專利名稱：一種鋼渣余熱有壓自解裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋼鐵冶金過程中的余熱利用、固體廢棄物處理和資源化利用技術(shù)，尤其是轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)爐鋼渣處理，具體涉及到一種鋼渣余熱有壓自解處理裝置及方法。
背景技術(shù)：
目前，鋼渣處理的方式很多，有熱潑法、熱悶法、水淬法、風淬法、滾筒?；ê土；喎ǖ?。熱潑法是將熔融液態(tài)鋼渣倒在熱潑場內(nèi)，通過打水或空氣自然冷卻，隨后進行破碎、磁選處理；熱悶法是將熔融液態(tài)鋼渣倒在熱悶池內(nèi)，通過打水冷卻，待鋼渣粉化后進行破碎、磁選處理；水淬法是傾倒熔融液態(tài)鋼渣時，用高壓水將熔融鋼渣冷卻并擊碎成顆粒； 風淬法與水淬法相似，風淬法是用高壓空氣將熔融鋼渣冷卻并擊碎成顆粒。熱潑法處理鋼渣效率低，污染環(huán)境；熱悶法、水淬法以及風淬法采用空氣或水強制冷卻，效率較高，但是熱悶法與水淬法由于水與熔融鋼渣直接接觸，可能會發(fā)生爆炸；風淬法雖是用空氣強制冷卻破碎，但是壓縮空氣消耗量大，噪音大。滾筒法是指將液態(tài)鋼渣倒入渣罐后，經(jīng)渣罐車運輸?shù)綕L筒渣處理間，然后經(jīng)吊車將渣罐吊運到滾筒進渣裝置槽口，并倒入滾筒裝置內(nèi)，液態(tài)鋼渣在滾筒內(nèi)同時完成噴水冷卻、固化、破碎后，經(jīng)板式輸送機排出到渣場。該工藝有待解決的問題鋼渣處理率低一般在50%以下，仍有大量干渣排放；系統(tǒng)設(shè)備動力能耗高，設(shè)備的故障率較高，投資大；鋼渣不易被擊碎粒化，對設(shè)備磨損嚴重，內(nèi)裝鋼球經(jīng)常更換。?；喒に囀菍⒁簯B(tài)鋼渣運至處理車間后，采用吊車將渣罐慢慢吊起，倒入高速旋轉(zhuǎn)的粒化輪中，使鋼渣破碎粒化，噴水冷卻后落入水池中，鋼渣經(jīng)?；喫惴椒ㄌ幚砗螅６刃?，鋼渣結(jié)晶致密，難磨細，其膠凝性能變差，影響鋼渣在建材行業(yè)應用。

發(fā)明內(nèi)容
一種鋼渣余熱有壓自解裝置是一套壓力容器設(shè)備，主要包括余熱自解罐罐體、罐門、渣槽、渣槽支架、運渣軌道、噴水裝置、控制裝置、排汽裝置、排水裝置和冷卻系統(tǒng)組成； 其中控制裝置包括壓力檢測裝置、溫度檢測裝置和安全裝置。其余熱有壓自解處理方法是，將裝有一定溫度(30(T80(TC )鋼渣的渣槽推入余熱自解罐罐體中并放置于渣槽支架上；關(guān)閉罐門并密封鎖緊；由余熱自解罐罐體頂部的噴水裝置向鋼渣噴水；熱渣遇水急冷，表層迅速降溫，由溫差產(chǎn)生的應力使鋼渣表層碎裂并產(chǎn)生裂縫；而鋼渣余熱加熱水后產(chǎn)生的大量低壓水蒸氣很快覆蓋于鋼渣的表面并滲入裂縫中， 與渣中的游離態(tài)CaO迅速反應生成Ca(OH) 2，其組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，比重變小，由于固相體積增大產(chǎn)生膨脹，具有膨脹應力，造成了渣的迅速粉化碎裂。由于反應過程是在密閉的壓力容器內(nèi)進行的，噴水后形成的水蒸氣不外排，罐內(nèi)形成一定的壓力和溫度氣氛，在壓力的作用下，蒸汽通過微細裂縫可以深入到塊狀鋼渣的內(nèi)部進行反應，而不是僅僅停留在鋼渣的表面，提高了反應速度，使渣塊進一步迅速碎裂、粉化。上述過程反復進行，由表及里，直到鋼渣中的游離態(tài)CaO充分消解并且鋼渣自身粉化，使經(jīng)過余熱有壓自解處理的鋼渣在短時間內(nèi)達到穩(wěn)定處理和粉化處理二大目的。因此余熱有壓自解處理技術(shù)是同時解決了轉(zhuǎn)爐鋼渣快速穩(wěn)定化和粉化的先進處理技術(shù)。所述的余熱自解罐罐體為一臥式圓筒狀壓力容器，在其一端設(shè)有罐門；余熱自解罐罐體與罐門用于組成密閉空間，使鋼渣在此密閉空間自解粉化。所述的渣槽為一蛤殼式結(jié)構(gòu)，分為左右兩瓣，兩瓣可以繞中心的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，打開后可以從底部自動卸料，渣槽用于盛放鋼渣。