体内设置有膨化渣放置台和水坑；
带水的膨化渣放置在膨化渣放置台上，水分自然流入水坑并用潜水泵抽出送到厂区污水处理系统集中处理。
本发明的有益效果是：能够将高钛型高炉渣分离出来，并制成膨化渣陶粒，该膨化渣陶粒为多孔状结构，具有吸音、隔热、保温等良好的物理和热力学性能，强度高，可以代替建筑用碎石、卵石以及黏土页岩陶粒等用于进一步加工生产空心隔墙板、空心砌块、透水路面砖、轻质混凝土、PC构件等各类水泥、混凝土制品等新型建材。
附图说明
图1是分离装置的结构示意图；
图2是冷却装置的结构示意图；
图3是抛射装置的结构示意图；
图4是集渣槽的结构示意图；
图5是干渣坑的结构示意图；
图6是膨化渣陶粒生产方法的工艺流程图。
图中标记为：铁水沟1-1、第一挡渣板1-2、第一挡铁板1-3、铁渣沟1-4，第二挡渣板1-5、第二 挡铁板1-6、炉渣沟1-7、喷水装置2-1、高压喷嘴2-2、高炉渣入口2-3、中间包2-4、中间包驱动装置2-5、高炉渣出口2-6、电机3-1、减速机3-2、粒化轮3-3、叶片3-4、集渣槽主体4-1、刮渣板4-2、排渣口4-3、坑体5-1、膨化渣放置台5-2、水坑5-3。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
本发明的目的是这样实现的：对高钛型高炉渣进行除铁分流处理，然后用高压冷却水对高炉渣进行喷淋急冷。随后利用粒化轮对正在急冷的高炉渣进行机械抛射，使处于急冷过程之中的高炉渣沿不同的抛物线弹出并相互碰撞，在抛射过程中的风冷、低温水急冷及机械外力的共同作用下，使高炉渣发生物理、化学和热力学的变化。随后落入集渣槽，继续在冷水中爆裂膨化，最后形成膨化渣。将带水的膨化渣自集渣槽排出到干渣坑，堆放自然干燥后，将干渣用悬臂筛网振动筛进行筛分，粒径在4.75～20mm的部分即为膨化渣陶粒。
具体包括如下步骤：A、钒钛磁铁矿冶炼后的含铁渣的铁水进入分离装置中分离出高钛型高炉渣，高钛型高炉渣作为膨化渣陶粒的生产原料；B、高钛型高炉渣进入冷却装置中，冷却装置对高钛型高炉渣进行喷水急冷；C、高钛型高炉渣进入抛射装置中，抛射装置将仍处于急冷过程之中的高钛型高炉渣迅速击碎并沿不同的抛物线弹出，高钛型高炉渣弹出过程中发生相互碰撞，在抛射和碰撞过程中高炉渣被自然风冷却；D、高钛型高炉渣进入具有冷却水的集渣槽，高钛型高炉渣与冷却水混合生成带水的膨化渣；E、带水的膨化渣进入干渣坑，去除水分得到膨化渣；F、膨化渣进入破碎筛分装置，膨化渣经破碎和筛分得到粒径为4.75～20mm的膨化渣颗粒，该膨化渣颗粒就是膨化渣陶粒。
步骤A中所述的分离装置可以如图1所示：步骤A中所述的分离装置包括铁水沟1-1、铁渣沟1-4和炉渣沟1-7，铁渣沟1-4由铁水沟1-1开口处引出，炉渣沟1-7由铁渣沟1-4开口处引出；铁水沟1-1内在铁水沟1-1与铁渣沟1-4 相交处的下游设置有第一挡渣板1-2，第一挡渣板1-2竖直设置于铁水沟1-1顶部；铁渣沟1-4的入口处设置有第一挡铁板1-3，第一挡铁板1-3竖直设置于铁渣沟1-4底部；铁渣沟1-4内在铁渣沟1-4与炉渣沟1-7相交处的下游设置有第二挡渣板1-5，第二挡渣板1-5竖直设置于铁渣沟1-4顶部；炉渣沟1-7的入口处设置有第二挡铁板1-6，第二挡铁板1-6竖直设置于炉渣沟1-7底部。