[发明专利]铸造设备及控制所述设备的方法

说明书

技术领域

本发明大体上涉及对来自金属工业并且更特别地来自炼铁工业的炉渣(炉渣)进行粒化(granulation)。

背景技术

传统上，在水中对冶金炉渣进行粒化。

水淬确保冶金炉渣的快速固化，这是在高炉炉渣的情况下用于获得有价值产品的必要条件。首先用水射流将热液态炉渣流分裂(fragmentize)成非常小的颗粒，并将这些颗粒转移到水槽中。通过热液态炉渣与水之间的直接接触，汲取来自热炉渣的能量。由于这必须在环境压力下发生，所以炉渣的温度立即降至100℃以下的温度水平。

然而，水粒化工艺的主要缺点在于：包含在热液态炉渣中的硫与水反应，并生成二氧化硫(SO₂)和硫化氢(H₂S)。

此外，必须注意的是，必须小心地以足够快的速度将炉渣的温度降低足够的程度，以获得玻璃化或非晶态的炉渣而非获得(部分地)结晶炉渣，结晶炉渣在市场上不利地损失很多价格(约15倍)。

可能还期望以可用形式从炉渣回收至少一些热量。为了以有效的方式利用此可能性，必需使炉渣迅速冷却到以下温度水平：该温度水平对于使材料的处理较容易而言是足够低的，但对于以可用水平保存能量而言是足够高的。

克服生成有毒气体的缺点并回收至少一部分热量的一种可能性包括将液态炉渣与相同化学组成的冷炉渣颗粒混合。然后，炉渣可以在热交换器中经受热量回收。然而，已经发现，由于液态炉渣的高黏度，所以不易于将冷炉渣颗粒与液态炉渣混合，并因此不可能足够快地冷却液态炉渣以获得玻璃化炉渣。

已经提出了将(冷)固态金属颗粒添加到热液态炉渣中的另一方案(WO2012/034897，WO2012/080364)。其效果是，炉渣以玻璃状态迅速固化，而未产生有毒气体。此外，固态金属颗粒是化学惰性的并且可以容易地被分离、回收和再利用(参见WO2012/034897)。最后，来自固化的炉渣和金属颗粒二者的热量都可以回收到适当的装置(如，热交换器)中(参见WO2012/080364)。

然而，在实践中，上述解决方案的效率高度地取决于炉渣的适当浇注和金属颗粒的正确配量。所述效率甚至由于以下事实而恶化：除非预见到了技术上复杂或要求高能的附加设备(所述附加设备例如新填充的铸模中中的实际炉渣填充水平确定装置、加热的或耐火材料衬里的输送盛桶和/或等效物)，否则液态炉渣的进入流通常不能被控制。在不具有这样的额外措施的情况下，对金属颗粒的任何合适的计量变得复杂并且甚至不稳定。

技术问题

本发明的目的是提供一种用于干炉渣粒化的方法以及相应的装置，其允许从减小的环境影响和增加的能量回收潜能中获益，同时易于实现，并且使用起来既安全又有效。

发明内容

为了实现此目的，本发明提出了一种用于使用铸造设备对热液态炉渣进行干炉渣粒化的方法，所述铸造设备包括具有多个铸造模具的循环输送机，所述循环输送机被设置成将第一区段中的所述铸造模具从炉渣浇注区通过冷却区移动至排出区并将第二区段中的所述铸造模具返回至所述炉渣浇注区，所述方法包括以下连续步骤：

a)在所述炉渣浇注区中向位置N中的铸造模具浇注一定量的热液态炉渣，

b)使容纳有所述热液态炉渣的铸造模具移动到所述冷却区内的位置N+n中，

c)通过将确定量的固态金属颗粒从分配装置投入到位置N+n中的容纳有所述热液态炉渣的所述铸造模具中，将所述固态金属颗粒添加到所述模具中，所述分配装置设置在所述模具上方并且包括用于存储所述固态金属颗粒的至少一个料斗，

d)在所述排出区从所述模具中排出已冷却的固化炉渣，

其中，在位置N和N+n之间的位置处测量步骤(a)中浇注到所述铸造模具中的热液态炉渣的实际量，其中n为1至10之间的数字，优选地在1至4之间，最优选地n为2，

其中，基于测得的热液态炉渣的量调整步骤(b)中的移动速度V_铸机，

其中，基于固定的炉渣/金属颗粒比λ确定步骤(c)所需的金属颗粒的量，

其中，通过在基于所述速度V_铸机确定的时间t期间打开设置在所述料斗的出口处的至少一个驱动滑动门，控制步骤(c)中由所述分配装置添加的金属颗粒的量，并且其中，基于所确定的金属颗粒的量、所确定的打开时间t和所述至少一个驱动滑动门的特性来确定所述至少一个驱动滑动门的开度x。

如已经提到的，在实践中面临困难的主要原因在于不仅要处理炉渣的不可控性，而且还要处理炉渣的可变流量，同时在炉渣和金属颗粒之间具有特定比率是重要的。