CN107557505A - 适合全量钢渣处理的滚筒法处理工艺及处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适合全量钢渣处理的滚筒法处理工艺及处理装置。该处理工艺是：第一，通过渣罐倾翻机构将装有熔渣的渣罐抱紧并移动到进渣位置，倾动渣罐将其中流动性好的熔渣经进料溜槽倒入转动的滚筒装置内，实现滚筒化处理；第二，当渣罐内钢渣不具备流动性而无法流出时，使用扒渣机将高粘渣或固态渣扒入滚筒装置；第三，通过大角度倾翻渣罐将罐底渣扣入滚筒装置，实现同一台滚筒装置的全量钢渣处理。该处理装置包括进料系统、滚筒装置（5）、粒渣输送及储存系统（7）、尾气排放和净化系统（6）、冷却水循环系统（8）、冷钢清理机构（10）以及电控系统（9）；进料系统包括渣罐倾动机构（1）、渣罐（2）、熔渣（3）和扒渣机（4）。

Description

适合全量钢渣处理的滚筒法处理工艺及处理装置

技术领域

本发明涉及一种冶金渣处理方法和装置，尤其涉及一种适合全量钢渣处理的滚筒法处理工艺及处理装置。

背景技术

钢渣是钢铁生产过程中产生的大宗副产物之一，约占粗钢产量的10-30％；钢渣主要由钙、镁、硅、铝、铁等金属氧化物和磷、硫非金属氧化物以及各类高熔点聚合物组成的复杂混合物，同时还掺杂有粒度不等的1-10%的金属铁；刚出炉的钢渣温度高达1500℃左右，大都处于熔融状态，具有一定的流动性，但随着温度的下降，钢渣粘度快速升高并释放出大量热量。由于各钢厂炼钢工艺的差异，冶炼过程中产生的钢渣成分和温度不尽相同：有的高温钢渣流动性很好，能够象水一样倾泼；有的流动性较差，很难从渣罐（盛装和运送高温钢渣的容器，又称渣包）中方便地倒出，必须借助于机械外力或将渣罐倒置方能将之倒出渣罐；为了延长渣罐的实用寿命，避免高温钢渣在注入时对渣罐底部的冲刷，从转炉接渣时需要在空渣罐的底部垫上部分冷渣，当高温钢渣注入时，这部分冷渣与接触的高温钢渣混熔在一起，连同渣罐内壁部位的钢渣形成大的渣坨，几吨或十几吨，约占总渣量的四分之一到二分之一，这部分渣又称罐底渣。钢渣成分的复杂性和形态的多样性给钢渣的处理和后续利用带来极大困难。

最常见的钢渣处理工艺是热泼＋后处理，即将高温钢渣倾泼到渣处理场地进行自然冷却，然后将冷却下来的钢渣进行破碎、磁选和分级筛选，回收的冷钢返生产工序利用，分选后的尾渣依据粒级及性能进行回用或社会销售。钢渣可归结为硅酸盐材料，本身的导热性能很差，自然冷却速度极慢。为提高钢渣的冷却处理效率，减小冷却处理场地，渣处理车间常常施以机械翻铲、喷洒冷却水等措施，粉尘和废蒸汽弥漫，作业环境恶劣，周围环境粉尘严重超标，稍有不慎还会出现爆炸危险。在环保要求日益严格的今天，短流程、快速、安全、环保化处理高温钢渣的工艺成为钢铁企业迫切探索的焦点。某钢铁企业开发的滚筒法钢渣处理技术就是在这样的背景下应运而生的，它是一种密闭、快速、资源化的钢渣热态处理新技术，实现了在一个密闭容器中将高温冶金熔渣动态、连续、快速冷却并破碎成粒径小于50mm的颗粒状成品渣的功能，工艺过程中产生的含尘尾气由烟道收集、净化处理后经烟囱达标排放，彻底改变了其它处理工艺无序排放的现状，污水循环利用、零排放。该工艺不仅流程短、投资省，而且操作方便、安全可靠，处理后的钢渣能够直接资源化利用，因此，该技术一经问世便得到业界认可，工艺技术和装备水平随着工业化实施和商业化推广得到不断提升和快速发展。然而到目前为止，鉴于技术发展的局限，常规滚筒工艺在单体设备上只能处理流动性好的钢渣，即使在渣罐倾翻机构和扒渣机的辅助下也只能将部分黏稠的固态钢渣定量的扒入滚筒内，大块状的罐底渣需要通过专门的罐底渣滚筒装置进行处理，这就要求钢渣处理企业在选用滚筒工艺的时候需要配备两种型号的滚筒装置，专门处理熔渣的滚筒和专门处理罐底渣的滚筒，二者合理的匹配方能实现钢渣的全量化滚筒处理，如2＋1或3＋2，根据渣量和渣性的差异进行选择，无形间增加了企业的投资和维护、检修成本。相应的围绕滚筒法钢渣处理技术所申请和公布的专利及其他相关文献都是涉及局部内容的，尚没有一个覆盖全量钢渣处理的滚筒工艺和装置可供选择。