所述的渣槽支架用于支撐渣槽。所述的運渣軌道位于余熱自解罐內(nèi)壁底部，渣槽通過運渣軌道進出余熱自解罐罐體。所述的噴水裝置沿余熱自解罐內(nèi)壁頂部軸向布置，噴水裝置用于向熱渣噴水。所述的控制裝置包括壓力檢測裝置、溫度檢測裝置和安全裝置，控制裝置布置在余熱自解罐罐體以及罐門的多個位置，防止余熱自解罐因溫度或壓力過高而爆炸。 所述的排汽裝置位于余熱自解罐罐體外壁頂部，排氣裝置用于排放余熱自解罐內(nèi)蒸汽以維持罐內(nèi)恒壓。所述的排水裝置位于余熱自解罐罐體外壁底部，排水裝置用于排除余熱自解罐罐體內(nèi)部的水。所述的冷卻系統(tǒng)包括罐體內(nèi)部冷卻和罐體外部冷卻兩部分。罐體內(nèi)部冷卻可對渣槽、渣槽支架和罐體內(nèi)壁進行冷卻，罐體外部冷卻對罐體外壁及罐門進行冷卻。所述的罐門的直徑與罐體直徑相等，打開后余熱自解罐可以全部敞開；罐門配有開閉機構(gòu)、鎖緊機構(gòu)及密封機構(gòu)，開閉機構(gòu)用于開啟和關(guān)閉罐門；鎖緊機構(gòu)用于鎖緊罐門； 密封機構(gòu)用于密封罐門和罐體。本發(fā)明利用鋼渣余熱在密閉壓力容器內(nèi)對鋼渣進行處理，不消耗外部能源，不會產(chǎn)生粉塵，節(jié)能環(huán)保；處理過程中，水不與熔融鋼渣接觸，壓力容器配有安全裝置，安全可靠；另外本方法處理周期短，粉化效果好，能充分消解鋼渣中的游離態(tài)CaO，處理后的鋼渣穩(wěn)定性好，可以用于建材和道路等方面，能實現(xiàn)鋼渣的資源化循環(huán)利用。


圖1為本發(fā)明的主視圖。圖2為圖1中的俯視圖。圖3為圖1中的左視圖。圖4為圖1中的右視圖。 附圖主要符號說明1余熱自解罐罐體2罐門3渣槽4渣槽支架5運渣軌道6噴水裝置7控制裝置7-1壓力檢測裝置7-2溫度檢測裝置7-3安全裝置8排汽裝置9排水裝置10 冷卻系統(tǒng)
具體實施例方式如圖1、2、3為本發(fā)明一種鋼渣余熱有壓自解處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，包括余熱自解罐罐體1、罐門2、渣槽3、渣槽支架4、運渣軌道5、噴水裝置6、控制裝置7、排汽裝置8、排
5水裝置9和冷卻系統(tǒng)10 ；其中控制裝置包括壓力檢測裝置7-1、溫度檢測裝置7-2和安全裝置 7-3。所述的余熱自解罐罐體1為一臥式圓筒狀壓力容器，其一端設(shè)有罐門2 ；余熱自解灌罐體1與罐門2用于組成密閉空間，使鋼渣在此密閉空間內(nèi)自解粉化。所述的渣槽3為一蛤殼式結(jié)構(gòu)，分為左右兩瓣，兩瓣可以繞中心的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，打開后可以從底部自動卸料，渣槽用于盛放鋼渣。所述的渣槽支架4用于支撐渣槽3。所述的運渣軌道5位于余熱自解罐罐體1內(nèi)壁底部，渣槽3通過運渣軌道5進出余熱自解罐罐體1。所述的噴水裝置6沿余熱自解罐罐體1內(nèi)壁頂部軸向布置，噴水裝置6用于向熱渣噴水。所述的控制裝置7包括壓力檢測裝置7-1、溫度檢測裝置7-2和安全裝置7_3，壓力檢測裝置7-1、溫度檢測裝置7-2和安全裝置7-3，布置在余熱自解罐罐體1以及罐門2 的多個位置，防止余熱自解罐罐體1因溫度或壓力過高而爆炸。所述安全裝置7-3由安全閥和防爆膜構(gòu)成。所述的排汽裝置8位于余熱自解罐罐體1外壁頂部，排汽裝置8用于排放余熱自解罐罐體1內(nèi)蒸汽以維持罐內(nèi)定壓。所述的排水裝置9位于余熱自解罐罐體1外壁底部，排水裝置9用于排除余熱自解罐罐體1內(nèi)部的水。所述的冷卻系統(tǒng)10包括罐體內(nèi)部冷卻和罐體外部冷卻兩部分。罐體內(nèi)部冷卻可對渣槽3、渣槽支架4和罐體內(nèi)壁進行冷卻，罐體外部冷卻對罐體外壁及罐門2進行冷卻。所述的罐門2的直徑與余熱自解罐罐體1直徑相等，打開后余熱自解罐罐體1可以全部敞開；罐門2配有開閉機構(gòu)、鎖緊機構(gòu)及密封機構(gòu)；開閉機構(gòu)用于開啟和關(guān)閉罐門2 ； 鎖緊機構(gòu)用于鎖緊罐門2 ；密封機構(gòu)用于密封罐門2和罐體1。