本發明涉及一種悶渣系統，尤其是鋼渣余熱回收及加壓悶渣系統及工藝。

背景技術：

目前，轉爐渣主要采用悶渣坑熱悶或者渣池熱潑，少量兼以風淬、水淬和滾筒3方式，其處理介質完全依賴水，轉爐渣熱值高，高溫鋼渣直接采用噴水降溫悶解或粒化的方式，熱量全部以蒸汽方式散失，而悶解或粒化過程產生的蒸汽中夾雜有大量鋼渣微小顆粒對大氣污染嚴重，同時蒸汽含水量大，而且需要消耗大量水。

鋼渣物理粉化和化學反應需要有h2o作為介質，鋼渣中的cao、mgo等堿性氧化物與水反應生產穩定的氫氧化物，高溫鋼渣在噴水過程中膨脹粉化實現渣鐵分離，但是直接噴水產生的水蒸氣夾雜大量鋼渣微粒，蒸汽品質低，熱量難以回收利用。若以氣體作為冷卻介質，使鋼渣降溫，可實現熱量回收，但是氣體無法實現鋼渣的悶解和粉化。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供鋼渣余熱回收及加壓悶渣系統及工藝，它采取高溫態鋼渣氣體介質換熱，低溫態鋼渣用水作為處理介質熱悶，實現了鋼渣大部分熱量得到回收，剩余熱量仍可滿足加壓悶渣的要求。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：鋼渣余熱回收及加壓悶渣系統，包括渣罐傾翻機構、滾筒、余熱鍋爐、帶式冷卻機、悶渣罐、渣罐臺車、悶渣加壓釜和扒渣機，渣罐傾翻機構能夠將裝有鋼渣的渣罐傾翻，滾筒表面設置呈螺旋狀排列的輥齒，滾筒下部設置鋼渣槽，鋼渣槽上設置封閉罩，扒渣機能夠將傾翻后的渣罐內的鋼渣運送至鋼渣槽內，鋼渣槽的出料口位于帶式冷卻機上方，帶式冷卻機和鋼渣槽之間設置氣體管道，鋼渣槽和余熱鍋爐之間設置氣體管道，帶式冷卻機上設置第一風機，第一風機將外界空氣吹入帶式冷卻機并使與鋼渣換熱后的一次換熱氣體吹入滾筒內，一次換熱氣體與滾筒內的鋼渣完成二次換熱，鋼渣槽上設置第二風機，第二風機將二次換熱氣體吹至余熱鍋爐內，帶式冷卻機輸出的鋼渣進入悶渣罐，渣罐臺車能夠將悶渣罐送入悶渣加壓釜，悶渣加壓釜內設置噴水系統。

本發明為了進一步解決其技術問題所采用的技術方案是：所述的鋼渣槽軸線垂直的兩側設置行走機構，滾筒能夠沿行走機構在鋼渣槽內行走。所述的悶渣加壓釜為兩個，兩個悶渣加壓釜的一側均設置臺車軌道，渣罐臺車能夠沿臺車軌道行走，兩個悶渣加壓釜之間設置與臺車軌道垂直的橫移軌道，橫移軌道上配合設置橫移小車，橫移小車能夠沿橫移軌道在兩個悶渣加壓釜之間移動，橫移小車上設置軌道，橫移小車上的軌道與橫移軌道相連，渣罐臺車能夠從臺車軌道移動至橫移小車上。

鋼渣余熱回收及加壓悶渣工藝，包括以下步驟：

步驟一，天車將來自爐前的渣罐調運至渣罐傾翻機構，渣罐傾翻機構將渣罐傾翻，高溫鋼渣由渣罐傾翻倒出，扒渣機清理渣罐傾翻時殘留的鋼渣，同時將傾倒出的鋼渣扒至鋼渣槽內；

步驟二，滾筒沿行走機構在鋼渣槽內行走，行走過程中將鋼渣槽內的鋼渣破碎并輸送至帶式冷卻機上；

步驟三，帶式冷卻機將鋼渣送入悶渣罐，輸送過程中，第一風機將外界空氣吹入帶式冷卻機，使外界空氣與帶式冷卻機上的鋼渣換熱，換熱后的氣體進入滾筒內，并與滾筒內的鋼渣完成二次換熱，鋼渣槽上的第二風機將二次換熱后的氣體吹至余熱鍋爐內進行余熱發電，天車將悶渣罐調運至渣罐臺車；

