CN106191348B - 一种提高冶金熔渣干法粒化装置性能的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高冶金熔渣干法粒化装置性能的方法及系统，属于冶金节能技术领域，所述粒化装置包括垂直设置的受渣腔体和位于受渣腔体的中空腔内中央的转杯，所述方法为利用转杯的转速和/或受渣腔体的垂直高度随时间按照周期性变化进行熔渣粒化。所述系统包括所述的粒化装置、变频电机、电液推杆和控制器，变频电机通过垂直转动轴与转杯固定连接，电液推杆与受渣腔体固定连接，控制器与变频电机和电液推杆电连接。本发明在进行熔渣粒化时，粒化后的渣粒与受渣腔体壁面的撞击位置是周期性变化的，有效的避免渣粒集中撞击在壁面上造成粘接或者板结成块。

Description

一种提高冶金熔渣干法粒化装置性能的方法及系统

技术领域

本发明属于冶金节能技术领域，具体涉及一种提高冶金熔渣干法粒化装置性能的方法及系统。

背景技术

根据中国废钢铁应用协会冶金渣开发利用工作委员会发布的《2012年钢铁渣综合利用基本情况》，2012年我国高炉渣产生量为2.2亿吨。高炉渣排出温度在1400℃以上，是高品质的热能，以吨渣显热1.8GJ计算，每年高炉渣可利用热能3.96×10⁸GJ，折合标煤1353万吨。尽管如此，目前我国高炉渣主要采用水淬的方式进行处理，不仅浪费水资源，高炉渣的热量也没有得到回收利用。除此以外，其它熔渣如转炉渣、电炉渣、铁合金渣也存在与高炉渣类似的问题。这样，对熔渣干法粒化及余热回收系统提出了迫切需求。

熔渣干法粒化，主要采用离心粒化的方式，但是在熔渣干法粒化装置中，高速飞行渣粒，在撞击粒化装置壁面时，容易粘结，严重时甚至板结成块，不仅使得成品渣粒品质降低，更由于粘接和板结问题，使得粒化过程无法顺利进行，这是熔渣干法粒化工艺面临的难题之一。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种提高冶金熔渣干法粒化装置性能的方法及系统，以解决熔渣干法粒化装置存在的渣粒粘结壁面及板结成块问题。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供一种提高冶金熔渣干法粒化装置性能的方法，所述粒化装置包括垂直设置的受渣腔体和位于受渣腔体的中空腔内中央的转杯，所述方法为利用转杯的转速和/或受渣腔体的垂直高度随时间按照周期性变化进行熔渣粒化。

通过采用上述方案，本方法在进行熔渣粒化时，可利用转杯的转速进行周期性变化，亦可利用受渣腔体的垂直高度进行周期性变化，还可同时利用转杯的转速和受渣腔体的垂直高度进行周期性变化，使得粒化后的渣粒与受渣腔体内壁面的撞击位置是周期性变化的，从而有效的避免渣粒集中撞击在壁面上造成粘接或者板结成块。

进一步，转杯的转速随时间按照周期性变化包括如下分步骤：

1)、收集转杯的最小转速和最大转速；

2)、将转杯的转速控制在最小转速和最大转速之间进行周期性变化。

进一步，受渣腔体的垂直高度随时间按照周期性变化包括如下分步骤：

1)、收集受渣腔体在竖直方向上的最低位和最高位；

2)、将受渣腔体的垂直高度控制在最低位和最高位之间进行周期性变化。

进一步，周期性变化的曲线符合正弦或三角形或梯形规律。

进一步，周期性变化的周期时间为1～10秒。

进一步，所述方法还包括获取受渣腔体渣粒撞击区域的温度，并根据获取的受渣腔体渣粒撞击区域的温度对所述转杯的转速和/或受渣腔体的垂直高度随时间按照周期性变化进行控制。

本发明还提供一种提高冶金熔渣干法粒化装置性能的系统，用于实现上述的方法，包括所述的粒化装置、变频电机、电液推杆和控制器，变频电机通过垂直转动轴与转杯固定连接，电液推杆与受渣腔体固定连接，控制器与变频电机和电液推杆电连接；该系统可实现转杯的转速和/或受渣腔体的垂直高度随时间按照周期性变化进行熔渣粒化。

