CN111041136B - 一种移动床排料装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种移动床排料装置，包括换热仓，换热仓设置在粒化仓的下方，换热仓的中心设置有粒化装置的安装空间，安装空间的上端两侧对称设置有平料装置，平料装置的下方设置有若干布风管层，上下相邻两个布风管层交错布置，每个布风管层包括若干个布风管；换热仓的底部设置有卸料架，卸料架上设置有出料口，布风管层与卸料架之间设置有破碎刀具；通过平料装置实现了对料层表面的往复梳理，起到了均匀料层的作用；通过若干布风管层实现了对高炉渣颗粒的换热，提高了换热效率，确保了热量的充分回收；通过破碎刀具对高炉渣颗粒进行破碎，使颗粒的粒度均匀，确保了颗粒能够顺利排出，避免了排渣补偿，出现返热现象。

Description

一种移动床排料装置
技术领域
本发明涉及高炉渣余热回收技术领域，特别涉及一种移动床排料装置。
背景技术
目前，中国是全球最大的钢铁生产国，钢铁产量已连续17年保持世界第一。2014年中国生铁产量达到7.11亿吨，约占世界钢铁总产量60％。在钢铁冶炼过程中，将产生大量高温炉渣。据估计，高炉渣的出炉渣温可高达1400～1550℃，通过计算可知每吨高温高炉渣的显热值可高达1260～1880MJ/吨，相当于60kg标准煤/吨。据统计，基于我国现有的钢铁冶炼技术，每生产1吨生铁将产生0.3吨高炉渣，以目前我国生铁产量7.11亿吨进行计算，可折合产生2.13亿吨以上的高炉渣，其显热量相当于1278万吨标准煤。
目前，我国钢厂对高温高炉渣常用的处理方法为水淬粒化法，通过对高温高炉渣进行水淬粒化处理后，用于水泥生产原料。水淬粒化法虽然实现了高炉渣的大规模利用，但处理过程需消耗大量水资源，据估计处理1吨高温熔渣，约需消耗新水1吨，循环用水约10吨。另外，水淬过程中释放出大量的H2S和SO2气体，腐蚀建筑、破坏设备和恶化工作环境，同时产生大量水蒸气，造成了高炉渣所含高值显热的巨大浪费。
干法处理技术利用高温高炉渣与传热介质间接或直接接触进行渣粒化及显热回收，处理过程中不耗费宝贵的水资源，也几乎不释放H2S和SO2等有害气体。随着我国对钢铁行业节能减排工作的全力推进，高温高炉渣干法离心粒化技术受到了业内的高度关注。在干法离心粒化处理过程中，高温高黏度的炉渣由高速旋转的转盘甩离转盘表界面，在空中形成液滴，这些微小的液滴与空间中的传热介质，一般为空气，进行强烈的直接换热，使液滴温度降低，使其液滴表面发生相变，形成凝固层，随着温度进一步降低，液滴逐渐转变成固体小颗粒。由于粒化过程中转盘的转速极快，一般可高达1000-2000r/min，导致液滴的切向速度极快，使得液滴在转盘周向空间上的换热有限，此时液滴表面仅能形成一层较薄的凝固层，内层仍呈液相，颗粒整体温度仍可高达800-900℃。为进一步降低颗粒温度，需加强颗粒在移动床内的换热。此时，高温颗粒(高温固体散料)在移动床内的冷却时间、冷却风量及排料速度，成为了钢渣余热回收利用技术的控制关键因素。现有的余热回收移动床装置由于渣粒呈丝状，渣粒在换热场内返热粘结，造成排料不均，换热效率低下，无法实现理想的排渣效果。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种移动床排料装置，以解决现有技术中由于换热仓内渣粒返热粘结，无法顺畅排料，排渣效果不理想，换热效率低下的技术问题。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
本发明提供了一种移动床排料装置，包括换热仓、平料装置、若干布风管层、卸料架及破碎刀具，换热仓设置在粒化仓的下方，换热仓的中心设置有粒化装置的安装空间，安装空间的上端两侧对称设置有平料装置，平料装置的下方设置有若干布风管层，上下相邻两个布风管层交错布置，每个布风管层包括若干个布风管；换热仓的底部设置有卸料架，卸料架上设置有出料口，布风管层与卸料架之间设置有破碎刀具。
