CN107119155B - 一种熔融钢渣辊压改性处理装置及方法 - Google Patents

一种熔融钢渣辊压改性处理装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种熔融钢渣辊压改性处理装置及方法，包括螺旋给料装置、旋转给料阀、脉冲送料装置、料仓；熔融钢渣辊压改性处理装置位于热态钢渣辊压破碎台车上；熔融钢渣辊压改性处理装置与辊压破碎台车共同移动，向渣床上布撒改性材料。本发明处理方法简单，操作方便，充分利用了熔融钢渣的高温热力学条件和钢渣辊压破碎机往复行走搅动钢渣的动力学条件。

Description

一种熔融钢渣辊压改性处理装置及方法
技术领域
本发明涉及一种熔融钢渣辊压改性处理装置及方法，属于固体废弃物处理领域。
背景技术
目前，钢渣作为炼钢工业排出的一种冶炼废渣，其产率约为粗钢的12％～14％，其综合利用已成为炼钢厂的头号难题。美国、欧洲、日本等发达国家的钢渣综合利用率在90％以上，而我国由于产生量巨大、缺乏有效的综合利用途径，导致钢渣的综合利用率一直徘徊在30％左右，目前主要用作道路材料、回填材料和水泥、混凝土原料等。钢渣难以大规模推广应用的主要原因有：(1)炼钢时加入的过多石灰导致钢渣中含有较多的游离氧化钙，作建材时易膨胀造成破坏；(2)钢渣中含有一定量的水硬胶凝性矿物硅酸三钙和硅酸二钙，但含量较少，活性较差，难以满足水泥和混凝土行业对辅助性胶凝材料的技术要求；(3)钢渣中含铁矿物如铁酸二钙、RO相等含量较多，导致钢渣磨细制备钢渣粉时，粉磨电耗高。为此，改善钢渣的体积稳定性和水硬胶凝性，是钢渣实现在道路工程、回填工程及水泥、混凝土行业大规模应用的关键。
目前国内应用的钢渣的稳定化处理工艺主要有热泼法、风淬法、滚筒法、常压池式热闷法和辊压破碎-余热有压热闷法等。热泼法占地面积大，处理周期长，蒸汽量大且无组织排放，处理后的钢渣游离氧化钙残留较多；风淬法仅能处理流动性良好的液态熔融钢渣，而对于转炉钢渣来说，液态渣粘度高使得风淬法对于钢渣的处理率难以突破50％；滚筒法也只能处理流动性良好的钢渣，对设备磨损较重；常压池式热闷法占地少，可处理任何液态或固体钢渣，处理后的钢渣游离氧化钙含量低，但处理周期需24h；辊压破碎-余热有压热闷法占地少、处理周期短(仅2.5h)，蒸汽和污染物实现了有组织排放，处理后的钢渣游离氧化钙含量低，自动化程度高，是目前为止我国乃至世界上技术最为先进的处理技术。
钢渣辊压破碎-余热有压热闷法虽然可以快速消解钢渣中的游离氧化钙，但无法有效提高钢渣的水硬胶凝性。钢渣水硬胶凝性低的主要原因是炼钢完毕产生的钢渣中SiO2、Al2O3、CaO成分含量较低，难以生成较多的水硬胶凝性矿物硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙等，因此改善钢渣的水硬胶凝性需要向钢渣中加入硅铝钙等改性材料，在高温状态下与钢渣生成较多的硅酸三钙、硅酸二钙和铝酸三钙等水硬胶凝性矿物。倒入辊压车间即将进行辊压破碎粒化的钢渣温度一般为1350℃～1700℃，为高温反应提供了热力学条件，而辊压机的往复辊压行走为钢渣和改性材料的混匀提供了动力学条件。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种熔融钢渣辊压改性处理装置，其特征在于，该装置包括：螺旋给料装置、旋转给料阀、脉冲送料装置、料仓以及钢渣辊压破碎台车；料仓中放置有改性材料，料仓的下方连接设置有脉冲送料装置，脉冲送料装置的下方连接设置有旋转给料阀，旋转给料阀的下方设置有螺旋给料装置，料仓中的改性材料通过脉冲送料装置、旋转给料阀送入螺旋给料装置中；并通过螺旋给料装置向渣床上布撒改性材料，其中，螺旋给料装置、旋转给料阀、脉冲送料装置、料仓位于辊压破碎台车上，与辊压破碎台车共同往复移动，向渣床上布撒改性材料，钢渣辊压破碎台车包括辊压破碎机，辊压破碎机能够随钢渣辊压破碎台车往复行走，用于对渣床上的熔融钢渣进行辊压破碎。
