CN112126727A

CN112126727A - 一种利用高速气流将高温熔渣粒化设备及方法

Info

Publication number: CN112126727A
Application number: CN202011003750.6A
Authority: CN
Inventors: 不公告发明人
Original assignee: Nanjing Peng Kun Environmental Protection Technology Co ltd
Current assignee: Nanjing Peng Kun Environmental Protection Technology Co ltd
Priority date: 2020-09-22
Filing date: 2020-09-22
Publication date: 2020-12-25

Abstract

本发明分别在左、右侧板上设有第二、三上风机喷嘴，且第二、三上风机喷嘴朝向前侧板，第二、三上风机喷嘴喷出的高速气流与高温熔渣粒呈抛物线运动上升的阶段水平方向上呈反向方向，与高温熔渣粒呈抛物线运动上升的阶段高度方向上呈同向方向，也就是说，采用反向高速气流在高温熔渣粒呈抛物线运动上升的阶段对高温熔渣粒进行吹扫，通过高速气流的阻力在高度方向上给高温熔渣粒增加推力，延迟熔渣粒落地的时间，同时在水平方向上给高温熔渣粒增加阻力，减少熔渣粒水平方向上的落地距离。在满足熔渣粒落地前完全变为固态的前提下，减小了设备的长度，实现了设备小型化。解决了设备无法安装在炼钢车间的难题，同时解决了运输安全以及能耗高的难题。

Description

一种利用高速气流将高温熔渣粒化设备及方法

技术领域

本发明涉及高温熔渣废物利用领域，具体的说是一种用于从高炉、转炉、电炉等排出的高温熔渣的空气粉碎方法和装置，尤其是利用高速气流将高温熔渣粒化方法和装置。

背景技术

钢铁生产炼钢工艺产生的液体渣料占钢产量的15％以上，最多可以达到20-40％。渣的起始温度约为1400-1700℃，其中不仅蕴含着丰富的热能资源，且在熔渣处理过程中，冷却产生的渣料可用于建筑材料、轮船船体的钢丸材料等，具有较高的利用价值。

目前的高温熔渣主要采用水淬和焖渣法处理，但水淬法存在耗水量大、产生大量的有害气体、热能回收不充分等问题。焖渣法经常会出现水蒸气爆炸等危险事故。近年来，出现了离心法和风淬法等高温炉渣粒化方法，离心法是依靠转盘或转杯高速旋转产生的离心力将高温液体熔渣粒化，其粒化效果受温度和流量变化较大，若高温熔渣集中撞击到设备某一部位，就会造成设备局部过热而损坏，设备维修费用较高。风淬法是用大功率造粒风机产生的高速气流吹散并粒化高温熔渣，其工艺流程为：将高温熔渣由渣罐倒入流渣槽，在流渣槽出口处由高速空气喷吹成粒状。对落于近处(通常在8m以内)的表面尚呈半固态的渣粒，则采取补充冷却以避免粘连；落于远处的渣粒已完全变为固态而不致粘连。当具有热回收装置时，高温渣粒进入其中以回收其显热。冷却后的渣粒送于储运系统，运至用户。风淬法具有水淬法、焖渣法、离心法的各项优点，能避免爆炸的危险和水质污染，并可回收热能(当有热回收装置时)，避免设备局部过热造成损坏。具有较高的市场前景。

此外，风淬法用压缩空气作介质，在风淬时，熔融和半熔融渣粒随压缩空气向前飞行，在击碎的飞行过程中，压缩空气对高温液态钢渣有一个较强的氧化作用，风淬后，钢渣中的FeO相消失，含FeO的石灰不稳定相明显减少，而Ca₂O₃、 Fe₂O₃稳定相增加，而这是水淬法、焖渣法、和离心法等任何一种钢渣处理方式都不可能实现的。在用水补充冷却时强化了CaO 的消解反应，粒化和冷却过程使钢渣中的不稳定相基本消失，颗粒表面非晶态矿物相显著增加，钢渣的潜在活性提高。另外，由于钢水和液态钢渣的表面张力不同，风淬过程可使渣铁得到良好的分离，固态渣和钢都呈球形细小颗粒，渣包钢的情况不会出现，风淬后经过简单的磁选便能使渣铁分离。液态钢渣通过调整风淬过程的工艺参数可使风淬渣的平均粒度达到2mm左右，且粒度分布区间较窄，可以代替黄砂做混凝土细骨料可直接使用。