中国专利CN200420107540.1和CN200810207918.8提出了一种“倾斜式滚筒法冶金渣处理装置”及“倾斜式滚筒法高温熔渣处理工艺及装置”,主要涉及滚筒的本体结构和具有一定流动性的熔渣在滚筒内依次被多介质快速冷却、破碎并被输送到装置外，对于不具备流动性的固态渣特别是大块状的罐底渣，该类型的滚筒装置还无法处理。CN200910050400.2和WO 2012/024835公开了一种高温固态钢渣（罐底渣）的处理方法及装置，通过在现有工作筒体的前面加装一个开有进料口的大容量进料筒体，利用进料筒体的缓冲作用实现罐底渣的一次性扣罐、渐次处理功能，鉴于该装置的结构限制，只适用于处理罐底渣类型的块状钢渣。中国专利99244833.6公开了一种内衬耐材的滚筒渣处理装置用更换式受渣溜槽，中国专利201120266445.6公开了一种旋转漏斗，一定程度上减缓了高温熔渣对溜槽壁的粘结、堵塞问题，但这样的溜槽或漏斗仅适用于连续、可控的进渣方式，换句话说，因进渣口径的限制，这类进料溜槽或漏斗只适用于小流量的渣流或扒渣。CN201210197124.4、CN201310350518.3、CN02266663.X和CN200820151424.8分别从多个角度介绍了将大块状固态钢渣导入滚筒内的方案及装置；CN201120412146.9 公开了一种滚筒法渣处理装置抗冲击进料漏斗，通过在进料漏斗的外部设置径向筋板和轴向筋板对漏斗侧壁进行加固，在漏斗内侧架设破碎架对大块状钢渣进行预破碎，实现缓冲功能，这些进料方法及装置只能与固态渣处理滚筒装置配合使用，用于大块状固态钢渣的处理，不能兼顾流动性熔渣的处理。

CN200910052471.6从进料角度介绍了一种“渣罐倾翻加料装置”，借助液压系统通过锁紧机构、平移装置和倾翻架实现渣罐的平移和倾翻。

CN200820150140.7介绍了一种喷淋式“烟囱尾气净化装置”，通过在烟道和烟囱内设置水喷枪和气雾喷枪，实现排放尾气的净化，保证含尘量小于50mg/Nm³的后由烟囱集中排放。

CN201020032862.X公开了一种“滚筒渣在线分离分选装置”，通过复合式输送机、振动筛、除铁器、振动溜槽、斗式提升机、振动给料器、磁选辊、导料槽、分选筛和贮槽实现滚筒渣的在线式渣铁分离、分选和密闭输送、存贮。

文献“BSSF滚筒法钢渣处理技术发展现况研究”（环境工程 ,EnvironmentalEngineering ,2013年03期）简单介绍了“滚筒+渣灌倾动装置+扒渣机”的三位一体式滚筒法渣处理技术。

理想的滚筒法钢渣处理工艺及装置既要运行可靠、安全、环保还应该具备投资和运行成本低的特点，这样的工艺技术将涉及到高温钢渣的放流及流量控制（稳定进料）、同一台滚筒的全渣量覆盖（既能处理流动性好的高温熔渣也能安全的处理大块状固态钢渣）、滚筒的动态破碎及多介质安全冷却工艺、快速排渣工艺，还应具备可靠的粒渣输送、渣水分离、经济的渣钢在线分离及仓储、符合要求的烟气收集及净化等技术水平。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适合全量钢渣处理的滚筒法处理工艺及处理装置，实现同一台滚筒装置既能处理炼钢熔渣又能处理固态罐底渣的全量化处理目标。

为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种适合全量钢渣处理的滚筒法处理工艺，其步骤是：

第一，通过渣罐倾翻机构将装有熔渣的渣罐抱紧并移动到进渣位置，倾动渣罐将其中流动性好的熔渣经进料溜槽倒入转动的滚筒装置内，实现滚筒化处理；

第二，当渣罐内剩余的钢渣不具备流动性而无法流出时，或当渣罐内钢渣不具备流动性而无法流出时，使用扒渣机将高粘渣或固态渣扒入滚筒装置；

第三，通过大角度倾翻渣罐将剩余的罐底渣扣入滚筒装置，实现同一台滚筒装置的全量钢渣处理。

当罐底渣扣罐作业时，暂停滚筒装置内的工艺冷却水喷淋；当罐底渣扣罐完成后，工艺冷却水再延时喷淋冷却。所述工艺冷却水延时时间为2分钟。

一种适合全量钢渣处理的滚筒法处理装置，包括进料系统、滚筒装置、粒渣输送及储存系统、尾气排放和净化系统、冷却水循环系统、冷钢清理机构以及电控系统；

所述进料系统包括渣罐倾动机构、渣罐、熔渣和扒渣机；所述渣罐倾动机构配置在滚筒装置进料溜槽的侧上方，渣罐倾动机构包括液压机构和二个抱罐臂，在液压机构驱动下渣罐倾动机构能沿水平轨道进退，二个抱罐臂在液压驱动下能托起渣罐并控制渣罐旋转，旋转角度0-180度；

所述扒渣机包括扒渣头、伸缩杆、支承座和第二液压机构，扒渣头安装在伸缩杆前端，伸缩杆设置在支承座上，伸缩杆在第二液压机构控制下能前后伸缩、上下和左右旋转。

所述支承座的前端安装有隔热装置，将渣罐中炙热的熔渣的辐射热反射、隔离回去。

所述进料溜槽采用钢结构框架，由母板组成上大下小的溜槽框架，直接承接熔渣的溜槽壁面与水平面夹角θ不小于35°，该承渣面内壁附有耐热衬板，在承渣面的背部设置有加固筋板和支撑板，支撑板一端面与溜槽框架相接触，另一端面与置于地面的支架相接触。

