一种倾翻热闷工艺处理各类钢渣的方法

技术领域

本申请涉及钢渣处理的技术领域，尤其是涉及一种倾翻热闷工艺处理各类钢渣的方法。

背景技术

钢渣是炼钢过程中的一种副产品，它由中的硅、锰、磷、硫等杂质在熔炼过程中氧化而成的各种氧化物以及这些氧化物与溶剂反应生成的盐类所组成。

目前碾压破碎-立式热闷罐工艺处理钢渣是主流方式，此工艺方法是将转炉、电炉的液态钢渣倾翻至渣床上，利用打水设施冷却、辊压破碎设施破碎，然后将破碎后的固态渣吊装至立式热闷罐内闷渣。

在钢渣处理的过程中，发明人发现此种工艺目前仅能处理液态钢渣，炼钢车间的半固态渣（指部分已凝固）：铸余渣、精炼渣、炉下渣、脱硫渣等，由于每个冶炼周期产生的渣量少，导致接渣后大部分渣均已固化，依旧采用压破碎-立式热闷罐工艺处理此类钢渣，在钢渣倾翻至渣床后，存在辊压破碎设施不能破碎钢渣的现象，产生各类混合钢渣处理效率低下，甚至无法处理的缺陷。

发明内容

为了适用于钢渣产量不同，钢渣种类多的各类企业，且要保证钢渣处理效率，符合环保要求，本申请提供一种倾翻热闷工艺处理各类钢渣的方法。

本申请提供的一种倾翻热闷工艺处理各类钢渣的方法采用如下技术方案：

一种倾翻热闷工艺处理各类钢渣的方法，包括倾翻倒渣阶段和热闷阶段；倾翻倒渣阶段包括：将炼钢车间的液态熔融钢渣和半固态钢渣运送到钢渣热闷处理车间，经渣罐倾翻机倒渣，渣罐倾翻机实现钢渣分层和均匀布渣的效果，使固态渣和液态渣在渣床内混合，渣床上方设置有集尘罩，集尘罩与渣床形成密闭空间；热闷阶段包括：将渣床周围设置的喷淋设施开启，喷淋设施喷出冷水对混合后的各类钢渣进行闷热处理，钢渣遇冷水进行粉化反应，反复进行冷水喷淋，直至钢渣粉化后稳定；倾翻倒渣阶段和热闷阶段进行交叉作业。

通过采用上述技术方案，钢渣倾倒至渣床后，渣床周围设喷淋设施开启，热渣遇水急冷，表层迅速降温，由温差产生的应力使钢渣表层碎裂并产生裂缝；而钢渣余热将冷水加热后产生的大量低压水蒸气很快覆盖于钢渣的表面并渗入裂缝中，与钢渣中的f-CaO 迅速反应生成Ca(OH)2，其组织结构发生变化，比重变小，由于固相体积增大产生膨胀，具有膨胀应力，使钢渣迅速粉化碎裂。上述过程反复进行，由表及里，直到钢渣中的f-CaO 充分消解并且钢渣自身粉化，使经过带压热闷处理的钢渣在短时间内达到稳定处理和粉化处理。热闷后钢渣粉化，渣铁分离，且消解了钢渣中的f-CaO和f-MgO，消除了f-CaO和f-MgO遇水体积膨胀，避免造成钢渣应用时稳定性不合格的现象，将液态的钢渣和半固态的钢渣混合后，熔融状态的钢渣将高温传递给半固态钢渣，且持续性交叉作业能传递给半固态的钢渣足够的温度，使其温度升高后也能发生遇水急冷反应，充分消化所有钢渣，无论钢渣多少、无论是转炉和电炉液态渣，还是铸余渣都可以进行上述操作，从而达到适用于钢渣产量不同，钢渣种类多的各类企业，且保证钢渣处理效率，符合环保要求。

可选的，炼钢车间出渣后，渣罐车将渣罐运至钢渣热闷处理间，铸造起重机将渣罐吊至渣罐倾翻机处，渣罐倾翻机用于将渣罐运至指定地点实现布渣。

通过采用上述技术方案，渣罐车适用于不同类型的钢渣并对钢渣进行运输，采用铸造起吊机能迅速将渣罐吊起并运送到指定位置，提升了工作效率。

可选的，所述渣罐倾翻机包括倾翻装置、传动结构和倾翻车架，倾翻装置横跨在渣床之上，倾翻车架位于渣床上方且连接于倾翻装置上，传动结构固定在倾翻装置上，传动结构驱动倾翻车架相对渣床实现水平移动，倾翻装置上设渣灌耳轴支座，渣罐旋转时耳轴支座保持不动。

通过采用上述技术方案，装有钢渣的渣罐与倾翻装置固定后，通过倾翻装置可以实现渣罐的转动，渣罐沿耳轴中心实现旋转，从而将渣罐内的钢渣倾倒在渣床上，而传动结构能带动倾翻装置、倾翻车架以及渣罐相对渣床去移动，从而能使钢渣更加均匀的倾倒在渣床上，提升了钢渣处理效率。

