CN114733233B - 一种细渣高效分离方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种细渣高效分离方法，所述方法包括以下步骤：使高炉冲渣水通过水沟流入一次沉淀池进行一次沉淀，在所述一次沉淀池底部设置圆锥斗；利用泵将所述圆锥斗中沉积的细渣提升到曝气箱；细渣经过所述曝气箱缓冲后进入搅笼；经过搅笼分离后的水通过搅笼的溢流口流到所述一次沉淀池中，经过搅笼分离的渣落入皮带上。分离效果好，冲渣水中细渣含量低，设备故障率大幅降低，系统安全、稳定运行率提高。气力提升机、缓冲消能曝气装置、小搅笼的组合，能实现高浓度细渣的自动提取、高效分离。少量细渣沉淀于平流沉淀池底，定期通过抓斗行车抓取、外运，抓斗行车还能兼顾日常维修作业。

Description

一种细渣高效分离方法
技术领域
本发明涉及高炉冶炼技术领域，特别是涉及一种细渣高效分离方法。
背景技术
现有高炉炼铁工艺配套使用的渣粒化系统，大都使用脱水器、大搅笼、转鼓进行渣水分离，技术上存在以下不足：
1、受原料、操作、设备等方面的影响，冲渣水中细渣含量大，无有效分离措施，大量细渣在冲渣水系统中循环、浓缩，导致系统内设备、管道磨损严重，故障率高，系统内积渣、结渣严重，清理困难，系统安全、稳定性差，维修成本高。
2、转鼓法渣处理工艺，热水池位于转鼓下方，细渣在热水池内沉淀结渣后，需长时间停机清理，清理难度大，影响生产时间长。
3、使用再循环泵将热水池内细渣抽到冲制箱，有效缓解沉淀池结渣，但再循环系统设备、管路磨损严重，故障率高，维修成本高，大量细渣进入冲制箱后，容易造成后续转鼓滤网堵塞，影响系统正常运行。
4、增加大型平流池沉淀分离细渣时，占地面积大，建设成本高，长期用行车抓渣，自动化程度低，岗位劳动强度大。
综上所述，现有技术中存在以下问题：在高炉冲渣水系统中细渣分离效果差，结渣严重，清理困难。
发明内容
本发明所需要解决的技术问题是如何解决在高炉冲渣水系统中细渣分离效果差，结渣严重、清理困难的问题。
为达上述目的，本发明实施例提出了一种细渣分离方法，尤其是一种细渣高效分离方法，所述方法包括以下步骤：
步骤A：使高炉冲渣水通过水沟流入一次沉淀池进行一次沉淀，在所述一次沉淀池底部设置圆锥斗沉积细渣，进行一次细渣分离；
步骤B：利用泵将所述圆锥斗中沉积的细渣提升到曝气箱；
步骤C：细渣经过所述曝气箱缓冲后，分离出的渣水混合物进入搅笼；
步骤D：经过搅笼分离后的水通过搅笼的溢流口流到所述一次沉淀池中，经过搅笼分离的渣落入皮带上。
具体的，将所述水沟设置在所述一次沉淀池的两侧。
具体的，步骤B中，通过气力提升泵将所述圆锥斗中沉积的细渣提升到曝气箱，提升过来的高压力、高流速的气、水、渣三相混合物，在曝气箱内，经消能三通、缓冲隔板、出口百叶窗进行两次消能和三次气水分离后，分离出的压缩空气散逸至大气中，分离出的渣水混合物流入搅笼。
具体的，在所述一次沉淀池一侧设置二次沉淀池进行二次细渣分离。
具体的，在所述二次沉淀池上方设置抓斗行车，通过所述抓斗行车将二次沉淀池中的细渣抓出。
具体的，二次细渣分离后，较为干净的冲渣水经回水口流入热水池循环使用。
具体的，沿高炉冲渣水流动方向依次连接并排设置4个一次沉淀池，依次为第一沉淀池、第二沉淀池、第三沉淀池、第四沉淀池。
具体的，在水沟设置有水沟闸板阀；在第一沉淀池、第二沉淀池、第三沉淀池和第四沉淀池的池壁上设有沉淀池闸板阀。
具体的，控制所述水沟闸板阀和所述沉淀池闸板阀的开启或闭合，实现各沉淀池的离线清理。
具体的，控制所述水沟闸板阀和所述沉淀池闸板阀的开启或闭合实现第一沉淀池、第二沉淀池、第三沉淀池、第四沉淀池的串联和/或并联。
本发明的优点是：
