CN111450977A - 一种高效节能的钢渣粉制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效节能的钢渣粉制备方法，属炼钢废弃资源综合利用领域，解决现有技术中钢渣粉细度不够、成本较高、设备易磨损等技术问题。本发明一种高效节能的钢渣粉包括以下步骤：1、粗破碎；2、对辊挤压；3、第一次磁选除铁；4、细磨。其中细磨包括研磨、烘干、选粉、第二次磁选除铁等四个步骤，形成闭路循环。本发明加工出来的钢渣粉比表面积≥450 m²/kg，副产品铁精粉含铁量≥70%，能耗大幅低于同行业水平，工业化生产线废气达标排放，废水零排放，属于环保型生产线。

Description

一种高效节能的钢渣粉制备方法

技术领域

本发明属废弃资源综合利用领域，涉及一种炼钢废渣超微粉碎的制备方法。

背景技术

随着我国钢铁产量的逐年增加，产生的钢渣越来越多，炼钢废渣作为废弃资源，长期以来只用于铺路奠基或建筑物基础填埋的简单应用。随着科学技术的发展，人们发现，当炼钢废渣研磨成钢渣粉（比表面积≥300m²/kg）后，由于钢渣粉末活性的大幅增加，可用于制备高强度钢渣水泥。制备钢渣粉是提高钢渣附加值，实现炼钢废渣高质化利用的有效途径。然而，由于钢渣中渣和铁夹杂在一起，形成铁包渣或渣包铁的致密结构，硬度高，不易被破碎和粉磨。长期以来，采用传统的破碎工艺很难破碎钢渣，更达不到钢渣粉要求的细度。因此，资源化利用钢渣受到研磨工艺的限制。

2018年8月28日，国家知识产权局公开了一种发明名称为“一种钢渣微粉的生产工艺”的专利申请文件（公开号：CN108453111A），该生产工艺包括预粉碎，烘烤干燥，磁选除铁、粗磨风选、细磨粉碎分级等风选、磁选、球团制造等工序，生产出钢渣微粉和含铁量大于66％的副产品铁精粉，实现了炼钢废渣的资源化综合利用。该技术采取以下步骤：（1）原料制备：储存的钢渣经条筛筛分，大块钢渣经颚式破碎机破碎后和小颗粒钢渣一起经皮带输送机送至烘干机喂料仓。（2）烘干：由沸腾炉提供高温烟气将喂料仓中的钢渣烘干，沸腾炉的炉渣与烘干后钢渣(含水量小于8％)一起经提升机送至电磁除铁装置进行电磁除铁。（3）电磁除铁：钢渣烘干前经电磁除铁器除铁，回收铁块。（4）粗磨风选：将制备的钢渣在棒磨机中进行粗磨，粗磨后由风选机选出非磁性的钢渣粉。（5）细磨选粉：将粗磨后的钢渣粉置于立磨机中细磨，立磨机集磨粉、烘干、选粉功能于一体，并配置组合式选粉机，形成闭路循环。

上述公开文件CN108453111A所述的一种钢渣微粉的生产工艺，虽然实现了钢渣的资源化综合利用，但仍然存在以下问题：1、该技术制备钢渣微粉过程必须加入沸腾炉炉渣，以提高钢渣的易磨性能，且钢渣烘干时直接通入沸烟炉高温烟气，没有经过除尘，制备的钢渣微粉不是纯钢渣粉。2、该技术预磨粉时采用颚式破碎机和棒磨机预磨钢渣，导致磨后的钢渣粉粒度不均，必然降低细磨工序的磨粉效率，使钢渣粉细度难以达到要求。3、该技术采用Φ3.2×28m的大型回转式烘干机烘干钢渣，为其提供高温烟气的沸腾炉必然是大型锅炉，不仅大幅增加能耗，同时也增加投入，增加生产成本。4、该技术采用普通的立磨机来细磨钢渣，因常规的立磨机选粉效率低，立磨过程耗时长，大幅增加铁渣研磨的电耗。5、采用常规立磨来细磨钢渣，钢渣微粉的比表面积达不到450m²/kg，只能加工常规用途的低品质钢渣粉，难以实现钢渣的高质化综合利用。6、该技术生产的副产品铁精粉的含铁量66%也属于较低水平，导致钢渣粉中含铁量的增加，降低钢渣粉细磨时的易磨性能，增加设备磨损，缩短立磨机使用寿命。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的缺陷，提供一种钢渣粉纯度高、粒度均匀、细度更小、能耗小、磨粉效率高、生产成本低、立磨机设备寿命更长的钢渣粉制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种高效节能的钢渣粉制备方法，它包括以下步骤：