通过采用上述方案，本系统在进行熔渣粒化时，可通过控制转杯的转速进行周期性变化，亦可通过控制受渣腔体的垂直高度进行周期性变化，还可通过同时控制转杯的转速和受渣腔体的垂直高度进行周期性变化，使得粒化后的渣粒与受渣腔体内壁面的撞击位置是周期性变化的，从而有效的避免渣粒集中撞击在壁面上造成粘接或者板结成块。

进一步，所述渣腔体上设置有振打装置，用于对受渣腔体的壁部进行振打，所述控制器与振打装置电连接。

进一步，所述电液推杆设置为至少2个，且沿受渣腔体外侧壁或底部的周向上均匀间隔布置。

进一步，所述受渣腔体的内壁上半部设置有若干个用于扰乱粒化后的渣粒撞击受渣腔体内壁面的鼓凸结构，所述鼓凸结构上设有朝向所述受渣腔体垂直中心线突起的凸包部。

本发明的有益技术效果是：本发明对熔渣流股进行粒化时，粒化后的渣粒与壁面的撞击位置处于周期性变化过程中，而不是撞击位置固定，从而避免渣粒集中撞击壁面造成的粘结或板结成块。

本发明附件的优点将在下面具体实施方式部分的描述中给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

附图1为转杯的转速变化引起渣粒位置变化的示意图；

附图2为转杯的转速随时间进行周期性变化的关系示意图；

附图3为受渣腔体的垂直高度位置变化引起渣粒位置变化的示意图；

附图4为受渣腔体的垂直高度随时间进行周期性变化的关系示意图；

附图5为本发明实施例提供的提高冶金熔渣干法粒化装置性能的系统示意图；

附图标记：1为受渣腔体，2为转杯，3为振打装置。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

在进行熔渣离心粒化过程中，熔渣流股下落到受渣腔体1内部中具有离心粒化作用的转杯2上，经转杯粒化后沿其边缘甩出，形成的渣粒则水平飞出并呈抛物线撞击向受渣腔体的内壁面。如图所述，本实施例提供的一种提高冶金熔渣干法粒化装置性能的系统，包括粒化装置、变频电机、电液推杆和控制器，该粒化装置包括垂直设置的受渣腔体1和位于受渣腔体1的中空腔内中央的转杯2，用于对熔渣流股进行粒化处理；该变频电机通过垂直转动轴与转杯2固定连接，用于对转杯2进行变速调速，从而改变转杯的转速；该电液推杆与受渣腔体1固定连接，用于对受渣腔体1进行往复升降运动，从而改变受渣腔体在垂直方向上的位置高度，且电液推杆安装有至少2个，并沿受渣腔体1外侧壁或底部的周向上均匀间隔布置，这样能保证受渣腔体1在升降过程中的平稳性，当然在不同实施例中不限于本结构，还可以采用其他具有往复推拉的顶升装置；该控制器与变频电机和电液推杆电连接，用于控制两者按需求进行动作，从而使得该系统可实现转杯的转速和/或受渣腔体的垂直高度随时间按照周期性变化而进行熔渣粒化。

通过采用上述方案，本系统在进行熔渣粒化时，可通过控制转杯的转速进行周期性变化，亦可通过控制受渣腔体的垂直高度进行周期性变化，还可通过同时控制转杯的转速和受渣腔体的垂直高度进行周期性变化，使得粒化后的渣粒与受渣腔体壁面的撞击位置是周期性变化的，从而有效的避免渣粒集中撞击在壁面上造成粘接或者板结成块。

本实施例中，所述渣腔体1上设置有振打装置3，可对受渣腔体1的壁部进行振打，进一步促进渣粒脱离受渣腔体渣粒撞击区域壁面，防止渣粒在壁面上大面积粘接或者板结成块。所述控制器与振打装置3电连接，可对振打装置实施智能控制，提供生产效率。

