CN105803186A - 转炉烟尘回收工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明是有关于一种转炉烟尘回收工艺，包括：将转炉烟尘和生石灰输送至原料预处理系统中，使转炉烟尘和生石灰在所述原料预处理系统中混合均匀，并使生石灰在所述原料预处理系统中进行消化反应；将消化反应后的混合物料输送至碾磨压型系统中，由碾磨压型系统对混合物料进行碾磨处理，并对碾磨处理后的混合物料进行加压成型处理，以获得压制成型的生物块；将生物块输送至加热反应系统中，在加热反应系统中对生物块进行氧化处理形成熟物块，该熟物块可作为转炉炼钢的原材料。本发明可以在降低转炉烟尘的回收成本的同时，避免对生产环境以及生活环境的污染，并有效避免回收处理后的熟物料作为转炉炼钢原材料时对钢的品质的不良影响。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶炼技术领域，特别是涉及钢铁冶炼过程中的转炉烟尘回收工艺。
背景技术
由于钢铁冶炼过程中产生的转炉烟尘(即转炉除尘灰或者转炉除尘污泥)中具有较高的铁含量(如铁含量可以达到63％以上)，而磷、硫以及硅等有害杂质的含量却较小，因此，转炉烟尘具有较高的回收再利用价值。
现有的转炉烟尘回收工艺通常为：将转炉烟尘与生石灰及其它含铁原料进行混合，并加入粘结剂，之后进行压球处理及干燥处理(如烘干处理或者晒干处理或者晾干处理等)，并将干燥处理后的球团运送至转炉，以作为转炉炼钢的原材料。
发明人在实现本发明过程中发现，虽然对转炉烟尘回收可以降低炼钢的成本，然而，现有的转炉烟尘回收工艺主要存在如下问题：
1、如果粘结剂(如膨润土、淀粉以及硅胶等)使用量较少，则球团粉化率会较高，从而导致需要再次进行球团制作的返回粉料较多，这不但增加了转炉烟尘的回收成本，而且恶化了转炉设备、运输设备以及回收设备的生产环境；
2、如果为了提高球团的强度而大量使用粘结剂，会导致成品球团中的有害元素上升，这不但会对钢的品质产生不良影响，而且会增加转炉烟尘的回收成本；
3、在球团的制作过程中，原材料会粘结在相应的设备上，如消化处理过程中，原材料会粘结在消化料仓中并有可能堵截消化料仓的出料口，这需要对相应的设备进行清理(如人工清理设备)，从而降低了设备的有效利用率，进而增加了转炉烟尘的回收成本。
发明内容
本发明的主要目的在于之一，提供一种转炉烟尘回收工艺，所要解决的技术问题是，在降低转炉烟尘的回收成本的同时，避免对生产环境的污染，并避免回收处理后的熟物料对钢的品质的不良影响。
本发明的目的以及解决其技术问题可以采用以下的技术方案来实现。
依据本发明的一个方面，提出一种转炉烟尘回收工艺，包括：将转炉烟尘和生石灰输送至原料预处理系统中，使转炉烟尘和生石灰在所述原料预处理系统中混合均匀，并使生石灰在所述原料预处理系统中进行消化反应；将消化反应后的混合物料输送至碾磨压型系统中，所述碾磨压型系统对进行碾磨处理，并对碾磨处理后的混合物料进行加压成型处理，以获得压制成型的生物块；将所述生物块输送至加热反应系统中，在所述加热反应系统中对所述生物块进行氧化处理，使所述生物块形成熟物块，所述熟物块可作为转炉炼钢的原材料。
借由上述技术方案，本发明的转炉烟尘回收工艺至少具有下列优点及有益效果：本发明通过对消化反应后的混合物料进行碾磨处理，并压制成型为生物块，在不需要增加粘结剂的情况下，通过对生物块进行氧化处理，使生物块形成具有较强强度的熟物块，即熟物块不易破碎为碎料；由于混合物料中并没有包含有粘结剂，因此，本发明的回收工艺所形成的可以作为转炉炼钢的原材料的熟物块不会对钢的品质产生不良影响，且可以有效避免粘结剂对设备的粘结现象；本发明通过使用底部为平底，且两侧壁为向外突出的圆弧状侧壁，并带有盖板的消化料槽作为生石灰消化反应的消化容器，不但可以避免消化过程中的水分蒸发所引起的环境污染(蒸发的水分中包含有细微粉尘)，而且由于可以使用抓斗机等设备方便的从消化料槽中抓取消化反应后的混合物料，因此，即便是混合物料粘结在消化料槽中，抓斗机的抓取混合物料的过程可以同时清理粘结在消化料槽中的混合物料，在一定程度上避免了人工清理设备的过程；从而本发明提供的技术方案可以在降低转炉烟尘的回收成本的同时，避免对生产环境以及生活环境的污染，并有效避免了回收处理后的熟物料对钢的品质的不良影响。