（1）粗破碎：大块钢渣经颚式破碎机破碎成钢渣颗粒，破碎后的钢渣颗粒经条型回转筛分选，去除机械夹杂物，大块钢渣返回破碎，合格钢渣由皮带输送机输送至对辊挤压机进行对辊挤压。

（2）对辊挤压：经粗破碎加工完的合格钢渣由皮带输送机输送至对辊挤压机进料口，由对辊挤压机强制挤压成钢渣颗粒。

（3）第一次磁选除铁：对辊挤压后的钢渣颗粒由皮带输送机输送至钢渣分选精细化系统，由分选精细化系统分选出铁精渣，非磁性钢渣由板链式提升机输送至立式辊磨机进料口。

（4）细磨：非磁性钢渣由立式辊磨机一体完成研磨、烘干、选粉、第二次磁选除铁工序，形成闭路循环。

a）研磨：对辊挤压和第一次磁选除铁后的非磁性钢渣颗粒，在立磨机研磨成钢渣粉，未磨细的不合格钢渣颗粒进入返料装置，返料装置的返料组件和磨粉机构将不合格颗粒进行初步搅拌，粉碎成更加细致的颗粒，返回到立磨机磨盘，重新进行磨粉工作，直至磨细为止。

b）烘干：由节能型高效沸腾炉向立式辊磨机提供高温热烟气，快速把研磨过程的钢渣粉烘干。

c）选粉：磨好的细钢渣粉被气流送入立式辊磨机选粉装置，由选粉装置选出成品钢渣粉，送出装置外库存，选粉腔内不合格钢渣粉送第二次磁选除铁装置。

d）第二次磁选除铁：从选粉腔内出来的不合格钢渣粉由设置在立磨机研磨区内的第二次磁选除铁装置进行磁选，将含铁量高的铁精粉选出，并排出立磨机外，非磁性颗粒返回立式辊磨机磨盘继续研磨。

进一步地，所述的粗破碎步骤中颚式破碎机破碎的钢渣颗粒大小为10—50mm。

进一步地，所述的对辊挤压步骤中钢渣挤压R角为45—75°。

更进一步地，所述的对辊挤压机挤压成的钢渣颗粒大小为2—5mm。

更进一步地，所述的对辊挤压机挤压成的钢渣颗粒内部含有大量微裂纹。

进一步地，所述的第一次磁选除铁步骤中分选精细化系统分选时，由分选处理系统的第一、第二筛板及磁选装置将含铁的钢渣快速分选，筛框内大颗粒铁精颗粒沿第一筛板与筛框内侧壁形成的缺口流出，得到铁精颗粒，非磁钢渣由通过第二筛板过筛后沿第一滑板滑落至细料传送带输送至提升机提升至立式辊磨机进料口。

更进一步地，所述的分选精细化系统分选出的铁精颗粒含铁量≥70%。

进一步地，所述的细磨步骤中研磨过程立磨机在完成旋转运动时，还产生一定振幅的振动，使钢渣粉处于动态研磨状态。

进一步地，所述的细磨步骤烘干过程中节能型高效沸腾炉向立磨辊磨机提供高温热烟气经过除尘。

进一步地，所述的细磨步骤选粉过程选粉时，在旋转螺杆和风机气流带动下，细钢渣粉在选粉立筒的选粉腔内提升并穿过选粉滤芯，到达出料腔，出料腔的成品钢渣粉由出料口送出装置外库存，其余的钢渣粉重新进入立磨机进行研磨。

