CN107916312A - 钢渣干式处理及余热回收与发电方法 - Google Patents

钢渣干式处理及余热回收与发电方法 Download PDF

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Abstract

一种熔融钢渣干式处理及其余热回收与发电方法，其具体做法是彻底摈弃“湿法”处理大量用水冷却模式，采用密闭设备、以空气为介质对高温钢渣进行干式处理，钢渣在密闭设备中被风刀切割造粒，同时完成固‑气余热交换，钢渣被冷却，余热由热交换后的热烟气携带，经除尘，进入余热锅炉，又经气‑液热交换，得到饱和蒸汽，可以去供热、烘干，还可以去发电。本方法不但能解决“湿法”处理过程中热力资源浪费、水资源消耗量大以及扬尘问题，还适合现有冷弃法、热泼法、水碎法、风碎法、热闷法等钢渣处理线改造，简称“两步风脆法”，是目前冶炼钢渣资源化综合利用技术中，渣钢、余热、尾渣三大资源完全利用的一种新技术。

Description

钢渣干式处理及余热回收与发电方法
技术领域
本发明涉及冶金熔融钢渣的处理以及余热利用。
背景技术
目前公知的冶炼钢渣处理方法，有冷弃法、热泼法、箱式热泼法、水淬法、风碎法、热闷法、热闷罐法、滚筒法等。其中滚筒法、热闷法、水淬法、风碎法，都属于大量用水去冷却钢渣的“湿法”处理范围。而冷弃法、热泼法、箱式热泼法、热闷罐法用水量比“湿法”处理相对减少近一半，属于“半干法”处理范围。不管“湿法”还是“半干法”，冷却介质都是“水”，使用后的水，需要设置单独的水处理系统。而尾渣中的细粉在水的拌合作用下，易于发生化学反应，沉淀、板结、堵塞水处理系统。而作业场所因湿热蒸汽上升、升腾而产生严重扬尘，对厂房结构、生产设备产生腐蚀，加速老化，造成作业区域环境污染，恶化环境。而采用冷弃法、热泼法时地下水质则遭到污染。
发明内容
为克服上述现有技术中的缺陷，本发明采用如下技术方案：一种钢渣干式处理及余热回收与发电的方法，设有密闭步进式冷却器，在该密闭步进式冷却器的钢渣入口正上方设有高温隔离筛，高温隔离筛所选用的材料，确定为60CrNiMo、0Cr25Ni22系、4Cr28Ni48W5Si2。翻转台固定于钢渣入口的一侧，高温隔离筛的上方设有移动式集尘罩，钢渣罐位于翻转台的上方。密闭步进式冷却器的中部上方设有热风抽风口，管i连接热风抽风口的上部与旋风除尘器的上侧入风口。密闭步进式冷却器前端的外侧上方设有风刀i与风刀ii。风机固定于风刀i与与风刀ii入口的外侧，步进驱动装置固定于密闭步进式冷却器前端的外侧中部。多片固定床与多片步进床自上而下依次交替呈台阶状纵向叠放形成篦床面设置于密闭步进式冷却器内C-1区域与C-2区域。密闭步进式冷却器内C-1区域为高温段而C-2区域为低温段。篦床面多片固定床与多片步进床中点所形成的直线与水平线形成角度a的数值范围为10°～22°。多片固定床与多片步进床下方设有下开孔而前端设有风刀v，上表面设有多个风刀iv。密闭步进式冷却器的两侧壁上在自上而下依次交替呈台阶状叠放纵向设置的多片固定床与多片步进床上方均设有风刀iii。管ii连接旋风除尘器的上端出风口与余热锅炉。余热锅炉下方依次连接汽轮机与发电机。余热锅炉的下侧出风口经二级布袋式除尘器与系统风机连接。密闭步进式冷却器所有风机所供应的风量，小于系统风机的工作风量。旋风除尘器的下端出料口经输送机vi与尾渣库相连接。二级布袋式除尘器下方经输送机vii也与尾渣库相连。密闭步进式冷却器内交替呈台阶状叠放纵向设置的固定床与步进床的尾端安装有破碎机，该破碎机经输送机i、磁选机i与内部自循环辊式破碎机上方相连并经输送机ii与渣钢库相连。内部自循环辊式破碎机下方经输送机iii与磁选机ii以及输送机v与尾渣库相连。内部自循环辊式破碎机下方还经磁选机ii、输送机iv与渣钢库相连。其特征在于：利用上述装置进行干式处理钢渣以及余热回收与发电的方法包括以下工序：