所述溜槽框架底部设置有定位轴，定位轴起到进料溜槽定位作用，溜槽框架上部设置有销轴，销轴用于进料溜槽起吊，溜槽框架上部设置有钢板，钢板呈凹槽状，用于加固母板，并起辅助定位作用。

所述耐热衬板上大下小呈梯形，直接放置在承渣面内壁上。

所述进料溜槽的进料喉口最小尺寸L不小于1500mm。

本发明适合全量钢渣处理的滚筒法处理工艺及处理装置实现了一台滚筒全量化处理炼钢熔渣的目的，通过新的进料溜槽和工艺制度设计，无论是流动性好的炼钢熔渣还是不具备流动性的固态罐底渣，在渣罐倾翻机构和扒渣机的辅助下，通过倾倒、扒渣和扣罐方式，先后导入滚筒内，配合新的喷水冷却制度实现各类钢渣的安全、环保化滚筒工艺处理。

本发明能实现同一台滚筒装置既能处理炼钢熔渣又能处理固态罐底渣的全量化处理目标，同时系统性的解决均匀进料、快速冷却粒化、设备长寿命、滚筒内冷钢快速清理、在线式渣钢分离和粒渣分选、经济性尾气达标排放、冷却水循环利用等技术问题，实现炼钢熔渣的短流程、环保化处理和资源化利用。

附图说明

图1为本发明适合全量钢渣处理的滚筒法处理工艺流程图；

图2和图3为本发明适合全量钢渣处理的滚筒法处理装置结构示意图，其中：图2是采用倾倒和扒渣方式处理流动性较好的熔渣及部分高粘度固态钢渣时的工艺方案，图3是罐底渣扣罐处理时的工艺方案；

图4为扒渣机构结构示意图；

图5为滚筒装置结构示意图；

图6为进料溜槽结构示意图；

图7为几种专用蓖条形式，其中：图71a正T型蓖条，图7b倒T型蓖条，图7c三角形蓖条，图7d正π型蓖条，图7e倒π蓖条；

图8为止退机构示意图；

图9为支撑装置示意图；

图10为柔性传动机构结构示意图；

图11为滚筒固定端盖结构示意图；

图12为尾气排放和净化系统示意图；

图13为粒渣输送及存贮系统示意图；

图14为水循环系统示意图；

图15为冷钢清理机构结构示意图。

图中：1渣罐倾动机构，2渣罐，3钢渣（熔渣/固态罐底渣），4扒渣机构，5滚筒装置，6尾气排放和净化系统，7粒渣输送及存贮系统，8水循环系统，9电控系统，10冷钢清理机构；

41可更换扒渣头，42伸缩杆，43隔热装置，44支座，45第二液压机构；

51进料溜槽，52工艺水喷嘴，53蓖条，54抄渣板，55滚筒筒体，56出渣溜槽，57烟罩，58止退机构，59后支撑装置，510传动机构，511钢球，512前支撑装置，513固定端盖；

51-1耐热衬板，51-2定位轴，51-3支撑板，51-4筋板，51-5销轴，51-6钢板，51-7母板；58-1锥面止退轮，58-2支座；59-1托轮，59-2支撑轴，59-3可调基座，59-4调整机构，59-5刮板机构；510-1驱动电机，510-2联轴器，510-3减速机，510-4万向轴，510-5小齿轴，510-6基座；513-1中空式框架，513-2工艺水管接口，513-3进料溜槽导入口，513-4固定支架，513-5检修门；

61烟道，62水喷嘴，63喷淋式除尘塔，64气雾喷嘴，65除雾器，66风机，67烟囱；

71组合式输送机，72大块渣钢小车，73第一振动筛，74运输卡车，75临时料仓，76第二振动筛，77除铁器，78斗提机；

81沉淀池，82污泥清理机，83清水池，84 PH值调节装置，85循环水泵；

10-1伸缩臂，10-2基座，10-3电磁铁，10-4冷钢小车。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

一种适合全量钢渣处理的滚筒法处理装置，包括进料系统、滚筒装置5、粒渣输送及储存系统7、尾气排放和净化系统6、冷却水循环系统8、冷钢清理机构10以及电控系统9，几个系统有机的构成一个完整的炼钢熔渣滚筒法处理工艺。参见图2和图3，其中：图2是采用倾倒和扒渣方式处理流动性较好的熔渣及部分高粘度固态钢渣时的工艺方案（工作状态），图3是罐底渣扣罐处理时的工艺方案（工作状态）。

所述进料系统包括渣罐倾动机构1、渣罐2、熔渣3和扒渣机4。

所述渣罐倾动机构1配置在滚筒装置5进料溜槽51的侧上方，在液压机构驱动下可以沿水平轨道进退，以调整渣罐口距离进料溜槽51的水平位置；渣罐倾动机构1有两个在液压驱动下旋转的抱罐臂，可以托起渣罐2并控制渣罐2旋转，旋转角度0-180度，方便渣罐2中的熔渣3可控的倒出或被扒渣机4扒出。