尽管风淬法具有上述优点，但风淬法还存在如下缺点：现有的风淬法设备因为占地面积大，需要单独安装在钢铁生产车间的外部做成，作业时，需要用专用车辆将炼钢炉的钢渣运输到风淬法设备进行作业，一方面钢渣运输存在危险，另一方面，在运输过程中钢渣冷却硬化，导致卸料困难，第三，在风淬之前，还需要再次对钢渣进行加热，直至再次将钢渣变成高温液体熔渣，消耗能源较大。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出一种利用高速气流将高温熔渣粒化设备，包括起重机、高温熔渣容器、转盘、熔渣导流槽、上风机、熔渣粒化体，上风机设有喷嘴。所述熔渣粒化体由顶板、底板，左侧板、右侧板，前侧板和后侧板组成，所述左侧板上设有第二上风机喷嘴，在所述右侧板上设有第三上风机喷嘴。喷嘴通过管道连接上风机。

较佳的，第二上风机喷嘴位于左侧板距离前端的四分之一至二分之一处，第二上风机喷嘴与左侧板之间的夹角为20-80度，所述第二上风机喷嘴朝向前侧板，具体的说是斜向上仰角朝着前侧板605。

第三上风机喷嘴位于右侧板距离前端的四分之一至二分之一处，第三上风机喷嘴与右侧板之间的夹角为20-80度，所述第三上风机喷嘴朝向前侧板。具体的说是斜向上仰角朝着前侧板605

较佳的，所述顶板上还设有至少1个水雾化喷嘴，所述水雾化喷嘴与外接水管相连接。

较佳的，所述水雾化喷嘴设置在所述顶板的中线上。

较佳的，所述左侧板上设有第四上风机喷嘴，在所述右侧板上设有第五上风机喷嘴。

较佳的，第四上风机喷嘴位于左侧板距离后端的四分之一至二分之一处，第四上风机喷嘴与左侧板之间的夹角为20-80度，所述第四上风机喷嘴朝向前侧板；第五上风机喷嘴位于右侧板距离后端的四分之一至二分之一处，第五上风机喷嘴与右侧板之间的夹角为20-80度，所述第五上风机喷嘴朝向前侧板。

较佳的，所述前侧板上设有进料口，高温熔渣容器内的高温熔融钢渣倒入转盘，高温熔融钢渣经熔渣导流槽流出，上风机喷嘴对流出的高温熔融钢渣进行高速风吹，从而将高温熔渣经进料口吹入熔渣粒化体，同时，高速气流将从熔渣导流槽下落的高温熔渣进行空气粉碎。

较佳的，所述高温熔渣容器呈漏斗状。

较佳的，第二上风机喷嘴与第三上风机喷嘴对称设置。第四上风机喷嘴与第五上风机喷嘴对称设置。第二、三、四、五上风机喷嘴分别通过管道连接上风机。

本发明还提出一种利用高速气流将高温熔渣粒化的方法，包括如下步骤：采用高速气流将下落的高温熔渣进行空气粉碎，得到呈抛物线运动的高温熔渣粒；采用反向高速气流在高温熔渣粒呈抛物线运动上升的阶段对高温熔渣粒进行吹扫，通过高速气流的阻力在高度方向上给高温熔渣粒增加推力，在水平方向上给高温熔渣粒增加阻力。

较佳的，本发明还包括雾化喷水降温的步骤；高速气流将下落的高温熔渣进行空气粉碎，得到呈抛物线运动的高温熔渣粒；采用反向高速气流对呈抛物线运动的高温熔渣粒进行吹扫，通过高速气流的阻力在高度方向上给高温熔渣粒增加推力，在水平方向上给高温熔渣粒增加阻力；从顶部对呈抛物线运动的高温熔渣粒进行雾化喷水降温，在高度方向上给高温熔渣粒增加阻力的同时，对高温熔渣粒进行快速降温。

较佳的，本发明还包括在高温熔渣粒呈抛物线运动下落的阶段进行二次反向吹扫的步骤；采用二次反向高速气流在高温熔渣粒呈抛物线运动下落的阶段对高温熔渣粒进行吹扫，通过高速气流的阻力在高度方向上给高温熔渣粒增加推力，在水平方向上给高温熔渣粒增加阻力。

有益效果，本发明分别在左、右侧板上设有第二上风机喷嘴、第三上风机喷嘴，且第二上风机喷嘴、第三上风机喷嘴朝向前侧板，第二上风机喷嘴、第三上风机喷嘴喷出的高速气流与高温熔渣粒呈抛物线运动上升的阶段水平方向上呈反向方向，与高温熔渣粒呈抛物线运动上升的阶段高度方向上呈同向方向，也就是说，采用反向高速气流在高温熔渣粒呈抛物线运动上升的阶段对高温熔渣粒进行吹扫，通过高速气流的阻力在高度方向上给高温熔渣粒增加推力，延迟熔渣粒落地的时间，同时在水平方向上给高温熔渣粒增加阻力，减少熔渣粒水平方向上的落地距离。在满足熔渣粒落地前完全变为固态的前提下，减小了熔渣粒化体的长度，实现了熔渣粒化体设备的小型化。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为熔渣粒化体结构示意图。