1)冶炼钢渣经过渣罐运输至翻转台，由倾翻机构将熔融状态倾倒至密闭步进式冷却器。在密闭步进式冷却器的钢渣入口处，设有高温隔离筛，将渣中的大块钢渣以及渣坨筛出，由行车电磁吊将其吊走。钢渣经过高温隔离筛的筛析作用，已经被打碎一次。钢渣在自由下落过程中，当落至密封步进式冷却器下部第一排水平风刀i位置时，被水平风刀i纵向快速切割成片。当落至密封步进式冷却器下部第二排水平风刀ii位置时，被第二排水平风刀ii纵向快速切割。钢渣继续下落至高温段篦床C1表面时，又被篦床风刀iv与风刀v再次切割、裂解、分离、碎裂成小的钢渣颗粒与碎块，这些钢渣块颗粒随高速气流在步进床作用下向出口方向运动，由高温段篦床C1落到密闭步进式冷却器内的C2低温段篦床上，这是第一步气流切割造粒。
2)在密闭步进式冷却器的C2低温段篦床上，篦板结构与C1高温段篦板结构相似，每个固定床与步进床上表面设有的风刀iv与前端设有的风刀v，喷向钢渣颗粒，对其进行喷吹冷却，这是第二步对钢渣以空气为介质进行快速骤冷。
3)被风刀切割成块成粒的钢渣由密闭步进式冷却器的钢渣入口以步进驱动装置的驱进速度向出料端运动，进入密闭步进式冷却器内部的钢渣带有显热，在风刀i至风刀v共同作用下，高压空气与钢渣进行固-气热交换。钢渣被切割破碎成块成粒冷却过程中产生的微细粉尘随热交换后产生的热烟气由热风抽气口抽出，通过管i进入旋风式除尘器进行第一次除尘。对钢渣粉尘予以干式收集，集中输送，存储于尾渣存储库。经过旋风式除尘器除尘后的热烟气，经管ii进入余热回收装置余热锅炉，进行第二次气-固热交换，将热烟气的热焓转换为余热锅炉饱和蒸汽，去推动汽轮机回转带动发电机发电做功。
4)出余热锅炉的尾气，进入二级布袋式除尘器，进行第二次除尘。经过二次除尘、净化的废气，对空排放。收集的粉尘，经输送机输送集中存储。当钢渣运动到出料端时，经破碎机被排出密闭步进式冷却器外，完成在密闭步进式冷却器内的第二次空气冷却过程；至此，在密闭步进式冷却器内余热交换全部结束。
5)出密闭步进式冷却器的钢渣，经输送机i与磁选机i进入自循环辊式破碎机循环破碎6次后，渣钢得以完全暴露，经过输送机iii和磁选机ii磁选，选出渣钢和尾渣，被分别送往渣钢库和尾渣库存储。
6)当冶炼钢渣经渣罐运输至翻转台，将熔融状态钢渣倾翻倒入钢渣入口时，集尘罩打开，钢渣倒入密封步进式冷却器，倾翻作业结束时，集尘罩扣合于钢渣入口之上，防止外部冷风进入降低热烟气温度。
采用了以上技术方案的本发明工艺路线合理，不仅克服了“湿法”和“半干法”处理技术以“水”为冷却介质存在的缺点，而且①彻底消除了以“水”为冷却介质而带来的爆炸危害；②大量节约水资源；③消除了以“水”为介质而引发的地下水质污染问题；④解决了生产过程中严重扬尘问题；⑤因在密闭设备内热交换，效率提高，环境质量改善；⑥钢渣余热得以回收利用、发电；⑦没有湿法处理中的水处理系统；⑧工程实施流程简单，占地面积小。与现有技术相比，本发明不仅工艺路线设计合理，系统结构简单明晰，既能克服湿法造渣周期长、操作不安全、存在爆炸隐患问题，又能提高效率、缩短生产周期，还能改善生产作业环境，消除扬尘污染。冶炼钢渣经此技术处理，渣钢、余热得以回收、利用，因为本方法处理钢渣是干法处理，采用风刀切割骤冷方法，因此，尾渣水硬胶凝强度比其他方法得到的尾渣水硬胶凝强度提高。
附图说明
本发明共有4幅附图。
其中：
图1是本发明钢渣干式处理及余热回收与发电方法的具体实施例的工艺流程示意图(其中序号为8的零部件密闭步进式冷却器为剖面显示)。
图2是图1中的A向视图。
图3是图1中的B部放大图。
图4是图3中序号为11的零件结构示意图。
图中：1、钢渣罐，2、翻转台，3、钢渣入口，4、高温隔离筛，5、集尘罩，6-1、风刀i，6-2、风刀ii，6-3、风刀iii，6-4、风刀iv，6-5、风刀v，6-6、下开口，7、风机，8、密闭步进式冷却器，9、步进驱动装置，10、固定床，11、步进床，12-1、输送机i，12-2、输送机ii，12-3、输送机iii，12-4、输送机iv，12-5、输送机v，12-6、输送机vi，12-7、输送机vii，13-1、磁选机i，13-2、磁选机ii，14、内部自循环辊式破碎机，15、渣钢库，16、尾渣库，17、热风抽风口，18、旋风除尘器，19、余热锅炉，20、汽轮机，21、发电机，22、二级布袋式除尘器，23系统风机，24、破碎机。