CN106435063B - 一种液态炉渣粒化系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液态炉渣粒化系统，该粒化系统包括渣槽、渣缝调节装置、粒化装置和渣槽内衬，渣槽底部具有开口，渣缝调节装置包括第一轧辊、第二轧辊，第一轧辊和第二轧辊分别设置在渣槽底部，第一轧辊和第二轧辊之间留有间隙形成渣缝，渣缝位于渣槽底部开口的正下方，第一轧辊和/或第二轧辊能够在水平方向上移动，粒化装置设置在渣缝调节装置下方，粒化装置的喷射出口朝向渣缝下方，粒化装置为高压喷射装置，渣槽内衬置于渣槽内，渣槽内衬与渣槽形状相匹配。本发明系统结构简单、体积小，对熔渣粒化时操作简单、可靠性高，粒化效果理想，保证了炉渣粒化的可持续性，实现了粒化过程中的自动清理，且大大降低了设备的投资和运行费用。

Description

一种液态炉渣粒化系统

技术领域

本发明涉及高温炉渣粒化领域，具体涉及一种液态炉渣粒化系统。

背景技术

冶金行业中高炉炼铁产生大量的高温液态炉渣，目前，处理炉渣主要采用水淬法，水淬法处理主要有底虑法、因巴法、图拉法、拉萨法、明特克法等，这种方法处理过程中需要消耗大量的水，且在处理过程中会产生大量H₂S和SO_x等有害气体，环境污染严重。目前已经出现的干法粒化比较有代表性的是风淬法和离心法，风淬法是用大功率造粒风机产生高速气流吹散、粒化液态高炉渣，动力消耗大、设备庞大复杂、占地面积大、投资和运行费用高，在液态高炉渣流量变化时，风速和风量不易协调。离心法是依靠转盘或转杯高速旋转产生的离心力将液态高炉渣粒化，粒化渣的粒径分布较均匀，但是在高温下高速旋转的粒化装置的可靠性较差，加之粒化效果对液态高炉渣的温度和流量变化较为敏感,仅靠调节转速效果并不理想。

由于高炉熔渣在同一个高炉出渣口间歇性排渣，即一个出渣口一次排渣后经过大约2小时再次排渣，而现有的粒化系统清理耗时长，很难做到粒化的可持续性。而且炉渣具有粘结性，在处理过程中难免会粘结在设备上，现有的处理炉渣的装置里，在炉渣处理过程中无法实现自动清理。

发明内容

针对上述在炉渣处理上出现的问题，本发明提供一种液态炉渣粒化系统。

一种液态炉渣粒化系统，其特征在于，该粒化系统包括渣槽、渣缝调节装置、粒化装置和渣槽内衬；

所述渣槽底部具有开口；

所述渣缝调节装置包括第一轧辊、第二轧辊，所述第一轧辊和所述第二轧辊分别设置在所述渣槽底部，所述第一轧辊和所述第二轧辊之间留有间隙形成所述渣缝，所述渣缝位于所述渣槽底部开口的正下方，所述第一轧辊和/或所述第二轧辊能够在水平方向上移动，所述第一轧辊和所述第二轧辊的一侧分别设有驱动装置，所述第一轧辊和所述第二轧辊通过所述驱动装置沿炉渣来流方向旋转，所述第一轧辊和所述第二轧辊的转动方向相反；

所述粒化装置设置在所述渣缝调节装置下方，所述粒化装置具有喷射出口，所述粒化装置的喷射出口朝向所述渣缝下方，所述粒化装置为高压水或高压气体的喷射装置；

所述渣槽内衬置于所述渣槽内，所述渣槽内衬与所述渣槽形状相匹配，所述渣槽内衬具有与所述渣槽底部开口相同的开口。

更进一步地，所述粒化系统还包括第一刮板和第二刮板；

所述第一刮板和所述第二刮板分别设置在所述第一轧辊和所述第二轧辊的下方，所述第一刮板和所述第二刮板的刮板顶端与所述第一轧辊和所述第二轧辊的间距可以调节。

更进一步地，所述粒化系统还包括清理渣缝的风管，所述清理渣缝的风管能够伸入所述渣槽内部设定位置处，所述清理渣缝的风管的出口正对所述渣缝，所述清理渣缝的风管的出口为渐缩结构，所述清理渣缝的风管的出口分布与所述渣缝形状相匹配。

