CN109943674A - 一种还原性钢渣冷解和余热梯度回收系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种还原性钢渣冷解和余热梯度回收系统，包括一次相变冷解器、链式刮板机、二次相变冷解器、斗式提升机、料仓，一次相变冷解器的底部设有漏料斗，漏料斗的出料口设置在链式刮板机的上方，链式刮板机的一侧设有斜管溜槽，链式刮板机通过斜管溜槽将还原渣粉送入二次相变冷解器中，二次相变冷解器的出料口处设有出料溜槽，还原渣粉经出料溜槽落入斗式提升机，通过斗式提升机存放至料仓内。实现还原渣的干法处理，这是技术的重大突破，为其它钢铁企业处理钢渣提供了技术思路；还原渣干粉的成功获取，其作为水泥原料或保温材料，利用起来更加方便，提升了其资源化价值；两次余热回收，最大可能地实现了热资源的充分利用，避免了浪费。
Description
技术领域
本发明涉及冶金高温渣的处理回收及余热利用技术领域，特别涉及一种还原性钢渣冷解和余热梯度回收系统。
背景技术
炼钢渣分为还原渣和氧化渣。还原渣的典型代表为不锈钢渣，还包括普碳钢渣中的精炼渣，其主要组分为CaO、SiO2等，二者比例占钢渣成分的80%左右，碱度一般在1.9~2.5之间。在钢渣从熔融态冷却过程中，随着温度降低，2CaO·SiO2不断发生相变：由相(密度3.31g/cm3)向γ-C2S相(密度2.97 g/cm3)转变，最终在725℃时完全转变为γ-C2S相。在向γ-C2S晶型转变过程中其体积增加约14%，也就是说随着钢渣本身温度的降低，钢渣由熔融状态变成坚硬的固态渣壳或渣块，最后因为体积膨胀，产生自然粉化现象，形成粉化渣粉。还原渣粉化后的干渣粉粒径相对较小，约67%的粉化还原渣小于0.045mm，约91%的粉化还原渣小于0.08mm。
目前国内外处理还原性钢渣的方法主要为湿法。太原不锈钢公司先对不锈钢钢渣进行热焖，与碳钢的热焖坑类似，热焖后通过机械或人工选出大颗粒含铁原料，然后进行湿棒磨粗磨，选出棒磨料后进入球磨细磨，选出球磨料，再进行磁选。太钢这种不锈钢钢渣湿法处理的方式生产环境很差，环保压力巨大，磁选后的渣子因含水量大而资源化利用率低，钢渣余热未得到回收，造成浪费。东方特钢目前用的是滚筒法处理不锈钢渣。其主要特点是滚筒内放置一定量的钢球，滚筒旋转中，水喷淋钢球，钢球再冷却热熔渣，杜绝了渣包水或水包渣现象，不会产生爆炸，但该处理方法产生大量污泥和污水，投资巨大，无余热利用，处理后的钢渣资源化利用率也不高。经查新，还没有还原渣根据矿物相变、热解，实现制备干粉以及余热回收装置的相关报道。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种还原性钢渣冷解和余热梯度回收系统，根据炼钢还原性钢渣的物性、化性进行相变、热解，实现制备干粉以及余热回收的装置，从而替代传统的湿式冷却处理工艺。
为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
一种还原性钢渣冷解和余热梯度回收系统，包括一次相变冷解器 、链式刮板机、二次相变冷解器、斗式提升机、料仓、蓄热器、冷却水箱，
所述一次相变冷解器 包括屋脊式的斜面板、蜂窝管，所述斜面板上均匀排布蜂窝管孔，所述斜面板由上、下两层板壁组成，板壁与蜂窝管孔组成的密闭腔体内安装蜂窝管通过冷却水，所述斜面板的一侧设有进水法兰口、出水法兰口，所述进水法兰口通过软管与冷却水箱相连，所述出水法兰口通过软管与出水管道相连，所述出水管道的一端连接有蓄热器，所述一次相变冷解器 的底部设有漏料斗；
所述漏料斗的出料口设置在链式刮板机的上方，所述链式刮板机的一侧设有斜管溜槽，所述链式刮板机通过斜管溜槽将还原渣粉送入二次相变冷解器进一步的降温冷却；
所述二次相变冷解器为冷渣器或者滚筒粉体换热器，所述二次相变冷解器上设有进水口和出水口，所述进水口与冷却水箱相连接，所述出水口与蓄热器相连接；