其中，所述的螺旋给料装置包括连接座，述的螺旋给料装置通过连接座设置于钢渣辊压破碎台车上。
其中，所述的螺旋给料装置包括变频减速机，动力装置通过变频减速机向螺旋给料装置输送动力。
其中，螺旋给料装置自外向里依次是不锈钢保护罩、防火隔热材料、壳体、螺旋转子，在不锈钢保护罩和壳体之间设置有锚爪，用于连接壳体和不锈钢保护罩，起到固定防火隔热材料的作用。优选，所述的螺旋给料装置的壳体、螺旋转子是16Mn钢。优选，所述的旋给料装置的防火隔热材料为高纯高铝耐火材料；所述的防火隔热材料位于壳体外表面。
其中，所述的螺旋给料装置还包括出料口和出料口挡板，优选出料口位于壳体上，出料口背对辊压破碎机，出料口挡板位于出料口下方，优选出料口挡板为第一折弯板状，第一折弯板状一边的一端固定于壳体，第一折弯板状的另一边固定于第一折弯板状一边的另一端，保证出料口流出的改性材料顺利落下。
其中，所述的螺旋给料装置还包括出料口防水板，其位于出料口挡板的右下方，优选出料口防水板为第二折弯板状，优选为L形，第二折弯板状一边的一端固定于壳体，第二折弯板状的另一边固定于第二折弯板状的一边的另一端，防止辊压淋水时自不锈钢保护罩上流下的水与出料口中流出的改性材料混合，保证流出的改性材料呈干粉状落下。
其中，所述的螺旋给料装置还包括出料口防渣板，其位于出料口防水板的左下方，优选出料口防渣板为第三折弯板状，第三折弯板状一边的一端固定于壳体，第三折弯板状的另一边固定于第三折弯板状的一边的另一端，并且出料口防渣板和出料口防水板相对布置，出料口挡板位于出料口防渣板和出料口防水板之间，防止辊压破碎机挑起的热态熔渣溅到出料口防水板上，妨碍改性材料的正常流出。
本发明还涉及一种采用上述处理装置对熔融钢渣辊压改性处理方法，包括以下步骤：
1)将改性材料加入料仓内；
2)通过旋转给料阀、脉冲送料装置将改性材料送入螺旋给料装置内；
3)当辊压破碎机开始对熔融钢渣进行辊压破碎时，螺旋给料装置中的螺旋转子推出改性材料，撒入熔融钢渣中，混合；
4)改性材料出料和混合一直进行直至辊压破碎机往复行走结束。
其中，此方法可处理含液态熔融的钢渣，包括熔融液态或固液混合体。
其中，进行辊压改性的熔融钢渣温度为1350℃以上。
本发明中熔融钢渣辊压改性处理方法简单，操作方便，充分利用了熔融钢渣的高温热力学条件和钢渣辊压破碎机往复行走搅动钢渣的动力学条件，在渣床上将熔融钢渣和改性材料充分混合，促进钢渣中更多的硅酸三钙、硅酸二钙和铝酸三钙等水硬胶凝性矿物生成，同时降低了钢渣中的游离氧化钙含量，改善了钢渣的体积稳定性和水硬胶凝性。
附图说明
图1为本发明的主视图。
图2为本发明的俯视图。
图3为本发明的A-A剖面图。
附图主要符号说明
1 螺旋给料装置
1-1 壳体
1-2 螺旋转子
1-3 连接座
1-4 变频减速机
1-5 防火隔热材料
1-6 不锈钢保护罩
1-7 锚爪
1-8 出料口
1-9 出料口挡板
1-10 出料口防水板
1-11 出料口防渣板
2 旋转给料阀
3 脉冲送料装置
4 料仓
5 钢渣辊压破碎台车
6 辊压破碎机
具体实施方式
如图1、2、3为本发明一种熔融钢渣辊压改性处理装置的结构示意图，包括螺旋给料装置1、旋转给料阀2、脉冲送料装置3、料仓4。料仓4中放置有改性材料，料仓4的下方连接设置有脉冲送料装置3，脉冲送料装置3的下方连接设置有旋转给料阀2，旋转给料阀2的下方设置有螺旋给料装置1，料仓4中的改性材料通过脉冲送料装置3、旋转给料阀2送入螺旋给料装置1中；并通过螺旋给料装置1向渣床上布撒改性材料，其中，螺旋给料装置1、旋转给料阀2、脉冲送料装置3、料仓4位于辊压破碎台车5上，与辊压破碎台车5共同往复移动，向渣床上布撒改性材料，钢渣辊压破碎台车5包括辊压破碎机6，辊压破碎机6能够随钢渣辊压破碎台车5往复行走，用于对渣床上的熔融钢渣进行辊压破碎。其中，所述的螺旋给料装置1包括连接座1-3，述的螺旋给料装置1通过连接座1-3设置于钢渣辊压破碎台车5上。所述的螺旋给料装置1包括变频减速机1-4，动力装置通过变频减速机向螺旋给料装置1输送动力。
