CN107447065A - 一种冷态钢渣高效稳定化处理装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种冷态钢渣高效稳定化处理的装置及方法，将冷态钢渣倒运至钢渣中转仓内卸入渣槽中，通过钢渣转运台车运输渣槽进出高效消解罐；使用真空泵抽出高效消解罐内空气，再使用蒸汽锅炉向高效消解罐内通入高压饱和水蒸汽，保持恒压一定时间，从而彻底消解冷态钢渣中游离氧化钙。本发明优点是装置上和方法上实现冷态钢渣的高效稳定化处理，工艺过程简单，装备自动化程度高，系统处理周期短，经济成本合理，处理后钢渣稳定性好。通过该工艺处理后的钢渣可100％替代建筑、道路等领域用砂、石等材料，完全能够满足相关钢渣资源化利用技术指标的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种冷态钢渣高效稳定化处理装置及方法，特别是一种含有游离氧化钙安定性不合格的冷态钢渣稳定化处理的装置及方法。
背景技术
每生产1吨钢约产生0.12～0.14吨的钢渣，2015年我国钢渣产生量约1.1亿吨，利用率为30％，大量钢渣没有资源化利用，占用土地、污染环境。
钢渣中往往含有1～6％的游离CaO，游离CaO和水反应产生体积膨胀现象，导致使用钢渣生产的建材等产品产生开裂等破坏，产生安全隐患。因此稳定化处理安定性合格的钢渣才能够用于建筑、道路等领域。
目前国内仅有不到一半的钢渣采用热闷等稳定化工艺处理，仍有50％以上的钢渣没有得到稳定化处理。每年国内新产生6000万吨以上的冷态钢渣没有稳定化处理，且多年累计堆存安定性不合格的冷态钢渣量数亿吨，需要进行稳定化处理才能够资源化利用。
没有稳定化处理的冷态钢渣往往经数年甚至更长时间的自然陈化才能稳定，但因各地自然条件和钢渣属性的不同无法给出具体的陈化时间以确定钢渣是否完全的稳定，缺乏快速高效的钢渣稳定化工艺技术及装备。因此，对于热泼等未经稳定化处理的冷态钢渣迫切需要进行高效的稳定化处理工艺。从而在较为经济的条件下实现冷态钢渣的高效稳定化处理，从而促进钢渣的资源化利用。
发明内容
本发明的技术方案如下：
一种冷态钢渣高效稳定化处理装置，其包括：钢渣中转仓，钢渣转运装置，高压消解罐，真空泵，抽气管，蒸汽锅炉，蒸汽管，卸渣中转仓以及皮带运输机；钢渣转运装置在钢渣中转仓和高压消解罐之间移动，钢渣转运装置还在高压消解罐和卸渣中转仓之间移动，当钢渣转运装置移动到钢渣中转仓下方时，钢渣中转仓用于将其中的钢渣卸料至钢渣转运装置中，钢渣转运装置用于运输钢渣进出高压消解罐，真空泵通过抽气管和高压消解罐连接，用于经抽气管对高压消解罐抽出空气形成真空条件，蒸汽锅炉通过蒸汽管与蒸汽锅炉连接，用于经蒸汽管向高压消解罐内通水蒸汽，以进行稳定化处理；完成稳定化处理的钢渣经所述钢渣转运装置运送到卸渣中转仓进行卸料，卸下的钢渣经皮带运输机输送至稳定化钢渣堆。
其中，所述钢渣转运装置包括渣槽和钢渣转运台车，渣槽坐在钢渣转运车上。
其中，还包括中控系统，中控系统与钢渣中转仓，渣槽，钢渣转运台车，高压消解罐，真空泵，蒸汽锅炉，卸渣中转仓，皮带运输机装置连接，用于对钢渣中转仓，渣槽，钢渣转运台车，高压消解罐，真空泵，蒸汽锅炉，卸渣中转仓，皮带运输机进行操作控制。