(1)组合式锥斗沉淀池(4个一次沉淀池组合使用)、平流沉淀池(二次沉淀池)、抓斗行车的三维立体组合，模块化设计，布局紧凑，功能齐全；
(2)组合式锥斗沉淀池具备切换、调节功能，通过池壁、水沟内闸板阀的切换，能实现4格锥斗沉淀池的串联、并联切换和单个锥斗沉淀池的离线清理。
(3)通过组合式锥斗沉淀池和平流沉淀池进行两次细渣和水的分离，分离效果好，冲渣水中细渣含量低，设备故障率大幅降低，系统安全、稳定运行率提高。
(4)气力提升机+缓冲消能曝气装置+小搅笼的组合，能实现高浓度细渣的自动提取、高效分离。
(5)少量细渣沉淀于平流沉淀池底，定期通过抓斗行车抓取、外运，抓斗行车还能兼顾日常维修作业。
柳钢炼铁厂2#高炉渣处理系统转鼓法渣处理工艺率先使用此细渣高效分离方法，使用至今已有9年，除了转鼓由于作业率高，故障率、维修工作量稍高外，冲渣水系统其余设备、设施故障率非常低，系统运行安全、平稳，岗位工作强度小，维修成本非常低。2#高炉渣处理系统冲渣水中细渣含量明显低于我厂其余高炉配套的明特、嘉恒法渣处理系统冲渣水细渣含量。同比外厂INBA法渣处理工艺，细渣含量降幅显著。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种细渣高效分离方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的一种细渣高效分离方法的装置布置俯视方向示意图；
图3是本发明实施例提供的图2的A-A剖视图；
图4是本发明实施例提供的图2的B-B剖视图。
附图标记说明：
1、一次沉淀池；2、水沟；3、泵；4、二次沉淀池；5、细渣坑；6、曝气箱；7、搅笼；8、带式输送机；9、抓斗行车；11、第一闸板阀；12、第二闸板阀；13、第三闸板阀；14、第四闸板阀；15、第五闸板阀；16、第六闸板阀；17、第七闸板阀；18、第八闸板阀；19、第九闸板阀；21、第一水沟闸板阀；22、第二水沟闸板阀；30、圆锥斗。
具体实施方式
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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种细渣高效分离方法，如图1所示，所述方法包括以下步骤：
使高炉冲渣水通过水沟2流入一次沉淀池1进行一次沉淀，在所述一次沉淀池底部设置圆锥斗30；一次沉淀池(锥斗沉淀池)底部设置一定角度的圆锥斗30，此设置能够提高细渣的富集、沉淀效果。一次沉淀池内设置隔墙，此设置能延长细渣的沉淀路径，提高沉淀效果。
利用泵3(气力提升泵)将所述圆锥斗30中沉积的细渣提升到曝气箱6；气力提升泵安装在锥斗沉淀池内，在压缩空气作为气源条件下，将锥斗沉淀池底部沉积的高浓度细渣提升到缓冲消能曝气箱。
细渣经过所述曝气箱6(例如为缓冲消能曝气装置)缓冲后进入搅笼7；曝气箱内进口一侧设置三通，三通用于消能，在曝气箱另一侧下部设置出水口，曝气箱体中部安装有缓冲挡板，曝气箱的侧壁上方设置有检修人孔，曝气箱的出水口侧上部设置有百叶窗。气力提升泵提升过来的高压力、高流速的气、水、渣三相混合物，在曝气箱内，经三通消能、挡板缓冲、百叶窗进行两次消能和三次气水分离后，分离出的压缩空气平稳散逸至大气中，分离出的渣水混合物平稳流入小搅笼。
如图3所示，经过搅笼分离后的水通过搅笼的溢流口流到所述一次沉淀池中，经过搅笼分离的渣落入皮带上。分离出的渣水混合物平稳流入小搅笼的下部，细渣沉淀至小搅笼底部，经小搅笼内的螺旋叶片提升至小搅笼头部，细渣在提升过程中进一步渣水分离，含水率较低的细渣从小搅笼头部落入下方的带式输送机8的运渣皮带上，运输至渣场。经沉淀分离后，含渣量大幅降低的冲渣水从小搅笼尾部溢流口留出，经回水管，回流至下方的一次沉淀池中。