采用上述的钢渣制备方法后，有如下技术效果：1、由于采用对辊挤压机对粗破碎后的钢渣实施全饱和的强制对辊挤压后，形成粒度为2-5mm大小、且内部充满微裂纹的钢渣颗粒，大幅提高钢渣颗粒的细磨效率；2、由于在磁选除铁工序中采用了钢渣粉分选精细化处理系统，把对辊挤压后的钢渣颗粒在磁选过程实现快速分选，快速把含铁量≥70%的铁精粉分离出来，有效降低非磁钢渣粉含铁量；3、在细磨工序中立式辊磨机边研磨边振动，使钢渣粉处于动态研磨状态，大幅提升研磨效率；5、立磨机内的选粉装置能快速把细磨好的钢渣微粉选出送入粉库，提高立磨机磨粉效率；6、节能型高效沸腾炉，将经过除尘的洁净高温烟气送入立磨机，快速烘干研磨的钢渣粉，且实现热风循环使用，大幅降低能耗。综上所述，本发明与现有技术相比，磨出的钢渣粉纯度更高（副产品铁精渣粉含铁量≥70%），粒度更均匀而且细小（钢渣粉比表面积≥450 m²/kg），而且能耗低，磨粉效率高，生产成本低，立磨机寿命更长。

附图说明

图1为本发明一种钢渣粉高效节能制备方法工艺流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。如图1所示：本发明一种高效节能的钢渣粉制备方法，它包括以下步骤：

（1）粗破碎：外购的大块钢渣经颚式破碎机破碎成10—50mm的钢渣颗粒。破碎后的钢渣颗粒经条型回转筛分选，去除机械夹杂物，大块钢渣返回破碎，合格钢渣由皮带输送机输送至对辊挤压机进行对辊挤压。

（2）对辊挤压：经粗破碎加工完的合格钢渣由皮带输送机输送至对辊挤压机进料口，合格钢渣在进料斗堆积一定高度，进料斗底部的钢渣被强制送入对辊挤压区，被强制挤压成2—5mm、内部含有大量微裂纹的钢渣颗粒。对辊挤压过程选取钢渣颗粒挤压角为45—75°。

（3）第一次磁选除铁：对辊挤压后的钢渣颗粒由皮带输送机输送至钢渣分选精细化处理系统。分选时，由分选处理系统的第一、第二筛板及磁选装置将含铁的钢渣快速分选，筛框内大颗粒高品质铁精块沿第一筛板与筛框内侧壁形成的缺口流出，得到含铁量≥70%的铁精颗粒。非磁钢渣由通过第二筛板过筛后沿第一滑板滑落至细料传送带输送至板链式提升机提升至立式辊磨机进料口。

（4）细磨：非磁性钢渣由立式辊磨机一体完成研磨、烘干、选粉、磁选除铁工序，通过自主研发的立磨机振动辊磨装置、返料装置、选粉装置、热风循环装置、磁选装置实现钢渣研磨工艺闭路循环，提高钢渣研磨选粉效率。

a）研磨：对辊挤压和磁选除铁后的非磁性钢渣颗粒，在立磨机振动磨辊装置转动研磨和振动研磨的动态研磨下，研磨成比表面积≥450m²/kg的钢渣粉，充分激发钢渣粉的28天活性。未磨细的不合格钢渣颗粒进入返料装置，返料装置的返料组件和磨粉机构将不合格颗粒进行初步搅拌，粉碎成更加细致的颗粒，返回到立磨机磨盘，重新进行磨粉工作，直至磨细为止。

b）烘干：由节能型高效沸腾炉向立磨辊磨机提供经过除尘的洁净高温热烟气，快速把研磨过程的钢渣粉烘干。烘干过程通过热风循环装置实现高温烟气的循环使用，提高高温烟气的热效率。

c）选粉：磨好的细钢渣粉被气流送入立式辊磨机选粉装置，在旋转螺杆和风机气流带动下，细钢渣粉在选粉立筒的选粉腔内提升并穿过选粉滤芯，到达出料腔，出料腔的成品钢渣粉由出料口送出装置外库存，选粉腔内不合格钢渣粉送第二次磁选除铁装置。

d）第二次磁选除铁：从选粉腔内出来的不合格钢渣粉由设置在立磨机研磨区域的电磁选粉装置磁选，将含铁量高的铁精粉选出，并排出立磨机外，非磁性颗粒则继续研磨。

采用上述工艺加工出来的钢渣粉比表面积≥450 m²/kg，充分激发了钢渣粉28天活性；副产品铁精粉含铁量≥70%，是炼钢企业的优质原料；工艺简单，流程短，易于操作和控制；能耗大幅低于同行业水平，单位产品耗仅为为60kwh/t（传统破碎工艺为100 kwh/t以上）；工业化生产线废气达标排放，废水零排放，属于环保型生产线。