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做详细说明：一种钢渣干式处理及余热回收与发电的方法，设有密闭步进式冷却器8，在该密闭步进式冷却器8的钢渣入口3正上方设有高温隔离筛4，翻转台2固定于钢渣入口3的一侧。高温隔离筛4的上方设有移动式集尘罩5，钢渣罐1位于翻转台2的上方。密闭步进式冷却器8的中部上方设有热风抽风口17，管i-G-1连接热风抽风口17的上部与旋风除尘器18的上侧入风口。密闭步进式冷却器8前端的外侧上方设有风刀i-6-1与风刀ii-6-2，风机7固定于风刀i-6-1与与风刀ii-6-2入口的外侧，步进驱动装置9固定于密闭步进式冷却器8前端的外侧中部。多片固定床10与多片步进床11自上而下依次交替呈台阶状纵向叠放形成篦床面设置于密闭步进式冷却器8内C-1区域与C-2区域。篦床面多片固定床10与多片步进床11中点所形成的直线与水平线形成角度a的数值范围为10°～22°。多片固定床10与多片步进床11下方设有下开孔6-6而前端设有风刀v-6-5，上表面设有多个风刀iv-6-4。密闭步进式冷却器8的两侧壁上在自上而下依次交替呈台阶状叠放纵向设置的多片固定床10与多片步进床11上方均设有风刀iii-6-3。管ii-G-2连接旋风除尘器18的上端出风口与余热锅炉19。余热锅炉19下方依次连接汽轮机20与发电机21。余热锅炉19的下侧出料口经二级布袋式除尘器22与系统风机23连接。旋风除尘器18的下端出料口经输送机vi-12-6与尾渣库16相连接。二级布袋式除尘器22下方经输送机vii-12-7也与渣钢库16相连。密闭步进式冷却器8内交替呈台阶状叠放纵向设置的固定床10与步进床11的尾端安装有破碎机24，该破碎机24经输送机i-12-1、磁选机i-13-1与内部自循环辊式破碎机14上方相连并经输送机ii-12-2与渣钢库15相连。内部自循环辊式破碎机14下方经输送机iii-12-3与磁选机ii-13-2以及输送机v-12-5与渣钢库16相连。内部自循环辊式破碎机14下方还经磁选机ii-13-2、输送机iv-12-4与渣钢库15相连。利用上述装置进行干式处理钢渣以及余热回收与发电的方法包括以下工序：
1)冶炼钢渣经过渣罐1运输至翻转台2，由倾翻机构将其倾倒至密闭步进式冷却器8。在密闭步进式冷却器8的钢渣入口3处，设有高温隔离筛4，将渣中的大块钢渣或者渣坨筛出，由行车电磁吊将其吊走。钢渣经过高温隔离筛4的筛析作用，已经被打碎一次。钢渣在自由下落过程中，当落至密封步进式冷却器8下部第一排水平风刀i-6-1位置时，被水平风刀i-6-1纵向快速切割成片。当落至密封步进式冷却器8下部第二排水平风刀ii-6-2位置时，被第二排水平风刀ii-6-2纵向快速切割。钢渣继续下落至高温段篦床C1表面时，又被篦床风刀iv-6-4(v-6-5)再次切割成块。
2)密闭步进式冷却器8内的高温段篦床C1，安装成与水平方向呈10°～22°度的夹角a，该角度a的最佳数值为16°，目的是使被水平风刀i-6-1与水平风刀ii-6-2高速水平喷吹的钢渣，沿倾斜方向具有向前运动的趋势。篦板表面也设有指向出口方向的风刀iv-6-4，出口方向与水平方向呈30°～50°角，是配合水平风刀i-6-1与水平风刀ii-6-2对钢渣进行骤冷，并施予向出口方向的运动趋势即水平分力。篦板前端立面开有水平方向风刀v-6-5，目的是对钢渣产生出口方向的喷吹推力，使钢渣更易于向出口方向移动。
3)被风刀切割成块成粒的钢渣由密闭步进式冷却器8的入料端以步进驱动装置9的驱进速度向出料端运动，当钢渣运动到出口端时，经破碎机24被排出密闭步进式冷却器8外，完成在密闭步进式冷却器8内的第二次空气冷却过程。至此，在密闭步进式冷却器8内余热交换全部结束。
4)因钢渣在风刀切割破碎成块成粒冷却过程中，会产生微细粉尘，这些微细粉尘随热烟气由热风抽气口17抽出，进入管i-G-1去一级旋风除尘器18进行第一次除尘。
5)经过除尘后的热烟气，经管ii-G-2进入余热回收装置余热锅炉19，进行第二次气-固热交换，将热量交换给做功介质“水”产生饱和蒸汽，可以去烘干、供热，可以去推动汽轮机20回转，带动发电机21发电做功。出余热锅炉19的尾气，进入二级布袋式除尘器22，进行第二次除尘。经过二次除尘、净化的废气，对空排放。收集的粉尘，经输送机输送集中存储。