步驟四，渣罐臺車沿軌道將鋼渣送入悶渣加壓釜，悶渣加壓釜密封后，噴水悶渣；

步驟五，鋼渣在悶渣加壓釜內熱悶完畢后，渣罐臺車將悶渣罐移出，天車調運悶渣罐至卸渣位，在鋼渣自重作用下悶渣罐翻板自動打開，鋼渣落入下方汽車內，轉運至磁選生產線。

在步驟四中，悶渣加壓釜的噴水量根據釜內壓力自動調節，當壓力達到設定值上限，壓力變送器將信號傳到控制室，控制信號通過plc控制噴水系統電動調節閥，噴水停止；壓力降至設定值下限，壓力變送器再次將信號反饋，控制系統啟動噴水，實行動態噴水。

本發明的有益效果是：本發明采用空氣作為換熱介質。第一風機將空氣吹入帶式冷卻機高溫料層，室溫空氣自下而上穿過高溫鋼渣，空氣被加熱，完成第一步換熱。經過帶式冷卻機換熱的氣體進入滾筒，氣體穿過攪動的鋼渣，進一步被加熱，完成二次換熱。高溫氣體經第二風機抽引至余熱鍋爐，從而實現余熱回收。這種結構采取高溫態鋼渣氣體介質換熱，低溫態鋼渣用水作為處理介質熱悶，實現了鋼渣大部分熱量得到回收，剩余熱量仍可滿足加壓悶渣的要求。其通過采用高溫態鋼渣余熱回收技術，使鋼渣溫度由1400℃降至600℃左右，鋼渣熱量得到回收利用。600℃左右的較低溫態鋼渣進行加壓熱悶處理，仍可實現堿性氧化物與水的化合反應和鋼渣的膨化作用，相比高溫態鋼渣，降低耗水量，產生的蒸汽量少，降低設備損耗，縮短了悶渣周期。鋼渣在加壓環境下熱悶，使其中的cao和mgo更充分與h2o反應，提高了鋼渣的穩定性，提升了尾渣的資源價值。轉爐出渣后，鋼渣呈現熔融態，分別采用空氣和水作為鋼渣處理的介質。首先采用空氣冷卻使鋼渣由液態轉變為固態，呈塊狀，鋼渣降溫的同時，換熱氣體被加熱。經過初步降溫冷卻處理的鋼渣進行密封噴水，加壓熱悶，鋼渣冷卻并粉化。換熱后的高溫氣體通過余熱鍋爐發電，鋼渣余熱得到部分回收。加壓熱悶后的鋼渣穩定性提高，渣鐵分離徹底，便于后續渣鋼分選，選鐵后的尾渣資源價值得到提升。同時，節約了悶渣用水，減少了蒸汽排放，并改善了生產作業環境，實現了節能環保和資源綜合利用。

附圖說明

圖1是本發明工藝流程圖；圖2是高溫鋼渣冷卻破碎裝置結構示意圖；圖3是圖2的a向放大圖；圖4是悶渣加壓釜結構示意圖；圖5是沿圖4的b-b線剖視圖；圖6是沿圖4的c-c線剖視圖。

