一种熔融钢渣盘式风冷双旋辊破碎处理装置的制作方法

1.本实用新型涉及钢渣处理技术领域，具体而言，涉及一种熔融钢渣盘式风冷双旋辊破碎处理装置。


背景技术：

2.2019年我国每年钢产量9.8亿吨，每生产一吨钢约产生钢渣120～140kg，钢渣年产生量超过1.2亿吨。钢渣中含有铁金属资源以及硅酸钙等无机材料两种类型的资源，具备资源化利用的物质属性。长期以来，我国铁矿石主要依赖进口，资源十分紧缺。我国钢渣可望回收铁资源近2000万吨，无机材料达8000余万吨，具有重大的资源回收价值意义。
3.钢渣中金属铁和无机材料资源的高效回收首先要进行破碎分离，再采用磁选等方式实现两类物料的分离，从而得到针对性的资源化利用。钢渣的预处理工艺是钢渣的破碎磁选处理的前提条件，通过高温条件下的预处理实现钢渣更加高效的破碎筛分磁选。
4.目前钢渣的预处理工艺有热闷法、热泼法、滚筒法、风淬法等生产工艺，热泼法生产方式落后，处理过程简单粗放，存在环境污染严重，金属资源回收率低等问题，应尽快淘汰；滚筒法仅适用于流动性好的液态钢渣，钢渣处理率不到50％，且装备运行成本高，故障高，目前仅用于宝钢系内少数钢铁企业；风淬法采用采用大风量将液态钢渣吹散冷却成细小颗粒，仅适用于液态钢渣的处理，且钢金属铁资源回收率低。
5.国内主要钢渣处理方法为热闷法，该工艺具备适应性广，热闷后钢渣粉化效果好，渣铁分离效果好，金属铁回收率高，尾渣安定性合格等一系列的优点。目前热闷法分为池式热闷和有压热闷两种工艺。池式热闷法采用工程机械化操作的工艺方法，即使用挖掘机对倒入热闷池的高温钢渣进行扒渣破碎，需要进一步提高装备化水平和环境排放。有压热闷方式采用机械化的辊压破碎机对高温钢渣进行破碎，具有装备化、自动化程度高等优点，但投资相对较高，密闭性差且破碎过程采用水冷方式无法进行余热回收。
6.钢渣出渣温度高达1600℃，吨渣热值超过50kg标煤，其中蕴含了大量的余热资源。按照2019年我国钢渣量1.2亿吨计，其中余热资源相当于600万吨标煤，对应经济价值达数十亿元，具有巨大的经济市场空间。目前围绕冶金渣等高温熔渣的余热回收还往往处于试验研究阶段，往往难以实现渣热两种资源的全部资源化利用。国内外针对风淬钢渣余热回收进行了大量的试验室及工业化中试试验研究，但往往因方法不当，铁资源的回收率低，生产不连续，综合经济效益差而无法生产应用。此外还有采用冶炼渣冷却产生水蒸汽或热水进行换热利用，但余热利用率低，不具备工业化运行的经济条件。


技术实现要素：

7.针对上述问题，本实用新型提供一种熔融钢渣盘式风冷双旋辊破碎处理装置，以解决现有技术中钢渣处理工艺及装备占地空间大，系统投资高，余热无法回收利用的问题。
8.本实用新型提供了一种熔融钢渣盘式风冷双旋辊破碎处理装置，包括盘式破碎床、双旋辊、自转电机、支撑行走机构，所述双旋辊转动的设于盘式破碎床内，自转电机驱动
双旋辊沿盘式破碎床径线方向旋转，支撑行走机构驱动双旋辊沿周线方向旋转，双旋辊径线方向旋转推动高温渣从盘式破碎床的中心向外周移动破碎，双旋辊周线方向旋转推动高温渣沿周线从盘式破碎床的入口向出口移动破碎，双旋辊沿盘式破碎床径线方向转向与双旋辊沿盘式破碎床周线方向转向反向相切。
9.进一步地，所述盘式破碎床包括进渣口、盘罩、盘壁、渣层、垫层、底床、篦条、风膛、出渣口、水封槽，所述进渣口在盘式破碎床上部盘罩的顶部靠近中心位置，盘罩在盘式破碎床顶部，盘壁在盘式破碎床外侧一周，渣层在垫层上方，垫层在盘式破碎床底床上方，底床中有篦条，风膛连通设于底床下方，出渣口在底床和风膛下方沿底床一侧径向开口，水封槽在盘罩、盘壁和底床之间连接处。
10.进一步地，所述双旋辊包括辊轴、辊齿、中心轴、轴座、连接座，辊齿固设在辊轴上，中心轴与连接座均垂直设置，辊轴两端分别与中心轴顶部和连接座顶部水平交叉可转动连接，轴座固设于盘式破碎床下方中部，中心轴与轴座可转动的同轴设置，辊轴可转动的贯穿盘壁，连接座通过辊轴设于盘式破碎床外侧，自转电机固定端与连接座固接，自转电机输出端驱动辊轴在中心轴和连接座之间沿盘式破碎床径线方向自转。
11.进一步地，所述支撑行走机构包括齿圈、周转电机、辊轮、钢轨，所述齿圈、钢轨沿盘式破碎床外周环形设置，齿圈与双旋辊的连接座固接，双旋辊的连接座通过辊轮旋转的设于钢轨上，周转电机与齿圈齿轮啮合通过双旋辊驱动盘式破碎床的盘壁绕轴座沿周线方向周转。
