CN109328116A - 用于回收耗尽的耐火材料的设备和方法 - Google Patents

Abstract

用于回收钢铁厂中的用过的耐火材料的设备，包括至少一个用于所述耐火材料的接收区域(1)、至少一个材料筛分区域(2)、至少一个磁性分离区域(3)和至少一个分选区域(4)。所述接收区域(1)与包括第一筛分装置的第一筛分区域(2)连通，所述第一筛分装置旨在基于所述材料的尺寸将所述耐火材料划分成至少两个级分，所述至少两个级分中有粗粒级分和细粒级分。进一步提供包括第二筛分装置的第二筛分区域(21)，所述第二筛分装置旨在基于尺寸将所述细粒级分划分成至少两个进一步的子级分(A、B、C)。

Description

用于回收耗尽的耐火材料的设备和方法

技术领域

本发明涉及用于回收钢铁厂中的耗尽的耐火材料的设备和方法。

特别地，本发明的设备包括至少一个用于耐火材料的接收区域、至少一个材料筛分区域、至少一个磁性分离区域和至少一个分选区域。

刚刚描述的是现有技术中已知的、用于回收耐火材料的设备的通常构造。

特别地，本发明涉及旨在回收炼钢循环中使用的耐火材料的回收设备。

背景技术

如现有技术中已知地，将钢熔化以对其进行处理，并且由于所涉及的高温，所以有必要在炼钢、处理和制造工序中所使用的若干容器中布置耐火材料衬里。

耐火材料衬里被介入容器的金属结构与其中所包含的液态钢之间，具有超过1500℃的温度。举例来说，所述容器是：电弧炉(EAF)的器皿、转炉(器皿)的容器、保持液态钢用于将其在若干设备中转移的钢包。

一旦对液态钢进行了所有处理，容器的耐火材料衬里就会被拆除。

这样的拆除产生了相当大的量的废料，目前少量的废料被回收以再用于生产工序中，而废料的大部分被填埋。

清楚的是这样的工序是如何首先引起特别严重的环境破坏以及资源浪费，因为它不允许再次使用废材料来不仅用于制造新的容器衬里而且还用于获得将在炼钢工序中再使用的产品。

因此，现有技术中已知的设备和方法存在未被满足的需要，即提供允许有效地回收来源于耐火材料衬里的拆除的碎屑的系统。

发明内容

本发明通过提供如上所述的用于回收用过的耐火材料的设备来实现以上目的，其中接收区域与包括第一筛分装置的第一筛分区域连通，所述第一筛分装置旨在基于材料的尺寸将耐火材料划分成至少两个级分，即粗粒级分和细粒级分。