具體實施方式

鋼渣余熱回收及加壓悶渣系統，包括渣罐傾翻機構2、滾筒3、余熱鍋爐4、帶式冷卻機5、悶渣罐6、渣罐臺車7、悶渣加壓釜8和扒渣機9，渣罐傾翻機構2能夠將裝有鋼渣的渣罐傾翻，滾筒3表面設置呈螺旋狀排列的輥齒13，滾筒3下部設置鋼渣槽12，鋼渣槽12上設置封閉罩10，扒渣機9能夠將傾翻后的渣罐內的鋼渣運送至鋼渣槽12內，鋼渣槽12的出料口位于帶式冷卻機5上方，帶式冷卻機5和鋼渣槽12之間設置氣體管道，鋼渣槽12和余熱鍋爐4之間設置氣體管道，帶式冷卻機5上設置第一風機，第一風機將外界空氣吹入帶式冷卻機5并使與鋼渣換熱后的一次換熱氣體吹入滾筒3內，一次換熱氣體與滾筒3內的鋼渣完成二次換熱，鋼渣槽12上設置第二風機，第二風機將二次換熱氣體吹至余熱鍋爐4內，帶式冷卻機5輸出的鋼渣進入悶渣罐6，渣罐臺車7能夠將悶渣罐6送入悶渣加壓釜8，悶渣加壓釜8內設置噴水系統17。第一風機位于帶式冷卻機5底部，帶式冷卻機5為密封結構。本發明采用空氣作為換熱介質。第一風機將空氣吹入帶式冷卻機5高溫料層，室溫空氣自下而上穿過高溫鋼渣，空氣被加熱，完成第一步換熱。經過帶式冷卻機5換熱的氣體進入鋼渣槽12與封閉罩10之間，氣體穿過由滾筒3攪動的鋼渣，進一步被加熱，完成二次換熱。高溫氣體經第二風機抽引至余熱鍋爐4，從而實現余熱回收。這種結構采取高溫態鋼渣氣體介質換熱，低溫態鋼渣用水作為處理介質熱悶，實現了鋼渣大部分熱量得到回收，剩余熱量仍可滿足加壓悶渣的要求。其通過采用高溫態鋼渣余熱回收技術，使鋼渣溫度由1400℃降至600℃左右，鋼渣熱量得到回收利用。600℃左右的較低溫態鋼渣進行加壓熱悶處理，仍可實現堿性氧化物與水的化合反應和鋼渣的膨化作用，相比高溫態鋼渣，降低耗水量，產生的蒸汽量少，降低設備損耗，縮短了悶渣周期。鋼渣在加壓環境下熱悶，使其中的cao和mgo更充分與h2o反應，提高了鋼渣的穩定性，提升了尾渣的資源價值。轉爐1出渣后，鋼渣呈現熔融態，分別采用空氣和水作為鋼渣處理的介質。首先采用空氣冷卻使鋼渣由液態轉變為固態，呈塊狀，鋼渣降溫的同時，換熱氣體被加熱。經過初步降溫冷卻處理的鋼渣進行密封噴水，加壓熱悶，鋼渣冷卻并粉化。換熱后的高溫氣體通過余熱鍋爐4發電，鋼渣余熱得到部分回收。加壓熱悶后的鋼渣穩定性提高，渣鐵分離徹底，便于后續渣鋼分選，選鐵后的尾渣資源價值得到提升。同時，節約了悶渣用水，減少了蒸汽排放，并改善了生產作業環境，實現了節能環保和資源綜合利用。滾筒3表面的呈螺旋狀排列的輥齒13能夠將滾筒3一端的鋼渣破碎并輸送至滾筒3另一端，這種結構增大了鋼渣的破碎距離，既能夠更好的對鋼渣進行破碎，又能夠使一次換熱空氣有較長的換熱距離，方便進行二次換熱。悶渣加壓釜8內設置噴水系統17，噴嘴將水霧化噴入鋼渣，產生蒸汽，噴水量根據釜內壓力自動調節，當壓力達到設定值上限，壓力變送器將信號傳到控制室，控制信號通過plc控制噴水系統電動調節閥，噴水停止；壓力降至設定值下限，壓力變送器再次將信號反饋，控制系統啟動噴水，實行動態噴水。同時，根據鋼渣初始溫度和悶渣量，對噴水量進行總量控制。

所述的鋼渣槽12軸線垂直的兩側設置行走機構11，滾筒3能夠沿行走機構11在鋼渣槽12內行走。行走機構11為現有結構，包括框架，驅動輪，從動輪，電機，減速機和軌道。驅動輪和從動輪與滾筒3一起水平往返移動。這種結構方便滾筒3在鋼渣槽12內往復移動將鋼渣槽12內的鋼渣破碎輸送。鋼渣槽12的寬度大于滾筒3的直徑，這種結構能夠增加鋼渣槽12一次性的儲料量，方便一次盛放和輸送一個渣罐內的鋼渣。

所述的悶渣加壓釜8為兩個，兩個悶渣加壓釜8的一側均設置臺車軌道14，渣罐臺車7能夠沿臺車軌道14行走，兩個悶渣加壓釜8之間設置與臺車軌道14垂直的橫移軌道16，橫移軌道16上配合設置橫移小車18，橫移小車18能夠沿橫移軌道16在兩個悶渣加壓釜8之間移動，橫移小車18上設置軌道，橫移小車18上的軌道與橫移軌道16相連，渣罐臺車7能夠從臺車軌道14移動至橫移小車18上。這種結構通過兩個臺車軌道14和一個橫移軌道16構成“三段式”軌道，其能夠提高悶渣加壓釜8的利用效率和悶渣速度。