更进一步地，所述渣槽内衬沿所述渣缝长度方向做往复运动。

更进一步地，所述渣槽包括渣槽直段和渣槽斜段，所述渣槽直段呈水平方向固定连接在所述渣槽斜段的底部，所述渣槽直段中间具有开口，所述渣槽斜段在水平方向上具有倾斜角度α。

更进一步地，所述倾斜角度α为30°＜α＜90°。

更进一步地，所述粒化系统还包括液位监测装置和控制装置，所述液位监测装置设置在所述渣槽的侧壁上，所述液位监测装置将监测到的液位信号输送至所述控制装置，所述控制装置根据接收到的液位信号控制所述渣缝的宽度。

更进一步地，所述粒化系统还包括导流机构，所述导流机构设置在所述渣槽内衬内侧壁上，位于来渣进口的下方，所述导流机构为倒扣的碗状结构。

更进一步地，所述粒化系统还包括提升装置，所述提升装置包括横梁和驱动装置，所述横梁与所述渣槽上部固定连接，所述驱动装置安装在所述横梁上。

更进一步地，所述渣缝的形状为中间窄两边宽的凹透镜形。

本发明的有益效果：

本发明系统结构简单、体积小，根据来渣流量大小调节渣缝宽度和粒化射流压力，凹透镜形状的渣缝、可调节的轧辊进一步保证了进入粒化装置的渣幕的薄厚均匀，使粒化后炉渣颗粒大小均匀，粒化效率提高；轧辊下边的刮板机构保证轧辊不粘连炉渣，保证其运行的持续性、稳定性；渣槽内衬的可更换性，使得炉渣来流可持续进行；渣槽内衬的往复运动，保证渣槽内的炉渣不粘结成块；高温液态炉渣流入渣槽，渣槽斜段对来渣起到一个缓冲的作用，保证了形成渣幕前的渣流稳定，稳定的渣流为均匀渣幕的形成提供良好的结构保证；清理渣缝的风管能够使渣流顺利流出渣缝，避免了来渣堵塞渣缝的现象发生，降低了来渣的堵塞率。本发明对炉渣粒化时操作简单、可靠性高，采用本发明的方案粒化效果理想，保证了炉渣粒化的可持续性，实现了粒化过程中的自动清理，且大大降低了设备的投资和运行成本。

附图说明

图1为本发明液态炉渣粒化系统结构示意图；

图2为本发明液态炉渣粒化系统俯视图。

附图中：

渣槽1、第一轧辊2、第二轧辊3、第一刮板4、第二刮板5、粒化装置6、渣槽直段7、渣槽斜段8、渣槽内衬9、清理渣缝的风管10。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

本实施例中一种液态炉渣粒化系统，其可接收液态高温炉渣，并对炉渣进行粒化处理，处理后的炉渣能够对其二次利用。

如图1所示，该粒化系统包括渣槽1、第一轧辊2、第二轧辊3、第一刮板4、第二刮板5、粒化装置6。

渣槽1用于接收高温炉渣，渣槽1包括渣槽直段7和渣槽斜段8，渣槽直段7呈水平方向固定连接在渣槽斜段8的底部，渣槽直段7中间设有开口，渣槽直段7能够对炉渣下落进行缓冲，减少高温炉渣对渣槽1的冲击，延长渣槽1的使用寿命。渣槽直段7的端部可为圆弧，使得炉渣流向渣槽1底部开口更为顺畅，减少炉渣的堆积。渣槽斜段8与水平方向有一定的倾斜角度α，其中30°＜α＜90°，此范围内的倾斜角度利于来渣进入渣槽直段7的中间开口。