进一步提供包括第二筛分装置的第二筛分区域，所述第二筛分装置旨在基于其尺寸将所述细粒级分划分成至少两个进一步的子级分。

这种布置允许一般会被丢弃并直接填埋的细粒级分得以被处理。

在现有技术已知的设备中，由于涉及产生粉尘的问题，从而不允许对细粒级分进行干燥处理，因此不首先处理细粒级分。

如以下将从对一个实施例和本发明的方法的描述看出，第二筛分装置提供了通用设备，所述通用设备允许使用相同的器械用于处理和回收粗粒级分和细粒级分。

显然，将在不同的时刻处理这两个级分。

此外，如下面将清楚描述地，本发明的设备和方法允许获得以下材料：

·碱性颗粒：在电炉中的熔融工序中和在转化阶段期间在转炉中使用的原材料(部分地替代该工序所需的石灰)。

·金属部分：能够被再引入到生产循环中的金属材料。

·铝矾土颗粒：耐火材料，旨在被用作用于生产钢铁工业的产品的原料。

有利地，由本发明的设备进行的处理不涉及材料之间的化学反应；这只是在室温和室压下进行的机械操作。

根据优选实施例，接收区域与第一筛分区域连通，所述第一筛分区域与至少一个材料磁性分离区域连通。

进一步提供第一转移装置，旨在将粗粒级分输送到分选区域，以及提供第二转移装置，旨在将细粒级分输送到第二筛分区域。

转移装置可以是任何类型：其可以是输送皮带或由设备内的操作员操纵的车辆。

粗粒级分和细粒级分可以分别在磁性分离区域和第二筛分区域的下游经历进一步的处理，将特别参考本发明的方法来公开这些处理。

重要的是指出下面将描述的且在粗粒级分和细粒级分上进行的随后的处理是如何在粗粒级分和细粒级分之间的第一分离的下游的。

与现有技术已知的系统不同，细粒级分的进一步划分发生在磁性分离的下游。

这种构造允许优化设备的尺度和处理时间。

如果耐火材料被立即划分成各级分，则有必要提供三条长的且不同的处理线。

相反，通过在磁性分离的下游划分细粒级分，获得了较短的处理线以及用于转移各种材料的较快且较有效率的装置。

如果考虑到粗粒级分被优选地减小尺度以使其经历与细粒级分所经历过的相同的处理从而优化材料回收的事实，则这种解决方案是进一步有利的。

本发明还进一步涉及用于回收钢铁厂中的用过的耐火材料的方法。

规定了可以利用上述设备或利用允许进行由方法步骤所描述的处理的任何其它设备来进行本发明的方法。

特别地，本发明的方法包括以下步骤：

a)接收耐火材料，

b)筛分和分离耐火材料，

c)收集耐火材料。

特别地，步骤b)提供以下子步骤：

b1)基于第一具体阈尺寸值，将材料第一筛分成至少两个级分，以识别细粒级分和粗粒级分；

b2)细粒级分的磁性分离；

b3)粗粒级分的磁性分离；

b4)基于第二具体阈尺寸值，将细粒级分第二筛分成至少两个子级分。

如上所述，还对细粒级分进行了处理，使得允许其被回收：在粗粒级分和细粒级分的磁性分离之后进行这种处理。

除了上述优点之外，这种实施例还允许限制粉尘的产生。

将细粒级分和粗粒级分分离，但优选地，通过相同的工序和相同的装备但在不同的时刻处理细粒级分和粗粒级分，从而获得特别通用的、有效率的且廉价的系统。

特别地，细粒级分和/或粗粒级分经历干燥处理，以防止在可能改变材料的化学-物理特性的潮湿环境中处理耐火材料。

根据本发明的方法的优选变体实施例，步骤b4)提供将细粒级分划分成三个不同的子级分，两个第二阈尺寸值被设置为待确定。

这种特性允许优化材料回收、特别是金属回收：基于尺寸将细粒级分划分成三个不同的类别，并且针对每一个类别进行单独的处理。

较小级分含有较少量的金属，因此金属回收处理将集中在较大级分上。

因此，有利地，根据改进，在步骤b4)之后提供步骤b5)，该步骤b5)涉及限定具有较大尺寸的两个子级分，进一步提供步骤b6)，用于具有较大尺寸的子级分的非磁性分离，旨在相对于细粒部分分离非磁性金属部分。