综上所述，本发明在技术上具有显著的进步，并具有明显的积极的技术效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。
附图说明
图1为本发明的转炉烟尘回收工艺的示意图；
图2为本发明的单个消化料槽的示意图；
图3为本发明的并列设置的多个消化料槽的示意图；
图4为本发明的加热反应系统的示意图；
图5为本发明的氧化处理后的熟物块的示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段以及相关功效，以下结合附图1-5以及较佳实施例，对依据本发明提出的转炉烟尘回收工艺的具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。
本实施例的转炉烟尘回收工艺主要包括如下四个处理过程：
处理过程一、原料的预处理过程。
具体的，本实施例是通过原料预处理系统1(如图1所示)来实现原料的预处理的。原料预处理系统1针对输入其中的转炉烟尘和生石灰主要进行两种处理，一是使转炉烟尘和生石灰混合均匀，二是使生石灰进行消化反应。
由此可知，本实施例中的原料预处理系统1主要包括：搅拌装置(如搅拌机等)以及消化反应装置(如封闭式消化容器等)；其中的搅拌装置主要用于通过搅拌、加湿使输入其中的转炉烟尘和生石灰混合均匀并使生石灰进行初期消化，以生成氢氧化钙，消化度通常可以达到85％以上；其中的消化反应装置主要用于使混合均匀的转炉烟尘和生石灰在其内部困料充分，优选的，混合均匀的转炉烟尘和生石灰在消化反应装置中的困料时间不少于24小时，从而使生石灰在其内进行更彻底的消化反应。消化反应装置应使尽可能多的生石灰与水生成氢氧化钙，如至少使95％的生石灰与水一起生成氢氧化钙。另外，本实施例的消化反应后所获得的混合物料的含水率通常在5％-15％之间。
本实施例中的转炉烟尘和生石灰的比例通常可以采用4:1-6:1。
在图1中，石灰仓中的生石灰(即图1中的石灰粉)和除尘灰仓中的转炉烟尘(即图1中的除尘灰)被输送至搅拌机(即原料预处理系统1中的搅拌装置)内。
本实施例可以根据实际需求将回收的含铁物料(如炼钢企业相应厂房的地面或者设备上的铁屑等)也输送至原料预处理系统1中，如图1中所示，汇料斗中的含铁物料通过筛选后，较细小的含铁物料与搅拌机输出的混合均匀的转炉烟尘和生石灰一起通过皮带机传输至消化料槽(即原料预处理系统中的封闭式消化容器)中，当然，本实施例也可以将较细小的含铁物料与搅拌机输出的混合均匀的转炉烟尘和生石灰一起通过多个皮带传送装置(如图1中的皮带机以及大倾角皮带机等)传输至具有钢结构的消化仓(属于原料预处理系统1中的消化反应装置)中。
如果本实施例中的消化料槽是通过在地面挖坑等方式而设置的，则该消耗料槽也可以称为消化料坑。
本实施中的封闭式消化容器主要包括：至少一个消化料槽以及至少一个盖板，在通常情况下，一个消化料槽对应一个盖板(如一个消化料槽上设置有一个滑动盖板)，当然，一个消化料槽也可以对应多个盖板(如一个消化料槽上设置有两个相对滑动的滑动盖板)。
图3中示出了四个消化料槽，其中，左侧的三个消化料槽上均覆盖有盖板，形成了封闭式消化容器，而最右侧的一个消化料槽上的盖板被打开了，可以看到该消化料槽中的混合物料。
消化料槽的一个具体例子如图2所示，图2中的消化料槽的底部为平底，从而可以方便抓斗机在消化料槽的底部平稳行驶，图2中的消化料槽的两侧壁为向外突出的圆弧状侧壁，该圆弧状侧壁可以方便抓斗机的抓斗抓取混合物料。在抓斗机从消化料槽中抓取混合物料的过程中，可以将粘结在消化料槽底部和侧壁的混合物料一起抓取走，从而在抓取的同时实现了清理消化料槽的目的。