第一轧辊2和第二轧辊3分别设置在渣槽直段7的底部，第一轧辊2和第二轧辊3之间留有间隙形成渣缝，渣缝位于渣槽直段7中间开口的正下方，第一轧辊2和第二轧辊3能够分别在水平方向上左右移动，可根据来渣的流量大小调节第一轧辊2和第二轧辊3之间的距离，进而可以调节渣缝宽度，保证来渣通过渣缝后形成的渣幕的均匀性，利于把全部炉渣来流进行粒化。因来渣进入渣槽1时，在渣槽1中间流量较大，两端流量较小，本例中渣缝的形状采用中间窄两边宽的凹透镜形(见图2)，利于将来渣向两边分流，保证通过渣缝后的渣幕厚度均匀。第一轧辊2和第二轧辊3的端部形状与渣缝的形状相匹配。

第一轧辊2和第二轧辊3的一侧分别设有驱动装置，第一轧辊2和第二轧辊3通过驱动装置沿炉渣来流方向旋转，两个轧辊的转动方向相反。第一轧辊2和第二轧辊3的旋转实现方式如：驱动装置包括轧辊转轴、转动轴承和电机，在第一轧辊2和第二轧辊3的端部分别安装轧辊转轴，轧辊转轴通过转动轴承与电机相连，利用电机带动轧辊转轴旋转，进而带动第一轧辊2和第二轧辊3转动。

第一刮板4和第二刮板5分别设置在第一轧辊2和第二轧辊3的下方，第一刮板4和第二刮板5能够分别调节其刮板顶端与第一轧辊2和第二轧辊3的间距，例如粒化系统还包括刮板转动轴、转动轴承和电机，将刮板安装在刮板转动轴上，刮板转动轴通过转动轴承与电机相连，通过电机带动刮板转动轴旋转，进而调节刮板的倾斜角度，使其刮板端部分别接近或远离第一轧辊2和第二轧辊3的边缘，当刮板顶端接近轧辊边缘时，刮板能够刮掉第一轧辊2和第二轧辊3上粘结的炉渣，保证第一轧辊2和第二轧辊3的清洁，进而保证渣缝的清洁，将炉渣顺利导出渣槽1，不堵塞渣缝，形成稳定的渣幕；当刮板顶端远离轧辊边缘时，方便轧辊水平方向上的移动，也利于更换轧辊。

粒化装置6设置在第一刮板4的下方，粒化装置6为高压水或高压气体的喷射装置，粒化装置6具有喷射出口，粒化装置6的喷射出口朝向渣缝下方，高压水或高压气体经粒化装置6的喷射出口向渣幕喷射，在高压喷射下液态炉渣被粒化。

为使渣槽1内的炉渣不粘结成块，保证炉渣下流的顺畅，在渣槽1内还可以设置渣槽内衬9，渣槽内衬9与渣槽1的形状相匹配，渣槽内衬9的尺寸小于渣槽1的尺寸，如图1所示，渣槽内衬9也相应包括直段、斜段，渣槽内衬9的直段中间具有与渣槽1底部开口相同的开口，渣槽内衬9能够在渣缝的长度方向上做往复运动。

为实现渣槽内衬9的往复运动，可将渣槽内衬9吊装在渣槽1内，可通过在渣槽内衬9的两侧安装吊耳，通过吊耳与驱动装置连接，实现吊装，如驱动装置包括连接装置、丝杠和电机，连接装置可为钢棒或钢丝绳，通过钢棒或钢丝绳等连接装置将吊耳与丝杠连接，在吊耳上方设有防辐射套管，钢棒或钢丝绳穿过防辐射套管与吊耳连接，防辐射套管可阻隔高温辐射，延长钢棒或钢丝绳的使用寿命，通过驱动电机的正反转运动带动与之相连接的丝杠左右运动，丝杠带动与之相连的连接装置，最终带动渣槽内衬9做往复运动。为增强渣槽内衬9的往复运动效果，可根据渣槽1内炉渣的流量大小调整电机正反转运动的频率进而改变渣槽内衬9往复运动的频率。为保证渣槽内衬9在往复运动中的稳定性，可采用四根钢棒或钢丝绳，两根丝杠的结构，即沿渣缝的长度方向，一根丝杠与两根同侧的钢棒或钢丝绳固定连接，两根丝杠同步做往复运动。

在本例中还可将渣槽内衬9由渣槽1内取出进行替换，如利用提升装置，在炉渣来流结束后，将渣槽内衬9提起，更换另一新的渣槽内衬9，保证了炉渣来流的可持续性。提升装置包括横梁和驱动装置，横梁与渣槽1上部固定连接，驱动装置安装在横梁上，依靠驱动装置将渣槽内衬9和往复运动装置一起提升。

