CN109238492B - 一种粒化器的温度监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种粒化器的温度监测系统，一种粒化器的温度监测系统，包括粒化器、热电偶、转轴、过孔径导电滑环、止转装置、轴承和轴套；轴承套设在转轴上，轴承由轴套固定；所述粒化器包括粒化器主体和空心圆柱套筒；其特征在于：粒化器主体内设置有多个热电偶，粒化器主体底部设置有空心圆柱套筒，该空心圆柱套筒套设在转轴的顶部并通过套筒紧固螺钉固定；空心圆柱套筒的侧壁沿径向设置有若干小孔；空心圆柱套筒下方设置有止转装置，止转装置通过螺钉固定在轴套上；粒化器底部与转轴顶部之间设置有空隙；所述过孔径导电滑环包括定子和转子，定子位于转子外侧；本发明实现了对粒化器表面温度的采集；可广泛应用在钢铁、冶金等领域。

Description

一种粒化器的温度监测系统

技术领域

本发明涉及液态熔渣粒化器，特别涉及一种粒化器的温度监测系统。

背景技术

目前钢铁厂对高炉渣普遍采用水淬处理，水淬处理工艺就是将熔融状态的液态高炉渣置于水中急速冷却，限制其在冷却过程中的结晶，并使高炉渣在其热应力的作用下发生破碎，水淬过程得到的非晶态炉渣产品可以作为水泥熟料的替代物之一，由此获得较高的附加值。水淬过程虽然实现了液态高炉渣的大批量消纳，但是水淬过程也存在以下几方面的问题：耗水量较高，即便实行循环用水，1吨高炉渣也需要消耗新水1吨左右；高炉渣的化学成分含有碱性成分，从而用水淬工艺处理的时候会污染用水；由于高炉渣特殊的化学成分，其在水淬急冷过程中产生的大量H₂S和SO_x，并且随水蒸汽排入空气中，造成环境污染；水淬处理工艺并没有回收熔渣的显热，没有实现能量的再回收使用；水淬处理过程产生的水渣其含水量高达10％以上，其在干燥处理时还需消耗大量的能量来去除含有的水份。

离心粒化法因其设备简单、动力消耗小、适应性好、产品粒度分布范围窄、同时能兼顾熔渣的余热回收和物料品质等优点，自提出以来，便得到了广泛的研究。离心粒化的基本过程是采用一个高速旋转的转盘或转杯作为粒化器,熔渣通过渣沟或管道注入到粒化器中心；粒化器在电动机的带动下高速旋转,熔渣由于离心力的作用从粒化器边缘飞出粒化，熔渣液滴在飞行的过程中与空气进行热交换至凝固，最后形成小颗粒。对于高炉渣离心粒化系统而言，粒化单元是整个系统的核心部分，其中粒化器的连续稳定运行对于后续的粒化过程至关重要。但目前液态熔渣的离心粒化过程中，由于粒化器的高速转动，难以在粒化器表面进行实时温度测量，未能实时反映粒化器的工作温度，从而不能为粒化器的热防护措施提供相应的技术指导。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种粒化器的温度监测系统。

为了解决上述技术问题，根据本发明的技术方案，一种粒化器的温度监测系统，包括粒化器、热电偶、转轴、过孔径导电滑环、止转装置、轴承和轴套；轴承套设在转轴上，轴承由轴套固定，轴套套设在转轴中下部；所述粒化器包括粒化器主体和空心圆柱套筒；其特征在于：粒化器主体内设置有多个热电偶，粒化器主体的底部连接空心圆柱套筒，空心圆柱套筒套设在转轴的顶部并通过套筒紧固螺钉固定；空心圆柱套筒的侧壁沿径向设置有若干小孔，方便粒化器底部空气层的流动，同时，安装在粒化器内表面底部的热电偶信号输出线可从小孔引出；空心圆柱套筒下方设置有止转装置，止转装置通过螺钉固定在轴套上；粒化器主体底部与转轴顶部之间设置有空隙，以削弱粒化器向转轴导热；所述过孔径导电滑环包括定子和转子，定子位于转子外侧；转子套设在转轴上，并通过滑环紧固螺钉固定，定子上装设有止转片，定子通过止转片固定在止转装置上；所述过孔径导电滑环的转子接线端连接所述热电偶的信号输出端；所述过孔径导电滑环的定子接线端连接外部数据采集器。

本发明通过外部电动机带动转轴转动；转轴、轴承和轴套相互配合，实现转轴平稳转动；转轴带动粒化器旋转，粒化器旋转实现液态熔渣的铺展和粒化；并通过热电偶实现粒化器内表面的温度测量；设置高温热电偶套管对热电偶进行保护；设置过孔径导电滑环可以解决在转动过程中测量端导线的缠绕问题，同时实现信号的传输；止转装置通过装设在定子底部的止转片来固定定子，防止其随转子转动，实现定子接线端位置固定。

本发明在粒化器主体底部与转轴之间留有一层空气层，粒化器底部空心圆柱套筒侧壁开设小孔，辅助冷却风可从小孔进入空气层，在一定程度上对粒化器底部起到冷却作用，同时削弱粒化器向转轴的传热，保证了过孔径导电滑环处于正常的工作温度范围。