钒钛磁铁矿冶炼后的含铁渣的铁水进入铁水沟1-1，铁渣浮于上方，铁渣经第一挡渣板1-2阻挡而从第一挡铁板1-3上方进入铁渣沟1-4，第一挡铁板1-3阻挡位于下方的铁水进入铁渣沟1-4；在铁渣沟1-4内，含铁较少的铁渣经第二挡渣板 1-5阻挡后由炉渣沟1-7引出，而第二挡铁板1-6挡住铁渣中的大部分铁。含铁量多的铁渣从铁渣沟作为水冲渣排出，含铁较少的铁渣作为高钛型高炉渣从炉渣沟排出。
铁水沟1-1、铁渣沟1-4和炉渣沟1-7均由耐高温的浇注料浇筑而成，具体尺寸推荐如下：铁水沟1-1、铁渣沟1-4和炉渣沟1-7深约600mm。在距离铁渣沟1-4约300mm处设置第一挡渣板1-2，在距离铁水沟1-1约200mm处设置第一挡铁板1-3；在距离炉渣沟1-4约300mm处设置第二挡渣板1-5，在距离铁渣沟 1-4约200mm处设置第二挡铁板1-6。两个挡渣板高200mm，两个挡铁板高400mm 的。
步骤A中，自炼铁高炉出铁口出来的铁水温度是1400-1550℃，经过分离装置分理出的高钛型高炉渣温度在1200-1500℃。高钛型高炉渣主要成分是钙、钛、铝、镁等氧化物和SiO2及少量的铁氧化物等，此外还含有一定量的气体如CO、 CO2、H2S、氢和氧等，在后续的处理过程中大部分逸出排放到空气中。
步骤B中所述的冷却装置可以如图2所示：包括中间包2-4、中间包驱动装置2-5和具有高压喷嘴2-2的喷水装置2-1，中间包2-4的底面的一端较高，另一端较低；中间包2-4上在底面较高的一端设置有高炉渣入口2-3，在底面较低的一端设置有高炉渣出口2-6；中间包驱动装置2-5能够驱动中间包2-4往复运动；高压喷嘴2-2位于中间包2-4正上方；高压喷嘴2-2的出水口的形状为扁平形，高压喷嘴的出水量、出水压力和出水角度均可调。约1200-1500℃的高钛型高炉渣由高炉渣入口进入中间包2-4，并在中间包2-4内流动，最终从高炉渣出口2-6流出；高压喷嘴2-2喷水对高钛型高炉渣进行急冷，中间包驱动装置 2-5能够驱动中间包2-4往复运动使得渣流平缓、均匀。
中间包2-4尺寸推荐如下：长2m、宽1.5m，底面与水平面呈30°。喷水装置2-1可以包括两排水管，每排水管上连接6个高压喷嘴2-2。
步骤C中所述的抛射装置可以如图3所示：包括依次连接的电机3-1、减速机3-2和带有叶片3-4的粒化轮3-3。高钛型高炉渣首先被粒化轮3-3进行抛射，使处于急冷过程之中的高钛型高炉渣被迅速击碎并沿不同的抛物线弹出，弹射过程中又发生相互碰撞，在抛射和碰撞过程中高炉渣又被自然风冷却。机械抛射和相互碰撞，使高炉渣形成不规则的球状颗粒；同时，风冷作用加上颗粒的热力学反应，高炉渣内气体来不及被释放，在一定的粘度及表面张力的作用下, 使高炉渣内部形成大小不一、蜂窝状的孔洞，部分封闭孔洞还包裹住了空气或 CO、CO2、H2S、SO2、氢和氧等其他气体。粒化轮3-3直径推荐是1.4m,转速推荐是330rpm,粒化轮3-3外轮缘线速度推荐约24m/s。粒化轮叶片上可以横向加挡板，根据高炉渣飞行距离、粒径大小，可变频调节转速，粒化轮叶片使高炉渣的抛物线方向发生变化，增加高炉渣碰撞的几率和力度，同时借助自然风的冷却作用，达到良好的膨化效果。