具体实施方式

如1、2所示，一种利用高速气流将高温熔渣粒化设备，包括起重机1、高温熔渣容器2、转盘3、熔渣导流槽4、上风机8、熔渣粒化体6，上风机设有喷嘴5，上风机喷嘴角度可调，上风机位置可调，上风机与上风机喷嘴管路连接；起重机1将炉中的钢渣吊起，将熔融状态的钢渣倒入高温熔渣容器2中，高温熔渣经高温熔渣容器底部，经转盘3，熔渣导流槽4后自由落体下落，高温熔渣下落过程中，给上风机8喷嘴高速喷出的风吹入熔渣粒化体6，同时也将熔渣进行风萃粒化，熔渣粒在熔渣粒化体6内呈抛物线运动，该工艺属于现有技术，在此不再累述。

本发明创新点在于，所述熔渣粒化体由顶板601、底板602，左侧板603、右侧板604，前侧板605和后侧板606组成，所述左侧板603上设有第二上风机喷嘴502，在所述右侧板上设有第三上风机喷嘴503。

较佳的，第二上风机喷嘴502位于左侧板602距离前端的四分之一至二分之一处，第二上风机喷嘴502与左侧板603之间的夹角为20-80度，所述第二上风机喷嘴502朝向前侧板，具体的说是斜向上仰角朝着前侧板605。

第三上风机喷嘴503位于右侧板604距离前端的四分之一至二分之一处，第三上风机喷嘴503与右侧板之间的夹角为20-80度，所述第三上风机喷嘴503朝向前侧板605，具体的说是斜向上仰角朝着前侧板605。

本发明分别在左、右侧板603、604上设有第二上风机喷嘴502、第三上风机喷嘴503，且第二上风机喷嘴502、第三上风机喷嘴503朝向前侧板，具体的说是斜向上仰角朝着前侧板605，第二上风机喷嘴502、第三上风机喷嘴503喷出的高速气流与高温熔渣粒呈抛物线运动上升的阶段水平方向上呈反向方向，与高温熔渣粒呈抛物线运动上升的阶段高度方向上呈同向方向，也就是说，采用反向高速气流在高温熔渣粒呈抛物线运动上升的阶段对高温熔渣粒进行吹扫，通过高速气流的阻力在高度方向上给高温熔渣粒增加推力，延迟熔渣粒落地的时间，同时在水平方向上给高温熔渣粒增加阻力，减少熔渣粒水平方向上的落地距离。在满足熔渣粒落地前完全变为固态的前提下，减小了熔渣粒化体6的长度，实现了熔渣粒化体6设备的小型化。

如图1所示，较佳的，所述顶板601上还设有至少1个水雾化喷嘴7，所述水雾化喷嘴7与外接水管相连接。

较佳的，所述水雾化喷嘴7设置在所述顶板601的中线上。

较佳的，所述水雾化喷嘴7有2-10个。较佳的，至少其中一个水雾化喷嘴7位于高温熔渣粒呈抛物线运动的拐点位置。

本发明从顶部对呈抛物线运动的高温熔渣粒进行雾化喷水降温，在高度方向上给高温熔渣粒增加阻力的同时，对高温熔渣粒进行快速降温。进一步实现了熔渣粒化体6设备的小型化。

如图2所示，较佳的，所述左侧板603上设有第四上风504机，在所述右侧板604上设有第五上风机喷嘴505。

较佳的，第四上风机喷嘴504位于左侧板603距离后端的四分之一至二分之一处，第四上风机喷嘴与左侧板之间的夹角为20-80度，所述第四上风机喷嘴504朝向前侧板，具体的说是斜向上仰角朝着前侧板605。第五上风机喷嘴505位于右侧板604距离后端的四分之一至二分之一处，第五上风机喷嘴与右侧板之间的夹角为20-80度，所述第五上风机喷嘴朝向前侧板，具体的说是斜向上仰角朝着前侧板605。

本发明在高温熔渣粒呈抛物线运动下落的阶段进行二次反向吹扫；采用二次反向高速气流在高温熔渣粒呈抛物线运动下落的阶段对高温熔渣粒进行吹扫，通过高速气流的阻力在高度方向上给高温熔渣粒增加推力，在水平方向上给高温熔渣粒增加阻力。再次延迟熔渣粒的落地时间，减少熔渣粒水平方向上的落地距离。

较佳的，所述前侧板605上设有进料口，高温熔渣容器内的高温熔融钢渣倒入转盘，高温熔融钢渣经熔渣导流槽流出，上风机喷嘴对流出的高温熔融钢渣进行高速风吹，从而将高温熔渣经进料口吹入熔渣粒化体，同时，高速气流将从熔渣导流槽下落的高温熔渣进行空气粉碎。