处理过程二、碾磨压制成型处理过程。
具体的，本实施例是通过碾磨压型系统2(如图1所示)来实现将原料预处理系统1所输出的混合物料进行碾磨压制成型处理的。碾磨压型系统2针对输入其中的混合物料主要进行两种处理，一是使混合物料通过碾磨而进一步被粉碎且同时增强混合物料的密实度，二是使碾磨后的混合物料加压成型。
由此可知，本实施例中的碾磨压型系统2主要包括：混碾装置(如混碾机)、压球装置(如压球机)以及筛分装置(如筛网)。混碾装置主要用于通过轮碾方式对原料预处理系统1输出的消化反应后的混合物料进行碾磨处理，且本实施例应使混碾装置中的湿度保持在10％-20％之间。压球装置主要用于将轮碾以及调湿处理后的混合物料压制成生球(即生物块)，如采用低中压的压球机将轮碾以及调湿处理后的混合物料压制成生球。筛分装置主要用于对压球装置压制而成的生球进行振动筛选，使符合要求的生球与碎料相分离，如通过震动筛网，使碎料从筛网的孔眼中漏掉，而最终保留在筛网上的是符合要求的生球，筛网的孔眼可以根据生球的实际尺寸来设置。
在图1中，原料预处理系统1输出的消化处理后的混合物料可以先少量存储在碾磨压型系统2的中间仓中，并由该中间仓将其存储的混合物料提供给混碾机，通过向混碾机中加入水可以使混碾装置中的湿度保持在10％-20％之间，经过混碾机轮碾后的混合物料可以通过一个皮带机(如大倾角皮带机)传送给另一个皮带机，并由该另一个皮带机将轮碾后的混合物料传输给中间仓，并由该中间仓将其存储的轮碾后的混合物料提供给压球机，压球机对混合物料进行压制成型处理后，将压制成型的生球提供给筛网，筛网筛下的碎料可以经由皮带传输装置(如皮带机以及大倾角皮带机)提供给刮板式运输机，以再次进行压制成型处理；筛网上最后保留下来的生球即为符合要求的生球。
需要说明的是，由于生球需要进行充分的氧化处理，因此，本实施例通常可以采用现有的中低压压球机进行生球的压制成型，而不会采用高压压球机进行生球的压制成型。
处理过程三、氧化处理。
具体的，本实施例是通过加热反应系统3(如图1所示)来实现对碾磨压型系统2输出的生物块(如生球)进行氧化处理的，加热反应系统3通过对输入其中的生物块进行氧化处理以使生物块形成熟物块，从而可以将该熟物块作为转炉炼钢的原材料。
由此可知，本实施例中的加热反应系统3主要包括：可耐热的反应容器，如设置有催化酶装置的反应容器(如图1中的反应罐)等。反应容器中的氧化处理可能会产生少量的水(如热水)，本实施例可以通过管道将反应容器中的水引入到原料预处理系统1以及碾磨压型系统2中进行再利用，如反应容器中产生的水可以引入到原料预处理系统1的搅拌机中进行原材料搅拌(如图1所示)，再如反应容器中产生的水可以引入到碾磨压型系统2的混碾机中进行调湿处理(如图1所示)。
本实施例可以通过皮带机、溜槽以及螺旋卸料器等设备将碾磨压型系统2所输出的符合要求的生球加入到反应容器中，以避免生球直接加入反应容器时，由于反应容器较高而使生球摔碎的现象。反应容器的一个具体例子如图4所示，图4中的反应容器上部进气(氧化处理处理所需的气体)，下部出气(多余的气体以及产生的烟尘等)。
本实施例的生物块在反应容器中的氧化处理的一个具体的例子为，将温度不低于150℃(如150℃)的高温氧化气体通过催化酶装置后进入反应容器，使反应容器中的生球与氧气进行氧化反应，且该反应容器中的氧化反应的时间通常应保持在7-9小时(如9小时)，从而使生球中的铁和氧化亚铁充分被氧化，而生成三氧化二铁，即生球被氧化处理后形成熟球，且熟球的球团化合固结的主要成分为三氧化二铁。本实施例的氧化处理后的熟球的颜色通常呈现为红色(如图5所示)，且本实施例所获得的熟球中的三氧化二铁的质量占比可以为40％-60％。