步骤D所述的集渣槽可以如图4所示：包括集渣槽主体4-1，集渣槽主体 4-1上设置有带人工调节排渣阀的排渣口4-3，集渣槽主体4-1内部设置有能够将高钛型高炉渣刮向排渣口4-3的刮渣板4-2。集渣槽更具体可以为一个由铸铁浇铸而成的4000×2000×500mm的平板槽。集渣槽内高钛型高炉渣和水进一步充分接触并发生物理、化学和热力学等反应的通道。此时的高钛型高炉渣仍具有600-800℃，在集渣槽中与冷却水混合，发生爆裂并进一步深度膨化，最后形成带水的膨化渣。经过深度膨化的高炉渣形成粒径均匀、内部有大量蜂窝状微孔的膨化渣陶粒，具有特殊的物理、化学、热力学等方面的性能。
步骤E所述的干渣坑可以如图5所示：包括坑体5-1，坑体5-1内设置有膨化渣放置台5-2和水坑5-3；带水的膨化渣放置在膨化渣放置台5-2上，水分自然流入水坑5-3并用潜水泵抽出送到厂区污水处理系统集中处理。干渣坑内带水的膨化渣堆放1-2天后，经自然干燥，变成含水约8％的干渣。
最后，将干渣转运到干渣场。用破碎机系统将粒径大于20mm的大块干渣进一步破碎。用悬臂筛网振动筛系统对干渣进行筛分，粒径4.75～20mm的部分膨化渣即为本发明所指的膨化渣陶粒。
申请人经过大批次的试验研究，得到了本发明所指膨化渣陶粒的最优生产工艺流程和控制参数，形成了本发明所指的膨化渣陶粒的生产方法。
经过检验检测和分析研究，本发明的膨化渣陶粒具有以下物性：
⑴、颗粒级配，见表1。
表1膨化渣陶粒的颗粒级配
| 筛孔尺寸，mm | 分计筛余，％ | 累计筛余，％ |
| 37.5 | —— | —— |
| 31.5 | —— | —— |
| 26.5 | —— | —— |
| 19.0 | 0.1—0.8 | 0.1—0.8 |
| 16.0 | 0.5—1.4 | 0.6—2.2 |
| 9.50 | 42.6—51.9 | 43.2—54.1 |
| 4.75 | 46.3—49.8 | 100 |
| 筛底 | —— | —— |
注：参照标准，GB/T 17431.2-2010《轻集料及其试验方法第2部分：轻集料试验方法》。
⑵、堆积密度为705-1050kg/m3。
⑶、平均粒径系数为2.3-2.8。
⑷、筒压强度为3.4-3.8MPa。
⑸、1h吸水率为6.5％-8.3％。
⑹、含泥量为1.8％-3.5％。
⑺、泥块含量为0.1％-0.5％。
⑻、沸煮质量损失为2.2％-2.8％。
本发明的生产方法就是通过人为控制高炉熔渣流量、流速，通过冷却水喷淋、机械抛射等作用，使得熔渣快速急冷，使熔渣内气体来不及被释放并在一定的粘度及表面张力的作用下，形成外表是玻璃质的内部有微孔的膨化渣陶粒。
高压冷却水对膨化渣陶粒的形成起着两个作用:
⑴、水能加速高炉渣的冷却，使其能很快形成固体状，从而减少更多的气体从渣内逸出；
⑵、水与高炉渣的硫化物起着化学作用。H2S在高温情况下生成SO2气体。H2S、SO2与水蒸汽在熔渣内也能生成气孔。
机械抛射对高炉渣的膨化也起着两个作用:
⑴、把高炉渣甩在空中加快冷却，高炉渣表面冷却最快，能在甩散的高炉渣表面生成大量密闭的玻璃体；
⑵、高炉渣经冷却和相互碰撞，落在集渣槽时已成珠状，温度较低，互相不能粘结成块，因此，机械抛射实际上也起了一个对熔渣破碎的作用。