这种变体允许回收未被在细粒级分上进行的磁性分离步骤回收的所有金属材料。

清楚的是，如何能够在设备中使用这种变体实施例以提供非磁性材料的回收和/或使用。

如下面将通过示出一些实施例来详细公开地，细粒部分被用于生产碱性颗粒材料。

根据本发明的方法的进一步的实施例，在步骤a)之前提供涉及基于所述材料的来源而对用过的耐火材料进行分选的步骤。

有利地，可以基于源设备或设备的源区域的不同的具体特征(电炉器皿、转炉容器、钢包)来分离待处理的材料。

因此，将基于由材料的不同来源导致的材料的具体特征来调整本发明的方法的步骤。

对具有共同特征的耐火材料的单独处理允许材料回收得以优化。

仍然为了改进回收的目的，粗粒级分也可以提供与细粒级分完全相似的处理，因此在至少一个磁性金属部分、至少一个非磁性金属部分和至少一个耐火部分中提供其分离。

如以下将公开地，即使是不合适的外来部分和炉渣团聚物也会由所述分离而产生。

根据本发明的方法的实施例，粗粒级分被至少部分地划分成小颗粒。

优选地，被划分成颗粒的是这种粗粒级分的耐火部分。

然后这种颗粒被用在细粒级分中作为颗粒。

规定了这种颗粒可以是铝矾土类或碱性类的。

最后，根据进一步的变体实施例，细粒部分和/或粗粒级分特别是耐火部分基于它们的化学-物理特性被分离。

清楚的是，这最后的化学-物理分离是如何给予本发明的方法特别有利的涉及除耐火材料的数量之外的质量区分的方面。

在具体的钢厂的情况下，通过区分磁性、白云石质和/或铝矾土类的材料来进行这种质量分离。

除了以单独的方式且不被其它材料污染地回收这种材料之外，本发明的设备和方法允许进行不同的处理，从而根据数量并根据这两个级分的质量来区分细粒级分和粗粒级分。

最后，除了优化金属回收之外，本发明的设备和方法允许通过在工序本身中引入由上文公开的处理所产生的回收材料的一部分来减少工序材料诸如石灰的消耗。

附图说明

从以下对附图中所示的一些实施例的描述，本发明的这些和其它的特征和优点将更清楚，其中：

图1是根据可能的实施例的本发明的设备和方法的示意功能框图；

图2是根据另一个实施例的本发明的设备和方法的示意图。

具体实施方式

规定了示出本专利申请所附的图是为了更好地限定本发明的设备和方法的特征和优点。

因此，这样的实施例必须旨在作为解释，而不是对本发明的发明构思的限制，即提供允许优化材料的回收同时尽可能限制废品的用于回收耐火材料的设备和方法。

特别参考图1，用于回收钢铁厂中的用过的耐火材料的设备包括至少一个用于耐火材料的接收区域、至少一个材料筛分区域2、至少一个磁性分离区域3和至少一个分选区域4。

特别地，接收区域1与第一筛分区域2连通，该第一筛分区域2包括第一筛分装置，该第一筛分装置旨在基于材料尺寸将耐火材料划分成至少两个级分，其中有粗粒级分和细粒级分。

进一步提供了包括第二筛分装置的第二筛分区域21，该第二筛分装置旨在基于尺寸将细粒级分划分成至少两个另外的子级分。

可以根据现有技术中已知的任何方法来制成第一筛分装置和第二筛分装置。

例如，第一筛分装置和第二筛分装置可以由具有具体尺度的栅格的振动筛构成，旨在过滤具有较大尺寸的材料。

假设耐火材料块为立方体，根据优选实施例，这样的格栅允许对材料进行分选，使得粗粒级分由边长大于50mm的块组成，并且细粒级分由边长小于50mm的块组成。

特别参考图1，指明了粗粒级分的功能路径在图的右侧中示出，而细粒级分的功能路径在左侧中示出。

然而，这些仅仅是功能图，因为对于共有的处理，优选通过相同的装备来处理粗粒级分和细粒级分。

因此，接收区域1与第一筛分区域2连通，第一筛分区域2与至少一个材料磁性分离区域3连通。

分选区域4中提供有旨在输送粗粒级分的第一转移装置以及旨在将细粒级分输送到第二筛分区域21的第二转移装置。

基于图1中概述的设备的特性，根据以下方法步骤来处理耐火材料：

a)接收耐火材料，区域1；

b)筛分和分离耐火材料，区域2、区域21和区域3；

c)收集耐火材料，区域4。

筛分和分离步骤提供以下子步骤：

b1)基于第一具体阈尺寸值，将材料第一筛分成至少两个级分，由2表示，以识别细粒级分和粗粒级分；

b2)细粒级分的磁性分离，由3表示；

b3)粗粒级分的磁性分离，由3表示；

b4)基于第二具体阈尺寸值，将细粒级分第二筛分成至少两个子级分，由21表示。

特别地，细粒级分提供具有小于50mm的边长的块，并且在第二筛分操作时，通过使用两个阈值5mm和15mm将其进一步划分成三个子级分。

因此，在这种情况下，可以提供两个栅格，从而提供边长为5mm和边长为15mm的孔，以形成材料的边长具有0至5mm的尺寸的级分A、边长具有5mm至15mm的尺寸的级分B和边长具有15mm至50mm的尺寸的级分C。

