CN111004878B - 一种电炉渣水粹装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电炉渣水粹装置。其中，所述电炉渣水粹装置包括主壳体、破碎冷却单元、换热单元以及脱水单元，结构紧凑、简单可靠。其中，主壳体具有水腔和位于液位以下的主进料口，破碎冷却单元对来自主进料口的液态钢渣进行破碎冷却，由于破碎冷却过程位于液位以下，所以可以有效控制水蒸气的产生；并且，换热单元对水腔的水温进行控制，进一步控制蒸汽的产生；脱水单元对沉积于水腔底部的水淬渣进行脱水处理，从而得到脱水后的成品钢渣。从而，可以有效降低水蒸气的产生，进而达到节水减排的目标。

Description

一种电炉渣水粹装置
技术领域
本发明涉及钢渣处理技术，特别涉及一种电炉渣水粹装置。
背景技术
随着我国钢产量的逐年上升，钢渣的产生量也随之增加。钢渣丢弃不仅造成金属铁资源的浪费，还会造成环境污染。钢渣的随意堆积，不仅占用大量土地资源，还会对周边的土壤、水系造成破坏。
目前，高温液态电炉渣处理的方式很多，有弃渣工艺、炉前水淬工艺、倾翻罐-水池工艺等。弃渣工艺是将高温液态电炉渣直接泼入至堆渣场，并在堆渣场打水冷却，该工艺占用的土地面积大，劳动条件差，处理周期长，环境污染较为严重；炉前水淬工艺是在电炉前设置一水淬装置，水淬装置设有漏斗、溜渣槽和喷水管，电炉出渣时，将该装置挂在电炉操作平台下，液态电炉渣通过漏斗在流渣槽内与水换热，进行水淬，水淬后的电炉渣冲入炉前的冲渣池，该工艺无法稳定控制液态渣流量，会产生小爆炸，且蒸汽排放量较大，受电炉生产影响较大。倾翻罐-水池工艺是将盛钢桶内的液态高温电炉渣倒入自动翻渣车上的渣罐内，渣车自动行驶到车间外的水淬池旁，倾翻渣罐进行水淬，该工艺自动化程度高，但工作区处于敞开空间，蒸汽排放量较大，耗水量较高。
因此，提供一种结构紧凑、节水减排的电炉渣水粹装置，成为现有技术中有待解决的技术问题。
发明内容
本发明的一个实施例提供了一种电炉渣水粹装置，包括：
主壳体，所述主壳体具有水腔和位于液位以下的主进料口；
破碎冷却单元，所述破碎冷却单元布置在所述主进料口的下部，并且，所述破碎冷却单元对来自所述主进料口的电炉渣在液位以下进行破碎降温以形成水淬渣；
换热单元，所述换热单元用于控制所述水腔内的水温；
脱水单元，所述脱水单元连接于所述水腔的底部、并对沉积于所述水腔的底部的所述水淬渣进行脱水处理。
可选地，进一步包括：
进料溜槽，所述进料溜槽具有进料通道、以及暴露所述进料通道的顶部进口和底部出口，并且，所述底部出口与所述主进料口连接、所述顶部进口位于液位以上。
可选地，所述顶部进口的直径大于所述底部出口的直径。
可选地，所述破碎冷却单元包括：
高速喷头，所述高速喷头布置于所述主进料口的底部；
高速水泵，所述高速水泵的进水侧通过管路连通于所述水腔的水位和沉积料位之间、出水侧通过管路与所述高速喷头连接。
可选地，进一步包括冲渣溜槽，所述冲渣溜槽包括：
侧板，成对的所述侧板沿所述高速喷头的喷水路径间隔布置于所述高速喷头的两侧；
顶板，所述顶板拼接于成对的所述侧板的顶缘之间，并且，所述顶板位于所述主进料口以上、液位以下。
可选地，所述换热单元包括：
换热管，所述换热管布置于所述水腔内、并位于液位以下；
集水管，所述集水管成对地连接于所述换热管的进水侧和出水侧，并且，所述集水管具有伸出所述主壳体的外接口。
可选地，所述脱水单元包括：
吸渣泵，所述吸渣泵通过管路连通于所述水腔的底部；
脱水器，所述脱水器对来自所述吸渣泵的水淬渣进行脱水处理。
可选地，所述脱水器包括：
脱水器壳体，所述脱水器壳体具有水平布置的脱水腔、以及连通所述脱水腔的水淬渣进口、出水口和出料口，其中，所述水淬渣进口开设于所述脱水器壳体的一端的顶部，所述出料口开设于所述脱水器壳体的另一端的底部，所述出水口开设于所述水淬渣进口和所述出料口之间的所述脱水器壳体的底部；
推料螺杆，所述推料螺杆贯穿所述脱水腔以装设于所述脱水器壳体的两端，所述推料螺杆具有用于自所述水淬渣进口的一端向所述出料口的一端推料的外螺纹，并且，所述推料螺杆的内径自所述水淬渣进口的一端向所述出料口的一端逐渐增大；
驱动装置，所述驱动装置与所述推料螺杆传动连接。
可选地，所述出水口的出口与所述水腔连通。
可选地，所述驱动装置包括减速电机。