其中，所述高压消解罐为尽端式蒸压釜，设计压力为0.6～2.8MPa，工作压力为0.4～2.1MPa；高压消解罐的罐体、罐门以及蒸汽管道全部采用岩棉、硅酸铝等保温材料进行外保温。
本发明还涉及一种对冷态钢渣高效稳定化处理的方法，包括如下步骤：
(1)冷态钢渣输送至钢渣中转仓内，渣槽坐在钢渣转运台车上，钢渣转运台车移动渣槽至钢渣中转仓下进行接渣；
(2)接渣完成后打开高压消解罐罐门，使用转运台车移动渣槽放置高压消解罐内，而后转运台车从高压消解罐内退出，关闭高压消解罐罐门；
(3)使用真空泵经抽气管对高压消解罐进行抽真空，抽真空时间为15～30分钟，高压消解罐内压力低于-0.06Mpa停止抽真空；
(4)使用蒸汽锅炉经蒸汽管对高压消解罐进行充蒸汽使高压消解罐内压力达到1～1.5MPa，而后保持恒压1～3h(小时)；
(5)高压消解罐罐门打开前30-50分钟停止充蒸汽，同时通过蒸汽管逐步释放高压消解罐内蒸汽，当高压消解罐内压力达到0.04～0.08MPa，优先选择0.06MPa的微正压条件下打开罐门；
(6)高压消解罐打开罐门后，使用转运台车进入高压消解罐内将渣槽运出至卸渣中转仓上方，将渣槽中钢渣卸入卸渣中转仓内，卸渣中转仓内钢渣通过皮带运输机逐步运输至钢渣堆；
其中，上述步骤操作均可通过中控系统进行离线操作进行，通过编程实现对钢渣中转仓，渣槽，钢渣转运台车，高压消解罐，真空泵，蒸汽锅炉，卸渣中转仓，皮带运输机运行的远程控制。
其中，整个冷态钢渣高效稳定化处理周期2～4h(小时)，稳定化处理后的钢渣游离氧化钙含量低于1％，浸水膨胀率低于0.5％。
其中，所述高压消解罐为尽端式蒸压釜，设计压力为0.6～2.8MPa，工作压力为0.4～2.1MPa；高压消解罐的罐体、罐门以及蒸汽管道全部采用岩棉、硅酸铝等保温材料进行外保温。
本发明优点是装置上和方法上实现冷态钢渣的高效稳定化处理，工艺过程简单，装备化自动化程度高，系统处理周期短，经济成本合理，处理后钢渣稳定性好。通过该工艺处理后的钢渣可100％替代建筑、道路等领域用砂、石等材料，完全能够满足相关钢渣资源化利用技术指标的要求。
附图说明
图1冷态钢渣高效稳定化处理装置示意图。
具体实施方式
一种冷态钢渣高效稳定化处理装置如附图1所示，其包括：钢渣中转仓1，渣槽2，钢渣转运台车3，高压消解罐4，真空泵5，抽气管6，蒸汽锅炉7，蒸汽管8，卸渣中转仓9，运输装置优选为皮带运输机10，中控系统12；钢渣中转仓1中钢渣卸料至渣槽2中，渣槽2坐在钢渣转运车3上，钢渣转运车3运输渣槽2进出高压消解罐4，真空泵5经抽气管6对高压消解罐4抽出空气形成真空条件，蒸汽锅炉7经蒸汽管8向高压消解罐4内通水蒸汽，完成稳定化的钢渣经卸料中转仓9进行卸料，卸下的钢渣经皮带运输机10输送至稳定化钢渣堆11，中控系统12对钢渣中转仓1，渣槽2，钢渣转运台车3，高压消解罐4，真空泵5，蒸汽锅炉7，卸渣中转仓9，皮带运输机10装置进行操作控制。其中，高压消解罐4为尽端式蒸压釜，设计压力为0.6～2.8MPa，工作压力为0.4～2.1MPa。高压消解罐4罐体、罐门以及蒸汽管道8全部采用岩棉、硅酸铝等保温材料进行外保温。其中中控系统12通过编程实现对钢渣中转仓1，渣槽2，钢渣转运台车3，高压消解罐4，真空泵5，蒸汽锅炉7，卸渣中转仓9，皮带运输机10装置的远程控制。