可选的，所述倾翻装置最大倾翻角度不超过180°。

可选的，所述钢渣热闷处理车间内设置有存渣池，存渣池设置有多个，存渣池相邻渣床设置。

通过采用上述技术方案，倾翻倒渣阶段和热闷阶段交叉作业，当钢渣处理完毕后，及时将处理好的钢渣铲到存渣池内，从而为交叉作业提供方便，提升钢渣效率。

可选的，所述渣床顶部开设有容纳槽，容纳槽开辟出来的空间用于容纳钢渣，渣床采用混凝土材质制成，在容纳槽槽底由下至上铺设卵石层和渣层，容纳槽槽壁由隔热护板及支架组成，隔热护板与容纳槽之间不填充耐材，为隔热护板受热提供热应力反应空间；渣床上开设有排水孔，排水孔贯穿容纳槽槽壁与卵石层连通。

通过采用上述技术方案，渣层和卵石层中的孔隙为水资源的回收提供了流通路径，同时卵石层还能起到过滤的效果，隔热护板与容纳槽之间存在空间，为隔热护板的变形提供反应空间。

可选的，所述卵石层顶面倾斜设置，倾斜方向沿远离钢渣被倾倒处倾斜向下设置。

通过采用上述技术方案，倾斜设置，便于钢渣摊铺以及流动，使钢渣充分与冷水进行反应，也提升钢渣的降温速度。

可选的，所述渣床长度方向沿远离钢渣被倾倒处设置，渣床上开设有排水渠，排水渠开设有两个且分别位于容纳槽两侧，排水孔连通卵石层与排水渠内部。

通过采用上述技术方案，排水渠用于收集多处来的水，将水降温后重新利用，从而符合环保节能的理念。

可选的，所述喷淋设施包括洒水喷枪和人工喷头，洒水喷枪和人工喷头均固定在渣床上，洒水喷枪设置有多个，每个渣床人工喷头设置有一个。

通过采用上述技术方案，人工喷头可以实现人工监控，对后续渣床上需要冲洗的区域进行喷射，使渣床利用率更加充分。

可选的，所述集尘罩选用固定式集尘罩或半移动式集尘罩，集尘罩完全笼罩渣床上方以及渣罐倾翻机，集尘罩顶部设水细雾设施用于防尘。

通过采用上述技术方案，钢渣倾倒的时候会产生大量灰尘，当钢渣处理完毕，清渣工序也会产生大量灰尘，封闭的空间配合集尘罩，从而防止灰尘外溢，且封闭的空间能充分利用钢渣的热量，产生更多的水蒸气，利于钢渣的处理。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.将液态的钢渣和半固态的钢渣通过倾翻布渣混合后，熔融状态的钢渣将高温传递给半固态钢渣，且持续性交叉作业能传递给半固态的钢渣足够的温度，使其温度升高后也能发生遇水急冷反应，充分消化所有钢渣；而倒渣之后直接闷渣，即倒渣和钢渣粉化反应同时进行，节省了处理工序，提升了处理效率。

2.渣床和集尘罩形成封闭的空间，有效收集了各个工序产生的颗粒物粉尘、废气等，符合了环保的理念。

附图说明

图1是本申请实施例的平面布置示意图；

图2是本申请实施例的立面布置示意图；

图3是渣床平面布置示意图；

图4是渣床立面布置示意图；

图5是图4中A部分放大图。

图中，1、渣床；11、容纳槽；12、卵石层；13、支架；14、隔热护板；15、排水孔；16、排水渠；2、集尘罩；3、铸造起重机；4、渣罐倾翻机；41、倾翻装置；42、传动结构；43、倾翻车架；5、存渣池。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种倾翻热闷工艺处理各类钢渣的方法。

参考图1，一种倾翻热闷工艺处理各类钢渣的方法包括倾翻倒渣阶段和热闷阶段，两个阶段交叉进行，从而充分利用液态熔融钢渣的温度，持续性将半固态的钢渣温度提高，从而使半固态的钢渣也能遇冷水进行粉化碎裂，达到能处理各类钢渣，适用于各种企业的效果，提升了钢渣的处理效率。

参考图1，炼钢车间出渣后，无论是液态熔融钢渣还是半固态的钢渣，均由渣罐车将渣罐运至钢渣热闷处理车间。

参考图1和图2，钢渣热闷处理车间内设置有铸造起重机3、渣床1和存渣池5；本实施例中，钢渣热闷处理车间为长条形车间，铸造起重机3沿钢渣热闷处理车间长度方向滑动，渣床1设置有多个，相邻渣床1沿铸造起重机3滑动方向等距设置，本实施例中存渣池5设置有两个且分别位于所有渣床1连线的首部和尾部；存渣池5设置的数量可多可少，具体数量根据热闷后钢渣运输频率决定。