该粒化系统还可设置清理渣缝的风管10，用来保证渣缝的清洁，清理渣缝的风管10能够伸入渣槽1内部设定位置处，清理渣缝的风管10的出口正对渣缝，清理渣缝的风管10的出口为渐缩结构，如锥形或扁嘴形，渐缩结构利于增大清理渣缝的风管10的出口处的压力，清理渣缝的风管10的出口分布与渣缝形状相匹配。清理渣缝的风管10可以为一个或多个。

利用该炉渣粒化系统进行炉渣粒化，在炉渣来流时，渣槽内衬9接收炉渣，渣槽内衬9沿渣缝的长度方向做往复运动，来渣流向渣槽内衬9直段的中间开口，通过渣槽直段7中间的开口，进入渣缝，第一轧辊2和第二轧辊3根据来渣的流量大小控制渣缝的宽度，当来渣量变大时，将第一轧辊2和第二轧辊3向两侧水平移动，使得渣缝宽度变大；当来渣量减小时，将第一轧辊2和第二轧辊3向中间水平移动，将渣缝宽度变小。通过第一轧辊2和第二轧辊3在水平方向上的左右调节保证形成状态较好的渣幕，同时保证了进入渣槽1的液态炉渣全部被粒化。在粒化过程中第一轧辊2和第二轧辊3均按自己固有的旋转方向旋转，在旋转过程中，第一轧辊2和第二轧辊3边缘粘结的炉渣被第一刮板4和第二刮板5的刮板端部刮掉，落入渣缝中流向粒化装置，进一步保证了进入渣槽1的液态炉渣全部被粒化，同时也实现了渣缝的自动清理。粒化时，粒化装置6的粒化射流压力随渣缝宽度的改变而改变，当渣缝宽度变大时，粒化装置6的粒化射流压力增大，当渣缝宽度变小时，粒化装置6的粒化射流压力降低。清理渣缝的风管10在来渣时一直有空气吹入，保证渣缝的清洁，将炉渣顺利导出渣缝，不堵塞渣缝，形成稳定的渣幕，保证在炉渣来流的结束阶段使炉渣全部经渣槽直段7开口流下，保证炉渣来流的连续性和稳定性。清理渣缝的风管10中的空气也可以换成蒸汽，也可以为空气和蒸汽的混合气体。

当粒化结束时，利用提升装置将渣槽内衬9提出渣槽1内，更换成新的渣槽内衬9，以备下次炉渣来流进行炉渣粒化工作，换出的渣槽内衬9待冷却后再进行清理。

来渣的流量可以通过炉渣液位的高低进行判断，液位升高则来渣的流量变大，液位降低则来渣的流量变小。粒化系统可通过在渣槽1侧壁上设置液位监测装置监测炉渣液位，在粒化系统中同时设置控制装置。液位监测装置将监测到的液位信号输送至控制装置，控制装置根据液位信号调节第一轧辊2和第二轧辊3之间的距离，即调节渣缝宽度，以保证渣槽1内的液位保持在一定范围内，液位监测装置可为热电偶。

或者在另一实施例中，为使来渣进入渣缝前的渣流均匀分布，在本例中还可在渣槽内衬9的斜段的内侧设置导流机构，导流机构位于来渣进口的下方，导流机构可沿渣缝长度方向设置，为倒扣的碗状结构，如可以为分流鼓包。导流机构具有分流作用，用于对来渣进行分流。

或者在另一实施例中，第一轧辊2固定，第二轧辊3可以在水平方向上左右移动，通过第二轧辊3的移动调节第一轧辊2与第二轧辊3之间的距离，进而调节渣缝宽度，或者第一轧辊2可以在水平方向上左右移动，第二轧辊3固定，通过第一轧辊2的移动调节第一轧辊2与第二轧辊3之间的距离，进而调节渣缝宽度。

