CN116555503A - 一种熔融渣铁液中压水淬急凝及磁选分离渣铁系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于熔融钢渣处理技术领域，具体涉及一种熔融渣铁液中压水淬急凝及磁选分离渣铁系统；包括保温渣包、保温渣包的出渣口下部是冲渣槽，冲渣槽沿长度方向向下倾斜并一直延伸到水淬渣池中，保温渣包中的熔融渣铁液经冲渣槽流入水淬渣池中急冷；水淬渣池的水中安置耐热磁选皮带输送机，耐热磁选皮带输送机的机尾位于冲渣槽的落料点下方、机头向上延伸到水淬渣池外，机头是半磁滚筒，机头下方有堵隔墙，在隔墙两侧，皮带向后返回处是铁豆堆场，向前抛料处是碎粒渣堆场；耐热磁选皮带输送机将水淬渣池中的铁豆和碎粒渣输出并由半磁滚筒分选；经本系统处理的钢渣f‑CaO、特别是f‑MgO含量很少，渣稳定了可做建材，保留了渣的水泥活性，可30％高掺配比磨水泥。
Description
技术领域
本发明属于熔融钢渣处理技术领域，具体涉及一种熔融渣铁液中压水淬急凝及磁选分离渣铁系统。
背景技术
我国现行熔融钢渣处理技术，大部分钢厂采用焖渣坑法，少部分钢厂采用有压热焖法，极个别钢厂(如上海宝钢)采用引进德国技术转鼓法，极少数小型钢厂仍采用老式土法泼渣法。
焖渣坑法和有压热焖法都属于洒水缓慢冷却技术，是我国主流熔融钢渣处理技术。这二种技术处理熔融钢渣的优点是：处理量大(一个焖渣坑可以处理200多吨渣)，处理后固渣粉化较好。特别是有压热焖法固渣粉化更彻底，1公分的固渣颗粒＞75％，甚至更高。为钢渣(出渣夹带的钢)分离、回收铁创造了较好的条件。当然了，这二种方法实际回收的所谓“铁”，是金属铁+Fe3O4+渣的混合物，TFe约47-55％。这种回收物只能混合铁矿烧结，然后入高炉炼铁。
这二项技术为什么固渣粉化效果较好？是因为其技术原理是基于二个物相变化附带的体积膨胀。
其一：f-CaO+H2O＝Ca(HO)2+体积膨胀40％
其二：βC2S晶型转变成γC2S+体积膨胀10％
第一个物变在钢渣中的数量约4％，第二个晶型转变在钢渣中约40％。如此多数量的物变体积膨胀，把固渣涨碎了。
但是伴随上述二个物变，会导致二个不利效果：
其一，既有＞4％的f-CaO生成，必然伴随f-MgO的生成，实际检验焖渣坑法渣中f-MgO4.5％，有压热焖法渣中f-MgO5.3％。这种固渣不稳定，无法利用。因为f-MgO(方镁石)吸水转变成稳定的水镁石，需要3-N(N＞3)年时间，体积膨胀率100％。三年多以来不断转变，伴随的100％的体积膨胀内应力不断积累，到一定时间突然爆发，使构件脱皮、裂纹、鼓肚、甚至断裂。
其二，钢渣一旦发生了βC2S——γC2S的晶型转变，就失去了水硬性水泥活性，钢渣就失去了钢渣本是过烧的水泥熟料的特性，钢渣就不能掺配磨水泥了。即使掺配磨水泥，掺配比很低，容易降低水泥熟料的水泥活性。
发明内容
本发明为了解决熔融渣铁液经现行熔融钢渣处理技术处理后固渣不稳定无法利用，失去了水硬性水泥活性的问题。
本发明提供了如下技术方案：一种熔融渣铁液中压水淬急凝及磁选分离渣铁系统，包括保温渣包、保温渣包的出渣口下部是冲渣槽，冲渣槽沿长度方向向下倾斜并一直延伸到水淬渣池中，保温渣包中的熔融渣铁液经冲渣槽流入水淬渣池中急冷；水淬渣池的水中安置耐热磁选皮带输送机，耐热磁选皮带输送机的机尾位于冲渣槽的落料点下方、机头向上延伸到水淬渣池外，机头是半磁滚筒，机头下方有堵隔墙，在隔墙两侧，皮带向后返回处是铁豆堆场，向前抛料处是碎粒渣堆场；耐热磁选皮带输送机将水淬渣池中的铁豆和碎粒渣输出并由半磁滚筒分选。
进一步地，保温渣包的包体的构成由外而内分别是壳体、保温隔热层、耐火材料层，包体顶部敞口、底部常开一个出渣口；保温渣包有二扇对开闭的保温门，保温门与包体铰接、由油缸带动开闭；包体对向的两侧壁各有一个蓄热器，蓄热器用于加热保温渣包中的熔融渣铁液。
