熱態(tài)熔渣石材化系統(tǒng)及工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熱態(tài)熔渣回收利用技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種熱態(tài)熔渣石材化系統(tǒng)及工
-H-
O
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]煉鐵、煉鋼及鐵合金生產(chǎn)是鋼鐵生產(chǎn)的重要工藝單元，生產(chǎn)過程中將產(chǎn)生大量的高爐渣、鋼渣、鐵合金渣等鋼鐵冶金渣，是鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的第一固體廢物大戶，國內(nèi)冶金渣的總量已經(jīng)超過3億噸。國家發(fā)展改革委和工信部在“十二五”相關(guān)規(guī)劃中，對冶金渣的利用率分別制定了 70%和75%的目標(biāo)值；中國鋼協(xié)把推進(jìn)鋼鐵渣的深度開發(fā)、高效利用作為行業(yè)管理的一項重要任務(wù)，多年來在組織機(jī)構(gòu)設(shè)定和信息平臺的服務(wù)都把鋼鐵渣開發(fā)利用放在重要的地位。實(shí)現(xiàn)冶金渣的“零排放”，是鋼鐵行業(yè)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、低碳經(jīng)濟(jì)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的一項重大而緊迫的任務(wù)。
[0004]目前，鋼鐵企業(yè)冶金渣中的高爐渣和鐵合金渣的處理均是將其從高溫的熱態(tài)熔體(1400°C以上)水淬冷卻至顆粒狀固體，鋼渣則采用熱潑、悶罐、滾筒等技術(shù)將高溫?zé)釕B(tài)鋼渣進(jìn)行處理，1400°C以上的高溫?zé)崮芫吹玫嚼?，同時消耗大量的水資源，而且污染環(huán)境。
[0005]目前國內(nèi)知名的研宄院所均在開展相關(guān)的研宄，尤其是對熱態(tài)熔渣的綜合利用技術(shù)的研發(fā)成為了熱點(diǎn)，如高爐熔渣直接礦棉化等，但是，目前尚未有高爐熔渣石材化的相關(guān)研宄公布。
[0006]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供一種熱態(tài)熔渣石材化系統(tǒng)及工藝，以解決現(xiàn)有技術(shù)中沒有高爐熔渣石材化的相關(guān)研宄的缺陷，拓展熱態(tài)熔渣的綜合利用領(lǐng)域。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種熱態(tài)熔渣石材化系統(tǒng)，其按照生產(chǎn)工序主要包括熔制子系統(tǒng)、壓延裝置、保溫和退火裝置，其中，
所述熔制子系統(tǒng)用于通過加熱升溫和保溫，或加熱升溫和保溫并添加調(diào)質(zhì)料，使熱態(tài)熔渣達(dá)到制作石材的要求；
所述壓延裝置用于將從熔制子系統(tǒng)排出的熔體壓制成板材；
所述保溫和退火裝置為分別設(shè)置的保溫裝置和退火裝置，或保溫、退火一體裝置，其中保溫裝置用于使從壓延裝置輸送而來的板材在析晶溫度范圍內(nèi)保持足夠的析晶時間，以便板材內(nèi)部充分析晶，退火裝置用于控制降溫速度、退火時間和降溫溫度區(qū)間，以降低材料脆性，防止板材產(chǎn)生裂紋和變形。其中，板材的析晶溫度和析晶時間可以通過實(shí)驗(yàn)測定。
[0009]優(yōu)選地，所述壓延裝置還用于在將熔體壓制成板材之前將所述熔體冷卻。
[0010]優(yōu)選地，所述熱態(tài)熔渣石材化系統(tǒng)進(jìn)一步包括切割裝置，所述切割裝置按照工序流程設(shè)置在所述保溫和退火裝置之后。