如图3所示，螺旋给料装置1自外向里依次是不锈钢保护罩1-6、防火隔热材料1-5、壳体1-1、螺旋转子1-2，在不锈钢保护罩1-6和壳体1-1之间设置有锚爪1-7，用于连接壳体1-1和不锈钢保护罩1-6，起到固定防火隔热材(1-5的作用。优选，所述的螺旋给料装置1的壳体1-1、螺旋转子1-2是16Mn钢。优选，所述的旋给料装置1的防火隔热材料1-5为高纯高铝耐火材料；所述的防火隔热材料1-5位于壳体1-1外表面。所述的螺旋给料装置还包括出料口1-8和出料口挡板1-9，优选出料口1-8位于壳体1-1上，出料口1-8背对辊压破碎机6，出料口挡板1-9位于出料口1-8下方，优选出料口挡板1-9为第一折弯板状，第一折弯板状一边的一端固定于壳体1-1，第一折弯板状的另一边固定于第一折弯板状一边的另一端，保证出料口1-8流出的改性材料顺利落下。所述的螺旋给料装置还包括出料口防水板1-10，其位于出料口挡板1-9的右下方，优选出料口防水板1-10为第二折弯板状，优选为L形，第二折弯板状一边的一端固定于壳体1-1，第二折弯板状的另一边固定于第二折弯板状的一边的另一端，防止辊压淋水时自不锈钢保护罩1-6上流下的水与出料口1-8中流出的改性材料混合，保证流出的改性材料呈干粉状落下。所述的螺旋给料装置还包括出料口防渣板1-11，其位于出料口防水板1-10的左下方，优选出料口防渣板1-11为第三折弯板状，第三折弯板状一边的一端固定于壳体1-1，第三折弯板状的另一边固定于第三折弯板状的一边的另一端，并且出料口防渣板1-11和出料口防水板1-10相对布置，出料口挡板1-9位于出料口防渣板1-11和出料口防水板1-10之间，防止辊压破碎机6挑起的热态熔渣溅到出料口防水板1-10上，妨碍改性材料的正常流出。
所述的螺旋给料装置1包括壳体1-1、螺旋转子1-2、连接座1-3、变频减速机1-4、防火隔热材料1-5、不锈钢保护罩1-6、锚爪1-7、出料口1-8、出料口挡板1-9、出料口防水板1-10、出料口防渣板1-11。连接座1-3位于辊压破碎台车5上，将螺旋给料装置1固定到辊压破碎台车上。变频减速机1-4位于螺旋给料装置1的左端(图1)。螺旋给料装置1自外向里依次是不锈钢保护罩1-6、防火隔热材料1-5、壳体1-1、螺旋转子1-2。锚爪1-7连接壳体1-1和不锈钢保护罩1-6，起到固定防火隔热材料1-5的作用。出料口1-8开口处位于螺旋给料装置1右下方(图3)，背对辊压破碎机6。出料口挡板1-9位于出料口下方，保证出料口流出的改性材料顺利落下。出料口防水板1-10位于出料口挡板1-9的右下方(图3)，防止辊压淋水时自不锈钢保护罩1-6上流下的水与出料口1-8中流出的改性材料混合，保证流出的改性材料呈干粉状落下。出料口防渣板1-11位于出料口防水板1-10的左下方(图3)，防止辊压破碎机6挑起的热态熔渣溅到出料口防水板1-10上，妨碍改性材料的正常流出。
熔融钢渣辊压改性处理方法包括如下步骤：
1)将改性材料加入料仓4中；
2)通过旋转给料阀2、脉冲送料装置3将改性材料送入螺旋给料装置1中；
3)当辊压破碎机6开始对1350℃以上的熔融钢渣进行辊压破碎时，螺旋给料装置中的螺旋转子1-2通过出料口1-8推出改性材料，撒入渣床上的1350℃以上的熔融钢渣中，混合、反应；
4)改性材料布料和混合直至辊压破碎机6往复行走结束。

Claims (7)