基于原料高钛型高炉渣的特性，以及本发明的特殊技术方法和工艺流程，本发明的膨化渣陶粒，不会产生普通高炉渣存在的玻璃丝、石棉等有害有毒物质，其膨化后的颗粒多孔状结构具有吸音、隔热、保温等良好的物理和热力学性能，强度高，可以代替建筑用碎石、卵石以及黏土页岩陶粒等用于进一步加工生产空心隔墙板、空心砌块、透水路面砖、轻质混凝土、PC构件等各类水泥、混凝土制品等新型建材。
实施例1
本实施例提供的利用高钛型高炉渣生产膨化渣陶粒的方法，包括以下步骤：
1、自高炉出铁口出来的1485℃铁水，经过铁水沟1-1流入到铁水罐，送去提钒炼钢工序。浮在铁水上面的铁渣被分离。
2、1453℃的铁渣经过除铁处理。含铁量多的铁渣作为水冲渣引出，作为水泥掺混料使用。
3、开动中间包驱动装置2-5，将中间包2-4送至炉渣沟1-6的熔渣嘴下方，然后开始放渣操作。含铁量很少、1388℃的高钛型高炉渣从炉渣沟1-6过来，流过中间包2-4，被两排喷嘴2-2轮流喷出的8℃高压冷却水强烈冲击和急冷。在高炉渣进入中间包2-4十分钟之前先启动上下各三个喷嘴2-2。中间包2-4液面达到指定高度后，急冷并初步膨化的高炉渣会溢流至进入抛射装置中。
4、在高炉渣流入抛射装置之前，提前十分钟先后启动抛射装置的喷淋设施和电机3-1。高炉渣流入粒化轮3-3后，根据高炉渣流量调节减速机3-2，利用叶片3-4转动产生的冲击力，将急冷后高炉渣迅速击碎、向空中抛射并相互碰撞。在抛射和相互碰撞过程中，又实现自然风冷。
5、经过抛射装置处理的高炉渣温度为756℃，从粒化轮下部的溜槽流入集渣槽。高炉渣在集渣槽中与8℃冷却水混合，发生爆裂并进一步深度膨化，最后形成带水的膨化渣。
6、高炉渣在集渣槽中爆裂二十分钟后自排渣口4-3排出，由装载机收集并转移到干渣坑。
7、将自然干燥到含水约8％的膨化渣转运到干渣场堆放。用装载机将在干渣场堆放一天后膨化渣转入破碎机系统的料斗。经过破碎机破碎后的膨化渣粒径均小于20mm。
8、启动皮带运输机将破碎的膨化渣输送到悬臂筛网振动筛系统的料斗。经过悬臂筛网振动筛对膨化渣进行筛分，得到粒径在4.75～20.00mm的膨化渣陶粒产品。
经过检验检测和分析研究，本发明实施例的膨化渣陶粒产品具有以下物性：
⑴、颗粒级配，见表2。
表2实施例1膨化渣陶粒的颗粒级配
| 筛孔尺寸，mm | 分计筛余，％ | 累计筛余，％ |
| 37.5 | —— | —— |
| 31.5 | —— | —— |
| 26.5 | —— | —— |
| 19.0 | 0.4 | 0.4 |
| 16.0 | 0.9 | 1.3 |
| 9.50 | 50.9 | 52.2 |
| 4.75 | 47.8 | 100 |
| 筛底 | —— | —— |
注：参照标准，GB/T 17431.2-2010《轻集料及其试验方法第2部分：轻集料试验方法》。
⑵、堆积密度为756kg/m3。
⑶、平均粒径系数为2.5。
⑷、筒压强度为3.6MPa。
⑸、1h吸水率为7.7％。
⑹、含泥量为2.4％。
⑺、泥块含量为0.3％。
⑻、沸煮质量损失为2.5％。
实施例2
本实施例提供的利用高钛型高炉渣生产膨化渣陶粒的方法，包括以下步骤：