12.进一步地，所述进渣口在盘式破碎床内部部分为圆柱型结构，直径不低于1000mm，进渣口在盘式破碎床外部部分为倒锥型结构，最上部直径不低于3000mm，最底部直径与盘式破碎床内部分相等，进渣口主体为钢结构，钢结构厚度不低于8mm，内侧为耐火材料，耐火材料厚度不低于50mm，出渣口为长方形结构，长度不低于2000mm，宽度不低于1000mm。
13.进一步地，所述盘罩为盘型密闭罩覆盖于盘式破碎床上方，所述盘壁在盘式破碎床外侧一周形成封闭，盘罩与盘壁主体均为钢结构材料，钢结构厚度不低于6mm，钢结构内侧安装耐火材料，耐火材料厚度不低于30mm。
14.进一步地，所述双旋辊具有2
‑
4个辊轴，各个辊轴沿盘式破碎床径向均匀分布，所述辊齿沿辊轴轴向与径向均匀分布，在辊轴同一径向方向具有2
‑
4个辊齿。
15.进一步地，所述双旋辊具有3个辊轴，在辊轴同一径向方向具有3个辊齿，辊轴直径不低于400mm，辊齿宽度为50
‑
400mm，长度为500
‑
1500mm，所述中心轴直径不低于300mm。
16.本实用新型中的熔融钢渣盘式风冷双旋辊破碎处理装置，具有装备化自动化水平高，生产连续性强，作业效率高，空间占地小，密闭性强，系统投资低，余热回收率高等优点，在实现高温钢渣破碎预处理的同时，将实现钢渣余热回收利用的突破，是对现有钢渣处理工艺技术装备的跨越式升级。
17.本实用新型采用盘式破碎床，双旋辊作为熔融钢渣高效冷却破碎核心装备，采用固定式盘式破碎床作为钢渣处理空间载体，具有密闭性高，占地面积小的优点；同时，采用双旋辊新型破碎机围绕盘式破碎床进行旋转对钢渣高效破碎，钢渣在双旋辊的自转、周转双重作用下，钢渣得到了充分的搅拌破碎，一个盘式破碎机内设置多个双旋破碎辊，具有破碎效率高，钢渣处理量大等优点。
18.此外，破碎过程中，采用循环风对高温钢渣进行风冷，进而对风冷换热所得热风温
度高可进行回收利用，钢渣余热回收率超过70％。风冷换热所得高温烟气可进行余热回收发电，吨渣发电量达超过30kwh，余热回收经济效益显著。
19.本实用新型优点从装置上和方法上实现熔融钢渣风冷破碎和余热回收处理，为钢渣的余热回收利用提供了前提条件，采用风冷工艺无需水冷工艺所用给排水系统，处理过程采用循环风冷却无烟气外排，相比传统工艺避免了湿烟气的产生，大幅度降低了高碱性湿烟气处理等公辅设施投资，大幅度提高了钢渣处理装备化水平，提高了钢渣处理效率，突破了钢渣余热回收利用的难题，彻底解决了钢渣处理过程排放难题，增大了钢渣综合利用收益，大幅度降低了水、除尘等公辅设施投资，有效降低钢渣生产运营成本，具有突出的经济和社会效益。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
21.图1为本实用新型提供的熔融钢渣盘式风冷双旋辊破碎处理装置的整体示意图；
22.图2为本实用新型提供的熔融钢渣盘式风冷双旋辊破碎处理装置的俯视示意图；
23.图3为本实用新型提供的熔融钢渣盘式风冷双旋辊破碎处理装置双旋辊齿在辊轴上的分布示意图。
24.附图标记说明：
[0025]1‑
渣罐，2
‑
倒渣机，3
‑
高温渣，4
‑
拔渣机，5
‑
盘式破碎床，6
‑
进渣口，7
‑
盘罩，8
‑
盘壁，9
‑
双旋辊，10
‑
辊轴，11
‑
辊齿，12
‑
渣层，13
‑
自转电机，14
‑
齿圈，15
‑
周转电机，16
‑
辊轮，17
‑
钢轨，18
‑
垫层，19
‑
底床，20
‑
篦条，21
‑
风膛，22
‑
出渣口，23
‑
水封槽，24
‑
中心轴，25
‑
轴座，26
‑
风机，27
‑
风管，28
‑
连接座。
具体实施方式
[0026]
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
[0027]
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0028]
实施例1
[0029]
参见附图1，本实用新型提供了一种熔融钢渣盘式风冷双旋辊破碎处理装置，包括盘式破碎床5、双旋辊9、自转电机13、支撑行走机构，所述双旋辊9转动的设于盘式破碎床5