6)出密闭步进式冷却器8的钢渣，经输送机i-12-1与磁选机i-13-1进入自循环辊式破碎机14循环破碎6次后，渣钢得以完全暴露，经过输送机iii-12-3和磁选机ii-13-2磁选，分别选出渣钢和尾渣，分别送往渣钢库15和尾渣库16存储。
本发明的原理及操作分述于下：冶炼钢渣经钢渣罐1运输至翻转台2，将熔融状态钢渣由密闭步进式冷却器8的钢渣入口3倒入，经过高温隔离筛4，进入密闭步进式冷却器8，液态钢渣在风刀i6-1、风刀ii、风刀iii以及篦床风刀iv、风刀v共同作用下，被快速切割、裂解、分离、碎裂成小的钢渣颗粒与碎块，这些钢渣块颗粒随高速气流在步进床作用下向出口方向运动，由高温段篦床C1落到密闭步进式冷却器8低温段篦床C2上，这是第一步气流切割造粒。
在密闭步进式冷却器8低温段篦床C2上，篦板结构与高温段C1篦板结构相似，表面和前端同样设有风刀，高压空气通过风刀iv、风刀v，喷向钢渣颗粒，对其进行喷吹冷却，这是第二步对钢渣以空气为介质进行快速骤冷。
进入密闭步进式冷却器8内部的钢渣带有显热，在风刀i、风刀ii、风刀iv、以及篦床表面风刀iv、风刀v共同作用下，高压空气与钢渣进行了固-气热交换。热交换后的热烟气，通过工艺管道G1进入旋风式除尘器18，对钢渣粉尘予以干式收集，集中输送，存储于尾渣库16。经过旋风式除尘器18除尘后的热烟气，进入余热回收装置余热锅炉19，进行第二次热交换即气-液热交换，将热烟气的热焓转换为锅炉内的饱和蒸汽，去推动汽轮机20带动发电机21发电。
冶炼钢渣经钢渣罐1运输至钢渣翻转台2，将熔融状态钢渣倾翻倒入密闭步进式冷却器8的钢渣入口3时，集尘罩5打开，钢渣倒密封步进式冷却器8，倾翻作业结束时，集尘罩5扣合于密闭步进式冷却器8的钢渣入口3之上，防止外部冷风进入降低热烟气温度。
熔融钢渣从炼钢炉倒入钢渣灌1，经过天车运送至翻转台2，从密闭步进式冷却器8的钢渣入口3倒入，钢渣进入密闭步进式冷却器8，在密闭步进式冷却器8的钢渣入口3之下、风刀i-6-1之上的位置，设有高温隔离筛4，大块钢渣被4高温隔离筛隔离于筛上，随后由电磁吊吸走，其余高温流态和干渣钢渣在自然重力作用下，继续下落。当落至第一排纵向布置风刀i-6-1位置时，被风刀i-6-1切割。继续下落至第二排纵向布置风刀ii-6-2位置时，再次被切割。当钢渣继续下落至高温段C1篦床(水平倾斜a角10°～22°)时，被篦床上沿与水平方向30°～50°设置的风刀iv-6-5(见附图3)切割，并且风刀iv-6-5有将钢渣向出口方向推动的水平分力。为加强风刀切割效果，在水平风刀ii-6-2垂直位置设置风刀iii-6-3。被切割造粒的钢渣在9步进驱动装置以及风刀i、风刀ii、风刀iii水平方向推力以及倾斜的高温段C1篦床共同作用下，由高温段C1运动至低温段C2，并一直向出口方法运动。当运动到低温段C2篦床尾端时，被设置在尾端的破碎机24破碎，破碎后钢渣颗粒在22～25mm左右并被送出密闭步进式冷却器8。出密闭步进式冷却器8的钢渣，完成了余热交换，温度为60℃+环境温度，经过输送机i-12-1输送，并经过磁选机i-13-1磁选，选出的金属经过输送机ii-12-2，送至渣钢库15存储。剩余钢渣进入内部自循环辊式破碎机14，经过内部6次自循环破碎后的钢渣，渣钢与尾渣已彻底分离。出自循环辊式破碎机14的钢渣，进入输送机iii-12-3，经过磁选机磁ii-13-2选，选出的金属经过输送机iv-12-4，送至渣钢库15存储；剩余尾渣，经过输送机v-12-5，进入尾渣库16储存。当熔融钢渣落至第一排纵向布置风刀i-6-1位置时，风刀i-6-1与钢渣呈90°关系，并第一次发生固-气余热交换。当钢渣继续下落至第二排纵向布置风刀ii-6-2位置时，风刀ii-6-2与钢渣还是呈90°关系，并第二次发生固-气余热交换；这两次风刀水平与钢渣发生的余热交换，因是在钢渣垂直自由下落过程中发生的，因此合称为第一步固-气热交换；同样，当钢渣继续下落至高温段C1篦床时，被高温段C1篦床上沿与水平方向呈30°～50°设置的风刀iv-6-4切割完成第三次余热交换(即高温段完成第三次余热交换)。