鑄造設備及控制所述設備的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明大體上涉及對來自金屬工業(yè)并且更特別地來自煉鐵工業(yè)的爐渣（爐渣）進 行?；╣ranulation) 〇
【背景技術】
[0002] 傳統(tǒng)上，在水中對冶金爐渣進行粒化。
[0003] 水淬確保冶金爐渣的快速固化，這是在高爐爐渣的情況下用于獲得有價值產(chǎn)品的 必要條件。首先用水射流將熱液態(tài)爐渣流分裂（fragmentize)成非常小的顆粒，并將這些 顆粒轉移到水槽中。通過熱液態(tài)爐渣與水之間的直接接觸，汲取來自熱爐渣的能量。由于 這必須在環(huán)境壓力下發(fā)生，所以爐渣的溫度立即降至100°C以下的溫度水平。
[0004] 然而，水?；に嚨闹饕秉c在于：包含在熱液態(tài)爐渣中的硫與水反應，并生成二 氧化硫（S02)和硫化氫（H2S)。
[0005] 此外，必須注意的是，必須小心地以足夠快的速度將爐渣的溫度降低足夠的程度， 以獲得玻璃化或非晶態(tài)的爐渣而非獲得（部分地）結晶爐渣，結晶爐渣在市場上不利地損 失很多價格（約15倍）。
[0006] 可能還期望以可用形式從爐渣回收至少一些熱量。為了以有效的方式利用此可能 性，必需使爐渣迅速冷卻到以下溫度水平：該溫度水平對于使材料的處理較容易而言是足 夠低的，但對于以可用水平保存能量而言是足夠高的。
[0007] 克服生成有毒氣體的缺點并回收至少一部分熱量的一種可能性包括將液態(tài)爐渣 與相同化學組成的冷爐渣顆?；旌?。然后，爐渣可以在熱交換器中經(jīng)受熱量回收。然而，已 經(jīng)發(fā)現(xiàn)，由于液態(tài)爐渣的高黏度，所以不易于將冷爐渣顆粒與液態(tài)爐渣混合，并因此不可能 足夠快地冷卻液態(tài)爐渣以獲得玻璃化爐渣。
[0008] 已經(jīng)提出了將（冷）固態(tài)金屬顆粒添加到熱液態(tài)爐渣中的另一方案（W0 2012/034897,W0 2012/080364)。其效果是，爐渣以玻璃狀態(tài)迅速固化，而未產(chǎn)生有毒氣 體。此外，固態(tài)金屬顆粒是化學惰性的并且可以容易地被分離、回收和再利用（參見W0 2012/034897)。最后，來自固化的爐渣和金屬顆粒二者的熱量都可以回收到適當?shù)难b置 (如，熱交換器）中（參見W0 2012/080364)。
[0009] 然而，在實踐中，上述解決方案的效率高度地取決于爐渣的適當澆注和金屬顆粒 的正確配量。所述效率甚至由于以下事實而惡化：除非預見到了技術上復雜或要求高能的 附加設備（所述附加設備例如新填充的鑄模中中的實際爐渣填充水平確定裝置、加熱的或 耐火材料襯里的輸送盛桶和/或等效物），否則液態(tài)爐渣的進入流通常不能被控制。在不具 有這樣的額外措施的情況下，對金屬顆粒的任何合適的計量變得復雜并且甚至不穩(wěn)定。
[0010] 技術問題
[0011] 本發(fā)明的目的是提供一種用于干爐渣粒化的方法以及相應的裝置，其允許從減小 的環(huán)境影響和增加的能量回收潛能中獲益，同時易于實現(xiàn)，并且使用起來既安全又有效。

【發(fā)明內容】