内，自转电机13驱动双旋辊9沿盘式破碎床5径线方向旋转，支撑行走机构驱动双旋辊9沿周线方向旋转，双旋辊9径线方向旋转推动高温渣3从盘式破碎床5的中心向外周移动破碎，双旋辊9周线方向旋转推动高温渣3沿周线从盘式破碎床5的入口向出口移动破碎，双旋辊9沿盘式破碎床5径线方向转向与双旋辊9沿盘式破碎床5周线方向转向反向相切。
[0030]
所述盘式破碎床5包括进渣口6、盘罩7、盘壁8、渣层12、垫层18、底床19、篦条20、风膛21、出渣口22、水封槽23，所述进渣口6在盘式破碎床5上部盘罩7的顶部靠近中心位置，盘罩7在盘式破碎床5顶部，盘壁8在盘式破碎床5外侧一周，渣层12在垫层18上方，垫层18在盘式破碎床5底床19上方，底床19中有篦条20，风膛21连通设于底床19下方，出渣口22在底床19和风膛16下方沿底床19一侧径向开口，水封槽23在盘罩7、盘壁8和底床19之间连接处，进渣口6与出渣口22在底床19轴向投影夹角为30
‑
90
°
，优选为60
°
。
[0031]
所述双旋辊9包括辊轴10、辊齿11、中心轴24、轴座25、连接座28，辊齿11固设在辊轴10上，中心轴24与连接座28均垂直设置，辊轴10两端分别与中心轴24顶部和连接座28顶部水平交叉可转动连接，轴座25固设于盘式破碎床5下方中部，中心轴24与轴座25可转动的同轴设置，连接座28通过辊轴10设于盘式破碎床5外侧，自转电机13固定端与连接座28固接，自转电机13输出端驱动辊轴10在中心轴24和连接座28之间沿盘式破碎床5径线方向自转。
[0032]
所述支撑行走机构包括齿圈14、周转电机15、辊轮16、钢轨17，所述齿圈14、钢轨17沿盘式破碎床5外周环形设置，齿圈14与双旋辊9的连接座28固接，双旋辊9的连接座28通过辊轮16旋转的设于钢轨17上，周转电机15与齿圈14齿轮啮合通过双旋辊9驱动盘式破碎床5的盘壁8绕轴座25沿周线方向周转。
[0033]
所述进渣口6在盘式破碎床5内部部分为圆柱型结构，直径不低于1000mm，进渣口6在盘式破碎床5外部部分为倒锥型结构，最上部直径不低于3000mm，最底部直径与盘式破碎床5内部分相等，进渣口6主体为钢结构，钢结构厚度不低于8mm，内侧为耐火材料，耐火材料厚度不低于50mm。
[0034]
所述盘罩7为盘型密闭罩覆盖于盘式破碎床5上方，辊轴10可转动的贯穿盘壁8，所述盘壁8在盘式破碎床5外侧一周形成封闭，盘罩7与盘壁8主体均为钢结构材料，钢结构厚度不低于6mm，钢结构内侧安装耐火材料，耐火材料厚度不低于30mm。
[0035]
所述双旋辊9具有2
‑
4个辊轴10，各个辊轴10沿盘式破碎床5径向均匀分布，所述辊齿11沿辊轴10轴向与径向均匀分布，在辊轴10同一径向方向具有2
‑
4个辊齿11。
[0036]
所述双旋辊9具有3个辊轴10，在辊轴10同一径向方向具有3个辊齿11，辊轴10直径不低于400mm，辊齿11宽度为50
‑
400mm，长度为500
‑
1500mm，所述中心轴24直径不低于300mm。
[0037]
实施例2
[0038]
参见附图1，本实用新型的熔融钢渣盘式风冷双旋辊破碎处理装置还包括渣罐1、倒渣机2、高温渣3、拔渣机4、风机26、风管27，所述渣罐1在倒渣机2上，高温渣3在渣罐1中，拔渣机4在倒渣机2侧部，盘式破碎床5在倒渣机2下方，盘式破碎床5、风机26经风管27连接。
[0039]
所述渣罐1用于盛高温渣3，倒渣机2可实现自动倾翻渣罐1，倾翻角度为0
‑
180度。
[0040]
所述盘式破碎床5为圆型盘状全密闭结构，盘式破碎床5直径为5
‑
30m，主体结构采用钢结构材料，辊轴10采用耐热钢材，辊轴10采用强制水冷保护，辊齿11采用耐热、耐磨钢
铁材料，；辊齿11上半部接近辊轴10部分采用强制冷却保护。
[0041]
所述渣层12厚度为100
‑
800mm，垫层18厚度不低于50mm，垫层13可采用常温钢渣、矿渣、废石颗粒作原料，优选钢渣颗粒，颗粒直径不低于10mm。
[0042]
所述底床19为钢结构，底床19底部设置钢结构篦条20，篦条20厚度不低于10mm，相邻两个篦条20间间距为5
‑
50mm。
[0043]