本發明針對液態、固液兩相態或固態高溫鋼渣的處理，分別采用空氣和水作為鋼渣處理的冷卻介質。鋼渣進入鋼渣槽12和帶式冷卻機5、以空氣為介質換熱，使鋼渣由液態轉變為固態，呈塊狀，粒度變為0-200mm，溫度降至600℃左右，鋼渣降溫的同時，換熱氣體被加熱。經過初步降溫冷卻處理的鋼渣通過天車吊運及軌道輸送系統，被裝入加壓釜，進行密封噴水，加壓熱悶，鋼渣冷卻并膨化。本技術包括：高溫鋼渣破碎及余熱回收、加壓熱悶、自動卸料轉運三道工序。滾筒3、行走機構11、鋼渣槽12、封閉罩10和控制系統構成高溫鋼渣冷卻破碎裝置，高溫鋼渣冷卻破碎裝置如圖2所示，滾筒3包括筒體，端蓋，輻條，轉軸，輥齒，電機，減速機，軸承。筒體為圓柱筒狀結構，滾筒3的主要部件。端蓋焊接在筒體兩端，使筒體為封閉空腔結構。輻條分別與軸和筒體焊接，有支撐和傳動作用。轉軸沿筒體軸線，通過輻條與筒體連接，有傳動作用。輥齒焊接在筒體表面，沿等距螺旋線均勻分布，滾筒3轉動時攪動鋼渣，有破碎和輸送鋼渣作用。電機和減速機驅動滾筒3轉動。行走機構11包括框架，驅動輪，從動輪，電機，減速機，軌道。用于安裝固定滾筒3，與滾筒3一起水平往返移動。鋼渣槽12采用厚度50mm-100mm的鋼板或板坯制作，圓弧形狀槽體，滾筒3在槽內移動處理鋼渣。控制系統包括限位機構，plc和計算機等，用于控制滾筒3轉動和行走機構11運行。高溫鋼渣由渣罐傾翻倒出，扒渣機9清理渣罐傾翻時殘留的鋼渣，同時將傾倒出的鋼渣扒至鋼渣槽內。滾筒3轉動攪動鋼渣，氣體與鋼渣接觸換熱，帶走部分熱量，鋼渣被冷卻，鋼渣變為大小不等的高溫塊狀和粉狀，尺寸主要介于0-200mm，溫度在1000℃左右。經過高溫破碎和降溫處理的鋼渣被裝入悶渣罐6，天車將悶渣罐6吊運至渣罐臺車7上，渣罐臺車7沿軌道將鋼渣送入悶渣加壓釜8，悶渣加壓釜8密封后，噴水悶渣。鋼渣在高溫高壓下粉化，渣鐵分離，渣中的cao與h2o充分反應，提高鋼渣穩定性。兩個悶渣加壓釜8為一組，密封蓋對開，共用一臺橫移小車18，實現悶渣加壓釜8密封蓋開關和渣罐臺車7的進出。當密封蓋開啟或關閉時，橫移小車移開。當渣罐臺車7需要進出悶渣加壓釜8時，橫移小車18歸位，連接釜內和外部軌道。高溫鋼渣在噴水過程中產生大量蒸汽，蒸汽中攜帶堿性顆粒渣，若是蓋與釜體接觸界面密封不良，長時間有蒸汽逸出，會在密封面結垢，所以必須保證密封蓋與加壓釜密封良好。密封蓋上設密封圈，密封圈嵌入卡槽，固定良好且便于更換，發現密封不良，及時更換密封圈。軸承密封效果好，且防塵防水。悶渣加壓釜8內設置噴水系統17，噴水系統17有噴嘴，噴嘴將水霧化噴入鋼渣，產生蒸汽，噴水量根據釜內壓力自動調節，當壓力達到設定值上限，壓力變送器將信號傳到控制室，控制信號通過plc控制噴水系統電動調節閥，噴水停止；壓力降至設定值下限，壓力變送器再次將信號反饋，控制系統啟動噴水，實行動態噴水。同時，根據鋼渣初始溫度和悶渣量，對噴水量進行總量控制。悶渣加壓釜8的蒸汽排放管道上設壓力調節閥，當內部壓力低于設定的工藝要求壓力值時，壓力調節閥關閉，釜內壓力上升，達到設定的工藝要求壓力值時，調節閥開啟，蒸汽放散。使悶渣加壓釜8內壓力保持在工藝要求范圍內，達到良好的悶渣效果。壓力調節閥并聯安裝。悶渣加壓釜8頂部設有兩個安全閥，當釜內壓力瞬時增大，達到或超過設定的安全值時，安全閥自動打開減壓。安全閥使加壓釜內壓力不超過設計安全值。壓力變送器將過壓信號傳到控制室，啟動報警器。悶渣加壓釜8的蒸汽排放管道上設緊急放散閥，當收到過壓報警信號時，人工啟動緊急放散閥門，或直接啟動悶渣加壓釜8的密封蓋電機，打開密封蓋。過壓報警只有在壓力調節閥失效，同時兩個安全閥均出現故障無法自動開啟時發出緊急信號。悶渣完畢后，開啟悶渣加壓釜8密封蓋，橫移小車18回歸工作位并連接臺車軌道14，電機車將渣罐臺車7牽引出悶渣加壓釜8，天車將悶渣罐6吊運至卸料位，悶渣罐6底部設有自重鎖緊翻板，悶渣罐6底部的翻板在鋼渣重力作用下自動打開，鋼渣落入下方的汽車內。上述整個鋼渣處理系統布局緊湊，流程順暢，占地面積小，可在鋼廠已有的鋼渣處理跨內實施建造。渣罐傾翻機構、扒渣機、帶式冷卻機和悶渣加壓釜為現有的成熟的機電一體品，根據具體工藝要求設計扒渣機的機械臂運行方式、動作角度和具體尺寸，設備本體由設備廠家根據訂貨要求制作。可根據鋼渣處理的工作環境和工藝要求，進行設計改進。悶渣加壓釜設計動態噴水系統，增加壓力調節裝置，設計安全控制系統，密封蓋的密封圈、軸承、液壓缸等部件需滿足悶渣作業的環境要求。