所述扒渣机4配备由可更换的扒渣头41，扒渣头41安装在伸缩杆42的前端，伸缩杆42设置在支承座44上，伸缩杆42在第二液压机构45的控制下可以方便的前后伸缩、上下和左右旋转，支承座44的前端安装有隔热装置43，将渣罐2中炙热的熔渣3的辐射热反射、隔离回去，维持液压系统正常的工作温度。参见图4，图4为扒渣机构结构示意图。

所述滚筒装置5主要包括：能同时接纳流动性好的熔渣和固态罐底渣的进料溜槽51、工艺水喷嘴52、蓖条53、抄渣板54、滚筒筒体55、出渣溜槽56、烟罩57、止退机构58、后支撑装置59、传动机构510、钢球511、前支撑装置512和固定端盖513，参见图5，图5为滚筒装置结构示意图。

所述进料溜槽51位于滚筒筒体55的前端，主要起熔渣导入作用，参见图6，图6为进料溜槽结构示意图。进料溜槽51采用钢结构框架，由母板51-7组成上大下小的溜槽框架，上部开口的长、宽分别为3000-5000mm和3000-4000mm，具体尺寸依据渣罐口径而定，保证罐底渣扣罐时渣不溢出，进料溜槽51的进料喉口最小尺寸L不小于1500mm；溜槽壁特别是直接承接熔渣3的一面与水平面夹角θ不小于35°，该承渣面内壁附着30mm以上的耐热衬板51-1，耐热衬板51-1上大下小呈梯形，直接放置在承渣面内壁上，不用其他方式固定，方便更换；在承渣面的背部设置有加固筋板51-4和支撑板51-3，加固筋板51-4对承渣面加固，支撑板51-3一端面与溜槽框架相接触，另一端面与置于地面的支架相接触，可以把进料溜槽所受到的冲击力传递到地面，定位轴51-2起到进料溜槽定位作用，销轴51-5用于进料溜槽起吊，钢板51-6呈凹槽状，用于加固母板51-7，同时与支架的支撑面相接处，辅助定位作用。

所述工艺水喷嘴52通过固定端盖513伸入工作腔体内，对滚筒内的钢球511和熔渣进行喷淋冷却，参见图5。为了避免冷却水直接喷洒到熔渣上引起爆炸，喷水冷却区域避开熔渣导入位置（即落渣点），分别对熔渣落入区域的前后钢球进行喷水冷却。蓖条53通过压块和螺栓均布在滚筒筒体55内，与筒体内的其它组件构成一个鼠笼状筒体，用于容纳冷却用钢球511和导入的熔渣；根据蓖条结构、钢球直径、钢球寿命期望值及成品渣粒度要求，蓖条间隙设定为50-90mm。图7所示为几种专用的蓖条形式，其中：图71a为正T型蓖条，图7b为倒T型蓖条，图7c为三角形蓖条，图7d为正π型蓖条，图7e为倒π蓖条。筒体55根据需要设计成内外双层结构，内筒体主要由蓖条53和前后端板组成，用于熔渣的快速冷却和破碎，当熔渣冷却并被破碎到一定的粒度后从蓖条间隙漏出，进入外筒体；外筒体内壁上设计有均布的抄渣板54，随着筒体旋转，抄渣板54可以将落入外筒体内的钢渣抄起来导入出料溜槽56，粒渣经过出料溜槽56送到后续的成品渣输送机构7。烟罩57主要起到收集和输送尾气的作用。

所述止退机构58由两套止退轮58-1组成，止退轮58-1安装于支座58-2上，所述止退机构58分别位于筒体的两侧，止退轮的轮面与筒体上固定的后托圈的侧面相接触，为保障托圈旋转过程中侧面与止退轮的轮面同步，不会产生相对滑动而损伤接触面，止退轮的轮面设计成锥面，如图8所示，图8为止退机构示意图。

所述后支撑装置59与前支撑装置512结构相同，参见图9，图9为支撑装置示意图。支撑装置由二组托轮构成，双托轮作为一组托轮结构，支撑装置包括托轮59-1、支撑轴59-2、可调基座59-3、调整机构59-4、刮板机构59-5，两个托轮59-1前后并排设置共用一个旋转轴59-2，自动调心，保证每个托轮的轮面都能与托圈理想的接触。前后两个托轮组分别安装在可调基座59-3上，两个可调基座59-3置于同一个基座上，便于安装定位和防止基础沉降不均造成接触不良，通过调整机构59-4可以调整托轮组的相对位置，进而对滚筒的筒体进行定位。刮板机构59-5与托圈相配合，可以清理托圈表面尘泥，保证托圈、托轮良好的接触。

所述传动机构510主要由驱动电机510-1、联轴器510-2、减速机510-3、万向轴510-4、小齿轴510-5和基座510-6构成，参见图10，小齿轴510-5通过拖挂机构柔性的悬挂在筒体的大齿圈上，通过万向轴510-4和小齿轴510-5实现滚筒的柔性传动，保证小齿轴与大齿圈能很好的啮合，同时避免筒体振动对齿面的损伤。

所述固定端盖513起到封闭进料溜槽与筒体间缝隙的作用，避免筒体内的渣、气从前端溢出。参见图11，固定端盖513为中空式框架513-1，固定端盖513上设置有检修门513-5和工艺冷却水接口513-2，方便设备检修和工艺水管、喷嘴的固定，进料溜槽导入口513-3偏心于端盖的一侧，固定支架513-4将固定端盖513悬空于滚筒筒体的前开口处，端盖的外缘与筒体开口的内缘有一定的配合间隙，避免干涉、磨损。

