一種立式鋼渣有壓熱悶蒸壓釜及鋼渣處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]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)，尤其是煉鋼過程中所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)爐鋼渣、鑄余渣處理等，具體涉及到一種立式鋼渣有壓熱悶蒸壓釜及處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，鋼渣處理的方式很多，有熱潑法、熱悶法、水淬法、風(fēng)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(chǎng)內(nèi)，通過打水或空氣自然冷卻，隨后進(jìn)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(jìn)行破碎、磁選處理；水淬法是傾倒熔融液態(tài)鋼渣時(shí)，用高壓水將熔融鋼渣冷卻并擊碎成顆粒；風(fēng)淬法與水淬法相似，風(fēng)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(fēng)淬法采用空氣或水強(qiáng)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(huì)發(fā)生爆炸；風(fēng)淬法雖是用空氣強(qiáng)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(yùn)輸?shù)綕L筒渣處理間，然后經(jīng)吊車將渣罐吊運(yùn)到滾筒進(jìn)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(shí)完成噴水冷卻、固化、破碎后，經(jīng)板式輸送機(jī)排出到渣場(chǎng)。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(dòng)力能耗高，設(shè)備的故障率較高，投資大；鋼渣不易被擊碎?；瑢?duì)設(shè)備磨損嚴(yán)重，內(nèi)裝鋼球經(jīng)常更換。?；喒に囀菍⒁簯B(tài)鋼渣運(yùn)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?；喼校逛撛扑榱；瑖娝鋮s后落入水池中，鋼渣經(jīng)?；喫惴椒ㄌ幚砗?，粒度小，鋼渣結(jié)晶致密，難磨細(xì)，其膠凝性能變差，影響鋼渣在建材行業(yè)應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種立式鋼渣有壓熱悶蒸壓釜，所述蒸壓釜包括:頂蓋、筒體、噴水裝置、安全裝置、排水裝置、排氣穩(wěn)壓裝置、安全監(jiān)測(cè)裝置、導(dǎo)向裝置、渣罐、渣罐支座以及氣體置換裝置；密封頂蓋設(shè)置在筒體頂部，用于密封筒體，頂蓋上設(shè)置噴水裝置和安全裝置，筒體底部設(shè)置排水裝置和氣體置換裝置，筒體側(cè)部設(shè)置排氣穩(wěn)壓裝置和安全監(jiān)測(cè)裝置，筒體內(nèi)部設(shè)置有渣罐支座，用于支撐設(shè)置在筒體內(nèi)部的渣罐，筒體內(nèi)部設(shè)有導(dǎo)向裝置，用于引導(dǎo)渣罐進(jìn)出筒體。
[0004]其中，筒體為一立式圓筒狀壓力容器，頂蓋為快開式的頂蓋。
[0005]其中，頂蓋的直徑與筒體直徑相等，頂蓋可通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與筒體進(jìn)行密封鎖緊或解鎖，并能以平移或者旋轉(zhuǎn)的方式打開，打開后筒體全部敞開。
[0006]其中，噴水裝置沿頂蓋內(nèi)壁頂部環(huán)形布置，安全裝置用于防止熱悶過程中筒體內(nèi)壓力急劇升高所造成的爆炸，安全裝置優(yōu)選為安全閥；所述蒸壓釜優(yōu)選是一套低壓壓力容器設(shè)備。
[0007]其中，在導(dǎo)向裝置的引導(dǎo)下，通過廠房?jī)?nèi)的行車完成渣罐進(jìn)出筒體的操作。
[0008]其中，安全監(jiān)測(cè)裝置設(shè)置在筒體側(cè)壁上，其用于監(jiān)測(cè)筒體內(nèi)飽和蒸汽的壓力和溫度，還用于監(jiān)測(cè)筒體內(nèi)可燃?xì)怏w成分和濃度數(shù)值；排氣穩(wěn)壓裝置設(shè)置在筒體側(cè)壁上，其用于排放有壓熱悶過程中筒體內(nèi)多余蒸汽以維持恒壓；優(yōu)選，熱悶過程中產(chǎn)生的回水根據(jù)安全監(jiān)測(cè)裝置所反饋的數(shù)值，通過排水裝置排出；熱悶結(jié)束時(shí)，在頂蓋打開前，氣體置換裝置也根據(jù)安全監(jiān)測(cè)裝置所反饋的數(shù)值向筒體內(nèi)通入惰性氣體，將可燃?xì)怏w通過排氣穩(wěn)壓裝置擠出，最終實(shí)現(xiàn)安全置換。
[0009]其中，所述渣罐為一圓筒狀結(jié)構(gòu)，其底部分為多瓣，各瓣可繞自個(gè)的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，打開后從底部自動(dòng)卸料。
[0010]本發(fā)明還提供一種立式鋼渣有壓熱悶處理方法，包括如下步驟:
[0011](I)冷卻固化粗碎，熔融液態(tài)鋼渣經(jīng)過冷卻固化破碎至溫度為500°C左右、粒度小于300mm的固態(tài)熱鋼渣后，通過溜槽進(jìn)入到渣罐；
[0012](2)熱悶裝渣，渣罐由行車吊運(yùn)至鋼渣有壓熱悶蒸壓釜的筒體內(nèi)，通過筒體內(nèi)的導(dǎo)向裝置放置于渣罐支座上，之后，頂蓋關(guān)閉，并與筒體之間進(jìn)行鎖緊和密封；