参考图2和图3，渣床1也为矩形状，渣床1长度方向与铸造起重机3滑动方向垂直。

参考图4和图5，渣床1由钢筋混凝土浇筑而成，渣床1顶部开设有容纳槽11和排水渠16，容纳槽11和排水渠16均沿渣床1长度方向开设，排水渠16设置有两个，相邻排水渠16分布在容纳槽11两侧；容纳槽11槽底铺设有卵石层12，卵石层12上面用于铺设渣层，容纳槽11槽壁上固定有隔热护板14和支架13，支架13一端与容纳槽11槽壁固定，另一端与隔热护板14固定，隔热护板14与容纳槽11之间不填充耐材，为隔热护板14受热提供热应力反应空间。

参考图3，卵石层12顶面为倾斜面，倾斜方向沿远离渣罐初始倾倒处，倾斜向下设置，从而便于钢渣更好的在卵石层12上摊铺开来。

参考图4和图5，渣床1上开设有排水孔15，排水孔15水平开设，排水孔15一端位于卵石层12处，另一端位于排水渠16内，从而更好的收集从卵石层12上方渗透下来的水，进而实现水资源循环利用。

参考图3，渣床1上设置有喷淋设置，喷淋设施包括洒水喷枪和人工喷头，洒水喷枪和人工喷头均固定在渣床1上，且均位于容纳槽11竖直槽壁上，每个渣床1上洒水喷枪设置有多个，但人工喷头设置有一个，相邻洒水喷枪沿渣床1长度方向间隔排布，每个渣床1上均设置供水总管，供水总管设有一个电动蝶阀和一个手动截止阀，手动截止阀的设置为了应发突发状况，便于工人及时控制。

参考图3和图4，渣床1上还设置有渣罐倾翻机4，渣罐倾翻机4用于承接渣罐，并将渣罐沿渣床1运送到指定地点实现倒渣。渣罐倾翻机4包括倾翻装置41、传动结构42和倾翻车架43，倾翻装置41如门型架状横跨在渣床1之上，倾翻车架43位于渣床1正上方且与倾翻装置41固定连接，倾翻车架43用来承接渣罐，而倾翻装置41驱动渣罐进行翻转，翻转角度不超过180°。

参考图3和图4，容纳槽11与排水渠16之间存在距离，而传动结构42固定在倾翻装置41靠近渣床1的端部，传动结构42能够承载倾翻装置41沿渣床1长度移动。本实施例中，在渣床1顶部铺设有轨道，每个排水渠16两侧均布置有一根轨道，轨道沿渣床1长度方向铺设，单个传动结构42放置在单个排水渠16两侧的轨道上，从而实现渣罐倾翻机4沿渣床1长度的移动。本实施例中渣罐倾翻机4中的动力装置均采用电机提供动力，也可以采用其他动力设备，能实现渣罐倾翻机4所要带来的功能即可。

参考图4，每个渣床1上均设置有集尘罩2，集尘罩2分为两种形式，为完全固定式集尘罩2和半移动式集尘罩2，根据厂房空间选择对应的形式；集尘罩2笼罩在轨道外侧，集尘罩2顶部设置有水细雾设施，即存在有能喷出水雾的整套系统。集尘罩2为钢构骨架，且在本实施例中钢构骨架的内侧铺设不锈钢板。集尘罩2在倒渣时起到收尘的作用，在闷渣时起到蒸汽维持收集的作用，在出渣时还能减少灰尘的外溢。

本申请实施例的实施原理为：炼钢车间出渣后有渣罐车将渣罐运至钢渣热闷处理车间，由铸造起动机吊渣罐，将渣罐吊至倾翻车架43处，利用传动结构42和倾翻装置41将渣罐内的钢渣倒入渣床1，此时无论液态还是半固态已充分混合，利用液态的高温对半固态钢渣进行升温，从而使半固态钢渣也能与冷水发生粉化反应；喷淋冷水对钢渣进行冷却；倾翻倒渣阶段和闷渣阶段同步交叉持续进行；闷渣工序完成后，钢渣通过铲车运出。

为便于理解，现以实验数据为例进行进一步说明，拟定某厂有2座200t转炉，年生产普碳钢钢水量500万吨，产渣量按吨钢120kg考虑，其它铸余、精炼渣等按吨钢20kg，则年产液态钢渣约60万吨，半固态渣量约10万吨，某些特钢冶炼厂固态渣量相对较多。

拟定2座200t转炉采用一炉接一罐渣的操作制度，日产渣罐数量为80罐，每罐渣量约24t；固态渣倾翻倒渣时间约8h，倒渣工序和热闷工序交叉作业，根据渣量和种类的不同，热闷周期约8-12h。炼钢车间内的固态钢渣可与液态钢渣混合热闷，可充分消化所有的钢渣，同时倾翻倒渣、热闷、清渣工序均在集尘罩2内完成作业，有效收集各工序产生的颗粒物粉尘、废气等。倾翻热闷工艺选用的集尘罩2可以与目前碾压破碎-立式热闷罐工艺的集尘罩2形式相同，可以类比此工艺除尘效果，采用湿法+湿电的除尘，排放浓度≤10mg/Nm3，满足超低排放要求即可。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。