如图1中所示，识别出具有较大尺寸的级分B和级分C，并且进行非磁性分离31，这旨在相对于细粒部分分离非磁性金属部分。

如下文将示出，细粒部分被用于生产粒状产品，而级分A被储存在合适的收集区域6内。

由于耐火材料呈现出不规则的形状，因此可能会发现尺度中的一项大于50mm的级分。

在这种情况下，可以分离这种块并将它们压碎，以进行上文参考细粒级分而描述的循环。

作为替代或相组合地，可以将这种块插入粗粒级分的循环中。

在由3表示的磁性分离之后，粗粒级分在被收集和储存之前被划分成至少一个磁性金属部分、至少一个非磁性金属部分和至少一个耐火部分。

根据可能的实施例，耐火部分被至少部分地划分成小颗粒，从而与细粒部分相组合地使用以生产碱性或铝矾土颗粒材料。

此外，如图2中详细描述的那样，能够基于细粒部分和/或耐火部分的化学-物理特性来分离细粒部分和/或耐火部分。

特别参考图1，可以在接收材料1之前提供步骤10，并且步骤10涉及基于所述材料的来源而对用过的耐火材料进行分选。

图2更详细地且根据可能的实施例示出至此所描述的方法和设备以及本发明的主题。

基于图2中所示，耐火材料在由1表示的接收区域处被接收和取出。

如上所述，根据所述材料的来源而将其划分。可以通过翻车机进行从机动车辆的卸料操作或者通过利用挖掘机或轮式装载机7来输送而进行从拆除区域的卸料操作。

在第一筛分区域2之前，在挖掘机或装载机的帮助下能够提供对具有米和分米尺寸的金属部分和团聚物的移除。可以通过目视检查材料来人工地实现这种移除。

然后进行由2表示的筛分动作，在处理开始时进行该筛分动作，这具有双重目的，即分离细粒级分并获得尺寸大于50mm、不含细粒材料的粗粒级分，从而便于随后的分选步骤。

有利地，通过对应于具体来源的批次来过滤材料。

通过使用布置在相关位置中的自动化设备来进行筛选(或筛分)。

料斗22中由轮式装载机7进料的材料被输送到初级筛23，从该初级筛23处产生旨在被分选的、优选地具有小于50mm的尺寸的细粒级分。

借助于带上磁性分离机(overband magnetic separator)24对细粒级分进行除铁，然后将其输送到筛25，在筛25处优选地获得以下粒度的级分：0/5mm-5/15mm和15/50mm。

旨在经历非磁性分离的5/15mm级分和15/50mm级分被储存在箱B13和B14中。

0/5mm级分被输送到分别用于“白云石质”或“镁质”材料的储存筒仓A1-A和A1-B。

由31表示的非磁性分离提供由上述筛分工序产生的5/15mm级分和15/50mm级分，以机械方式处理该5/15mm级分和15/50mm级分，以分离其中存在的、未已由磁性分离先前分选的非磁性金属部分。

可替代地，在自动且独立的处理线上对5/15mm级分和15/50mm级分进行非磁性分离。

将待处理的材料引入料斗32中，该待处理的材料从料斗32被输送到电感式分离机33。金属级分被从皮带34卸料到箱35中，惰性级分被储存在箱B15中。

5/15mm级分和15/50mm级分旨在用于生产5/50mm的碱性颗粒。通过轮式装载机7将它们转移到分别用于“白云石质”和“镁质”材料的箱B11和B12中。

为了限制在对细粒级分进行处理的期间产生粉尘，可以提供由图2中的数字9表示的粉尘收集设备。

来源于筛选或筛分工序2的粗粒级分由在若干耐火结构中使用的不同质量的耐火材料构成，一般是砖或其级分。这样的材料经历了由3、37表示的分选操作，从而将如下材料分离：

1.磁性金属部分

2.非磁性金属部分

3.铝矾土耐火料

4.尖晶石耐火料

5.炉渣团聚物

6.不合适的外来部分，若有

7.碱性耐火材料。

根据与其来源相对应的批次通过轮式装载机7将具有大于50mm的粒度的材料装载在料斗35中。如果将磁性分选操作与由8表示的研磨操作一起进行，则基于“镁质”或“白云石质”材料来进行磁性分选操作。