本实施例中，所述受渣腔体1的内壁上半部设置有若干个用于扰乱粒化后的渣粒撞击受渣腔体内壁面的鼓凸结构，所述鼓凸结构上设有朝向所述受渣腔体1垂直中心线突起的凸包部。这样，便于飞向受渣腔体1内壁面的渣粒在该凸包部进行不同方向的反弹，利用渣粒的速度形成料打料的方式，对粘结在壁面上的渣粒进行撞击，使其脱落，同时，由于该凸包部在受渣腔体渣粒撞击区域壁面上形成有多个无规则排布结构，还可以进一步防止渣粒板结成块。

下面通过以下实施例来具体介绍一下本发明提高冶金熔渣干法粒化装置性能的方法。

实施例一：

如图1-2、5所示，由于渣粒的飞行速度与转杯的转速相关，转杯转速慢则渣粒飞行速度较低，转杯转快则渣粒飞行速度较高，这样，若渣粒只保持恒定速度撞击受渣腔体渣粒撞击区域壁面时，因过多的渣粒持续撞击该内壁面的同一位置，易引起渣粒在该内壁面上粘结和板结成块，因此，本实施例的特征在于转杯的转速并不恒定。具体的，本方法是利用转杯的转速随时间按照周期性变化而进行熔渣粒化，包括如下分步骤：首先，收集转杯的最小转速和最大转速，并将该两种转速存储于控制器内；然后，由变频电机为转杯提供转速，并通过控制器经由变频电机提供给转杯的转速控制在最小转速和最大转速之间进行周期性变化，该周期性变化的曲线符合正弦规律，如图2中a所示，当然在不同实施例中所述曲线还可以符合三角形(如图2中b)或梯形(如图2中c)规律；且该周期性变化的周期时间为8秒，当然在不同实施中所述周期时间还可为1、3、5、10等1～10范围内的其它值。由于转杯的转速呈周期性变化，导致了不同时间甩出的渣粒水平方向飞行速度的变化，而渣粒在飞行过程中只受重力和空气阻力作用，水平分速度的变化将导致渣粒与受渣腔体渣粒撞击区域壁面接触撞击的时间并不相同。即渣粒不同的飞行时间，导致在其重力作用时下落的距离也不同。故此渣粒在受渣腔体渣粒撞击区域壁面的接触点，也会随着转杯的转速变化而发生周期性的变动，从而形成了一个比较分散撞击带。这样由于渣粒的撞击点较为分散，就不容易发生粘接和板结成块的现象。

作为本实施例的进一步改进，所述方法还包括获取受渣腔体1渣粒撞击区域的温度，并根据获取的受渣腔体1渣粒撞击区域的温度对所述转杯2的转速随时间按照周期性变化进行控制。这样，可使得熔渣由受渣腔体排出时的出口温度基本保持一致，利于后续的工艺流程。

实施例二：

如图3-5所示，由于渣粒粘结与撞击受渣腔体渣粒撞击区域壁面的有效面积有关，即受渣腔体渣粒撞击区域壁面上半部通常是采用水冷结构，渣粒在撞击受渣腔体渣粒撞击区域壁面后将获得一定的冷却效果，这样，若渣粒只针对一个部位的内壁面撞击时则渣粒温度降低较慢，易引起渣粒在该内壁面上粘结和板结成块，因此，本实施例的特征在于受渣腔体的垂直高度位置并不恒定。具体的，本方法是利用受渣腔体的垂直高度位置随时间按照周期性变化而进行熔渣粒化，包括如下分步骤：首先，收集受渣腔体在垂直方向上的最低位和最高位，并将该两种极限位置存储于控制器内；然后，由电液推杆向受渣腔体提供往复升降动力，并通过控制器经由电液推杆提供给受渣腔体的垂直高度位置控制在最低位和最高位之间进行周期性变化，该周期性变化的曲线符合正弦规律，如图4中a所示，当然在不同实施例中所述曲线还可以符合三角形(如图4中b)或梯形(如图4中c)规律；且该周期性变化的周期时间为8秒，当然在不同实施中所述周期时间还可为1、3、5、10等1～10范围内的其它值。由于受渣腔体的垂直高度位置呈周期性变化，导致了不同时间甩出的渣粒沿水平方向飞出后，将导致渣粒与受渣腔体渣粒撞击区域壁面接触撞击的位置并不相同，即渣粒在受渣腔体上获得不同的撞击位置。故此渣粒在受渣腔体渣粒撞击区域壁面的接触点，也会随着受渣腔体的垂直高度位置变化而发生周期性的变动，从而形成了一个比较分散撞击带。这样由于渣粒的撞击点较为分散，就不容易发生粘接和板结成块的现象。