中控系统12的离线操作是通过各装置所配置传感器的信号识别及反馈指令进行编程，实现中控室内操作人员可根据操作规程离线操作控制钢渣中转仓1，渣槽2，钢渣转运台车3，高压消解罐4，真空泵5，蒸汽锅炉7，卸渣中转仓9，皮带运输机10装置。具体控制操作为，控制钢渣中转仓1向渣槽2进行落渣装渣；控制渣槽2的开合以便于装渣和卸渣；控制钢渣转运台车3的进退，用于运输渣槽2的移动运输钢渣；控制高压消解罐4罐门的闭合，压力阀值调节，及排水、排气；控制真空泵5的开启、关闭及抽气速度调节；控制蒸汽锅炉7的开启、关闭及蒸汽供应调节；控制卸渣中转仓9的落渣速度调节；控制皮带运输机10装置的开启、运输速度调节。
一种采用上述装置对冷态钢渣高效稳定化处理的方法，包括如下步骤：(1)冷态钢渣经铲车倒运至钢渣中转仓1内，渣槽2坐在钢渣转运台车3上，钢渣转运台车3移动渣槽2至钢渣中转仓1下进行接渣；(2)接渣完成后打开高压消解罐4罐门，使用转运台车3移动渣槽2放置高压消解罐4内，而后转运台车4从高压消解罐4内退出，关闭高压消解罐4罐门；(3)使用真空泵5经抽气管6对高压消解罐4进行抽真空，抽真空时间为15～30分钟，高压消解罐4内压力低于-0.06Mpa停止抽真空；(4)使用蒸汽锅炉7经蒸汽管8对高压消解罐4进行充蒸汽使高压消解罐4内压力达到1～1.5MPa，而后保持恒压1～3h；(5)高压消解罐4罐门打开前30～50分钟停止充蒸汽，同时通过蒸汽管8逐步释放高压消解罐4内蒸汽，当高压消解罐4内压力达到0.04～0.08MPa,优先选择0.06MPa的微正压条件下打开罐门；(6)高压消解罐4打开罐门后，使用转运台车3进入高压消解罐4内将渣槽2运出至卸渣中转仓9上方，将渣槽2中钢渣卸入卸渣中转仓9内，卸渣中转仓9内钢渣通过皮带运输机10逐步运输至钢渣堆11。
其中，上述步骤操作均可通过中控系统12进行离线操作进行，通过编程实现对钢渣中转仓1，渣槽2，钢渣转运台车3，高压消解罐4，真空泵5，蒸汽锅炉7，卸渣中转仓9，皮带运输机10装置的远程控制。
其中，整个冷态钢渣高效稳定化处理周期2～4h，稳定化处理后的钢渣游离氧化钙含量低于1％，浸水膨胀率低于0.5％。
Claims (8)
1.一种冷态钢渣高效稳定化处理装置，其包括：钢渣中转仓(1)，钢渣转运装置，高压消解罐(4)，真空泵(5)，抽气管(6)，蒸汽锅炉(7)，蒸汽管(8)，卸渣中转仓(9)以及运输装置(10)；钢渣转运装置在钢渣中转仓(1)和高压消解罐(4)之间移动，钢渣转运装置还在高压消解罐(4)和卸渣中转仓(9)之间移动，当钢渣转运装置移动到钢渣中转仓(1)下方时，钢渣中转仓(1)用于将其中的钢渣卸料至钢渣转运装置中，钢渣转运装置用于运输钢渣进出高压消解罐(4)，真空泵(5)通过抽气管(6)和高压消解罐(4)连接，用于经抽气管(6)对高压消解罐(4)抽出空气形成真空条件，蒸汽锅炉(7)通过蒸汽管(8)与蒸汽锅炉(7)连接，用于经蒸汽管(8)向高压消解罐(4)内通水蒸汽，以进行稳定化处理；完成稳定化处理的钢渣经所述钢渣转运装置运送到卸渣中转仓(9)进行卸料，卸下的钢渣经运输装置(10)输送至稳定化钢渣堆(11)。
2.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述钢渣转运装置包括渣槽(2)和钢渣转运台车(3)，渣槽(2)坐在钢渣转运车(3)上。