1、自高炉出铁口出来的1521℃铁水，经过铁水沟1-1流入到铁水罐，送去提钒炼钢工序。浮在铁水上面的铁渣被分离。
2、1496℃的铁渣经过除铁处理。含铁量多的铁渣作为水冲渣引出，作为水泥掺混料使用。
3、开动中间包驱动装置2-5，将中间包2-4送至炉渣沟1-6的熔渣嘴下方，然后开始放渣操作。含铁量很少、1412℃的高钛型高炉渣从炉渣沟1-6过来，流过中间包2-4，被两排喷嘴2-2轮流喷出的10℃高压冷却水强烈冲击和急冷。在高炉渣进入中间包2-4十分钟之前先启动上下各三个喷嘴2-2。中间包2-4液面达到指定高度后，急冷并初步膨化的高炉渣会溢流至进入抛射装置中。
4、在高炉渣流入抛射装置之前，提前十分钟先后抛射装置的喷淋设施和电机3-1。高炉渣流入粒化轮3-3后，根据高炉渣流量调节减速机3-2，利用叶片 3-4转动产生的冲击力，将急冷后高炉渣迅速击碎、向空中抛射并相互碰撞。在抛射和相互碰撞过程中，又实现自然风冷。
5、经过抛射装置处理的高炉渣温度为879℃，从粒化轮3-3下部的溜槽流入集渣槽。高炉渣在集渣槽中与10℃冷却水混合，发生爆裂并进一步深度膨化，最后形成带水的膨化渣。
6、高炉渣在集渣槽中爆裂20分钟后自排渣口4-3排出，由装载机收集并转移到干渣坑。
7、将自然干燥到含水约8％的膨化渣转运到干渣场堆放。用装载机将在干渣场堆放1天后膨化渣转入破碎机系统的料斗。经过破碎机破碎后的膨化渣粒径均小于20mm。
8、启动皮带运输机将破碎的膨化渣输送到悬臂筛网振动筛系统的料斗。经过悬臂筛网振动筛对膨化渣进行筛分，得到粒径在4.75-20.00mm的膨化渣陶粒产品。
经过检验检测和分析研究，本发明实施例的膨化渣陶粒产品具有以下物性：
⑴、颗粒级配，见表3。
表3实施例2膨化渣陶粒的颗粒级配
注：参照标准，GB/T 17431.2-2010《轻集料及其试验方法第2部分：轻集料试验方法》。
⑵、堆积密度为867kg/m3。
⑶、平均粒径系数为2.6。
⑷、筒压强度为3.4MPa。
⑸、1h吸水率为6.9％。
⑹、含泥量为3.1％。
⑺、泥块含量为0.4％。
⑻、沸煮质量损失为2.3％。
本发明的实施例的上述说明，使本技术领域的专业技术人员能够实现或使用本发明。对本技术领域的专业技术人员而言，对上述实施例的多种修改将是显而易见的。本文中所定义的一般原理，可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (5)
1.膨化渣陶粒生产方法，其特征在于：包括依次进行的如下步骤：
A、钒钛磁铁矿冶炼后的含铁渣的铁水进入分离装置中分离出高钛型高炉渣，高钛型高炉渣作为膨化渣陶粒的生产原料；
分离装置包括铁水沟(1-1)、铁渣沟(1-4)和炉渣沟(1-7)，铁渣沟(1-4)由铁水沟(1-1)开口处引出，炉渣沟(1-7)由铁渣沟(1-4)开口处引出；铁水沟(1-1)内在铁水沟(1-1)与铁渣沟(1-4)相交处的下游设置有第一挡渣板(1-2)，第一挡渣板(1-2)竖直设置于铁水沟(1-1)顶部；铁渣沟(1-4)的入口处设置有第一挡铁板(1-3)，第一挡铁板(1-3)竖直设置于铁渣沟(1-4)底部；铁渣沟(1-4)内在铁渣沟(1-4)与炉渣沟(1-7)相交处的下游设置有第二挡渣板(1-5)，第二挡渣板(1-5)竖直设置于铁渣沟(1-4)顶部；炉渣沟(1-7)的入口处设置有第二挡铁板(1-6)，第二挡铁板(1-6)竖直设置于炉渣沟(1-7)底部；