1.一种熔融钢渣辊压改性处理装置，其特征在于，该装置包括：螺旋给料装置(1)、旋转给料阀(2)、送料装置(3)、料仓(4)以及钢渣辊压破碎台车(5)；料仓(4)中放置有改性材料，料仓(4)的下方连接设置有送料装置(3)，送料装置(3)的下方连接设置有旋转给料阀(2)，旋转给料阀(2)的下方设置有螺旋给料装置(1)，料仓(4)中的改性材料通过送料装置(3)、旋转给料阀(2)送入螺旋给料装置(1)中；并通过螺旋给料装置(1)向渣床上布撒改性材料，其中，螺旋给料装置(1)、旋转给料阀(2)、送料装置(3)、料仓(4)位于钢渣辊压破碎台车(5)上，与钢渣辊压破碎台车(5)共同往复移动，向渣床上布撒改性材料，钢渣辊压破碎台车(5)包括辊压破碎机(6)，辊压破碎机(6)能够随钢渣辊压破碎台车(5)往复行走，用于对渣床上的熔融钢渣进行辊压破碎；
螺旋给料装置(1)自外向里依次是不锈钢保护罩(1-6)、防火隔热材料(1-5)、壳体(1-1)、螺旋转子(1-2)，在不锈钢保护罩(1-6)和壳体(1-1)之间设置有锚爪(1-7)，用于连接壳体(1-1)和不锈钢保护罩(1-6)，起到固定防火隔热材料(1-5)的作用；
所述的螺旋给料装置还包括出料口(1-8)和出料口挡板(1-9)，出料口(1-8)位于壳体(1-1)上，出料口(1-8)背对辊压破碎机(6)，出料口挡板(1-9)位于出料口(1-8)下方，出料口挡板(1-9)为第一折弯板状，第一折弯板状一边的一端固定于壳体(1-1)，第一折弯板状的另一边固定于第一折弯板状一边的另一端，保证出料口(1-8)流出的改性材料顺利落下；
所述的螺旋给料装置还包括出料口防水板(1-10)，其位于出料口挡板(1-9)的右下方，出料口防水板(1-10)为第二折弯板状，第二折弯板状为L形，第二折弯板状一边的一端固定于壳体(1-1)，第二折弯板状的另一边固定于第二折弯板状的一边的另一端，防止辊压淋水时自不锈钢保护罩(1-6)上流下的水与出料口(1-8)中流出的改性材料混合，保证流出的改性材料呈干粉状落下；
所述的螺旋给料装置还包括出料口防渣板(1-11)，其位于出料口防水板(1-10)的左下方，出料口防渣板(1-11)为第三折弯板状，第三折弯板状一边的一端固定于壳体(1-1)，第三折弯板状的另一边固定于第三折弯板状的一边的另一端，并且出料口防渣板(1-11)和出料口防水板(1-10)相对布置，出料口挡板(1-9)位于出料口防渣板(1-11)和出料口防水板(1-10)之间，防止辊压破碎机(6)挑起的热态熔渣溅到出料口防水板(1-10)上，妨碍改性材料的正常流出。
2.根据权利要求1所述的熔融钢渣辊压改性处理装置，其特征在于，所述的螺旋给料装置(1)包括连接座(1-3)，所 述的螺旋给料装置(1)通过连接座(1-3)设置于钢渣辊压破碎台车(5)上。
3.根据权利要求1所述的熔融钢渣辊压改性处理装置，其特征在于，所述的螺旋给料装置(1)包括变频减速机(1-4)，动力装置通过变频减速机向螺旋给料装置(1)输送动力。
4.根据权利要求1所述的熔融钢渣辊压改性处理装置，其特征在于，所述的螺旋给料装置(1)的壳体(1-1)、螺旋转子(1-2)是16Mn钢；所述的旋给料装置(1)的防火隔热材料(1-5)为高纯高铝耐火材料；所述的防火隔热材料(1-5)位于壳体(1-1)外表面。
5.一种采用权利要求1-4之一所述的处理装置对熔融钢渣辊压改性处理方法，包括以下步骤：
1)将改性材料加入料仓(4)内；
2)通过旋转给料阀(2)、送料装置(3)将改性材料送入螺旋给料装置(1)内；
3)当辊压破碎机(6)开始对熔融钢渣进行辊压破碎时，螺旋给料装置(1)中的螺旋转子(1-2)推出改性材料，撒入熔融钢渣中，混合；
4)改性材料出料和混合一直进行直至辊压破碎机(6)往复行走结束。
6.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于：此方法可处理含液态熔融的钢渣，包括熔融液态或固液混合体。
7.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于：进行辊压改性的熔融钢渣温度为1350℃以上。
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