轉爐鋼渣為液態或固液兩相態。天車將來自爐前的渣罐調運至渣罐傾翻機構，渣罐傾翻的同時，扒渣機將鋼渣送入鋼渣槽12。鋼渣槽12內安裝有滾筒3，滾筒3表面帶有呈螺旋狀排列的輥齒，在滾筒3轉動過程中，鋼渣被翻動，冷卻氣體穿過鋼渣，氣體被加熱，同時鋼渣被冷卻，溫度降至1000℃左右，變為塊狀高溫固態渣。經過一次冷卻的鋼渣被輸送至帶式冷卻機，再次氣體換熱，鋼渣溫度降至600℃左右。鋼渣由帶式冷卻機送入悶渣罐，天車將悶渣罐調運至渣罐臺車，臺車沿軌道將鋼渣送入加壓釜，加壓釜密封后，噴水悶渣。渣中的cao、mgo與h2o充分反應，鋼渣在高溫高壓下粉化，渣鐵分離。鋼渣在加壓釜內熱悶完畢后，臺車將悶渣罐移出，天車調運悶渣罐至卸渣位，在鋼渣自重作用下悶渣罐翻板自動打開，鋼渣落入下方汽車內，轉運至磁選生產線。氣體經過兩次換熱，得到高溫氣體，通過管道輸送到余熱鍋爐，進行余熱發電。

鋼渣余熱回收及加壓悶渣工藝，其特征在于：包括以下步驟：

步驟一，天車將來自爐前的渣罐調運至渣罐傾翻機構，渣罐傾翻機構將渣罐傾翻，高溫鋼渣由渣罐傾翻倒出，扒渣機清理渣罐傾翻時殘留的鋼渣，同時將傾倒出的鋼渣扒至鋼渣槽內；

步驟二，滾筒沿行走機構在鋼渣槽內行走，行走過程中將鋼渣槽內的鋼渣破碎并輸送至帶式冷卻機上；

步驟三，帶式冷卻機將鋼渣送入悶渣罐，輸送過程中，第一風機將外界空氣吹入帶式冷卻機，使外界空氣與帶式冷卻機上的鋼渣換熱，換熱后的氣體進入滾筒內，并與滾筒內的鋼渣完成二次換熱，鋼渣槽上的第二風機將二次換熱后的氣體吹至余熱鍋爐內進行余熱發電，天車將悶渣罐調運至渣罐臺車；

步驟四，渣罐臺車沿軌道將鋼渣送入悶渣加壓釜，悶渣加壓釜密封后，噴水悶渣；

步驟五，鋼渣在悶渣加壓釜內熱悶完畢后，渣罐臺車將悶渣罐移出，天車調運悶渣罐至卸渣位，在鋼渣自重作用下悶渣罐翻板自動打開，鋼渣落入下方汽車內，轉運至磁選生產線。

在步驟四中，悶渣加壓釜的噴水量根據釜內壓力自動調節，當壓力達到設定值上限，壓力變送器將信號傳到控制室，控制信號通過plc控制噴水系統電動調節閥，噴水停止；壓力降至設定值下限，壓力變送器再次將信號反饋，控制系統啟動噴水，實行動態噴水。

以上結合附圖對本發明的具體實施方式作了說明，但這些說明不能被理解為限制了本發明的范圍，本發明未詳盡描述的技術內容均為公知技術。