根据本发明所述的一种粒化器的温度监测系统的优选方案，在转子与转轴之间装设有隔热套筒或者布置保温棉作为隔热保温层，以保证过孔径导电滑环处于正常工作温度区间。

根据本发明所述的一种粒化器的温度监测系统的优选方案，该粒化器内表面设置有锉齿，以防止粒化器表面形成的渣壳脱落，该渣壳能够起到保护粒化器的作用。

根据本发明所述的一种粒化器的温度监测系统的优选方案，粒化器外壁面加装有翅片，增大粒化器的换热面积，增强换热效果。

本发明所述的一种粒化器的温度监测系统的有益效果是：

本发明通过设置过孔径导电滑环，解决了热电偶测温过程中的绕线问题，实现了热电偶电信号的传输，完成了对粒化器表面温度的采集；同时，本发明利用粒化器表面生成的渣壳来对粒化器进行热防护，在一定程度上减少了粒化器的高温熔蚀和化学腐蚀的现象，延长了粒化器的使用寿命；本发明可广泛应用在钢铁、冶金等领域。

附图说明

图1是本发明所述的一种粒化器的温度监测系统的结构示意图。

图2是本发明所述的粒化器的结构示意图。

图3是本发明所述的过孔径导电滑环的安装示意图。

具体实施方式

参见图1至图3，一种粒化器的温度监测系统，包括粒化器7、热电偶8、转轴12、过孔径导电滑环14、止转装置5、轴承2和轴套1；轴承2套设在转轴12上，轴承2由轴套1固定，轴套1套设在转轴12中下部；所述粒化器7包括粒化器主体702和空心圆柱套筒704；粒化器主体702为杯状或盘状；粒化器主体702内设有若干热电偶安装孔，安装孔为非对称均匀布置。热电偶8外部套设有保护套管9，并固定在安装孔内；热电偶8检测粒化器主体702内表面的温度。

粒化器主体702的底部连接空心圆柱套筒704，空心圆柱套筒704套设在转轴12的顶部并通过套筒紧固螺钉11固定；空心圆柱套筒704的侧壁沿径向设置有若干小孔705，方便粒化器底部空气层的流动，同时，设置在粒化器内表面底部的热电偶信号输出线从小孔705引出；空心圆柱套筒的下方设置有止转装置5，止转装置5通过螺钉16固定在轴套1上；该止转装置5为凹型，过孔径导电滑环14套设在转轴12上，并位于止转装置5的凹型槽内；所述过孔径导电滑环包括定子1405和转子1404，定子1405位于转子1404外侧；转子1404套设在转轴12上，并通过滑环紧固螺钉4固定，定子1405上装设有止转片15，定子1405通过止转片15固定在止转装置5上；定子接线端3连接外部数据采集器；所述过孔径导电滑环的转子接线端6连接所述热电偶8的信号输出端。

在具体实施例中，在转子1404与转轴12之间装设有隔热套筒或者布置保温棉作为隔热保温层13，以保证过孔径导电滑环处于正常工作温度区间。

在具体实施例中，所述粒化器主体702内表面设置有锉齿701，以防止粒化器表面形成的渣壳脱落，该渣壳能够起到保护粒化器的作用。粒化器外壁面加装有翅片703，增强换热面积，以强化粒化器换热。

针对粒化器温度监测难这一问题，在本发明中，由于粒化器7的最高温度是出现在粒化器的内表面，尤其是内表面的中心处，将热电偶8布置于粒化器7的内表面，能够更好的反映粒化器7的最高温度。为方便粒化器7上表面中心处的温度测量，在粒化器底部空心圆柱套筒704侧壁开有小孔705，安装在粒化器内表面底部的热电偶的连接导线可以从小孔705引出。因为在离心粒化过程中，液态熔渣在粒化器表面上的铺展过程是对称的，因此热电偶8在粒化器7的同一中心截面上非对称布置，这样可以获得更多的径向温度。热电偶8的电压信号可以通过过孔径导电滑环14传递，很好地解决了转动过程中的绕线问题，从而最终能够实现粒化器的温度监测。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种粒化器的温度监测系统，包括粒化器(7)、热电偶(8)、转轴(12)、过孔径导电滑环(14)、止转装置(5)、轴承(2)和轴套(1)；轴承(2)套设在转轴(12)上，轴承(2)由轴套(1)固定；所述粒化器(7)包括粒化器主体(702)和空心圆柱套筒(704)；其特征在于：粒化器主体(702)内设置有多个热电偶(8)，粒化器主体(702)底部设置有空心圆柱套筒(704)，该空心圆柱套筒(704)套设在转轴(12)的顶部并通过套筒紧固螺钉(11)固定；空心圆柱套筒(704)的侧壁沿径向设置有若干小孔(705)；空心圆柱套筒(704)下方设置有止转装置(5)，止转装置(5)通过螺钉(16)固定在轴套(1)上；粒化器底部与转轴(12)顶部之间设置有空隙(10)；所述过孔径导电滑环包括定子(1405)和转子(1404)，定子(1405)位于转子外侧；转子(1404)套设在转轴(12)上，并通过滑环紧固螺钉(4)固定，定子(1405)上装设有止转片(15)，定子(1405)通过止转片(15)固定在止转装置(5)上；所述过孔径导电滑环的转子接线端(6)连接所述热电偶(8)的信号输出端；所述过孔径导电滑环的定子接线端(3)连接外部数据采集器。

2.根据权利要求1所述的一种粒化器的温度监测系统，其特征在于，该粒化器主体(702)内表面设置有锉齿(701)。

3.根据权利要求1或2所述的一种粒化器的温度监测系统，其特征在于，粒化器外壁面装设有翅片(703)。

4.根据权利要求3所述的一种粒化器的温度监测系统，其特征在于，在转子(1404)与转轴(12)之间装设有隔热保温层(13)。

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