[0011]優(yōu)選地，所述熱態(tài)熔渣石材化系統(tǒng)進(jìn)一步包括包裝裝置，所述包裝裝置按照工序流程設(shè)置在所述切割裝置之后。
[0012]優(yōu)選地，所述熱態(tài)熔渣石材化系統(tǒng)進(jìn)一步包括打磨裝置，所述打磨裝置設(shè)置在所述切割裝置和所述包裝裝置之間。
[0013]優(yōu)選地，所述熔制子系統(tǒng)選自電爐或熔窯，所述電爐選自單座電爐、雙電爐或雙池電爐，所述熔窯選自單座熔窯、雙熔窯或雙熔池熔窯，熔窯的加熱方式為電加熱或氣體燃燒加熱，或者電和氣體燃燒混合加熱方式。
[0014]優(yōu)選地，所述壓延裝置為將熔體壓制成連續(xù)板材的壓延機(jī)，或?qū)⑷垠w堆積為塊狀中間品的模具。
[0015]優(yōu)選地，所述切割裝置包括縱切裝置和橫切裝置。
[0016]本發(fā)明的控制實(shí)現(xiàn)石材化的關(guān)鍵性裝置為所述熔制子系統(tǒng)、壓延裝置、保溫和退火裝置，后續(xù)流程的裝置可以參照上述描述的各裝置進(jìn)行設(shè)置，以制得石材板材，也可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)石材產(chǎn)品形狀要求在現(xiàn)有技術(shù)的各裝置中進(jìn)行選擇和設(shè)置，以替代上述的切割裝置、打磨裝置和包裝裝置中的一個或多個或全部。
[0017]一種使用上述的熱態(tài)熔渣石材化系統(tǒng)進(jìn)行熱態(tài)熔渣石材化的工藝，其主要包括如下步驟:
第一步，將熱態(tài)熔渣輸送至熔制子系統(tǒng)，進(jìn)行加熱升溫和保溫，或進(jìn)行加熱升溫和保溫并添加調(diào)質(zhì)料，使熱態(tài)熔渣溫度升高至1500-1600°C并保溫6小時以上，使熱態(tài)熔渣料有足夠熱能和時間使成份均化、澄清，保證出口料品質(zhì)，并保證熔渣熔制完全及熔體的出口溫度為 1450± 100°C ；
第二步，將熔制子系統(tǒng)排出的熔體在壓延裝置中壓制成連續(xù)板材；
第三步，將壓延裝置制作的板材在析晶溫度范圍內(nèi)進(jìn)行保溫處理，使所述板材內(nèi)部完成充分的析晶；其中，板材的析晶溫度和析晶時間可以通過實(shí)驗(yàn)測定；
第四步，將保溫的制品進(jìn)行退火，退火最終溫度保持在200±100°C，降低制品脆性，防止制品炸裂變形、有裂紋或裂開；
第五步，將退火后的制品進(jìn)行切割，得到所需產(chǎn)品形狀；
第六步，包裝，用包裝機(jī)對所得產(chǎn)品進(jìn)行包裝。
[0018]優(yōu)選地，在所述第一步中，所述調(diào)質(zhì)料選自硅質(zhì)料或硅質(zhì)料和助溶劑(因此，也可不添加助熔劑)。進(jìn)一步地，所述助溶劑可為純堿，并且調(diào)質(zhì)料的總重量份數(shù)不超過15%，而熱態(tài)熔渣的總重量份數(shù)則在85%以上。在該步驟中，上述特定的處理方法尤其是加熱溫度和保溫時間的設(shè)置，使本發(fā)明可以最大量使用熱態(tài)熔渣，并減少使用輔料(即調(diào)質(zhì)料)量，可以最大程度利用熱態(tài)熔渣的顯熱，減少補(bǔ)充熱量；同時，輔料(即調(diào)質(zhì)料)添加種類和用量少，可大大降低生產(chǎn)成本。
[0019]優(yōu)選地，所述調(diào)質(zhì)料添加的方式為冷態(tài)添加，或者將調(diào)質(zhì)料熔化為熔化態(tài)后添加。
[0020]優(yōu)選地，在第三步中，析晶的具體操作流程可以為:先將溫度降至760±50°C，時間為0.5-lh，進(jìn)行核化，之后5-10°C /min速率升溫至950±60°C，時間為l_2h。
[0021]優(yōu)選地，在第五步中，將退火后的制品進(jìn)行切割為先進(jìn)行縱切后進(jìn)行橫切。通常可使用縱切裝置和橫切裝置來實(shí)施上述切割。