所述的一種鋼渣余熱有壓自解方法包括如下步驟(1)裝渣，將一定溫度固態(tài)熱鋼渣裝入渣槽3，渣槽3通過運渣軌道5進入余熱自解罐罐體1中，關(guān)閉罐門2并鎖緊；(2)噴水升壓，噴水裝置6向渣槽3內(nèi)的鋼渣噴水，水遇熱渣產(chǎn)生蒸汽并在余熱自解罐罐體1內(nèi)積聚，從而形成一定的壓力；同時噴入的水使鋼渣急冷，導致鋼渣表層碎裂并產(chǎn)生裂縫；(3)有壓自解，渣槽3內(nèi)的鋼渣在一定的蒸汽壓力氛圍中產(chǎn)生自解粉化，從而實現(xiàn)鋼渣穩(wěn)定化處理；(4)控制反應，在有壓自解的過程中，通過控制裝置7實時控制余熱自解罐罐體1 內(nèi)的壓力、溫度以及水量等重要參數(shù)；(5)冷卻，待鋼渣余熱有壓自解結(jié)束后，繼續(xù)向鋼渣噴水，以將所述的鋼渣繼續(xù)冷卻降溫；(6)出·，打開排汽裝置8和排水裝置9，排出剩余蒸汽和水；打開罐門2，將粉化和穩(wěn)定化處理后的鋼渣通過運渣軌道5運出。
權(quán)利要求
1.一種鋼渣余熱有壓自解裝置，其特征在于該裝置包括余熱自解罐罐體(1)、罐門 O)、盛放鋼渣的渣槽(3)、安放渣槽的渣槽支架0)、運渣軌道(5)、在罐體內(nèi)壁頂部設(shè)置的噴水裝置(6)和罐體內(nèi)壁上設(shè)置的用于控制有壓自解過程的控制裝置(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼渣余熱有壓自解裝置，其特征在于余熱自解罐罐體(1) 為一臥式圓筒狀壓力容器，在其一端設(shè)有罐門O)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼渣余熱有壓自解裝置，其特征在于余熱自解罐罐體(1) 底部設(shè)有渣槽支架G)，盛放鋼渣的渣槽(3)被安放在渣槽支架(4)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼渣余熱有壓自解裝置，其特征在于余熱自解罐罐體(1) 內(nèi)設(shè)有運渣軌道(5)，通過運渣軌道( 完成渣槽C3)進出余熱自解罐罐體(1)的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼渣余熱有壓自解裝置，其特征在于余熱自解罐罐體(1) 內(nèi)壁頂部設(shè)置有噴水裝置(6)，噴水裝置(6)沿余熱自解罐罐體(1)內(nèi)壁頂部軸向布置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼渣余熱有壓自解裝置，其特征在于罐體內(nèi)壁上設(shè)置用于控制有壓自解過程的控制裝置(7)，包括在余熱自解罐罐體(1)的不同位置設(shè)置的壓力檢測裝置(7-1)、溫度檢測裝置(7- 和安全裝置(7-3)，以防止余熱自解罐罐體(1)因溫度或壓力過高而爆炸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的鋼渣余熱有壓自解裝置，其特征在于余熱自解罐罐體 (1)設(shè)有排汽裝置(8)、排水裝置(9)和冷卻系統(tǒng)(10)，排汽裝置(8)與排水裝置(9)分別位于余熱自解罐罐體(1)外壁的頂部與底部。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋼渣余熱有壓自解裝置，其特征在于余熱自解罐罐體(1) 上設(shè)置的冷卻系統(tǒng)(10)包括罐體內(nèi)部冷卻和罐體外部冷卻兩部分，罐體內(nèi)部冷卻可對渣槽(3)、渣槽支架(4)和罐體內(nèi)壁進行冷卻，罐體外部冷卻對罐體外壁及罐門( 進行冷卻。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼渣余熱有壓自解裝置，其特征在于罐門(2)的直徑與余熱自解罐罐體(1)直徑相等，罐門( 打開后該余熱自解罐罐體(1)可以全部敞開。