所述风膛21采用钢结构材料，材料厚度不低于5mm，风膛21空间高度不低于500mm。
[0044]
所述出渣口22为长方形结构，在底床19一侧沿径向开口，长度不低于2000mm，宽度不低于1000mm；出渣口22采用钢结构材料，材料厚度不低于5mm。
[0045]
所述水封槽23采用钢结构材料，材料厚度不低于5mm，水封槽18内部宽度不低于50mm，深度不低于80mm。
[0046]
所述中心轴24为钢结构圆柱结构，采用耐热耐磨钢材，采用强制冷却保护，轴座25为混凝土或钢结构支座。
[0047]
所述风管27采用钢结构材料，材料厚度不低于3mm，风管27外部采用无机保温材料，材料厚度不低于30mm。风机26是耐高温循环风机，可承受最高风温不低于180℃。
[0048]
实施例3
[0049]
所述双旋辊9的辊轴10在自转电机13的驱动下实现转动，从而带动辊齿11围绕辊轴10转动；调节自转电机13转向可改变辊轴10转动方向，自转电机13正方向转动则辊轴10正方向转动，反之则逆方向转动。
[0050]
所述双旋辊9外齿圈14在周转电机15的驱动下实现双旋辊9辊轮16围绕盘式破碎床5外钢轨17周转；通过调节周转电机15转向改变双旋辊9转动方向，周转电机15正方向转动则双旋辊9正方向转动，反之则逆方向转动。
[0051]
采用上述的熔融钢渣盘式风冷双旋辊破碎处理装置进行高温渣3破碎处理包括以下步骤：
[0052]
s1.将盛有高温渣3的渣罐1经行车吊运放置在倒渣机2上，倒渣机2按照一定速率倾翻将高温渣3经进渣口6倒入盘式破碎床5，高温渣3落在底床19上的垫层18上部形成渣层12；
[0053]
s2.在倒渣的同时，双旋辊9经自转电机13、周转电机15驱动实现自转和周转，高温渣3在双旋辊9自转作用下受到辊齿11的搅拌、扒渣破碎，同时在双旋辊9周转作用下推动高温渣3形成的渣层12移动；
[0054]
s3.处理过程中风机26提供的循环风依次穿过风膛21、底床19、垫层18和渣层12实现对高温渣3的对流换热，直到高温钢渣的冷却降温到一定温度；
[0055]
s4.高温渣3经上述s1
‑
s3步骤冷却破碎后，经出渣口22进行卸料，冷风和渣层12经对流换热转变成热风，热风经管道27输送出去进行余热利用。
[0056]
进一步地，所述步骤s2中，双旋辊9自转转速为3
‑
60转/分钟，周转转速为2
‑
20转/小时，可通过增大双旋辊9自转转速、周转转速提高钢渣处理速率，反之降低钢渣处理速率。
[0057]
进一步地，所述步骤s3中，高温渣3鼓风冷却处理时间为20
‑
60分钟，吨钢渣冷却风量不低于2000m3，风压不低于3000pa，鼓风冷却过程中可通过提高风机26风量调节处理时间和出渣温度，提高风量可降低处理时间和出渣温度，反之提高处理时间和出渣温度。
[0058]
进一步地，单个渣罐1采用倒渣机2进行倒渣作业时间为3
‑
30分钟，高温渣3经冷却
破碎处理后颗粒粒度<200mm的钢渣质量比例不低于70％；处理后的钢渣温度可调，调控范围为100
‑
600℃。
[0059]
进一步地，风机26提供冷却风为环境温度或者循环冷却风均可，优选采用循环冷却风；经高温渣3形成的渣层12对流换热形成的热风温度为250
‑
600℃，热风余热利用后所得循环冷却风温为100
‑
200℃，钢渣余热回收率超过70％。
[0060]
进一步地，对于流动性好的高温渣3，可通过调节倒渣机2转动速率实现均匀倒渣；对应流动性差的高温渣3，当倒渣机2转动角度超过30度后仍无法实现均匀出渣情况下，采用拔渣机4进行拔渣操作，高温渣3均匀的拔入扒入盘式破碎床5。
[0061]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0062]
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实用新型。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实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型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。