3.根据权利要求1-3之一所述的装置，其特征在于，还包括中控系统(12)，中控系统(12)与钢渣中转仓(1)，渣槽(2)，钢渣转运台车(3)，高压消解罐(4)，真空泵(5)，蒸汽锅炉(7)，卸渣中转仓(9)，运输装置(10)连接，用于对钢渣中转仓(1)，渣槽(2)，钢渣转运台车(3)，高压消解罐(4)，真空泵(5)，蒸汽锅炉(7)，卸渣中转仓(9)，运输装置(10)进行操作控制。
4.根据权利要求1-3之一所述的装置，其特征在于，所述高压消解罐(4)为尽端式蒸压釜，设计压力为0.6～2.8MPa，工作压力为0.4～2.1MPa；高压消解罐(4)的罐体、罐门以及蒸汽管道(8)全部采用岩棉、硅酸铝等保温材料进行外保温。
5.一种对冷态钢渣高效稳定化处理的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)冷态钢渣输送至钢渣中转仓(1)内，渣槽(2)坐在钢渣转运台车(3)上，钢渣转运台车(3)移动渣槽(2)至钢渣中转仓(1)下进行接渣；
(2)接渣完成后打开高压消解罐(4)罐门，使用转运台车(3)移动渣槽(2)放置高压消解罐(4)内，而后转运台车(4)从高压消解罐(4)内退出，关闭高压消解罐(4)罐门；
(3)使用真空泵(5)经抽气管(6)对高压消解罐(4)进行抽真空，抽真空时间为15～30分钟，高压消解罐(4)内压力低于-0.06Mpa停止抽真空；
(4)使用蒸汽锅炉(7)经蒸汽管(8)对高压消解罐(4)进行充蒸汽使高压消解罐(4)内压力达到1～1.5MPa，而后保持恒压1～3h(小时)；
(5)高压消解罐(4)罐门打开前30-50分钟停止充蒸汽，同时通过蒸汽管(8)逐步释放高压消解罐(4)内蒸汽，当高压消解罐(4)内压力达到0.04～0.08MPa，优先选择0.06MPa的微正压条件下打开罐门；
(6)高压消解罐(4)打开罐门后，使用转运台车(3)进入高压消解罐(4)内将渣槽(2)运出至卸渣中转仓(9)上方，将渣槽(2)中钢渣卸入卸渣中转仓(9)内，卸渣中转仓(9)内钢渣通过皮带运输机(10)逐步运输至钢渣堆(11)。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：上述步骤操作均可通过中控系统(12)进行离线操作进行，通过编程实现对钢渣中转仓(1)，渣槽(2)，钢渣转运台车(3)，高压消解罐(4)，真空泵(5)，蒸汽锅炉(7)，卸渣中转仓(9)，皮带运输机(10)运行的远程控制。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于：整个冷态钢渣高效稳定化处理周期2～4h(小时)，稳定化处理后的钢渣游离氧化钙含量低于1％，浸水膨胀率低于0.5％。
8.根据权利要求5-7之一所述的装置，其特征在于，所述高压消解罐(4)为尽端式蒸压釜，设计压力为0.6～2.8MPa，工作压力为0.4～2.1MPa；高压消解罐(4)的罐体、罐门以及蒸汽管道(8)全部采用岩棉、硅酸铝等保温材料进行外保温。
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