由上可见，本发明提供的一种电炉渣水粹装置，所述电炉渣水粹装置包括主壳体、破碎冷却单元、换热单元以及脱水单元，结构紧凑、简单可靠。其中，主壳体具有水腔和位于液位以下的主进料口，破碎冷却单元对来自主进料口的液态钢渣进行破碎冷却，由于破碎冷却过程位于液位以下，所以可以有效控制水蒸气的产生；并且，换热单元对水腔的水温进行控制，进一步控制蒸汽的产生；脱水单元对沉积于水腔底部的水淬渣进行脱水处理，从而得到脱水后的成品钢渣。从而，可以有效降低水蒸气的产生，进而达到节水减排的目标。
附图说明
以下附图仅对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。
图1为本发明的一个实施例提供的一种电炉渣水粹装置的侧面透视图；
图2为本发明的一个实施例提供的一种电炉渣水粹装置的俯视图；
图3为本发明的一个实施例提供的一种电炉渣水粹装置的正面透视图。
标号说明
100 电炉渣水粹装置
110 主壳体
111 水腔
112 主进料口
120 破碎冷却单元
121 高速喷头
122 高速水泵
130 换热单元
131 换热管
132 集水管
140 脱水单元
141 吸渣泵
142 脱水器
1421 脱水器壳体
14211 脱水腔
14212 水淬渣进口
14213 出水口
14214 出料口
1422 推料螺杆
14221 外螺纹
1423 驱动装置
150 进料溜槽
151 顶部进口
152 底部出口
160 冲渣溜槽
161 侧板
162 顶板
具体实施方式
为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。
在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。
为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关部分，而并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。
在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示重要程度及顺序、以及互为存在的前提等。
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。
图1为本发明的一个实施例提供的一种电炉渣水粹装置的侧面透视图；图2为本发明的一个实施例提供的一种电炉渣水粹装置的俯视图；图3为本发明的一个实施例提供的一种电炉渣水粹装置的正面透视图。
请参见图1、图2和图3，本申请的一个实施例提供了一种电炉渣水粹装置100，包括：主壳体110、破碎冷却单元120、换热单元130以及脱水单元140。
其中，主壳体110具有水腔111和位于液位以下的主进料口112，水腔111内盛有用于水粹过程的水，液位指的是水的液位；破碎冷却单元120布置在主进料口112的下部，并且，破碎冷却单元120对来自主进料口112的电炉渣在液位以下进行破碎降温以形成水淬渣，水淬渣在水腔111的底部沉积；换热单元130用于控制水腔111内的水温；脱水单元140连接于水腔111的底部、并对沉积于水腔111的底部的水淬渣进行脱水处理，脱水后的水淬渣形成成品钢渣进入后续工序或者外排。
在本实施例中，主壳体110的上半部呈长方形、下半部呈截面为上宽下窄的梯形结构，并且，主壳体110的两侧具有支撑腿以增强稳定性。换热单元130将水腔111内的水温控制在40℃以内。
由上可见，本实施例提供的一种电炉渣水粹装置100包括主壳体110、破碎冷却单元120、换热单元130以及脱水单元140，结构紧凑、简单可靠。其中，主壳体110具有水腔111和位于液位以下的主进料口112，破碎冷却单元120对来自主进料口112的液态钢渣进行破碎冷却，由于破碎冷却过程位于液位以下，所以可以有效控制水蒸气的产生；并且，换热单元130对水腔111的水温进行控制，进一步控制蒸汽的产生；脱水单元140对沉积于水腔111底部的水淬渣进行脱水处理，从而得到脱水后的成品钢渣。从而，可以有效降低水蒸气的产生，进而达到节水减排的目标。
请参见图1并结合图2，为了方便进料，电炉渣水粹装置100进一步包括：进料溜槽150。