当钢渣运动到低温段C2篦床时，再次被低温段C2篦床上风刀iv-6-4切割，完成第四次余热交换(即低温段完成第四次余热交换)；在密闭步进式冷却器8篦床上进行的余热交换，在这里合称为第二步固-气热交换。至此，完成了全部余热交换。因此，本钢渣处理方法简称为“两步风淬法”钢渣处理及余热回收与利用。经过余热交换后、带有热焓以及粉尘颗粒的气体称之为热烟气，热烟气由密闭步进式冷却器8的热风抽风口17抽出，经过热力管道G1，送至旋风除尘器18；经过除尘后的热烟气，经热力管道G2，进入余热锅炉19进行气-液热交换，将热焓交换给做功介质水，产生饱和蒸汽，去推动汽轮机20回转，由汽轮机20带动发电机21发电。由旋风式除尘器18干式收集下来的粉尘，通过输送机vi-12-6，送至尾渣库16存储。出余热锅炉19的尾气，进入二级布袋式除尘器22进行第二级除尘，净化后的尾气对空排放。捕集下来的粉尘，经过输送机vii-12-7，送至尾渣库16存储。
一种钢渣干式处理及余热回收与发电的方法，设有密闭步进式冷却器8，在该密闭步进式冷却器8的钢渣入口3正上方设有高温隔离筛4，翻转台2固定于钢渣入口3的一侧，所述高温隔离筛4的上方设有移动式集尘罩5，钢渣罐1位于所述翻转台2的上方；所述密闭步进式冷却器8的中部上方设有热风抽风口17，管i-G-1连接所述热风抽风口17的上部与旋风除尘器18的上侧入风口。密闭步进式冷却器8前端的外侧上方设有风刀i-6-1与与风刀ii-6-2，风机7固定于所述风刀i-6-1与风刀ii-6-2入口的外侧，步进驱动装置9固定于所述密闭步进式冷却器8前端的外侧中部。多片固定床10与多片步进床11自上而下依次交替呈台阶状叠放纵向叠放形成篦床面设置于所述密闭步进式冷却器8内C-1区域与C-2区域，篦床面多片固定床10与多片步进床11中点所形成的直线与水平线形成角度a的数值范围为10°～22°。多片固定床10与多片步进床11下方设有下开孔6-6而前端设有风刀v-6-5，上表面设有多个风刀iv-6-4。所述密闭步进式冷却器8的两侧壁上在自上而下依次交替呈台阶状叠放纵向设置的多片固定床10与多片步进床11上方均设有风刀iii-6-3。管ii-G-2连接旋风除尘器18的上端出风口与余热锅炉19的进风口，余热锅炉19蒸汽出口连接汽轮机20，汽轮机20同轴带动发电机21。余热锅炉19的废气出口经二级布袋式除尘器22与系统风机23连接。旋风除尘器18的下端出料口经输送机vi-12-6与尾渣库16相连接。二次净化除尘器22下方经输送机vii-12-7也与所述尾渣库16相连。密闭步进式冷却器8内交替呈台阶状叠放纵向设置的固定床10与步进床11的尾端安装有破碎机24，该破碎机24经输送机i-12-1、磁选机i-13-1与内部自循环辊式破碎机14上方相连并经输送机ii-12-2与渣钢库15相连。内部自循环辊式破碎机14下方经输送机iii-12-3与磁选机ii-13-2以及输送机iv-12-4与渣钢库15相连。内部自循环辊式破碎机14下方还经磁选机ii-13-2、输送机v-12-5与尾渣库16相连。其特征在于：利用上述装置进行干式处理钢渣以及余热回收与发电的方法包括以下工序：
1)冶炼钢渣经过钢渣罐1运输至翻转台2，由倾翻机构将熔融状态倾倒至密闭步进式冷却器8。在密闭步进式冷却器8的钢渣入口3处，设有高温隔离筛4，将渣中的大块钢渣以及渣坨筛出，由行车电磁吊将其吊走。钢渣经过高温隔离筛4的筛析作用，已经被打碎一次。钢渣在自由下落过程中，当落至密封步进式冷却器8下部第一排水平风刀i-6-1位置时，被水平风刀i-6-1纵向快速切割成片。当落至密封步进式冷却器8下部第二排水平风刀ii-6-2位置时，被第二排水平风刀ii-6-2纵向快速切割。钢渣继续下落至高温段篦床C1表面时，又被篦床风刀iv-6-4与风刀v-6-5再次切割、裂解、分离、碎裂成小的钢渣颗粒与碎块，这些钢渣块颗粒随高速气流在步进床作用下向出口方向运动，由高温段C1篦床落到密闭步进式冷却器8内的低温段C2篦床上，这是第一步气流切割造粒；