所述二次相变冷解器的出料口处设有出料溜槽，所述出料溜槽的上方设有去除还原渣粉中铁料的除铁器，还原渣粉经出料溜槽落入斗式提升机，通过斗式提升机存放至料仓内。
进一步，所述蜂窝管孔的孔径为D35。
进一步，所述一次相变冷解器 的底部设有支撑腿，所述支撑腿的内部设有支撑弹簧。
进一步，所述斜面板水平倾角5°，蜂窝管横向间距120mm，纵向间距150mm。
进一步，所述一次相变冷解器 内管材耐热450-550℃以上，承受强度125MPa。
进一步，所述一次相变冷解器 的漏料斗中间设有钢板，所述钢板内部喷涂一层耐火材料，所述钢板的材质为Q235A。
进一步，所述蓄热器的顶部设有蒸汽排空口和安全阀。
本发明的有益效果为：
1、实现还原渣的干法处理，这是技术的重大突破，为其它钢铁企业处理钢渣提供了技术思路；
2、还原渣干粉的成功获取，其作为水泥原料或保温材料，利用起来更加方便，提升了其资源化价值；
3、两次余热回收，最大可能地实现了热资源的充分利用，避免了浪费。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的侧视结构示意图；
图3为本发明的工艺系统图；
图4为本发明的一次相变冷解器的结构示意图；
图5为本发明的一次相变冷解器的俯视结构示意图；
附图标记对照表：
1、一次相变冷解器，2、链式刮板机，3、二次相变冷解器，4、斗式提升机，5、料仓，6、蓄热器，7、冷却水箱，8、斜面板，8.1、板壁，9、蜂窝管，10、蜂窝管孔，11、进水法兰口，12、出水法兰口，13、出水管道，14、漏料斗，15、斜管溜槽，16、进水口，17、出水口，18、出料溜槽，19、除铁器，20、支撑腿，20.1、支撑弹簧，21、钢板。
具体实施方式
下面结合附图来进一步说明本发明的具体实施方式。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。
需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如附图所示，一种还原性钢渣冷解和余热梯度回收系统，包括一次相变冷解器1、链式刮板机2、二次相变冷解器3、斗式提升机4、料仓5、蓄热器6、冷却水箱7，
所述一次相变冷解器 1包括屋脊式的斜面板8、蜂窝管9，所述斜面板8上均匀排布蜂窝管孔10，所述斜面板8由上、下两层板壁8.1组成，板壁8.1与蜂窝管孔10组成的密闭腔体内安装蜂窝管9通过冷却水，所述斜面板8的一侧设有进水法兰口11、出水法兰口12，所述进水法兰口11通过软管与冷却水箱7相连，所述出水法兰口12通过软管与出水管道13相连，所述出水管道13的一端连接有蓄热器6，所述一次相变冷解器 1的底部设有漏料斗14；
所述漏料斗14的出料口设置在链式刮板机2的上方，所述链式刮板机2的一侧设有斜管溜槽15，所述链式刮板机2通过斜管溜槽15将还原渣粉送入二次相变冷解器3进一步的降温冷却；
所述二次相变冷解器3为冷渣器或者滚筒粉体换热器，所述二次相变冷解器3上设有进水口16和出水口17，所述进水口15与冷却水箱7相连接，所述出水口16与蓄热器6相连接；
所述二次相变冷解器3的出料口处设有出料溜槽18，所述出料溜槽18的上方设有去除还原渣粉中铁料的除铁器19，还原渣粉经出料溜槽18落入斗式提升机4，通过斗式提升机4存放至料仓5内。
所述蜂窝管9孔的孔径为D35。
所述一次相变冷解器 1的底部设有支撑腿20，所述支撑腿20的内部设有支撑弹簧20.1。
所述斜面板8水平倾角5°，蜂窝管9横向间距120mm，纵向间距150mm。
所述一次相变冷解器 1内管材耐热450-550℃以上，承受强度125MPa。
所述一次相变冷解器 1的漏料斗14中间设有钢板21，所述钢板21内部喷涂一层耐火材料，所述钢板21的材质为Q235A。