[0012] 為了實現(xiàn)此目的，本發(fā)明提出了一種用于使用鑄造設備對熱液態(tài)爐渣進行干爐渣 ?；姆椒ǎ鲨T造設備包括具有多個鑄造模具的循環(huán)輸送機，所述循環(huán)輸送機被設置 成將第一區(qū)段中的所述鑄造模具從爐渣澆注區(qū)通過冷卻區(qū)移動至排出區(qū)并將第二區(qū)段中 的所述鑄造模具返回至所述爐渣澆注區(qū)，所述方法包括以下連續(xù)步驟：
[0013] a)在所述爐渣澆注區(qū)中向位置N中的鑄造模具澆注一定量的熱液態(tài)爐渣，
[0014] b)使容納有所述熱液態(tài)爐渣的鑄造模具移動到所述冷卻區(qū)內的位置N+n中，
[0015] c)通過將確定量的固態(tài)金屬顆粒從分配裝置投入到位置N+n中的容納有所述熱 液態(tài)爐渣的所述鑄造模具中，將所述固態(tài)金屬顆粒添加到所述模具中，所述分配裝置設置 在所述模具上方并且包括用于存儲所述固態(tài)金屬顆粒的至少一個料斗，
[0016] d)在所述排出區(qū)從所述模具中排出已冷卻的固化爐渣，
[0017] 其中，在位置N和N+n之間的位置處測量步驟（a)中澆注到所述鑄造模具中的熱 液態(tài)爐渣的實際量，其中η為1至10之間的數(shù)字，優(yōu)選地在1至4之間，最優(yōu)選地η為2，
[0018] 其中，基于測得的熱液態(tài)爐渣的量調整步驟（b)中的移動速度VWtt，
[0019] 其中，基于固定的爐渣/金屬顆粒比λ確定步驟（c)所需的金屬顆粒的量，
[0020] 其中，通過在基于所述速度確定的時間t期間打開設置在所述料斗的出口處 的至少一個驅動滑動門，控制步驟（c)中由所述分配裝置添加的金屬顆粒的量，并且其中， 基于所確定的金屬顆粒的量、所確定的打開時間t和所述至少一個驅動滑動門的特性來確 定所述至少一個驅動滑動門的開度X。
[0021] 如已經(jīng)提到的，在實踐中面臨困難的主要原因在于不僅要處理爐渣的不可控性， 而且還要處理爐渣的可變流量，同時在爐渣和金屬顆粒之間具有特定比率是重要的。
[0022] 本方法的主要優(yōu)點在于，通過在步驟（a)之后、步驟（c)之前簡單地測量鑄造模具 內的熱液態(tài)爐渣的量，可以控制整個過程。
[0023] 首先，該測量值用于控制模具中液態(tài)爐渣的量。事實上，看起來清楚的是，該循環(huán) 輸送機的模具應當被填充有適當（最大）量的爐渣，該量應當使得在鑄造模具中留有足夠 的空間以用于按照固定的爐渣/金屬顆粒比λ添加一定量的金屬顆粒。因此，對熱液態(tài) 爐渣的量的測量允許通過調整輸送機的速度來控制所述量，例如通過在該量低于預期（適 當）量時使輸送機的速度減緩，而在液態(tài)爐渣的量超出預期（適當）量時使輸送機加速來 進行控制所述量。如果液態(tài)爐渣的量近似為預期量，則不需要進行速度調整。
[0024] 其次，上述對液態(tài)爐渣的量的測量用于針對該特定的鑄造模具確定金屬顆粒的實 際需要量。
[0025] 在另一方面，本發(fā)明還提出了一種用于對熱液態(tài)爐渣進行干爐渣?；脑O備，所 述設備包括具有多個鑄造模具的循環(huán)輸送機，所述循環(huán)輸送機被設置成將第一區(qū)段的所述 鑄造模具從爐渣澆注區(qū)通過冷卻區(qū)移動至排出區(qū)并使第二區(qū)段中的所述鑄造模具返回所 述爐渣澆注區(qū)，并且其中，所述設備還包括：