通过带上分离机36来进行磁性金属部分的分离。

镁质或白云石质碱性耐火部分对应于分选工序后剩余的部分。

所有的其它级分由操作员在分选皮带37上分选。

积极分选出的级分被收集在金属仓中，然后被卸料到相应的储存箱中。

碱性级分被收集在箱B10中或被直接送至由8表示的研磨操作。

研磨操作用于利用分选出的大于50mm的碱性级分生产0/5mm和5/50mm的碱性颗粒。这是基于“镁质”或“白云石质”材料而进行的。

这种颗粒的生产在合适的颚式破碎机81中进行，并在具有3个栅格的振动筛上再循环。

0/5mm级分被输送到储存筒仓。

根据所生产的材料的质量，将5/15mm级分和15/50mm级分一起输送到箱B11或B12。

向研磨操作的进料是与料斗82中的分选操作一起进行的。

根据图2中所示的实施例，可以提供与图1的级分A相对应的成包白云石质或镁质碱性颗粒。

在托盘上将这种产品包装成袋，以在电炉中将其用作炉渣调节剂。

通过筒仓A1-A和A1-B下方的被装上料的自动设备P1来进行包装。

如上所述，散装材料的成品被储存在合适的箱中，袋中的成品被储存在仓库区域中，以等待被运送和被再用。

所获得的产品可以被概括为：

-白云石质颗粒5/50mm/散装

-镁质颗粒5/50mm/散装

-白云石质颗粒0/5mm/大袋

-镁质颗粒0/5mm/大袋

-非磁性钢/散装

-磁性钢/散装

-铝矾土材料/散装

-铝矾土材料：尖晶石/散装

-炉渣/散装

-废料/散装

Claims (10)

1.用于回收钢铁厂中的用过的耐火材料的设备，包括至少一个用于所述耐火材料的接收区域(1)、至少一个材料筛分区域(2)、至少一个磁性分离区域(3)和至少一个分选区域(4)，

其特征在于

所述接收区域(1)与包括第一筛分装置的第一筛分区域(2)连通，所述第一筛分装置旨在基于所述材料的尺寸将所述耐火材料划分成至少两个级分，所述至少两个级分中有粗粒级分和细粒级分，

提供包括第二筛分装置的第二筛分区域(21)，所述第二筛分装置旨在基于尺寸将所述细粒级分划分成至少两个进一步的子级分(A、B、C)。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述接收区域(1)与所述第一筛分区域(2)连通，所述第一筛分区域(2)与至少一个材料磁性分离区域(3)连通，

提供第一转移装置，以将所述粗粒级分运送到所述分选区域(4)，并且提供第二转移装置，以将所述细粒级分运送到所述第二筛分区域(21)。

3.用于回收钢铁厂中的用过的耐火材料的方法，包括以下步骤：

a)接收所述耐火材料(1)；

b)筛分(2、21)和分离(3)所述耐火材料；

c)收集所述耐火材料，

其特征在于

步骤b)提供以下子步骤：

b1)基于第一具体阈尺寸值，将所述材料第一筛分(2)成至少两个级分，以识别细粒级分和粗粒级分；

b2)所述细粒级分的磁性分离(3)；

b3)所述粗粒级分的磁性分离(3)；

b4)基于第二具体阈尺寸值，将所述细粒级分第二筛分(21)成至少两个子级分(A、B、C)。

4.根据权利要求3所述的方法，其中步骤b4)提供将所述细粒级分划分成三个不同的子级分(A、B、C)，两个第二阈尺寸值被设置为待确定。

5.根据权利要求3所述的方法，其中设有在步骤a)之前且涉及根据所述材料的来源而分选(10)用过的耐火材料的步骤。

6.根据权利要求4所述的方法，其中在步骤b4)之后设有步骤b5)，所述步骤b5)涉及识别具有较大尺寸的所述两个子级分(B、C)，

提供步骤b6)，所述步骤b6)涉及具有较大尺寸的所述子级分(B、C)的非磁性分离(31)，旨在相对于细粒部分分离非磁性金属部分。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述细粒部分被用于生产颗粒材料。

8.根据权利要求3所述的方法，其中步骤b3)提供将所述粗粒级分分离成至少一个磁性金属部分、至少一个非磁性金属部分和至少一个耐火部分。

9.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的方法，其中所述粗粒级分被至少部分地划分成小颗粒。

10.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的方法，其中所述细粒部分和/或所述粗粒级分基于它们的化学-物理特性被分离。