所述粒渣输送及储存系统7包括组合式输送机71、大块渣钢小车72、第一振动筛73、运输卡车74、临时料仓75、第二振动筛76、除铁器77和斗提机78，参见图13。组合式输送机71由鳞板机和刮板机复合而成，鳞板机在上，负责颗粒状渣料的输送，刮板机置于鳞板机的下部，担负将随污水从鳞板机缝隙内滴落的细颗粒渣料输送任务，二者固结在一起，密封在罩壳内，简洁、干净。第一振动筛73既能把大颗粒渣钢分离出来，由大块渣钢小车72运走，提高资源化效率、避免大颗粒渣钢对后续设备的冲击、卡阻，又能将初步筛分的渣料较均匀的送入斗提机78。第二振动筛76和除铁器77担负渣料的筛分和渣、铁分离作用，在线式的将钢渣磁选、筛分，分别送入相应的临时料仓75。料仓内的成品渣或渣钢通过定时的排放，由运输卡车74直接送到用户，实现渣不落地环保化、资源化处理。

所述尾气排放和净化系统6由烟道61、水喷嘴62、除尘器63、气雾喷嘴64、除雾器65、风机66和烟囱67几部分组成，参见图12。水喷嘴62设置在烟道61内，气雾喷嘴64设置在除尘器63内，充分利用烟道的功能，减小除尘器63的体积和工作负荷；除雾器65可以常规钢丝网状，推荐用气旋流方式，降低气体压降，减轻风机66负荷，同时清洗方便。尾气净化所用循环水由水处理系统清水循环泵85提供，污水重新返回水处理系统8经简单处理后循环利用。经该工艺净化后的尾气含尘量可以达到30mg/m³左右，经烟囱67排出。

所述冷却水循环系统8由沉淀池81、污泥清理机82、清水池83、PH值调节装置84、循环水泵85及补水和循环水管道、阀门等组成，参见图14。沉淀池81有多级沉淀功能，可实现渣泥沉积、浮渣阻挡功能，污水经过沉淀池81的澄清，较大颗粒的渣粒沉积在池底，定期被污泥清理机82取出，清水进入清水池83并被循环水泵85泵出，供滚筒冷却和尾气除尘使用。当循环水的PH值大于10以后，定期用PH值调节装置84加入工业废酸，将循环水的PH值调节到10以下，避免循环水系统的管道结垢。

所述冷钢清理机构10包括液压控制的清钢机和盛装冷钢的冷钢小车10-4，冷钢清理机由伸缩臂10-1、基座10-2和电磁铁10-3及相应的电控系统组成，参见图15。伸缩臂10-1设置在基座10-2上，伸缩臂10-1在液压控制系统作用下可以前后伸缩、上下、左右摆动，带动端部的电磁铁10-3将滚筒内的大块状冷钢搬运到冷钢小车10-4内，实现遥控作用下机械清理滚筒内冷钢的功能。

所述电控系统9由电控柜、PLC、微机及移动式遥控器组成。

一种适合全量钢渣处理的滚筒法处理工艺，参见图1、图2和图3，其中：图2是采用倾倒和扒渣方式处理流动性较好的熔渣及部分高粘度固态钢渣时的工艺方案，图3是罐底渣扣罐处理时的工艺方案。

一种适合全量钢渣处理的滚筒法处理工艺，其步骤是：

第一，通过渣罐倾翻机构将装有熔渣的渣罐抱紧并水平移动到适当的进渣位置，倾动渣罐将其中流动性好的熔渣可控的经进料溜槽倒入转动的滚筒装置内，实现滚筒化处理；

第二，当渣罐内剩余的钢渣不具备流动性而无法流出时，或当渣罐内钢渣不具备流动性而无法流出时，使用扒渣机将高粘渣或固态渣可控的扒入滚筒装置；

第三，通过大角度倾翻渣罐将剩余的罐底渣扣入滚筒装置，实现同一台滚筒装置的全量钢渣处理。

当罐底渣扣罐作业时，鉴于安全运行需要，暂停滚筒内的工艺冷却水喷淋，避免罐底渣整体扣进滚筒后出现渣包水的危险因素；当罐底渣扣罐完成后，工艺冷却水再延时2分钟喷淋冷却。