所述蓄热器6的顶部设有蒸汽排空口和安全阀。
该装置使用过程中，高温固态还原渣利用翻盆吊车倾倒到一次相变冷解器上，一次相变冷解器进水口通过进水法兰、管道与冷却给水管相连接，出水口通过出水法兰、管道与蓄热器相连接，蓄热器出水与热水管网相连接，蓄热器顶部设蒸汽排空口和安全阀。
经一次相变冷解器换热，冷却水吸热降温，高温固态还原渣达到725℃以下，并开始逐渐粉化，温度越低，粉化越快，直至还原渣全部粉化完成，同时通过一次相变冷解器完成第一次高温段余热回收，高温固态还原渣降温粉化后，经一次相变冷解器的蜂窝管孔落入一次相变冷解器下方的漏料斗；
高温固态还原渣粉化后，通过漏料斗落到链式刮板机上，由链式刮板机输送到二次相变冷解器，链式刮板机输送初冷的粉化还原渣经其头部斜管溜槽进入二次相变冷解器，通过二次相变冷解器对还原渣粉进一步降温冷却，对还原渣低温余热进行二次回收；二次相变冷解器可以是冷渣器，也可以是滚筒粉体换热器，进水口与冷却水管相连接，出水口与蓄热器相连接；
再次降温冷却后的还原渣粉，由二次相变冷解器的出料口出来后，进入出料溜槽，由出料溜槽上方的除铁器选出还原渣粉中的含铁料，作为其他用途，除铁后的还原渣粉，经出料溜槽滑落到斗式提升机上，通过斗式提升机存放到料仓内。
以上所述仅为本发明专利的较佳实施例而已，并不用以限制本发明专利，凡在本发明专利的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明专利的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种还原性钢渣冷解和余热梯度回收系统，其特征在于：包括一次相变冷解器 、链式刮板机、二次相变冷解器、斗式提升机、料仓、蓄热器、冷却水箱，
所述一次相变冷解器 包括屋脊式的斜面板、蜂窝管，所述斜面板上均匀排布蜂窝管孔，所述斜面板由上、下两层板壁组成，板壁与蜂窝管孔组成的密闭腔体内安装蜂窝管通过冷却水，所述斜面板的一侧设有进水法兰口、出水法兰口，所述进水法兰口通过软管与冷却水箱相连，所述出水法兰口通过软管与出水管道相连，所述出水管道的一端连接有蓄热器，所述一次相变冷解器 的底部设有漏料斗；
所述漏料斗的出料口设置在链式刮板机的上方，所述链式刮板机的一侧设有斜管溜槽，所述链式刮板机通过斜管溜槽将还原渣粉送入二次相变冷解器进一步的降温冷却；
所述二次相变冷解器为冷渣器或者滚筒粉体换热器，所述二次相变冷解器上设有进水口和出水口，所述进水口与冷却水箱相连接，所述出水口与蓄热器相连接；
所述二次相变冷解器的出料口处设有出料溜槽，所述出料溜槽的上方设有去除还原渣粉中铁料的除铁器，还原渣粉经出料溜槽落入斗式提升机，通过斗式提升机存放至料仓内。
2.根据权利要求1所述的一种还原性钢渣冷解和余热梯度回收系统，其特征在于：所述蜂窝管孔的孔径为D35。
3.根据权利要求1所述的一种还原性钢渣冷解和余热梯度回收系统，其特征在于：所述一次相变冷解器 的底部设有支撑腿，所述支撑腿的内部设有支撑弹簧。
4.根据权利要求1所述的一种还原性钢渣冷解和余热梯度回收系统，其特征在于：所述斜面板水平倾角5°，蜂窝管横向间距120mm，纵向间距150mm。
5.根据权利要求1所述的一种还原性钢渣冷解和余热梯度回收系统，其特征在于：所述一次相变冷解器 内管材耐热450-550℃以上，承受强度125MPa。
6.根据权利要求1所述的一种还原性钢渣冷解和余热梯度回收系统，其特征在于：所述一次相变冷解器 的漏料斗中间设有钢板，所述钢板内部喷涂一层耐火材料，所述钢板的材质为Q235A。
7.根据权利要求1所述的一种还原性钢渣冷解和余热梯度回收系统，其特征在于：所述蓄热器的顶部设有蒸汽排空口和安全阀。
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