进一步地，蓄热器内装有数层陶瓷蓄热体，在每个蓄热器的中心都安装有煤气管，煤气管内煤气与空气同时交替进、停，空气及煤气从某一侧进入时，另一侧煤气停、烟气通过陶瓷蓄热体换热后抽出，每隔一段时间换向。
进一步地，水淬渣池的壁上开设溢流水口，溢流水口经溢流水管连接低位的过度水池，过度水池中有浮动的吊泵，将池中水抽到凉水池。
进一步地，冲渣槽是底窄开口大的U形槽，槽口之间连接冲渣槽拉筋，冲渣槽的头部底部装有与槽平行的中压水冲器，整个冲渣槽安装在冲渣槽支撑上，冲渣槽支撑由支腿支撑，冲渣槽头部有用于支持安装保温加热水淬渣包的冲渣槽支架。
进一步地，从冲渣槽至水淬渣池的上部设置罩体封闭，仅在保温渣包落熔融渣铁液处和耐热磁选皮带输送机通过处开口；在罩体最高处用管道封闭连接引风机进口，引风机出口连接凝汽塔下部的切线进汽管口，凝汽塔的顶部开口排放空气；凝汽塔中上部分布数个旋转水雾喷头；凝汽塔的溢水口连接过度水池。
与现有技术相比，本发明的优势在于：
熔融钢渣的冷处理不用洒水冷却的焖渣坑法及有压热焖法，也就是不用缓慢冷却更不用焖蒸。改用水淬法或风淬法，统称冷淬法，不仅冷却后的固渣颗粒均匀且细化，渣铁分离效果更好，分离出的铁是金属铁而非铁混合物。经本系统处理的钢渣f-CaO、特别是f-MgO含量很少，渣稳定了可做建材，保留了渣的水泥活性，可30％高掺配比磨水泥。这是因为，冷淬法使熔融钢渣快速凝固，来不及析出f-CaO、f-MgO，遇水体积膨胀的物质很少。在快速凝固的过程中，不会发生C2S的晶型转变。渣铁分离干净彻底，且分离出的是金属铁，非铁混合物。
附图说明
图1为本系统的俯视图；
图2为本系统的正视图；
图3为保温加热水淬渣包的正视图；
图4为保温加热水淬渣包的侧视图；
图5为冲渣槽的正视图；
图6为冲渣槽的俯视图；
图7为磁选皮带机的正视图；
图8为磁选皮带机的俯视图；
图9为水淬池、冲渣槽、蒸汽收纳器的正视图；
图10为水淬池、冲渣槽、蒸汽收纳器的侧视图；
图11为水淬池、冲渣槽、蒸汽收纳器的俯视图；
图12为凝汽塔的正视图；
图13为凝汽塔的俯视图；
图中：1-保温渣包；1-1-壳体；1-2-保温隔热层；1-3-耐火材料层；1-4-保温门；1-5-油缸；1-6-出渣口；1-7-蓄热器；1-8-陶瓷蓄热体；1-9-煤气管；
2-冲渣槽；2-1-渣包支架；2-2-冲渣槽支撑；2-3-支腿；2-4-冲渣槽拉筋；2-5-横拉筋；2-6-中压水冲器；
3-水淬渣池；
4-耐热磁选皮带输送机；4-1-皮带机反向轮；4-2-支撑辊；4-3-托辊；4-4-皮带机支腿；4-5-加强筋；4-6-耐热皮带；
5-隔墙；6-碎粒渣堆场；7-铁豆堆场；8-溢流管；9-溢流总管；10-抽蒸汽管；11-引风机；12-凝汽塔；13-排气口；14-凝汽塔溢流管；15-过度水池；16-吊泵；17-半磁滚筒；18-行车；19-渣罐；20-蒸汽收纳器；
21-凝汽塔；21-1-切线进气管口；21-2-水雾喷头；21-3-排空气口；21-4-溢水口；21-5-水阀门。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
如图1、图2所示：一种熔融渣铁液中压水淬急凝及磁选分离渣铁系统，包括有高架的保温渣包1、保温渣包1的出渣口1-6下部是数米长的冲渣槽2，冲渣槽2沿长度方向向下倾斜并一直延伸到水淬渣池3中。保温渣包1中的熔融渣铁液经冲渣槽2流入水淬渣池3中急冷；水淬渣池3的水中安置耐热磁选皮带输送机4，耐热磁选皮带输送机4的机尾位于冲渣槽2的落料点下方、机头向上延伸到水淬渣池3外，具体的，机头向上延伸到距离水淬渣池3边沿＞4米处，机头是半磁滚筒，机头下方有堵隔墙5，正对机头的墙上安装倾斜钢架板，在隔墙5两侧，皮带向后返回处是铁豆堆场7，向前抛料处是碎粒渣堆场6；耐热磁选皮带输送机4将水淬渣池3中的铁豆和碎粒渣输出并由半磁滚筒分选。