具体来说，该适合全量钢渣处理的滚筒法处理工艺如下：

当有熔渣需要处理时，依次启动除铁器77－振动筛76－斗提机78－振动筛73－组合式输送机71－滚筒装置5－循环泵85－水喷嘴62、气雾喷嘴64（风机66在日常工作中不停机）－渣罐倾动机构1－扒渣机4（将渣罐2中的熔渣3倒入或扒入进料溜槽51中）－工艺水喷嘴52，熔渣3在渣罐倾动机构1和扒渣机4的联合作用下可控地被倒入或扒入滚筒装置5内，参见图2，当熔渣经进料溜槽51进入滚筒筒体55后，首先落在滚动的钢球511表面（落渣区），熔渣渗入滚动的钢球缝隙内或被滚动的钢球冲砸、包裹，被钢球快速冷却、固化并随钢球的滚动离开落渣区，进入落渣区下游的水冷区，钢球和经过钢球初步冷却、固化的钢渣在水冷区被工艺水喷嘴52喷洒的冷却水二次冷却、浸泡。固化后的钢渣具有脆硬性，很容易被钢球砸碎，当破碎后的粒渣小于蓖条53的间隙时就从蓖条间隙落入滚筒的外筒体内，被抄渣板54抄到出料溜槽56上，进入组合式输送机71，粒径较大的渣钢被振动筛73分选出来送入大块渣钢小车72，直接返回生产利用，经过初步分选后的钢渣被斗式提升机78送入振动筛76，分选后进入设定粒径的料仓75，同时除铁器77将粒铁和磁选渣磁选出来，送入磁性渣仓75。当料仓内的渣料满足一定量后，定量放入下部的卡车74，送用户。熔渣3在滚筒装置5内处理过程中产生的尾气经烟罩57收集进入烟道61，含尘尾气在此被水喷嘴62初步净化，然后进入净化器63被气雾喷嘴64反复清洗，再经捕雾器65捕捉净化，达到排放标准的尾气由风机66压入烟囱67，达标排放。滚筒装置在处理过程中产生的冷却废水和除尘回水经明渠进入沉淀池81，污水经过分级沉淀、调整PH值后被循环泵85泵出，重新参与系统的冷却和清洗。

当渣罐2内的熔渣3全部被处理完毕或者固态渣被扒入滚筒装置5后，根据实际需要是否将罐底渣扣入滚筒装置。如果需要处理大块状罐底渣，则需要进行以下操作：滚筒装置5内工艺水喷嘴52停止喷水，扒渣机4的扒渣杆42缩回，释放出扣罐空间，如图3所示；操作倾翻机构1将渣罐2的倾角逐步增加到150°以上，此时渣罐2内的罐底渣会逐块甚至整块从渣罐内脱落，冲向进料溜槽51的受料衬板51-1上，罐底渣3经衬板51-1反弹进滚筒装置5内的钢球表面。大块状罐底渣3经过衬板51-1的反弹冲击会得到一定程度的破碎，然后在滚筒内滚动钢球511的冲击下再次逐步破碎，一般来说2分钟后就能全部渗入钢球缝隙内，这时再次启动工艺水喷嘴52对钢球和钢渣进行喷水冷却，滚筒进入常规运行状态。大块状罐底渣扣罐时对进料溜槽51有较大的冲击力，因此设计上进料溜槽51具有单独的支撑和定位功能，定位轴51-2将进料溜槽51固定在支架的设定位置上，防止其前后左右滑动，支撑板51-3把溜槽所接受到的冲击力通过支架传递到地基上。如此设计可以把大块状罐底渣扣罐时的产生的巨大冲击力完全转移到地基上，固定端盖和筒体则免受冲击。

扣入进料溜槽51的罐底渣3在扣入过程中已经有大部分直接进入滚筒内的钢球511表面，部分残留在溜槽内的罐底渣在重力作用下（溜槽角度θ保证了罐底渣的下滑要求）随着筒体内渣料的处理而下滑，依次进入滚筒内被冷却、破碎成符合要求的成品粒渣。

扣罐后10-15分钟，滚筒内的罐底渣全部被处理完毕并经过后序设备进入临时贮料仓75内。至此，一罐炼钢熔渣全部滚筒法处理完毕。渣罐重新去转/电炉下接渣，滚筒继续低速运转5-10分钟，对滚筒设备进行必要的冷却，同时等候下一罐熔渣的到来。当有新的熔渣需要处理时重复上述操作即可，如果需要停机，则依次停止滚筒5－组合式输送机71－振动筛73－斗提机78－除铁器77－振动筛76－循环泵85－风机65，整个装置停止工作。

当清理滚筒内冷钢时，需要整个设备停机，将进料溜槽51取出，使用遥控器操纵冷钢清理机构10，通过伸缩臂10-1将电磁铁10-3伸入滚筒内，逐个将大块状冷钢转移到冷钢小车10-4内，然后返生产利用。

实施例1：

某钢厂150吨电炉，每炉排放流渣20吨左右，熔渣流动性好，采用18m³渣罐在炉后接渣，然后用渣罐车驳运3km到渣处理间实施滚筒法渣处理。当渣罐2运抵渣处理间后，由行车将渣罐2起吊至倾翻机构1上，倾翻机构承接好渣罐2后，抱紧机构将渣罐2牢固的固定在倾翻台上并前后移动到适当位置，做好倾翻渣罐进渣作业准备。

依次启动粒渣输送及存贮系统7（即除铁器77－振动筛76－斗提机78－振动筛73－组合式输送机71）－滚筒装置5（电机510-1通过联轴器510-2、减速机510-3和柔性传动机构的万向轴510-4、小齿轴510-5带动滚筒装置运转）－循环泵85－水喷嘴62和气雾喷嘴64（风机95在日常工作中不停机），进渣作业准备完毕。通过渣罐倾动机构1慢慢将渣罐2倾斜，将渣罐内的流动性熔渣3可控的倒入滚筒装置5的进料溜槽51内。由于电炉熔渣的流动性好，熔渣3直接倾倒在衬板51-1上，然后流入滚筒内。熔渣对衬板51-1有一定的冲蚀作用，故渣流不能长时间固定在同一位置不变，渣罐倾动机构1可以很方便的实现这一目的：渣罐倾动机构水平位置不变的前提下，随着倾动角度增大，渣罐倒渣口会相对向后移动一定的距离，落渣点从一条线变成一个面，避免衬板局部被冲损的可能性，实现衬板的长寿命。当衬板51-1被冲蚀损坏到一定程度后，取出更换新的衬板即可。