[0022]優(yōu)選地，在第五步和第六步之間，還可設(shè)置打磨工序，對切割后的制品進(jìn)行打磨。當(dāng)然也可以不設(shè)置打磨工序。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下:
第一，本發(fā)明提供了一種熱態(tài)熔渣石材化的系統(tǒng)及工藝，提供了一種熱態(tài)熔渣回收利用的新途徑；制成的成品可替代天然石材；
第二，本發(fā)明使熱態(tài)熔渣的顯熱得到充分利用、節(jié)約原處理工藝中需要使用的大量水源，其中每噸熔渣的顯熱可節(jié)省60Kg標(biāo)煤，每噸熔渣可節(jié)約5噸冷卻熔渣的冷卻水；
第三，本發(fā)明的熱態(tài)熔渣石材化的系統(tǒng)及工藝中，熱態(tài)熔渣的使用量重量占比85%以上，能夠最大量使用熱態(tài)熔渣，同時減少使用輔料量，進(jìn)而最大程度利用熱態(tài)熔渣的顯熱，同時可減少補(bǔ)充熱量；
第四，本發(fā)明輔料添加種類和用量少，大大降低生產(chǎn)成本；
第五，本發(fā)明中熱態(tài)熔渣熔制步驟的溫度為1500-1600°C，保溫時間為6h以上，使熱態(tài)熔渣料有足夠熱能和時間使成份均化、澄清，保證出口料品質(zhì)；
第六，本發(fā)明中熱態(tài)熔渣熔制后出料口料溫為1450 ± 100 °C，使熔體能夠達(dá)到制作石材的要求；
第七，本發(fā)明中提供的具體晶化溫度和時間以及晶化步驟的設(shè)置尤其適用于本發(fā)明的用于石材化的熱態(tài)熔渣；
第八，本發(fā)明具有退火步驟，該步驟具有降低制品脆性、消除制品內(nèi)部應(yīng)力，防止制品炸裂、變形、有裂紋的效果；
第九，本發(fā)明切割后的制品外形好，不需進(jìn)行研磨和拋光處理，可選擇進(jìn)行打磨或不進(jìn)行打磨。
[0024]當(dāng)然，實(shí)施本發(fā)明的任一產(chǎn)品并不一定需要同時達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點(diǎn)。
[0025]
【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的熱態(tài)熔渣石材化系統(tǒng)的一個示例的示意圖。
[0027]
【具體實(shí)施方式】
[0028]本發(fā)明提供一種熱態(tài)熔渣石材化系統(tǒng)及工藝方法，該系統(tǒng)按照工序包括熔制子系統(tǒng)、壓延裝置、保溫和退火裝置，較優(yōu)地通常還包括切割裝置以及包裝裝置，該工藝方法為使用上述系統(tǒng)進(jìn)行熱態(tài)熔渣石材化的工藝步驟。
[0029]下方結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。
[0030]實(shí)施例1
本實(shí)施例提供一種熱態(tài)熔渣石材化系統(tǒng)，該系統(tǒng)按照工序包括熔制子系統(tǒng)、壓延裝置、保溫和退火裝置、切割裝置以及包裝裝置，并且可以在切割裝置和包裝裝置之間設(shè)置打磨裝置，或者也可以不設(shè)置打磨裝置。
[0031]本實(shí)施例的熔制子系統(tǒng)與壓延裝置連接，以將熔體導(dǎo)入壓延裝置，壓延裝置之后設(shè)置保溫和退火裝置，保溫和退火裝置之后設(shè)置切割裝置，切割裝置之后設(shè)置包裝裝置；此夕卜，也可以在切割裝置與包裝裝置之間設(shè)置打磨裝置。
[0032]上述熔制子系統(tǒng)用于通過加熱升溫和保溫，或加熱升溫和保溫并同時添加調(diào)質(zhì)料，使熱態(tài)熔渣的成分、物理性能、化學(xué)性能等達(dá)到制作石材的要求；該熔制子系統(tǒng)可以為