2)在密闭步进式冷却器8的低温段C2篦床上，篦板结构与高温段C1篦板结构相似，每个固定床10与步进床11上表面设有的风刀iv-6-4与前端设有的风刀v‐6-5，喷向钢渣颗粒，对其进行喷吹冷却，这是第二步对钢渣以空气为介质进行快速骤冷。
3)被风刀切割成块成粒的钢渣由密闭步进式冷却器8的钢渣入口3以步进驱动装置9的驱进速度向出料端运动，进入密闭步进式冷却器8内部的钢渣带有显热，在风刀i至风刀v共同作用下，高压空气与钢渣进行固-气热交换。钢渣被切割破碎成块成粒冷却过程中产生的微细粉尘随热交换后产生的热烟气由热风抽气口17抽出，通过工艺管道G1进入旋风式除尘器18进行第一次除尘；对钢渣粉尘予以干式收集，集中输送，存储于尾渣存储库16。经过旋风式除尘器18除尘后的热烟气，经管ii-G-2进入余热回收装置余热锅炉19，进行第二次气-固热交换，将热烟气的热焓转换为余热锅炉19的饱和蒸汽，去推动汽轮机20回转带动发电机21发电。
4)出余热锅炉19的尾气，进入二级布袋式除尘器22，进行第二次除尘。经过二次除尘、净化的废气，对空排放。收集的粉尘，经输送机输送集中存储；当钢渣运动到出料端时，经破碎机24破碎被排出密闭步进式冷却器8外，完成在密闭步进式冷却器8内的第二次空气冷却过程；至此，在密闭步进式冷却器8内余热交换全部结束。
5)出密闭步进式冷却器8的钢渣，经输送机i-12-1与磁选机i-13-1进入自循环辊式破碎机14循环破碎6次后，渣钢得以完全暴露，经过输送机iii-12-3和磁选机ii-13-2磁选，选出渣钢和尾渣，被分别送往渣钢库15和尾渣库16存储。
6)当冶炼钢渣经钢渣罐1运输至翻转台2，将熔融状态钢渣倾翻倒入钢渣入口3时，集尘罩5打开，钢渣倒入密封步进式冷却器8，倾翻作业结束时，集尘罩5扣合于钢渣入口3之上，防止外部冷风进入降低热烟气温度。
这种钢渣干式处理及余热回收与发电方法，特点在于：高温隔离筛4所选用的材料，确定为60CrNiMo、0Cr25Ni22系、4Cr28Ni48W5Si2，以及与此材料相近、相似、相当的耐高温材料。
这种钢渣干式处理及余热回收与发电方法，是指液态钢渣经渣罐转运至翻转台，由倾翻机构将盛满液态钢渣的渣灌倾翻，液态钢液经过高温隔离筛流入密封步进式冷却器，纵向水平布置的风刀i-6-1与自由下落的钢渣呈90°垂直状态快速切割形成片(第一次空气束流切割造粒)，同时篦床上风刀iv-6-4以一定角度对水平风刀切割后的钢渣(片)进行二次切割形成块。
这种钢渣干式处理及余热回收与发电方法，是指从高温段过来的已经破碎成块的钢渣，行至密闭步进式冷却器低温段，由低温段篦床表面设置的风刀，对仍然具有较高温度钢渣进行二次切割喷吹骤冷降温，实现了第二步(次)以空气为介质对钢渣进行骤冷，同时完成了第二次固-气热交换。至此，完成了在密闭容器内(沿长度方向)全部固-气余热交换。
这种钢渣干式处理及余热回收与发电方法，密闭步进式冷却器所有风机所供应的风量，小于尾端系统风机的工作风量，因此，整个密闭步进式冷却器内部呈现负压状态，实现了负压操作。因此，设备所在场所不存在扬尘污染，环境质量比其他处理方法明显改善。
这种钢渣干式处理及余热回收与发电方法，特点还在于：密闭步进式冷却器8所有风机所供应的风量，小于系统风机23的工作风量，因此，整个密闭步进式冷却器8的内部呈现负压状态，所以，实现了负压操作。于是，生产场地不存在扬尘污染，环境质量比其他处理方法明显改善。
在水平风刀i、ii、iii和篦床风刀iv、v共同作用下，钢渣与篦床之间形成了以空气为介质的“气垫层”，钢渣在风力作用下呈现“临界悬浮”状态(而非随高速气流抛出)即钢渣处于“流态化”状态，也就是：在最小输入能量(消耗)前提下，实现钢渣干式冷却，而活动床10和固定床11在源源不断的冷却空气(环境温度)作用下，得以免除高温烘烤而导致的损坏。
由内部自循环辊式破碎机14与图示输送机i-12-1至v-12-5、磁选设备i-13-1、ii-13-2构成了短流程钢渣磁选系统，与以往钢渣磁选系统相比，具有流程短、设备少、占地面积小、便于管理的优点。
在水平风刀i-6-1、水平风刀ii-6-2、水平风刀iii-6-3和篦床风刀iv-6-4、篦床风刀v-6-5共同作用下，钢渣与篦板之间形成了以冷却空气为介质的“气垫层”，钢渣在风力作用下呈现“临界悬浮”状态，在源源不断的冷却空气(环境温度)作用下，篦床得以免除高温烘烤的损坏。