本实施例中的温度不低于150℃的高温氧化气体可以为温度不低于150℃的高温空气，考虑到节能环保等因素，本实施例中的温度不低于150℃的高温氧化气体也可以为温度不低于150℃，且加入了氧气(如加入了少量氧气)的石灰窑高温废气，如通过引风机将石灰窑高温废气引入反应容器中。
处理过程四、冷凝除尘处理。
具体的，本实施例中的原料预处理系统1、碾磨压型系统2以及加热反应系统3在各自工作过程中均会产生的气体以及烟尘等物质，本实施例应对其进行冷凝除尘处理，以降低气体以及烟尘等物质对环境的破坏。
本实施例可以使用冷凝除尘系统4来实现冷凝除尘处理，如本实施例使原料预处理系统1、碾磨压型系统2以及加热反应系统3分别通过管道与冷凝除尘系统4连接，冷凝除尘系统4可以包括U型管，且U型管的底部设置有多支喷雾设备，喷雾设备通过喷雾实现对流经U型管的气体以及烟尘等物质进行降温除尘。
本实施例中的消化料槽的侧壁的上部区域可以通过管道与冷凝除尘系统4连通，且本实施例中的反应容器的底部可以通过管道与冷凝除尘系统4连通。另外，本实施例中的搅拌机以及消化仓等也可以通过管道与冷凝除尘系统4连通。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而，上述实施例并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (9)
1.一种转炉烟尘回收工艺，其特征在于，包括：
将转炉烟尘和生石灰输送至原料预处理系统中，使转炉烟尘和生石灰在所述原料预处理系统中混合均匀，并使生石灰在所述原料预处理系统中进行消化反应；
将消化反应后的混合物料输送至碾磨压型系统中，所述碾磨压型系统对进行碾磨处理，并对碾磨处理后的混合物料进行加压成型处理，以获得压制成型的生物块；
将所述生物块输送至加热反应系统中，在所述加热反应系统中对所述生物块进行氧化处理，使所述生物块形成熟物块，所述熟物块作为转炉炼钢的原材料。
2.如权利要求1所述的转炉烟尘回收工艺，其特征在于，所述原料预处理系统包括：搅拌装置和封闭式消化容器，所述搅拌装置通过搅拌使所述转炉烟尘和生石灰混合均匀，混合均匀的转炉烟尘和生石灰在所述消化容器中困料至少24小时，以使生石灰在所述消化容器中进行消化反应。
3.如权利要求2所述的转炉烟尘回收工艺，其特征在于，所述封闭式消化容器包括：至少一个消化料槽和至少一个盖板，所述消化料槽的底部为平底，且所述消化料槽的两侧壁为向外突出的圆弧状侧壁，所述盖板覆盖在消化料槽的上端面，以形成封闭式消化容器。
4.如权利要求1所述的转炉烟尘回收工艺，其特征在于，所述碾磨压型系统包括：混碾装置、压球装置以及筛分装置，所述混碾装置对消化反应后的混合物料进行轮碾以及调湿处理，所述混碾装置中的湿度保持在10％-20％之间，所述压球装置将轮碾以及调湿处理后的混合物料压制成生球，所述筛分装置对压球装置压制而成的生球进行振动筛选，使符合要求的生球与碎料相分离。
5.如权利要求1所述的转炉烟尘回收工艺，其特征在于，所述加热反应系统包括：设置有催化酶装置的反应容器；
所述氧化处理包括：使温度不低于150℃的高温氧化气体通过催化酶装置后进入反应容器，使反应容器中的生球进行氧化反应，使所述生球中的铁和氧化亚铁氧化生成三氧化二铁。
6.如权利要求5所述的转炉烟尘回收工艺，其特征在于：
所述温度不低于150℃的高温氧化气体包括：温度不低于150℃的高温空气或者温度不低于150℃且加入氧气的石灰窑高温废气。
7.如权利要求5所述的转炉烟尘回收工艺，其特征在于，所述生球进行氧化反应的时间为7-9小时。
8.如权利要求5所述的转炉烟尘回收工艺，其特征在于：
所述熟物块中的三氧化二铁的质量占比为40％-60％。
9.如权利要求1至7中任一权利要求所述的转炉烟尘回收工艺，其特征在于，所述原料预处理系统、碾磨压型系统以及加热反应系统分别通过管道与冷凝除尘系统连接，所述冷凝除尘系统通过喷雾方式实现降温除尘。
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