将所述水沟设置在所述一次沉淀池的两侧。便于高炉冲渣水流动。
在缓冲消能曝气箱的进口处设置三通，三通用于消能。在所述缓冲消能曝气箱内安装有挡板，进一步缓冲渣水的能量。
如图2所示，在所述一次沉淀池一侧设置二次沉淀池4，将二次沉淀池4的进水口与一次沉淀池的出水口连接。在一次沉淀池完成一次细渣分离的冲渣水，流入二次沉淀池(平流沉淀池)后，平流沉底，细渣逐步沉淀至平流沉淀池底部，在所述平流沉淀池完成二次细渣分离后，较为干净的冲渣水经回水口流入热水池循环使用。平流沉淀池与一次沉淀池平行布置，实现模块化设计，平流沉底池上部设置拦渣挡墙，此设计能拦截系统内的浮渣。
在所述二次沉淀池上方设置抓斗行车9。如图4所示，通过所述抓斗行车9将二次沉淀池中的细渣抓出。所述抓斗行车9定期将平流沉淀池底部沉淀的细渣抓出，放置到所述平流沉淀池端头的细渣坑5暂存、滤水，滤出的冲渣水回流至沉淀池，滤干后的细渣装车外运。抓斗行车配置有吊钩，能用于渣粒化系统区域设备的日常维修吊装作业。
把二次沉淀池分离的水进行回收。环保节能。
沿高炉冲渣水流动方向依次连接并排设置4个一次沉淀池，依次为第一沉淀池、第二沉淀池、第三沉淀池、第四沉淀池。4个所述一次沉淀池呈直线依次并排摆放。实现模块化组合。
在水沟的侧壁设置有水沟闸板阀；在第一沉淀池、第二沉淀池、第三沉淀池和第四沉淀池的池壁上设有沉淀池闸板阀。第一闸板阀11设置在第一沉淀池的下端、第二闸板阀12设置在第一沉淀池的上端；第三闸板阀13设置在第一沉淀池和第二沉淀池的连接处、第四闸板阀14设置在第二沉淀池的下端；第五闸板阀15设置在第二沉淀池和第三沉淀池的连接处，第六闸板阀16设置在第三沉淀池的上端，第七闸板阀17设置在第三沉淀池和第四沉淀池的连接处，第八闸板阀18设置在第四沉淀池的上端，第九闸板阀19设置在第四沉淀池的下端。
在水沟设置第一水沟闸板阀21和第二水沟闸板阀22，第一水沟闸板阀21在第一沉淀池第一闸板阀右侧，第二水沟闸板阀22在第二沉淀池第四闸板阀右侧。
控制所述水沟闸板阀和所述沉淀池闸板阀的开启或闭合实现第一沉淀池、第二沉淀池、第三沉淀池、第四沉淀池的串联或并联。实现多个(多格)锥斗沉淀池(一次沉淀池)的串联、并联切换或实现单个锥斗沉淀池的离线清理、维修。例如：当打开第一闸板阀11、第三闸板阀13、第五闸板阀15、第七闸板阀17和第九闸板阀19，关闭第二闸板阀12、第四闸板阀14、第六闸板阀16以及第八闸板阀18；同时关闭第一水沟闸板阀21和第二水沟闸板阀22。此时，使第一沉淀池、第二沉淀池、第三沉淀池、第四沉淀池形成串联。再例如：打开第一闸板阀11、第二闸板阀12；同时关闭第三闸板阀13，打开第一水沟闸板阀21并且关闭第二水沟闸板阀22，；打开第四闸板阀14、第五闸板阀15、第七闸板阀17以及第八闸板阀18，同时关闭第九闸板阀19。使第一沉淀池与第二沉淀池、第三沉淀池、第四沉淀池并联，第二沉淀池、第三沉淀池、第四沉淀池串联。
本发明克服现有技术存在的不足，本发明的优点有：
(1)组合式锥斗沉淀池(4个一次沉淀池组合使用)、平流沉淀池(二次沉淀池)、抓斗行车的三维立体组合，模块化设计，布局紧凑，功能齐全；
(2)组合式锥斗沉淀池具备切换、调节功能，通过池壁、水沟内闸板阀的切换，能实现4格锥斗沉淀池的串联、并联切换和单个锥斗沉淀池的离线清理。
(3)通过组合式锥斗沉淀池和平流沉淀池进行两次细渣和水的分离，分离效果好，冲渣水中细渣含量低，设备故障率大幅降低，系统安全、稳定运行率提高。
(4)气力提升机+缓冲消能曝气装置+小搅笼的组合，能实现高浓度细渣的自动提取、高效分离。
(5)少量细渣沉淀于平流沉淀池底，定期通过抓斗行车抓取、外运，抓斗行车还能兼顾日常维修作业。