其中，进料溜槽150具有进料通道(图中未示出)、以及暴露进料通道的顶部进口151和底部出口152，并且，底部出口152与主进料口112连接、顶部进口151位于液位以上。
在本实施例中，进料溜槽150呈漏斗型，并且，进料溜槽150固定于主壳体110的侧边顶部。为了简化结构，底部出口152即为主进料口112。优选地，顶部进口151的直径大于底部出口152的直径。
请参见图1并结合图3，为了实现对熔融钢渣的快速破碎冷却，破碎冷却单元120包括：高速喷头121和高速水泵122。
其中，高速喷头121布置于主进料口112的底部，高速喷头121采用耐高温耐磨的合金钢材质；高速水泵121的进水侧通过管路连通于水腔111的水位和沉积料位之间、出水侧通过管路与高速喷头121连接。
由于熔融钢渣温度较高，大约在1400℃以上，所以造成主进料口112处的局部温度较高。高速喷头121喷出的冷却水对熔融钢渣快速冷却破碎、并对主进料口112处的水熔渣形成搅拌，从而实现快速降温的作用。由于换热单元130对水腔111内的水温的控制，所以，高速水泵121的进水侧在主壳体110的开口要尽量远离主进料口112区域，可以保证高速水泵121的进水为经过降温后的冷却水；并且，进水侧在主壳体110的壳体设置在水位和沉积料位之间，可以有效防止水淬渣进入高速水泵121造成堵塞。优选地，进水侧在主壳体110的开口设置在高速喷头121的喷水路径上的后侧。并且，破碎冷却单元120的冷却水来自于水腔111，从而，进一步有效降低本装置的用水量。
为了防止经高速喷头121破碎后的水淬渣的飞溅，电炉渣水粹装置100进一步包括冲渣溜槽160，冲渣溜槽160包括：侧板161和顶板162。
其中，成对的侧板161沿高速喷头121的喷水路径间隔布置于高速喷头121的两侧；顶板162拼接于成对的侧板161的顶缘之间，并且，顶板162位于主进料口112以上、液位以下。
请参见图1并结合图2和图3，为了实现对水腔111内水温的控制，换热单元130包括：换热管131和集水管132。
其中，换热管131布置于水腔111内、并位于液位以下；集水管132成对地连接于换热管131的进水侧和出水侧，并且，集水管132具有伸出主壳体111的外接口。
连接于换热管131的进水侧的集水管132的外接口连接外接水泵，外接水泵将冷源泵入换热管131，冷源可以选择厂区的冷水；经过换热管131的冷水将水腔111内的热量经连接于换热管131的出水侧的集水管132的外接口外排，其中，冷水经换热后变为温度较高的热水，可以用于后续工序的成品钢渣的烘干或者厂区其他需要用热水的装置。从而，可以实现对熔融钢渣的热量进行回收，防止能量的浪费。
可以理解的是，虽然本实施例中的换热单元130采用类似于管式换热器的形式，但是，本申请并不排斥其他形式的换热器，比如板式换热器或者翅片式换热器。
请参见图3并结合图2和图1，为了实现对水淬渣的脱水操作，脱水单元140包括：吸渣泵141和脱水器142。
其中，吸渣泵141通过管路连通于水腔111的底部；脱水器142对来自吸渣泵141的水淬渣进行脱水处理，并且，脱水后的成品钢渣外排，脱除的水分可以回流到水腔111，从而，有助于节省用水。
进一步地，脱水器142包括：脱水器壳体1421、推料螺杆1422以及驱动装置1423。
其中，脱水器壳体1421具有水平布置的脱水腔14211、以及连通脱水腔14211的水淬渣进口14212、出水口14213和出料口14214，其中，水淬渣进口14212开设于脱水器壳体1421的一端的顶部，出料口14214开设于脱水器壳体1421的另一端的底部，出水口14213开设于水淬渣进口14212和出料口14214之间的脱水器壳体1421的底部。优选地，出水口14213的孔径小于水淬渣的粒径。
推料螺杆1422贯穿脱水腔14211以装设于脱水器壳体1421的两端，推料螺杆1422具有用于自水淬渣进口14212的一端向出料口14214的一端推料的外螺纹14221，并且，推料螺杆1422的内径自水淬渣进口14212的一端向出料口14214的一端逐渐增大；驱动装置1423与推料螺杆1422传动连接。
可以理解的是，驱动装置1423带动推料螺杆1422朝第一方向旋转时，外螺纹14221将来自水淬渣进口14212的水淬渣朝出料口14214的方向推进，并且，由于推料螺杆1422的内径自水淬渣进口14212的一端向出料口14214的一端逐渐增大，水淬渣在朝向出料口14214的方向移动的过程中逐渐受到脱料螺杆1422的挤压，从而实现水淬渣脱水操作。