在密闭步进式冷却器内部，经过高温段和低温段二次固-气热交换后，热量交换给了冷却机内部的气体，这些高温热烟气在系统风机的作用下，通过工艺管道进入旋风式除尘器，对粉尘予以干式收集，集中输送，存储于尾渣存储库。经除尘后的热烟气，进入余热锅炉，经过气-液热交换，其热焓转换为饱和蒸汽，去推动汽轮机带动发电机发电。经过余热锅炉热交换后的尾气，进入二级布袋式除尘器净再次化除尘后，对空排放。经过二次布袋式收尘器收集的尾渣粉尘，经过输送，送入尾渣库存储。
因为风刀切割和快速冷却作用，避免了不锈钢渣(特例)由高温熔融状态冷却到725℃时，由α-C2S相变为γ-C2S相，使其快速越过相变点，直接由α-C2S相进入β-C2S相，因此不产生粉化作用或者极少粉化，这对保证钢渣化学性质稳定、提高胶凝材料性能至关重要。出密闭步进式冷却器的钢渣，经输送机输送，进入循环辊式破碎机，自循环破碎6次后，渣钢得以完全暴露，经过输送机输送和磁选机磁选，分别选出渣钢和尾渣，分别送往金属仓和尾渣库存储。由自循环滚式破碎机组成了短流程磁选系统，减化了钢渣磁选流程。
密闭步进式冷却器的篦床分为活动床和固定床，活动床与固定床是一排压一排相互交替搭接的，活动床在步进驱动装置作用下，所有横排活动床沿列向(纵向)往复运动，使得被风刀切割成块的钢渣渐次向出口方向运动，直至被输送出设备之外。
密闭步进式冷却器的篦床为列向运动(纵向为列)，当输送钢渣时，相邻两列篦床一列纵向往复运动，一列不动。当一个运动周期结束时，上个运动周期运动的列向篦床不动，不动的列向篦床往复运动。这样交叉交错列向篦床运动，将钢渣输送出设备之外。

Claims (5)

1.一种钢渣干式处理及余热回收与发电的方法，设有密闭步进式冷却器(8)，在该密闭步进式冷却器(8)的钢渣入口(3)正上方设有高温隔离筛(4)，翻转台(2)固定于所述钢渣入口(3)的一侧，所述高温隔离筛(4)的上方设有移动式集尘罩(5)，钢渣罐(1)位于所述翻转台(2)的上方；所述密闭步进式冷却器(8)的中部上方设有热风抽风口(17)，管i(G-1)连接所述热风抽风口(17)的上部与旋风除尘器(18)的上侧入风口；所述密闭步进式冷却器(8)前端的外侧上方设有风刀i(6-1)与风刀ii(6-2)，风机(7)固定于所述风刀i(6-1)与与风刀ii(6-2)入口的外侧，步进驱动装置(9)固定于所述密闭步进式冷却器(8)前端的外侧中部；多片固定床(10)与多片步进床(11)自上而下依次交替呈台阶状叠放纵向叠放形成篦床面设置于所述密闭步进式冷却器(8)内C-1区域与C-2区域，所述篦床面多片固定床(10)与多片步进床(11)中点所形成的直线与水平线形成角度a的数值范围为10°～22°，所述多片固定床(10)与多片步进床(11)下方设有下开孔(6-6)而前端设有风刀v(6-5)，上表面设有多个风刀iv(6-4)；所述密闭步进式冷却器(8)的两侧壁上在所述自上而下依次交替呈台阶状叠放纵向设置的多片固定床(10)与多片步进床(11)上方均设有风刀iii(6-3)；管ii(G-2)连接所述旋风除尘器(18)的上端出风口与余热锅炉(19)，所述余热锅炉(19)下方依次连接汽轮机(20)与发电机(21)；所述余热锅炉(19)的下侧烟气出口经二级布袋式除尘器(22)与系统风机(23)连接；所述旋风除尘器(18)的下端出料口经输送机vi(12-6)与尾渣库(16)相连接；所述二级布袋式除尘器(22)下方经输送机vii(12-7)也与所述尾渣库(16)相连；所述密闭步进式冷却器(8)内交替呈台阶状叠放纵向设置的固定床(10)与步进床(11)的尾端安装有破碎机(24)，该破碎机(24)经输送机i(12-1)、磁选机i(13-1)与内部自循环辊式破碎机(14)上方相连并经输送机ii(12-2)与渣钢库(15)相连；所述内部自循环辊式破碎机(14)下方经输送机ii i(12-3)与磁选机ii(13-2)以及输送机v(12-5)与所述渣钢库(16)相连；所述内部自循环辊式破碎机(14)下方还经磁选机ii(13-2)、输送机iv(12-4)与所述渣钢库(15)相连；利用上述装置进行干式处理钢渣以及余热回收与发电的方法包括以下工序：其特征在于：