柳钢炼铁厂2#高炉渣处理系统转鼓法渣处理工艺率先使用此细渣高效分离方法，除了转鼓由于作业率高，故障率、维修工作量稍高外，冲渣水系统其余设备、设施故障率非常低，系统运行安全、平稳，岗位工作强度小，维修成本非常低。2#高炉渣处理系统冲渣水中细渣含量明显低于我厂其余高炉配套的明特、嘉恒法渣处理系统冲渣水细渣含量。同比外厂INBA法渣处理工艺，细渣含量降幅显著。
以下实施例仅为了进一步说明本发明，并不限制本发明的内容。
实施例1：
本发明提供一种细渣高效分离方法，如图1所示，特别适用于高炉冲渣水系统，以解决高炉炼铁工艺配套渣粒化系统冲渣水中细渣含量高，不能机械化、自动、高效分离，导致系统磨损严重、故障率高、易积渣堵塞、清理困难、维修成本高的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种细渣高效分离方法，包括锥斗沉淀、气力提升、搅笼分离、平流沉淀、行车抓渣等五个步骤。通过五个步骤的组合、搭配，实现了细渣的机械化、自动化、高效沉淀、分离。
所述锥斗沉淀，由组合式锥斗沉淀池实现，所述组合式锥斗沉淀池由4格锥斗沉淀池和两侧的水沟组成。所述锥斗沉淀池底部设置一定角度的圆锥斗，此设置能够提高细渣的富集、沉淀效果。所述锥斗沉淀池内设置隔墙，此设计能延长细渣的沉淀路径，提高沉淀效果。所述锥斗沉淀池两边设置有水沟，水沟和锥斗沉淀池壁上均设置有闸板阀，此设计能够通过闸板阀的操作，实现多个(多格)锥斗沉淀池的串联、并联切换或实现单个锥斗沉淀池的离线清理、维修。
所述气力提升，由气力提升泵和缓冲消能曝气装置组成。所述气力提升泵安装在锥斗沉淀池内，在压缩空气作为气源条件下，将锥斗沉淀池底部沉积的高浓度细渣提升到缓冲消能曝气箱。所述缓冲消能曝气箱包括缓冲消能曝气箱体，所述缓冲消能曝气装置进口一侧下部设置消能三通，所述缓冲消能曝气箱体下部另一侧设置出水口，所述缓冲消能曝气箱体中部安装有缓冲挡板，所述缓冲消能曝气箱体侧壁上方设置有检修人孔，所述缓冲消能曝气箱体上部靠出水口侧设置有百叶窗。所述气力提升泵提升过来的高压力、高流速的气、水、渣三相混合物，在缓冲消能曝气装置内，经消能三通、缓冲隔板、出口百叶窗进行两次消能和三次气水分离后，分离出的压缩空气平稳散逸至大气中，分离出的渣水混合物平稳流入小搅笼。
所述搅笼分离，由小搅笼完成。从所述小搅笼中部平稳流入的含有高浓度细渣的冲渣水，向小搅笼尾部流动过程中，细渣沉淀至小搅笼底部，经小搅笼螺旋提升至小搅笼头部，细渣在提升过程中进一步渣水分离，含水率较低的细渣从小搅笼头部落入下方的运渣皮带，运输至渣场。经沉淀分离后，含渣量大幅降低的冲渣水从小搅笼尾部溢流口留出，经回水管，回流至下方锥斗沉淀池。
所述平流沉淀，由平流沉淀池完成，所述平流沉淀池进口连接所述组合式锥斗沉淀池的出水口，在所述组合式锥斗沉淀池完成一次细渣分离的冲渣水，流入所述平流沉淀池后，平流沉底，细渣逐步沉淀至所述平流沉淀池底部，在所述平流沉淀池完成二次细渣分离后，较为干净的冲渣水经回水口流入热水池循环使用。所述平流沉淀池与组合式锥斗沉淀池平行布置，实现模块化设计，所述平流沉底池上部设置拦渣挡墙，此设计能拦截系统内的浮渣。
所述行车抓渣，由位于平流沉淀池上方的抓斗行车完成，所述抓斗行车定期将平流沉淀池底部沉淀的细渣抓出，放置到所述平流沉淀池端头的细渣坑暂存、滤水，滤出的冲渣水回流至沉淀池，滤干后的细渣装车外运。所述抓斗行车配置有吊钩，此设计能用于渣粒化系统区域设备的日常维修吊装作业。
在柳钢炼铁厂2#高炉转鼓法渣粒化系统，在设计、建设阶段，就创新使用了所述细渣高效分离方法。经过近9年的实践验证，效果良好，运行稳定，2018年至2021年间，在柳钢防钢1#、2#高炉及中金镍铁新高炉配套渣处理系统上都进行了推广应用和技术提升。
本发明的优点是：