进一步的，破碎刀具包括第一破碎刀具及第二破碎刀具，第一破碎刀具设置在最下层布风管层的下方，第二破碎刀具设置在卸料架的上方。
进一步的，第一破碎刀具的长度与布风管的半径一致。
进一步的，第二破碎刀具的长度较第一破碎刀具的长度长。
进一步的，平料装置采用风冷耙，风冷耙对称设置在安装空间的两侧，风冷耙上均匀设置有排风装置。
进一步的，上下相邻两个布风管层的竖向距离是布风管直径的2倍以上；布风管上均匀设置有供风风帽。
进一步的，同一布风管层中相邻两个布风管之间的距离为布风管直径的2倍以上。
进一步的，卸料架的出料口与换热仓的出料口相匹配，卸料架与振动电机连接。
进一步的，安装空间中设置粒化转杯，粒化转杯的两侧隔墙上分别设置有渣棉剪切破碎刀，渣棉剪切破碎刀设置在换热仓与粒化转杯的衔接段。
进一步的，渣棉剪切破碎刀沿径向对称设置在粒化转杯的两侧，渣棉剪切破碎刀采用双层剪切锯齿形结构。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供了一种移动床排料装置，通过设置平料装置，实现了对料层表面的往复梳理，起到了均匀料层的作用；通过设置若干布风管层，实现了对高炉渣颗粒的换热，提高了换热效率，确保了热量的充分回收；通过在卸料架与布风管层之间设置破碎刀具，破碎刀具对高炉渣颗粒进行破碎，使渣粒的粒度均匀，确保了渣粒能够顺利排出，避免了排渣不畅，出现返热现象。
进一步的，通过设置上下层破碎刀具，将上层破碎刀具设置在布风管的下方，有效增强了破碎刀具的剪切面积，实现了对粘结渣粒的多次剪切；通过将下层破碎刀具设置在卸料架的上方，上下两层破碎刀具之间运动过程中，形成相对运动，有效提高了对底层粘结渣粒的破碎效率，保证了渣粒的粒度均匀，确保了移动床顺畅排出。
进一步的，破碎刀具起到增大剪切面积，提高了破碎剪切效率，将第一破碎刀具长度与布风管的半径一致，避免了因破碎刀具过长，引起断刀或剪切力过大影响布风管的位置，同时有效保证了破碎剪切效率。
进一步的，平料装置采用风冷耙，一方面实现了对料层表面进行平料；另一方面，风冷耙与若干布风管层之间形成两级通风换热，提高了高炉渣颗粒中热量的充分回收，达到节约能耗的作用。
进一步的，通过将上下相邻两个布风管层以及同一布风管层相邻两个布风管的间距设置为布风管直径的两倍以上，确保了料层在中低温到低温阶段，能够更加顺畅的排到换热仓的底部。
进一步的，通过将卸料架与振动电机连接，在振动电机的带动下往复推动，确保了颗粒能够顺利从卸料架的出料口排出。
进一步的，通过在粒化转杯的两侧设置渣棉剪切破碎刀，渣棉剪切破碎刀在粒化转杯的侧面往复运动，实现了对粒化转杯周围的渣棉进行切断，避免了渣棉在粒化转杯周围的团聚。
进一步的，渣棉剪切破碎刀采用锯齿形结构，实现了对粒化转杯周围的渣棉进行切割，切割后的渣棉在重力作用下，落入移动床内继续换热，提高了余热回收效率。
附图说明
图1为本发明所述的移动床排料装置的主视图；
图2为本发明所述的移动床排料装置的侧视图；
图3为本发明所述的移动床排料装置中的破碎刀具与卸料架之间的连接结构示意图；
图4为本发明所述的移动床排料装置中的卸料架结构示意图。
其中，1换热仓，2平料装置，3布风管层，4卸料架，5破碎刀具，6粒化转杯，7渣棉剪切破碎刀；11安装空间；31布风管，32供风风帽；51第一破碎刀具，52第二破碎刀具。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