水淬渣池3可以是钢筋混凝土结构，其容积大小根据处理渣的数量而定，水淬渣池3的壁上开设数个溢流水口保持基本固定的水位，数个溢流水口各自连接溢流管8后统一汇总到溢流总管9，溢流总管9延伸到低位的过度水池15中，过度水池15中有浮动的吊泵16，将池中水抽到凉水池。
如图9、图10、图11、图12、图13所示：从冲渣槽2至水淬渣池3的上部设置罩体封闭，罩体采用钢架和铁皮焊接，仅在保温渣包1落熔融渣铁液处和耐热磁选皮带输送机4通过处开口；罩体作为蒸汽收纳器20，在罩体最高处用抽蒸汽管10封闭连接引风机进口，引风机出口连接凝汽塔21下部的切线进汽管口21-1，凝汽塔21的顶部开口排放空气；凝汽塔21中上部分布数个旋转水雾喷头21-2；凝汽塔21的溢水口21-4连接过度水池15。
冲进水淬渣池3中的热水，大部分通过溢流管8流到溢流总管9以致流进过度水池15，经池中浮动的吊泵16抽送到凉水池图中未显示冷却回用。少部分水变成水蒸气汇集在蒸汽收纳器20，由引风机11从抽蒸汽管10抽出，送进凝汽塔21的切线进汽管口21-1，水蒸气在凝汽塔21中边旋转边上升，与凝汽塔21中上部分布的水雾喷头21-2喷下的水雾相对而行冷却凝结成水，通过溢水口21-4流到过度水池15，与水淬渣池3流入的热水一起抽送到冷水池。凝汽塔中的每一个水雾喷头21-2都对应一个控制水的水阀门21-5，喷雾水来源于凉水池的冷水泵支管。
如图7、图8所示：在耐热磁选皮带输送机4的两侧焊接从下向上外扩的钢丝网架并绑定＜1毫米的钢丝网，防止碎粒渣和铁豆的混合料从皮带两侧滚落。耐热磁选皮带输送机4的皮带4-6选用耐热皮带；皮带机反向滚4-1、支撑辊4-2、托辊4-3的轴承部位都必须采用耐300℃的高温黄油。耐热磁选皮带输送机4在水中的支腿4-4都用槽钢焊接，耐热磁选皮带输送机4的头部需跨越铁豆堆场7，耐热磁选皮带输送机4的头部悬挑段用加强筋4-5提升强度。
如图3、图4所示：保温渣包1的包体的构成由外而内分别是壳体1-1、保温隔热层1-2、耐火材料层1-3，壳体1-1由钢板焊接而成。包体顶部敞口、底部常开一个出渣口1-6；保温渣包1有二扇对开闭的保温门1-4，保温门1-4与包体铰接、由4支油缸1-5带动开闭；包体对向的两侧壁各有一个蓄热器1-7，蓄热器1-7用于加热保温渣包1中的熔融渣铁液。蓄热器1-7内装有数层陶瓷蓄热体1-8，在每个蓄热器1-7的中心都安装有煤气管1-9，煤气管1-9内煤气与空气同时交替进、停，空气及煤气从某一侧进入时，另一侧煤气停、烟气通过陶瓷蓄热体1-8换热后抽出，每隔一段时间换向。
如图5、图6所示：冲渣槽2是底窄开口大的U形槽，槽口之间连接冲渣槽拉筋2-4，冲渣槽2的头部底部装有与槽平行的中压水冲器2-6，整个冲渣槽2安装在冲渣槽支撑2-2上，冲渣槽支撑2-2由支腿2-3支撑，冲渣槽2头部有用于支持安装保温渣包1的渣包支架2-1。
行车18将盛有熔融钢渣渣铁液的渣罐19吊起，副钩升主钩降，将渣罐19内熔融钢渣倾罐倒入保温渣包1，保温渣包1在此前优先打开二扇活动的保温门1-4，接纳倒入的熔融钢渣，然后迅速将二扇保温门1-4合拢，从煤气管1-9通入煤气，在保温渣包1二侧的蓄热器1-7中煤气燃烧烟气进引风机与空气来自鼓风机交替换向经蓄热体1-8蓄热、换热节能燃烧，确保包内熔融钢渣是熔融态。在保温渣包1底部常开一个出渣口1-6，熔融钢渣从保温渣包1底部细股漫流，流到有中压水冲击的冲渣槽2，在冲渣槽2底部有中压急流水，熔融渣落入冲渣槽2被冲渣槽2底部的急流水冲击碎成1-3mm的碎渣粒，水和碎渣粒混合物沿冲渣槽2冲入水淬渣池3迅速凝固。凝固后的回收铁豆、碎渣粒一起滑落到耐热磁选皮带输送机4上，耐热磁选皮带输送机4将回收铁豆、碎渣粒输送到机头，经过半磁滚筒17时，回收铁豆被磁力吸引随半磁滚筒17向下、向后回转，到达磁力区外时落到隔墙5内侧的回收铁豆堆上。不受磁力吸引的碎渣粒6，随半磁滚筒17抛物线落到隔墙5外侧碎渣粒堆上。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (6)