熔渣经过溜槽51进入滚筒筒体55后，渗入滚动的钢球511缝隙间或被滚动钢球冲、砸，熔渣的热量被钢球快速吸收，熔渣被冷却、破碎，当粒径小于滚筒蓖条间隙后从蓖条间隙落入滚筒的外筒体内，进而被滚筒外筒体内的抄渣板抄到出料溜槽56上，导出滚筒进入粒渣输送存贮系统7。当进渣1-2分钟后，钢球和筒体温度有所升高，工艺冷却水经喷嘴52延时喷入滚筒内（避开落渣点），对落渣点上下部位的钢球和钢渣进行水冷，熔渣和钢球吸收的热量被冷却水带走，以部分蒸汽和污水的形式排出滚筒。

出料溜槽56上导出的粒渣经组合式输送机71送入振动筛73，振动筛73具备两个功能，其一是将大块状的渣钢（经蓖条缝隙漏出的）筛选出来，由小车或渣钢斗72送回生产工序回用，避免大块状、不规则渣钢对后续设备的冲击、卡阻，第二个功能是将筛分后的粒渣均匀的送入斗提机78。粒渣被提升到一定高度后进入振动筛76，粒渣被重新筛分并送入临时料仓75，在振动筛76上设置有除铁器77，可以将磁性渣铁和非磁性渣分开，实现铁资源的回收并为钢渣的利用创造条件。当料仓75内存贮一定量钢渣后，定时由卡车74运送到相应的用户使用，实现熔渣的渣不落地清洁化处理。

处理过程中产生的尾气经过尾气排放和净化系统6达标排放。

因为熔渣流动性好，超过90%的熔渣都能可控的倒入滚筒内，所以本实施例中不用配备扒渣机。渣罐内剩余不到10%的钢渣主要是粘结在渣罐壁上和底部的垫罐渣，这部分渣通过扣罐（即通过行车将渣罐倾斜150-180°）方式倒在另一个渣罐内作垫罐渣，也可将扣罐后的固态松散渣再次倒进滚筒内进行滚筒处理。

实施例2：

某钢厂300吨转炉炼钢工艺，出钢后采用溅渣护炉措施延长炉衬寿命，排渣温度较低，流动性差，甚至不具备流动性。每炉排渣30吨左右，熔渣采用33m³渣罐接存，轨道车搬运。为了利用滚筒工艺处理这样的钢渣，工艺中配备遥控操作的扒渣机4。

当渣罐2运抵渣处理间后，由行车将渣罐2起吊至倾翻机构1上，倾翻机构承接好渣罐2后，抱紧机构将渣罐2牢固的固定在倾翻台上并前后移动到适当位置，做好倾翻渣罐进渣作业准备。

依次启动粒渣输送及存贮系统7（即除铁器77－振动筛76－斗提机78－振动筛73－组合式输送机71）－滚筒装置5（电机510-1通过联轴器510-2、减速机510-3和柔性传动机构的万向轴510-4、小齿轴510-5带动滚筒装置运转）－循环泵85－喷嘴62和64（风机95在日常工作中不停机），进渣作业准备完毕。

通过渣罐倾动机构1慢慢将渣罐2倾斜，用扒渣机4将渣罐2内的钢渣分批次的扒入滚筒装置5的进料溜槽51内。在渣罐倾动机构1和扒渣机4的配合工作下，渣罐2内超过80%的钢渣被扒渣机4可控的扒入滚筒装置5内得以环保化处理，剩余20%的罐底渣需要采用扣罐作业。

处理大块状罐底渣时需要进行以下操作：滚筒内工艺水喷嘴52停止喷水，扒渣机4的扒渣杆42缩回，释放出扣罐空间，如图3所示；操作倾翻机构1将渣罐的倾角逐步增加到150°以上，此时渣罐内的罐底渣会逐块甚至整块从渣罐内脱落，冲向进料溜槽51的受料衬板51-1上，罐底渣3经衬板51-1反弹进滚筒内的钢球表面。大块状罐底渣3经过衬板51-1的反弹冲击会得到一定程度的破碎，然后在滚筒内滚动钢球511的冲击下再次逐步破碎，一般来说2分钟后就能全部渗入钢球缝隙内，这时再次启动工艺水喷嘴52对钢球和钢渣进行喷水冷却，滚筒进入常规运行状态。

扣入进料溜槽51的罐底渣3在扣入过程中已经有大部分直接进入滚筒内的钢球511表面，部分残留在溜槽内的罐底渣在重力作用下随着筒体内渣料的处理而下滑，依次进入滚筒内被冷却、破碎成符合要求的成品粒渣。

扣罐后10-15分钟，滚筒内的罐底渣全部被处理完毕并经过后序设备进入临时贮料仓75内。至此，一罐炼钢熔渣全部滚筒法处理完毕。渣罐2重新去转/电炉下接渣，滚筒继续低速运转5-10分钟，对滚筒设备进行必要的冷却，同时等候下一罐钢渣的到来。当有新的熔渣需要处理时重复上述操作即可，如果需要停机，则依次停止滚筒装置5－组合式输送机71－振动筛73－斗提机78－除铁器77－振动筛76－循环泵85－风机65，整个装置停止工作。