1)冶炼钢渣经过渣罐(1)运输至翻转台(2)，由倾翻机构将熔融状态倾倒至密闭步进式冷却器(8)；在密闭步进式冷却器(8)的钢渣入口(3)处，设有高温隔离筛(4)，将渣中的大块钢渣以及渣坨筛出，由行车电磁吊将其吊走；钢渣经过高温隔离筛(4)的筛析作用，已经被打碎一次；钢渣在自由下落过程中，当落至密封步进式冷却器(8)下部第一排水平风刀i(6-1)位置时，被水平风刀i(6-1)纵向快速切割成片；当落至密封步进式冷却器(8)下部第二排水平风刀ii(6-2)位置时，被第二排水平风刀ii(6-2)纵向快速切割。钢渣继续下落至高温段篦床C1表面时，又被篦床风刀iv(6-4)与风刀v(6-5)再次切割、裂解、分离、碎裂成小的钢渣颗粒与碎块，这些钢渣块颗粒随高速气流在步进床作用下向出口方向运动，由高温段篦床C1落到密闭步进式冷却器(8)内的C2低温段篦床上，这是第一步气流切割造粒；
2)在所述密闭步进式冷却器(8)的C2低温段篦床上，篦板结构与C1高温段篦板结构相似，所述每个固定床(10)与步进床(11)上表面设有的风刀iv(6-4)与前端设有的风刀v(6-5)，喷向钢渣颗粒，对其进行喷吹冷却，这是第二步对钢渣以空气为介质进行快速骤冷；
3)被风刀切割成块成粒的钢渣由密闭步进式冷却器(8)的钢渣入口(3)以步进驱动装置(9)的驱进速度向出料端运动，进入密闭步进式冷却器(8)内部的钢渣带有显热，在风刀i(6-1)至风刀v(6-5)共同作用下，高压空气与钢渣进行固-气热交换；钢渣被切割破碎成块成粒冷却过程中产生的微细粉尘随热交换后产生的热烟气由热风抽气口(17)抽出，通过工艺管道G1进入旋风式除尘器(18)进行第一次除尘；对钢渣粉尘予以干式收集，集中输送，存储于尾渣存储库(16)；经过旋风式除尘器(18)除尘后的热烟气，经管道G2进入余热回收装置余热锅炉(19)，进行第二次气-固热交换，将热烟气的热焓转换为余热锅炉(19)内的饱和蒸汽，去推动汽轮机(20)回转带动发电机(21)发电做功；
4)出余热锅炉(19)的尾气，进入二级布袋式除尘器(22)，进行第二次除尘。经过二次除尘、净化的废气，对空排放，收集的粉尘，经输送机输送集中存储；当钢渣运动到出料端时，经破碎机(24)被排出密闭步进式冷却器(8)外，完成在密闭步进式冷却器(8)内的第二次空气冷却过程；至此，在密闭步进式冷却器(8)内余热交换全部结束；
5)出密闭步进式冷却器(8)的钢渣，经输送机i(12-1)与磁选机i(13-1)进入自循环辊式破碎机(14)循环破碎6次后，渣钢得以完全暴露，经过输送机iii(12-3)和磁选机ii(13-2)磁选，选出渣钢和尾渣，被分别送往渣钢库(15)和尾渣库(16)存储；
6)当冶炼钢渣经渣罐(1)运输至翻转台(2)，将熔融状态钢渣倾翻倒入钢渣入口(3)时，集尘罩(5)打开，钢渣倒入密封步进式冷却器(8)，倾翻作业结束时，集尘罩(5)扣合于钢渣入口(3)之上，防止外部冷风进入降低热烟气温度。
2.根据权利要求1所述钢渣干式处理及余热回收与发电方法，其特征在于：高温隔离筛(4)所选用的材料，确定为60CrNiMo、0Cr25Ni22系、4Cr28Ni48W5Si2。
3.根据权利要求1所述钢渣干式处理及余热回收与发电方法，其特征在于：密闭步进式冷却器(8)所有风机所供应的风量，小于系统风机(23)的工作风量，负压操作。
4.根据权利要求1所述钢渣干式处理及余热回收与发电方法，其特征在于：钢渣在密闭步进式冷却器(8)的固定床(10)与步进床(11)上，在风刀作用下，工作临界悬浮状态。
5.根据权利要求1所述钢渣干式处理及余热回收与发电方法，其特征在于：由(14)自循环破碎机与输送设备i(12-1)、i i(12-2)、iii(12-3)、iv(12-4)、v(12-5)、以及磁选设备i(13-1)、i i(13-2)构成短流程钢渣磁选系统。
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