(1)组合式锥斗沉淀池、平流沉淀池、抓斗行车，三维立体组合，模块化设计，布局紧凑，功能齐全；
(2)组合式锥斗沉淀池具备切换、调节功能，通过池壁、水沟内闸板阀的切换，能实现4格锥斗沉淀池的串联、并联切换和单个锥斗沉淀池的离线清理。
(3)通过组合式锥斗沉淀池和平流沉淀池进行两次细渣和水的分离，分离效果好，冲渣水中细渣含量低，设备故障率大幅降低，系统安全、稳定运行率提高。
(4)气力提升机+缓冲消能曝气装置+小搅笼的组合，能实现高浓度细渣的自动提取、高效分离。
(5)少量细渣沉淀于平流沉淀池底，定期通过抓斗行车抓取、外运，抓斗行车还能兼顾日常维修作业。
柳钢炼铁厂2#高炉渣处理系统转鼓法渣处理工艺率先使用此细渣高效分离方法，使用至今已有9年，除了转鼓由于作业率高，故障率、维修工作量稍高外，冲渣水系统其余设备、设施故障率非常低，系统运行安全、平稳，岗位工作强度小，维修成本非常低。2#高炉渣处理系统冲渣水中细渣含量明显低于我厂其余高炉配套的明特、嘉恒法渣处理系统冲渣水细渣含量。同比外厂INBA法渣处理工艺，细渣含量降幅显著。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。为本发明的各组成部分在不冲突的条件下可以相互组合，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所做出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (9)

1.一种细渣高效分离方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤A：使高炉冲渣水通过水沟流入一次沉淀池进行一次沉淀，在所述一次沉淀池底部设置圆锥斗沉积细渣，进行一次细渣分离；
步骤B：利用泵将所述圆锥斗中沉积的细渣提升到曝气箱；
步骤C：细渣经过所述曝气箱缓冲后，分离出的渣水混合物进入搅笼；
步骤D：经过搅笼分离后的水通过搅笼的溢流口流到所述一次沉淀池中，经过搅笼分离的渣落入皮带上；
步骤B中，通过气力提升泵将所述圆锥斗中沉积的细渣提升到曝气箱，提升过来的高压力、高流速的气、水、渣三相混合物，在曝气箱内，经消能三通、缓冲隔板、出口百叶窗进行两次消能和三次气水分离后，分离出的压缩空气散逸至大气中，分离出的渣水混合物流入搅笼。
2.根据权利要求1所述的一种细渣高效分离方法，其特征在于，将所述水沟设置在所述一次沉淀池的两侧。
3.根据权利要求2所述的一种细渣高效分离方法，其特征在于，在所述一次沉淀池一侧设置二次沉淀池进行二次细渣分离。
4.根据权利要求3所述的一种细渣高效分离方法，其特征在于，在所述二次沉淀池上方设置抓斗行车，通过所述抓斗行车将二次沉淀池中的细渣抓出。
5.根据权利要求3所述的一种细渣高效分离方法，其特征在于，二次细渣分离后，较为干净的冲渣水经回水口流入热水池循环使用。
6.根据权利要求1所述的一种细渣高效分离方法，其特征在于，沿高炉冲渣水流动方向依次连接并排设置4个一次沉淀池，依次为第一沉淀池、第二沉淀池、第三沉淀池、第四沉淀池。
7.根据权利要求6所述的一种细渣高效分离方法，其特征在于，在水沟设置有水沟闸板阀；在第一沉淀池、第二沉淀池、第三沉淀池和第四沉淀池的池壁上设有沉淀池闸板阀。
8.根据权利要求7所述的一种细渣高效分离方法，其特征在于，控制所述水沟闸板阀和所述沉淀池闸板阀的开启或闭合，实现各沉淀池的离线清理。
9.根据权利要求7所述的一种细渣高效分离方法，其特征在于，控制所述水沟闸板阀和所述沉淀池闸板阀的开启或闭合实现第一沉淀池、第二沉淀池、第三沉淀池、第四沉淀池的串联和/或并联。
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