优选地，为了实现装置的节水减排，出水口14213的出口与水腔111连通。驱动装置1423包括减速电机。
为了实现装置的自动化控制，电炉渣水粹装置100进一步包括检测与控制系统(图中未示出)。其中，检测与控制系统包括：
信号检测单元，用于控制检测水腔111内的水温、液位以及料位，以及熔融钢渣的流量、温度；
PLC逻辑控制单元，用于响应于来自信号检测单元的控制参数信号向高速水泵122、吸渣泵141、驱动装置1423、以及换热单元130的水泵发送转速控制信号；
上位机，用于实时呈现来自信号检测单元的控制参数，也可以用于实现操作人员的主动控制。
其中，信号检测单元包括水腔温度计、液位计、料位计以及用于测量熔融钢渣的流量计和钢渣温度计。
检测与控制系统进一步包括：
变送单元，用于实现信号检测单元与PLC逻辑控制单元之间的信号转换；
交互单元，用于实现PLC逻辑控制单元与高速水泵122、吸渣泵141、驱动装置1423、以及换热单元130的水泵之间的交互，以及实现上位机与PLC逻辑控制单元之间的主动控制。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，而并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方案或变更，如特征的组合、分割或重复，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电炉渣水粹装置，其特征在于，包括：
主壳体，所述主壳体具有水腔和位于液位以下的主进料口；
破碎冷却单元，所述破碎冷却单元布置在所述主进料口的下部，并且，所述破碎冷却单元对来自所述主进料口的电炉渣在液位以下进行破碎降温以形成水淬渣；
换热单元，所述换热单元用于控制所述水腔内的水温；
脱水单元，所述脱水单元连接于所述水腔的底部、并对沉积于所述水腔的底部的所述水淬渣进行脱水处理；
所述脱水单元包括：
吸渣泵，所述吸渣泵通过管路连通于所述水腔的底部；
脱水器，所述脱水器对来自所述吸渣泵的水淬渣进行脱水处理；
所述破碎冷却单元包括：
高速喷头，所述高速喷头布置于所述主进料口的底部；
高速水泵，所述高速水泵的进水侧通过管路连通于所述水腔的水位和沉积料位之间、出水侧通过管路与所述高速喷头连接；
所述换热单元包括：
换热管，所述换热管布置于所述水腔内、并位于液位以下；
集水管，所述集水管成对地连接于所述换热管的进水侧和出水侧，并且，所述集水管具有伸出所述主壳体的外接口；
所述脱水器包括：
脱水器壳体，所述脱水器壳体具有水平布置的脱水腔、以及连通所述脱水腔的水淬渣进口、出水口和出料口，其中，所述水淬渣进口开设于所述脱水器壳体的一端的顶部，所述出料口开设于所述脱水器壳体的另一端的底部，所述出水口开设于所述水淬渣进口和所述出料口之间的所述脱水器壳体的底部；
推料螺杆，所述推料螺杆贯穿所述脱水腔以装设于所述脱水器壳体的两端，所述推料螺杆具有用于自所述水淬渣进口的一端向所述出料口的一端推料的外螺纹，并且，所述推料螺杆的内径自所述水淬渣进口的一端向所述出料口的一端逐渐增大；
驱动装置，所述驱动装置与所述推料螺杆传动连接。
2.根据权利要求1所述的电炉渣水粹装置，其特征在于，进一步包括：
进料溜槽，所述进料溜槽具有进料通道、以及暴露所述进料通道的顶部进口和底部出口，并且，所述底部出口与所述主进料口连接、所述顶部进口位于液位以上。
3.根据权利要求2所述的电炉渣水粹装置，其特征在于，所述顶部进口的直径大于所述底部出口的直径。
4.根据权利要求1所述的电炉渣水粹装置，其特征在于，进一步包括冲渣溜槽，所述冲渣溜槽包括：
侧板，成对的所述侧板沿所述高速喷头的喷水路径间隔布置于所述高速喷头的两侧；
顶板，所述顶板拼接于成对的所述侧板的顶缘之间，并且，所述顶板位于所述主进料口以上、液位以下。
5.根据权利要求1所述的电炉渣水粹装置，其特征在于，所述出水口的出口与所述水腔连通。
6.根据权利要求1所述的电炉渣水粹装置，其特征在于，所述驱动装置包括减速电机。
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