当清理滚筒内冷钢时，需要整个设备停机，将进料溜槽51取出，使用遥控器操纵冷钢清理机构10，通过伸缩臂10-1将电磁铁10-3伸入滚筒内，逐个将大块状冷钢转移到冷钢小车10-4内。当钢球表面的冷钢清理完毕后，低速转动滚筒3-5圈，将埋在钢球内部的大块冷钢暴露出来，继续操纵冷钢清理机构10将这些大块冷钢清理出来。反复几次，可以基本上将滚筒内的大块状冷钢全部清理出来。某滚筒装置采用冷钢清理机构10作业，在2个小时内清理出15吨大块状冷钢，高品位的冷钢直接返转炉利用。

本发明适合全量钢渣处理的滚筒法处理工艺及处理装置涵盖了滚筒法炼钢熔渣处理的辅助进料系统、滚筒本体工艺结构、成品渣输送及存贮系统、尾气净化排放系统、水循环系统和大块冷钢机械清理系统，构成一个完整的滚筒法炼钢熔渣（包括固态罐底渣）处理工艺，几个系统协同工作，实现炼钢熔渣全量化安全可控的进渣、滚筒粒化、渣不落地输送及存贮、尾气达标排放、污水循环利用、大块冷钢机械清理。从炽热的熔渣倾倒/扒入/扣入滚筒开始到渣、钢分离直至常温粒渣进入料仓暂时存贮，整个处理周期不超过5分钟，渣钢和成品渣通过在线分离、分选可以直接送用户资源化利用，尾气达标排放，冷却水循环利用，零排放，真正实现了炼钢熔渣的全量化、短流程、安全、环保、资源化处理。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种适合全量钢渣处理的滚筒法处理工艺，其特征是：

第一，通过渣罐倾翻机构将装有熔渣的渣罐抱紧并移动到进渣位置，倾动渣罐将其中流动性好的熔渣经进料溜槽倒入转动的滚筒装置内，实现滚筒化处理；

第二，当渣罐内剩余的钢渣不具备流动性而无法流出时，或当渣罐内钢渣不具备流动性而无法流出时，使用扒渣机将高粘渣或固态渣扒入滚筒装置；

第三，通过大角度倾翻渣罐将剩余的罐底渣扣入滚筒装置，实现同一台滚筒装置的全量钢渣处理。

2.根据权利要求1所述的适合全量钢渣处理的滚筒法处理工艺，其特征是：当罐底渣扣罐作业时，暂停滚筒装置内的工艺冷却水喷淋；当罐底渣扣罐完成后，工艺冷却水再延时喷淋冷却。

3.根据权利要求2所述的适合全量钢渣处理的滚筒法处理工艺，其特征是：所述工艺冷却水延时时间为2分钟。

4.一种适合全量钢渣处理的滚筒法处理装置，包括进料系统、滚筒装置（5）、粒渣输送及储存系统（7）、尾气排放和净化系统（6）、冷却水循环系统（8）、冷钢清理机构（10）以及电控系统（9）；

其特征是：所述进料系统包括渣罐倾动机构（1）、渣罐（2）、熔渣（3）和扒渣机（4）；

所述渣罐倾动机构（1）配置在滚筒装置（5）进料溜槽（51）的侧上方，渣罐倾动机构（1）包括液压机构和二个抱罐臂，在液压机构驱动下渣罐倾动机构（1）能沿水平轨道进退，二个抱罐臂在液压驱动下能托起渣罐（2）并控制渣罐（2）旋转，旋转角度0-180度；

所述扒渣机（4）包括扒渣头（41）、伸缩杆（42）、支承座（44）和第二液压机构（45），扒渣头（41）安装在伸缩杆（42）前端，伸缩杆（42）设置在支承座（44）上，伸缩杆（42）在第二液压机构（45）控制下能前后伸缩、上下和左右旋转。

5.根据权利要求4所述的适合全量钢渣处理的滚筒法处理装置，其特征是：所述支承座（44）的前端安装有隔热装置（43），将渣罐（2）中炙热的熔渣（3）的辐射热反射、隔离回去。

6.根据权利要求4所述的适合全量钢渣处理的滚筒法处理装置，其特征是：所述进料溜槽（51）采用钢结构框架，由母板（51-7）组成上大下小的溜槽框架，直接承接熔渣（3）的溜槽壁面与水平面夹角θ不小于35°，该承渣面内壁附有耐热衬板（51-1），在承渣面的背部设置有加固筋板（51-4）和支撑板（51-3），支撑板（51-3）一端面与溜槽框架相接触，另一端面与置于地面的支架相接触。

7.根据权利要求6所述的适合全量钢渣处理的滚筒法处理装置，其特征是：所述溜槽框架底部设置有定位轴（51-2），定位轴（51-2）起到进料溜槽（51）定位作用，溜槽框架上部设置有销轴（51-5），销轴（51-5）用于进料溜槽起吊，溜槽框架上部设置有钢板（51-6），钢板（51-6）呈凹槽状，用于加固母板（51-7），并起辅助定位作用。

8.根据权利要求6所述的适合全量钢渣处理的滚筒法处理装置，其特征是：所述耐热衬板（51-1）上大下小呈梯形，直接放置在承渣面内壁上。

9.根据权利要求6所述的适合全量钢渣处理的滚筒法处理装置，其特征是：所述进料溜槽（51）的进料喉口最小尺寸L不小于1500mm。