[0026] ?分配裝置，所述分配裝置設置在所述冷卻區(qū)中，位于位置N+n處的所述模具上 方并且包括至少一個用于存儲固態(tài)金屬顆粒的料斗，所述分配裝置包括位于所述料斗的出 口處的至少一個滑動門，對所述滑動門的驅動允許控制由所述分配裝置分配的金屬顆粒的 量，
[0027] ?至少一個傳感器，所述傳感器能夠測量介于爐渣澆注位置N和金屬顆粒添加位 置N+n之間的位置中的鑄造模具內所澆注的熱液態(tài)爐渣的實際量，其中η為1至10之間的 數(shù)字，優(yōu)選地在1至4之間，
[0028] ?控制單元，其用以：基于所測量的熱液態(tài)爐渣的量調整所述輸送機的移動速度V 基于固定的爐渣/金屬顆粒比λ確定要由所述分配裝置添加的金屬顆粒的必需量；通 過在基于所述速度確定的時間t期間打開設置在所述料斗的出口處的所述至少一個驅 動滑動門，控制要由所述分配裝置添加的金屬顆粒的量；以及基于所確定的金屬顆粒的量、 所確定的打開時間t和所述至少一個滑動門的特性來確定所述至少一個驅動滑動門的開 度X。
[0029] 在本發(fā)明的上下文中，應當注意的是，在澆注區(qū)中和冷卻區(qū)中對模具的輸送優(yōu)選 地基本為線性，即在澆注區(qū)和冷卻區(qū)中，一個或多個傾斜角基本不變。此外，在此上下文中， 相對于爐渣澆注區(qū)中正被填充的模具的位置N所指示的位置僅是示例性的。事實上，在本 文中由N+n指示的位置中的分配裝置的實際位置可以位于并非為模具的長度1的倍數(shù)的距 離d處，S卩，當位置N中的模具位于爐渣溝（slagrunner，出渣槽）下方時，不一定會發(fā)生 向位置N+n中的模具內填充金屬顆粒。因此，爐渣澆注區(qū)中正被填充的模具和分配裝置之 間的距離d可以是0. 11至91之間的任何距離，優(yōu)選地在0. 51至31之間，特別地約11 (即 η約為2)。在實踐中，僅限制距離d的下限值，以允許測量澆注在鑄造模具內的熱液態(tài)爐渣 的實際量。上限通常取決于以下事實：爐渣應當仍然處于充分的液態(tài)以允許金屬顆粒適當 滲入爐渣中。
[0030] 在本發(fā)明的另一方面中，該方法或該設備還包括：在步驟（C)之后于位置N+n的下 游位置中測量鑄造模具中爐渣和金屬顆粒的實際結合量，即爐渣/顆粒混合物的量（的裝 置）；基于所測量的爐渣和金屬顆粒的結合量以及先前確定的熱液態(tài)爐渣的量來計算步驟 (c)中金屬顆粒的實際添加量；以及如果所計算的金屬顆粒的實際添加量與先前確定的金 屬顆粒的量不符，則調整所述至少一個滑動門的特性。
[0031] 該進一步優(yōu)選的實施方式的主要優(yōu)點在于，其允許使用所產(chǎn)生爐渣/顆?；旌衔?的量的實際測量值作為反饋而通過作用于分配裝置（特別地通過調節(jié)一個或多個滑動門） 來調整（或校正）金屬顆粒的量。
[0032] 有利地，所述至少一個滑動門的特性包括隨所述開度X變化的顆粒的質量流量 (Sfi/x曲線），其中，所述開度是滑動門在打開和關閉狀態(tài)（或基本關閉狀態(tài)，見下文）之 間必須被移動的距離。事實上，此參數(shù)基本上根據(jù)滑動門的開度限定了每單位時間流經(jīng)該 滑動門的顆粒的量。該參數(shù)可以被表示為離散曲線，并且可以根據(jù)滑動門的特定類型和顆 粒的特定類型（見下文的詳細描述）通過實驗確定。
[0033] 在又一實施方式中，在步驟（a)澆注到鑄造模具中的熱液態(tài)爐渣的實際量和/或 步驟（c)后鑄造模具中的爐渣和金屬顆粒的