Claims (10)

1.一种高效节能的钢渣粉制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：

（1）粗破碎：大块钢渣经颚式破碎机破碎成钢渣颗粒，破碎后的钢渣颗粒经条型回转筛分选，去除机械夹杂物，大块钢渣返回破碎，合格钢渣由皮带输送机输送至对辊挤压机进行对辊挤压。

（2）对辊挤压：经粗破碎加工完的合格钢渣由皮带输送机输送至对辊挤压机进料口，由对辊挤压机强制挤压成钢渣颗粒。

（3）第一次磁选除铁：对辊挤压后的钢渣颗粒由皮带输送机输送至钢渣分选精细化系统，由分选精细化系统分选出铁精渣，非磁性钢渣由板链式提升机输送至立式辊磨机进料口。

（4）细磨：非磁性钢渣由立式辊磨机一体完成研磨、烘干、选粉、第二次磁选除铁工序，形成闭路循环。

a）研磨：对辊挤压和第一次磁选除铁后的非磁性钢渣颗粒，在立磨机研磨成钢渣粉，未磨细的不合格钢渣颗粒进入返料装置，返料装置的返料组件和磨粉机构将不合格颗粒进行初步搅拌，粉碎成更加细致的颗粒，返回到立磨机磨盘，重新进行磨粉工作，直至磨细为止。

b）烘干：由节能型高效沸腾炉向立式辊磨机提供高温热烟气，快速把研磨过程的钢渣粉烘干。

c）选粉：磨好的细钢渣粉被气流送入立式辊磨机选粉装置，由选粉装置选出成品钢渣粉，送出装置外库存，选粉腔内不合格钢渣粉送第二次磁选除铁装置。

d）第二次磁选除铁：从选粉腔内出来的不合格钢渣粉由设置在立磨机研磨区内的第二次磁选除铁装置进行磁选，将含铁量高的铁精粉选出，并排出立磨机外，非磁性颗粒返回立式辊磨机磨盘继续研磨。

2.如权利要求1所述的一种高效节能的钢渣粉制备方法，其特征是所述的粗破碎步骤中颚式破碎机破碎的钢渣颗粒大小为10—50mm。

3.如权利要求1所述的一种高效节能的钢渣粉制备方法，其特征是所述的对辊挤压步骤中钢渣挤压R角为45—75°。

4.如权利要求3所述的一种高效节能的钢渣粉制备方法，其特征是所述的对辊挤压机挤压成的钢渣颗粒大小为2—5mm。

5.如权利要求4所述的一种高效节能的钢渣粉制备方法，其特征是所述的对辊挤压机挤压成的钢渣颗粒内部含有大量微裂纹。

6.如权利要求1所述的一种高效节能的钢渣粉制备方法，其特征是所述的第一次磁选除铁步骤中分选精细化系统分选时，由分选处理系统的第一、第二筛板及磁选装置将含铁的钢渣快速分选，筛框内大颗粒铁精颗粒沿第一筛板与筛框内侧壁形成的缺口流出，得到铁精渣颗粒，非磁钢渣由通过第二筛板过筛后沿第一滑板滑落至细料传送带输送至提升机提升至立式辊磨机进料口。

7.如权利要求6所述的一种高效节能的钢渣粉制备方法，其特征是所述的分选精细化系统分选出的铁精颗粒含铁量≥70%。

8.如权利要求1所述的一种高效节能的钢渣粉制备方法，其特征是所述的细磨步骤中研磨过程立磨机在完成旋转运动时，还产生一定振幅的振动，使钢渣粉处于动态研磨状态。

9.如权利要求1所述的一种高效节能的钢渣粉制备方法，其特征是所述的细磨步骤烘干过程中节能型高效沸腾炉向立磨辊磨机提供高温热烟气经过除尘。

10.如权利要求1所述的一种高效节能的钢渣粉制备方法，其特征是所述的细磨步骤选粉过程选粉时，在旋转螺杆和风机气流带动下，细钢渣粉在选粉立筒的选粉腔内提升并穿过选粉滤芯，到达出料腔，出料腔的成品钢渣粉由出料口送出装置外库存，其余的钢渣粉重新进入立磨机进行研磨。

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