钒钛磁铁矿冶炼后的含铁渣的铁水进入铁水沟(1-1)，铁渣浮于上方，铁渣经第一挡渣板(1-2)阻挡而从第一挡铁板(1-3)上方进入铁渣沟(1-4)，第一挡铁板(1-3)阻挡位于下方的铁水进入铁渣沟(1-4)；在铁渣沟(1-4)内，含铁较少的铁渣经第二挡渣板(1-5)阻挡后由炉渣沟(1-7)引出，而第二挡铁板(1-6)挡住铁渣中的大部分铁；含铁量多的铁渣从铁渣沟作为水冲渣排出，含铁较少的铁渣作为高钛型高炉渣从炉渣沟排出；
B、高钛型高炉渣进入冷却装置中，冷却装置对高钛型高炉渣进行喷水急冷；
C、高钛型高炉渣进入抛射装置中，抛射装置将仍处于急冷过程之中的高钛型高炉渣迅速击碎并沿不同的抛物线弹出，高钛型高炉渣弹出过程中发生相互碰撞，在抛射和碰撞过程中高炉渣被自然风冷却；
D、高钛型高炉渣进入具有冷却水的集渣槽，高钛型高炉渣与冷却水混合生成带水的膨化渣；
E、带水的膨化渣进入干渣坑，去除水分得到膨化渣；
F、膨化渣进入破碎筛分装置，膨化渣经破碎和筛分得到粒径为4.75～20mm的膨化渣颗粒，该膨化渣颗粒就是膨化渣陶粒。
2.根据权利要求1所述的膨化渣陶粒生产方法，其特征在于：步骤B中所述的冷却装置包括中间包(2-4)、中间包驱动装置(2-5)和具有高压喷嘴(2-2)的喷水装置(2-1)，中间包(2-4)的底面的一端较高，另一端较低；中间包(2-4)上在底面较高的一端设置有高炉渣入口(2-3)，在底面较低的一端设置有高炉渣出口(2-6)；中间包驱动装置(2-5)能够驱动中间包(2-4)往复运动；高压喷嘴(2-2)位于中间包(2-4)正上方；高压喷嘴(2-2)的出水口的形状为扁平形，高压喷嘴的出水量、出水压力和出水角度均可调；
高钛型高炉渣由高炉渣入口进入中间包(2-4)，并在中间包(2-4)内流动，最终从高炉渣出口(2-6)流出；高压喷嘴(2-2)喷水对高钛型高炉渣进行急冷，中间包驱动装置(2-5)能够驱动中间包(2-4)往复运动使得渣流平缓、均匀。
3.根据权利要求1所述的膨化渣陶粒生产方法，其特征在于：步骤C中所述的抛射装置包括依次连接的电机(3-1)、减速机(3-2)和带有叶片(3-4)的粒化轮(3-3)；
叶片(3-4)将仍处于急冷过程之中的高钛型高炉渣迅速击碎并沿不同的抛物线弹出，高钛型高炉渣弹出过程中发生相互碰撞，在抛射和碰撞过程中高炉渣被自然风冷却。
4.根据权利要求1所述的膨化渣陶粒生产方法，其特征在于：步骤D所述的集渣槽包括集渣槽主体(4-1)，集渣槽主体(4-1)上设置有带人工调节排渣阀的排渣口(4-3)，集渣槽主体(4-1)内部设置有能够将高钛型高炉渣刮向排渣口(4-3)的刮渣板(4-2)。
5.根据权利要求1所述的膨化渣陶粒生产方法，其特征在于：步骤E所述的干渣坑包括坑体(5-1)，坑体(5-1)内设置有膨化渣放置台(5-2)和水坑(5-3)；
带水的膨化渣放置在膨化渣放置台(5-2)上，水分自然流入水坑(5-3)并用潜水泵抽出送到厂区的污水处理系统集中处理。
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