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或9所述的鋼渣余熱有壓自解裝置，其特征在于所述罐門(2)配有開閉機構(gòu)、鎖緊機構(gòu)及密封機構(gòu)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或6或8所述的鋼渣余熱有壓自解裝置，其特征在于所述渣槽 (3)為一蛤殼式結(jié)構(gòu)，分為左右兩瓣，兩瓣可以繞中心的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，打開后可以從底部自動卸料。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼渣余熱有壓自解裝置，其特征在于該裝置是一套壓力容器設(shè)備。
13.—種鋼渣余熱有壓自解處理方法，其特征在于包括如下步驟(1)裝渣，將一定溫度固態(tài)熱鋼渣裝入渣槽(3)，渣槽C3)通過運渣軌道( 進入余熱自解罐罐體⑴中，關(guān)閉罐門⑵并鎖緊；(2)噴水升壓，噴水裝置(6)向渣槽(3)內(nèi)的鋼渣噴水，水遇熱渣產(chǎn)生蒸汽并在余熱自解罐罐體(1)內(nèi)積聚，從而形成一定的壓力；同時噴入的水使鋼渣急冷，導致鋼渣表層碎裂并產(chǎn)生裂縫；(3)有壓自解，渣槽(3)內(nèi)的鋼渣在一定的蒸汽壓力氛圍中產(chǎn)生自解粉化，從而實現(xiàn)鋼渣穩(wěn)定化處理；(4)控制反應，在有壓自解的過程中，通過控制裝置(7)實時控制余熱自解罐罐體(1)內(nèi)的壓力、溫度以及水量等重要參數(shù)；(5)冷卻，待鋼渣余熱有壓自解結(jié)束后，繼續(xù)向鋼渣噴水，以將所述的鋼渣繼續(xù)冷卻降(6)出渣，打開排汽裝置(8)和排水裝置(9)，排出剩余蒸汽和水；打開罐門O)，將粉化和穩(wěn)定化處理后的鋼渣通過運渣軌道( 運出。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的鋼渣余熱有壓自解處理方法，其特征在于所述控制裝置包括在余熱自解罐罐體(1)的不同位置設(shè)置的壓力檢測裝置(7-1)、溫度檢測裝置(7-2)和安全裝置(7-3)，以防止余熱自解罐罐體(1)因溫度或壓力過高而爆炸。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的鋼渣余熱有壓自解處理方法，其特征在于裝入渣槽中的鋼渣為30(T80(TC固態(tài)熱鋼渣。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的鋼渣余熱有壓自解處理方法，其特征在于渣槽內(nèi)的鋼渣在0. 3^0. 6MPa的蒸汽壓力氛圍中產(chǎn)生自解粉化。
全文摘要
一種鋼渣余熱有壓自解裝置，包括余熱自解罐罐體(1)、罐門(2)、盛放鋼渣的渣槽(3)、安放渣槽的渣槽支架(4)、運渣軌道(5)、在罐體內(nèi)壁頂部設(shè)置的噴水裝置(6)、罐體內(nèi)壁上設(shè)置的用于控制有壓自解過程的控制裝置(7)。其余熱有壓自解處理方法是，將裝有一定溫度鋼渣的渣槽(3)推入余熱自解罐罐體(1)中；噴水裝置(6)向熱渣噴淋冷卻水使鋼渣表層碎裂并產(chǎn)生裂縫；噴水后產(chǎn)生的水蒸氣在罐內(nèi)形成一定的壓力，使渣塊進一步迅速碎裂、粉化；通過自解，鋼渣在短時間內(nèi)實現(xiàn)穩(wěn)定處理和粉化處理。本發(fā)明利用鋼渣余熱在密閉壓力容器內(nèi)對鋼渣進行處理，不消耗外部能源，處理周期短，粉化效果好，能充分消解鋼渣中的游離態(tài)CaO，處理后的鋼渣穩(wěn)定性好，可以用于建材和道路等方面，實現(xiàn)鋼渣的資源化循環(huán)利用。
文檔編號C04B5/00GK102190450SQ201010120679
公開日2011年9月21日 申請日期2010年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月8日
發(fā)明者孫健, 王純, 范永平, 董春柳, 錢雷 申請人:中冶建筑研究總院有限公司, 中國京冶工程技術(shù)有限公司