[0013](3)有壓熱悶，頂蓋與筒體鎖緊和密封后，噴水裝置開始進(jìn)行噴水冷卻，并在筒體內(nèi)形成帶壓飽和蒸汽，通過間隙滲透至鋼渣內(nèi)部，與其內(nèi)部所含有不穩(wěn)定物質(zhì)優(yōu)選為游離氧化鈣進(jìn)行反應(yīng)膨脹，從而實(shí)現(xiàn)鋼渣的穩(wěn)定化處理，并完成了渣鐵之間的分離；
[0014](4)恒壓控制，在有壓熱悶的過程中，通過安全監(jiān)測(cè)裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)筒體內(nèi)飽和蒸汽的壓力和溫度，還實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)筒體內(nèi)可燃?xì)怏w成分和濃度數(shù)值，并控制排氣穩(wěn)壓裝置實(shí)時(shí)調(diào)整自身開度，排出多余蒸汽。
[0015](5)氣體置換，鋼渣熱悶過程中，會(huì)產(chǎn)生一定量的可燃?xì)怏w，熱悶結(jié)束時(shí)，其在筒體內(nèi)濃度值不在安全范圍之內(nèi)，為確保出渣安全，氣體置換裝置在熱悶結(jié)束時(shí)向筒體內(nèi)通入惰性氣體，將可燃?xì)怏w通過排氣穩(wěn)壓裝置擠出，最終實(shí)現(xiàn)安全置換；
[0016](6)出渣，頂蓋解鎖打開前，將排氣穩(wěn)壓裝置打開，直至筒體內(nèi)壓力為零時(shí)，方可打開頂蓋，將盛有處理后的鋼渣的渣罐通過行車吊出。
[0017]其中，所述恒壓控制和氣體置換均由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)依據(jù)筒體上設(shè)置的安全監(jiān)測(cè)裝置所反饋的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)控制完成；優(yōu)選，渣罐內(nèi)的鋼渣在0.6MPa以下的蒸汽壓力氛圍中產(chǎn)生粉化。
[0018]有壓熱悶處理方法是，將裝有一定溫度(500°C左右)鋼渣的渣罐吊入鋼渣有壓熱悶蒸壓釜內(nèi)的渣罐支座上；之后關(guān)閉頂蓋并鎖緊密封；由頂蓋頂部的噴水裝置向筒體內(nèi)的鋼渣噴水；熱渣遇水急冷，表層迅速降溫，由溫差產(chǎn)生的應(yīng)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(yīng)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(yīng)力，造成了渣的迅速粉化碎裂。由于反應(yīng)過程是在密閉的壓力容器內(nèi)進(jìn)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(xì)裂縫可以深入到塊狀鋼渣的內(nèi)部進(jìn)行反應(yīng)，而不是僅僅停留在鋼渣的表面，提高了反應(yīng)速度，使渣塊進(jìn)一步迅速碎裂、粉化。上述過程反復(fù)進(jìn)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)過有壓熱悶處理的鋼渣在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到穩(wěn)定處理和粉化處理兩大目的。因此有壓熱悶處理技術(shù)是同時(shí)解決了轉(zhuǎn)爐鋼渣快速穩(wěn)定化和粉化的先進(jìn)處理技術(shù)。
[0019]本發(fā)明利用鋼渣余熱在密閉壓力容器內(nèi)對(duì)鋼渣進(jìn)行處理，不消耗外部能源，不會(huì)產(chǎn)生粉塵，高效節(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(shí)現(xiàn)鋼渣的資源化循環(huán)利用。噴水裝置向熱渣噴淋冷卻水使鋼渣快速冷卻，噴水后產(chǎn)生的飽和水蒸氣在罐內(nèi)形成0.2?0.6MPa的壓力，可使鋼渣塊迅速碎裂、粉化；通過有壓熱悶，鋼渣可在2h左右內(nèi)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定處理和粉化處理。本發(fā)明利用鋼渣余熱加熱水產(chǎn)生飽和蒸汽，通過提升控制鋼渣熱悶過程中的工作壓力，提高了飽和水蒸氣在鋼渣體系中的滲透速率，使得水蒸氣與鋼渣充分接觸，促進(jìn)了鋼渣中不穩(wěn)定物質(zhì)游離氧化鈣消解反應(yīng)的快速進(jìn)行。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的主視圖。
[0021]圖2為圖1的俯視圖。
[0022]圖3為圖1的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
[0023]附圖主要符號(hào)說明
[0024]I頂蓋2筒體3噴水裝置4安全裝置5排水裝置6排氣穩(wěn)壓裝置7安全監(jiān)測(cè)裝置8導(dǎo)向裝置9渣罐10渣罐支座11氣體置換裝置
【具體實(shí)施方式】
[0025]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，包括頂蓋1、筒體2、噴水裝置3、安全裝置4、排水裝置5、排氣穩(wěn)壓裝置6、安全監(jiān)測(cè)裝置7、導(dǎo)向裝置8、渣罐9、渣罐支座10、氣體置換裝置11 ;其中安全監(jiān)測(cè)裝置包括壓力檢測(cè)裝置、溫度檢測(cè)裝置和氣體成分及濃度檢測(cè)裝置。
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