本发明中的粒化系统均使用耐高温材料，并可全部或者部分置于高温炉膛内，确保被粒化后的炉渣落入炉膛内。

虽然上面结合本发明的优选实施例对本发明的原理进行了详细的描述，本领域技术人员应该理解，上述实施例仅仅是对本发明的示意性实现方式的解释，并非对本发明包含范围的限定。实施例中的细节并不构成对本发明范围的限制，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均落在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种液态炉渣粒化系统，其特征在于，该粒化系统包括渣槽(1)、渣缝调节装置、粒化装置(6)和渣槽内衬(9)；

所述渣槽(1)底部具有开口；

所述渣缝调节装置包括第一轧辊(2)、第二轧辊(3)，所述第一轧辊(2)和所述第二轧辊(3)分别设置在所述渣槽(1)底部，所述第一轧辊(2)和所述第二轧辊(3)之间留有间隙形成所述渣缝，所述渣缝位于所述渣槽(1)底部开口的正下方，所述第一轧辊(2)和/或所述第二轧辊(3)能够在水平方向上移动，所述第一轧辊(2)和所述第二轧辊(3)的一侧分别设有驱动装置，所述第一轧辊(2)和所述第二轧辊(3)通过所述驱动装置沿炉渣来流方向旋转，所述第一轧辊(2)和所述第二轧辊(3)的转动方向相反；

所述粒化装置(6)设置在所述渣缝调节装置下方，所述粒化装置(6)具有喷射出口，所述粒化装置(6)的喷射出口朝向所述渣缝下方，所述粒化装置(6)为高压水或高压气体的喷射装置；

所述渣槽内衬(9)置于所述渣槽(1)内，所述渣槽内衬(9)与所述渣槽(1)形状相匹配，所述渣槽内衬(9)具有与所述渣槽(1)底部开口相同的开口。

2.根据权利要求1所述的液态炉渣粒化系统，其特征在于，所述粒化系统还包括第一刮板(4)和第二刮板(5)；

所述第一刮板(4)和所述第二刮板(5)分别设置在所述第一轧辊(2)和所述第二轧辊(3)的下方，所述第一刮板(4)和所述第二刮板(5)的刮板顶端与所述第一轧辊(2)和所述第二轧辊(3)的间距可以调节。

3.根据权利要求1或2所述的液态炉渣粒化系统，其特征在于，所述粒化系统还包括清理渣缝的风管(10)，所述清理渣缝的风管(10)能够伸入所述渣槽(1)内部设定位置处，所述清理渣缝的风管(10)的出口正对所述渣缝，所述清理渣缝的风管(10)的出口为渐缩结构，所述清理渣缝的风管(10)的出口分布与所述渣缝形状相匹配。

4.根据权利要求3所述的液态炉渣粒化系统，其特征在于，所述渣槽内衬(9)沿所述渣缝长度方向做往复运动。

5.根据权利要求3所述的液态炉渣粒化系统，其特征在于，所述渣槽(1)包括渣槽直段(7)和渣槽斜段(8)，所述渣槽直段(7)呈水平方向固定连接在所述渣槽斜段(8)的底部，所述渣槽直段(7)中间具有开口，所述渣槽斜段(8)在水平方向上具有倾斜角度α。

6.根据权利要求5所述的液态炉渣粒化系统，其特征在于，所述倾斜角度α为30°＜α＜90°。

7.根据权利要求3所述的液态炉渣粒化系统，其特征在于，所述粒化系统还包括液位监测装置和控制装置，所述液位监测装置设置在所述渣槽(1)的侧壁上，所述液位监测装置将监测到的液位信号输送至所述控制装置，所述控制装置根据接收到的液位信号控制所述渣缝的宽度。

8.根据权利要求1所述的液态炉渣粒化系统，其特征在于，所述粒化系统还包括导流机构，所述导流机构设置在所述渣槽内衬(9)内侧壁上，位于来渣进口的下方，所述导流机构为倒扣的碗状结构。

9.根据权利要求1所述的液态炉渣粒化系统，其特征在于，所述粒化系统还包括提升装置，所述提升装置包括横梁和驱动装置，所述横梁与所述渣槽(1)上部固定连接，所述驱动装置安装在所述横梁上。

10.根据权利要求1所述的液态炉渣粒化系统，其特征在于，所述渣缝的形状为中间窄两边宽的凹透镜形。