1.一种熔融渣铁液中压水淬急凝及磁选分离渣铁系统，其特征在于：包括保温渣包(1)、保温渣包(1)的出渣口(1-6)下部是冲渣槽(2)，冲渣槽(2)沿长度方向向下倾斜并一直延伸到水淬渣池(3)中，保温渣包(1)中的熔融渣铁液经冲渣槽(2)流入水淬渣池(3)中急冷；水淬渣池(3)的水中安置耐热磁选皮带输送机(4)，耐热磁选皮带输送机(4)的机尾位于冲渣槽(2)的落料点下方、机头向上延伸到水淬渣池(3)外，机头是半磁滚筒，机头下方有堵隔墙(5)，在隔墙(5)两侧，皮带向后返回处是铁豆堆场(7)，向前抛料处是碎粒渣堆场(6)；耐热磁选皮带输送机(4)将水淬渣池(3)中的铁豆和碎粒渣输出并由半磁滚筒分选。
2.根据权利要求1所述的一种熔融渣铁液中压水淬急凝及磁选分离渣铁系统，其特征在于：所述的保温渣包(1)的包体的构成由外而内分别是壳体(1-1)、保温隔热层(1-2)、耐火材料层(1-3)，包体顶部敞口、底部常开一个出渣口(1-6)；保温渣包(1)有二扇对开闭的保温门(1-4)，保温门(1-4)与包体铰接、由油缸(1-5)带动开闭；包体对向的两侧壁各有一个蓄热器(1-7)，蓄热器(1-7)用于加热保温渣包(1)中的熔融渣铁液。
3.根据权利要求2所述的一种熔融渣铁液中压水淬急凝及磁选分离渣铁系统，其特征在于：所述的蓄热器(1-7)内装有数层陶瓷蓄热体(1-8)，在每个蓄热器(1-7)的中心都安装有煤气管(1-9)，煤气管(1-9)内煤气与空气同时交替进、停，空气及煤气从某一侧进入时，另一侧煤气停、烟气通过陶瓷蓄热体(1-8)换热后抽出，每隔一段时间换向。
4.根据权利要求3所述的一种熔融渣铁液中压水淬急凝及磁选分离渣铁系统，其特征在于：所述的水淬渣池(3)的壁上开设溢流水口，溢流水口经溢流水管连接低位的过度水池(15)，过度水池(15)中有浮动的吊泵(16)，将池中水抽到凉水池。
5.根据权利要求4所述的一种熔融渣铁液中压水淬急凝及磁选分离渣铁系统，其特征在于：所述的冲渣槽(2)是底窄开口大的U形槽，槽口之间连接冲渣槽拉筋(2-4)，冲渣槽(2)的头部底部装有与槽平行的中压水冲器(2-6)，整个冲渣槽(2)安装在冲渣槽支撑(2-2)上，冲渣槽支撑(2-2)由支腿(2-3)支撑，冲渣槽(2)头部有用于支持安装保温渣包(1)的渣包支架(2-1)。
6.根据权利要求5所述的一种熔融渣铁液中压水淬急凝及磁选分离渣铁系统，其特征在于：从所述的冲渣槽(2)至水淬渣池(3)的上部设置罩体封闭，仅在保温渣包(1)落熔融渣铁液处和耐热磁选皮带输送机(4)通过处开口；在罩体最高处用管道封闭连接引风机进口，引风机出口连接凝汽塔(21)下部的切线进汽管口(21-1)，凝汽塔(21)的顶部开口排放空气；凝汽塔(21)中上部分布数个旋转水雾喷头(21-2)；凝汽塔(21)的溢水口(21-4)连接过度水池(15)。
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| CN202310302218.1A CN116555503A (zh) | 2023-03-27 | 2023-03-27 | 一种熔融渣铁液中压水淬急凝及磁选分离渣铁系统 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN119685540A (zh) * | 2025-02-26 | 2025-03-25 | 福建青拓镍业有限公司 | 一种不锈钢冶炼尾渣处理方法及系统 |
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2023
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