作为本实施例的进一步改进，所述方法还包括获取受渣腔体1渣粒撞击区域的温度，并根据获取的受渣腔体1渣粒撞击区域的温度对所述受渣腔体1的垂直高度位置随时间按照周期性变化进行控制。这样，可使得熔渣由受渣腔体排出时的出口温度基本保持一致，利于后续的工艺流程。

实施例三：

本实施例是将实施例一和实施例二的两者方式同时结合在一起，即同时让转杯2的转速和受渣腔体1的垂直高度位置都不恒定，具体的就不在赘述了。通过这种方式也可以使渣粒在受渣腔体上获得不同的撞击位置，故此渣粒在受渣腔体渣粒撞击区域壁面的接触点，也会随着转杯的转速和受渣腔体的垂直高度位置变化而发生周期性的变动，从而形成了一个比较分散撞击带。这样由于渣粒的撞击点较为分散，就不容易发生粘接和板结成块的现象。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种提高冶金熔渣干法粒化装置性能的方法，所述粒化装置包括垂直设置的受渣腔体和位于受渣腔体的中空腔内中央的转杯，其特征在于：所述方法为利用转杯的转速和/或受渣腔体的垂直高度随时间按照周期性变化进行熔渣粒化。

2.根据权利要求1所述的提高冶金熔渣干法粒化装置性能的方法，其特征在于：转杯的转速随时间按照周期性变化包括如下分步骤：

1)、收集转杯的最小转速和最大转速；

2)、将转杯的转速控制在最小转速和最大转速之间进行周期性变化。

3.根据权利要求1所述的提高冶金熔渣干法粒化装置性能的方法，其特征在于：受渣腔体的垂直高度随时间按照周期性变化包括如下分步骤：

1)、收集受渣腔体在竖直方向上的最低位和最高位；

2)、将受渣腔体的垂直高度控制在最低位和最高位之间进行周期性变化。

4.根据权利要求1所述的提高冶金熔渣干法粒化装置性能的方法，其特征在于：周期性变化的曲线符合正弦或三角形或梯形规律。

5.根据权利要求1所述的提高冶金熔渣干法粒化装置性能的方法，其特征在于：周期性变化的周期时间为1～10秒。

6.根据权利要求1-5任一项所述的提高冶金熔渣干法粒化装置性能的方法，其特征在于：所述方法还包括获取受渣腔体渣粒撞击区域的温度，并根据获取的受渣腔体渣粒撞击区域的温度对转杯的转速和/或受渣腔体的垂直高度随时间按照周期性变化进行控制。

7.一种提高冶金熔渣干法粒化装置性能的系统，其特征在于：用于实现权利要求1至6任一项所述的方法，包括所述的粒化装置、变频电机、电液推杆和控制器，变频电机通过垂直转动轴与转杯固定连接，电液推杆与受渣腔体固定连接，控制器与变频电机和电液推杆电连接；该系统可实现转杯的转速和/或受渣腔体的垂直高度随时间按照周期性变化进行熔渣粒化。

8.根据权利要求7所述的提高冶金熔渣干法粒化装置性能的系统，其特征在于：所述受渣腔体上设置有振打装置，用于对受渣腔体的壁部进行振打，所述控制器与振打装置电连接。

9.根据权利要求7所述的提高冶金熔渣干法粒化装置性能的系统，其特征在于：所述电液推杆设置为至少2个，且沿受渣腔体外侧壁或底部的周向上均匀间隔布置。

10.根据权利要求7所述的提高冶金熔渣干法粒化装置性能的系统，其特征在于：所述受渣腔体的内壁上半部设置有若干个用于扰乱粒化后的渣粒撞击受渣腔体内壁面的鼓凸结构，所述鼓凸结构上设有朝向所述受渣腔体垂直中心线突起的凸包部。