较佳的，所述高温熔渣容器2呈漏斗状。

较佳的，第二上风机喷嘴502与第三上风机喷嘴503对称设置。第四上风机喷嘴504与第五上风机喷嘴505对称设置。对称设置的上风机喷嘴，可以减少熔渣粒吹扫过程中的偏离，防止损坏左右侧板。

实施例2：

Claims

1.一种利用高速气流将高温熔渣粒化设备，包括起重机、高温熔渣容器、转盘、熔渣导流槽、上风机、熔渣粒化体，上风机设有喷嘴，其特征在于：所述起重机、高温熔渣容器、转盘、熔渣导流槽、上风机、熔渣粒化体设置在炼钢车间内，流渣槽出口处。

2.一种利用高速气流将高温熔渣粒化设备，包括起重机、高温熔渣容器、转盘、熔渣导流槽、上风机、熔渣粒化体，上风机设有喷嘴，其特征在于：所述熔渣粒化体由顶板、底板，左侧板、右侧板，前侧板和后侧板组成，所述左侧板上设有第二上风机喷嘴，在所述右侧板上设有第三上风机喷嘴。

3.根据权利要求2所述的利用高速气流将高温熔渣粒化设备，其特征在于：第二上风机喷嘴位于左侧板距离前端的四分之一至二分之一处，第二上风机喷嘴与左侧板之间的夹角为20-80度，所述第二上风机喷嘴朝向前侧板；第三上风机喷嘴位于右侧板距离前端的四分之一至二分之一处，第二上风机喷嘴与右侧板之间的夹角为20-80度，所述第三上风机喷嘴朝向前侧板。

4.根据权利要求2所述的利用高速气流将高温熔渣粒化设备，其特征在于：所述顶板上还设有至少1个水雾化喷嘴，所述水雾化喷嘴与外接水管相连接。

5.根据权利要求2所述的利用高速气流将高温熔渣粒化设备，其特征在于：所述左侧板上设有第四上风机喷嘴，在所述右侧板上设有第五上风机喷嘴。

6.根据权利要求5所述的利用高速气流将高温熔渣粒化设备，其特征在于：第四上风机喷嘴位于左侧板距离后端的四分之一至二分之一处，第四上风机喷嘴与左侧板之间的夹角为20-80度，所述第四上风机喷嘴朝向前侧板；第五上风机喷嘴位于右侧板距离后端的四分之一至二分之一处，第五上风机喷嘴与右侧板之间的夹角为20-80度，所述第五上风机喷嘴朝向前侧板。

7.根据权利要求2所述的利用高速气流将高温熔渣粒化设备，其特征在于：所述前侧板上设有进料口，高温熔渣容器内的高温熔融钢渣倒入转盘，高温熔融钢渣经熔渣导流槽流出，上风机喷嘴对流出的高温熔融钢渣进行高速风吹，从而将高温熔渣经进料口吹入熔渣粒化体，同时，高速气流将从熔渣导流槽下落的高温熔渣进行空气粉碎。

8.一种利用高速气流将高温熔渣粒化的方法，其特征在于包括如下步骤：

采用高速气流将下落的高温熔渣进行空气粉碎，得到呈抛物线运动的高温熔渣粒；

采用反向高速气流在高温熔渣粒呈抛物线运动上升的阶段对高温熔渣粒进行吹扫，通过高速气流的阻力在高度方向上给高温熔渣粒增加推力，在水平方向上给高温熔渣粒增加阻力。

9.根据权利要求8所述的利用高速气流将高温熔渣粒化的方法，其特征在于还包括雾化喷水降温的步骤：

高速气流将下落的高温熔渣进行空气粉碎，得到呈抛物线运动的高温熔渣粒；

采用反向高速气流对呈抛物线运动的高温熔渣粒进行吹扫，通过高速气流的阻力在高度方向上给高温熔渣粒增加推力，在水平方向上给高温熔渣粒增加阻力；

从顶部对呈抛物线运动的高温熔渣粒进行雾化喷水降温，在高度方向上给高温熔渣粒增加阻力的同时，对高温熔渣粒进行快速降温。

10.根据权利要求8所述的利用高速气流将高温熔渣粒化的方法，其特征在于还包括在高温熔渣粒呈抛物线运动下落的阶段进行二次反向吹扫的步骤：

采用二次反向高速气流在高温熔渣粒呈抛物线运动下落的阶段对高温熔渣粒进行吹扫，通过高速气流的阻力在高度方向上给高温熔渣粒增加推力，在水平方向上给高温熔渣粒增加阻力。