如附图1-4所示，本发明提供了一种移动床排料装置，包括换热仓1、平料装置2、若干布风管层3、卸料架4及破碎刀具5；换热仓1设置在粒化仓的下方，换热仓1的中心设置有粒化装置的安装空间11，粒化转杯6安装在安装空间11上；粒化转杯6两侧设置有渣棉剪切破碎刀7，渣棉剪切破碎刀7设置在换热仓1余粒化转杯6的衔接处；渣棉剪切破碎刀7的下方设置平料装置2，平料装置2对称设置在安装空间11的两侧，平料装置2的下方设置有若干布风管层3，上下相邻两个布风管层3交错布置，每个布风管层3包括若干个布风管31；换热仓1的底部设置有卸料架4，卸料架4上设置有出料口，布风管层3与卸料架4之间设置有破碎刀具5。
平料装置2采用风冷耙，风冷耙对称设置在安装空间11的两侧，风冷耙上均匀设置有排风装置。
上下相邻两个布风管层3的竖向距离是布风管31直径的2倍以上；布风管31上均匀设置有供风风帽32；同一布风管层3中相邻两个布风管之间的距离为布风管31直径的2倍以上。
卸料架4的出料口与换热仓1的出料口相匹配，卸料架4与振动电机连接。
破碎刀具5包括第一破碎刀具51及第二破碎刀具52，第一破碎刀具51设置在最下层布风管层3的下方，第二破碎刀具52设置在卸料架4的上方，第一破碎刀具51的长度与布风管31的半径一致；第二破碎刀具52的长度较第一破碎刀具51的长度较长。
渣棉剪切破碎刀7设置在粒化转杯6的两侧，渣棉剪切破碎刀7采用带有双层剪切功能的结构。
实施例
从高炉排出的液态熔渣先经过液态熔渣缓存及流量测控装置(渣包、燃烧装置、烟气管路、流量测控模块和流量控制装置；其中燃烧装置设置在渣包的顶部，且与渣包内部连通；渣包侧面连通设置有流量测控模块，渣包通过烟气管路连接流量测控模块；流量测控模块内设置有流量控制装置)。然后液态熔渣进入到落渣管(设有预热及冷却功能的落渣管固定装置，以解决液态熔渣离心粒化过程中落渣管易堵塞、容易断、落渣管固定装置高温腐蚀严重等问题)。液态熔渣经落渣管排入到离心粒化单元内，经过离心粒化后，以半熔融颗粒的状态落入到移动床内，进行气固换热。
本发明所述的一种移动床排料装置，包括换热仓1、平料装置2、若干布风管层3、卸料架4及破碎刀具5；换热仓1设置在粒化仓的下方，换热仓1的中心设置有粒化装置的安装空间11，安装空间11中设置有粒化转杯，在换热仓内和粒化转杯的衔接段，设置了渣棉剪切破碎刀，渣棉剪切破碎刀设置在粒化转杯的两侧，呈180°布置，按照锯齿的结构设计，采用310S不锈钢耐高温材质。
安装空间11的上端两侧对称设置有平料装置，平料装置设置在换热仓上部的高温段，平料装置采用电机带动；平料装置采用310S不锈钢，最高连续使用温度可达1150℃；平料装置能够在换热仓的腔内沿移动床径向自由移动；在平料装置上设置有对称的分布的风帽。
在平料装置的下部，即移动床中温到低温段，设置若干个布风管层，上下相邻两个布风管层相互交错排列，同一布风管层中的相邻两个布风管之间的间距为布风管直径的2倍以上，且在布风管上均设置等间距的供风风帽。
在换热仓的低温段，最下层的布风管的下部均设置上等间距的第一破碎刀具，第一破碎刀具的长度约为布风管的半径长；在换热仓的最底部设置卸料架，卸料架采用电机带动，卸料架的上部，设置第二破碎刀具，第二破碎刀具的尺寸长于第一破碎刀具的尺寸；卸料架的中间部分设置成出料口，该出料口的大小和换热仓的出料口的大小刚好吻合。
本发明中除去主要进出风口外，由于离心粒化单元运行工况发生改变会导致熔渣粒化出现渣块和渣棉，堵塞在换热仓内；为了给渣块和渣棉的通过提供空间，在移动床的高温段设置了平料装置，平料装置上部设置了均匀分布的风帽；在高温段将冷却风通入平料装置内，实现强化换热；在移动床的中温到低温段中，规则排列的布风管层的布风管上也设有风帽，布风管中通入冷却风进行第二次的热回收；上述两级的通风换热和从换热仓底部通入的冷风相结合，形成了一套完整的气固换热体系，能够使高炉渣颗粒中的热量得到充分的回收，进一步达到节约能耗的目的。
本发明中当颗粒从粒化仓下落进入换热仓中换热时，为将颗粒从换热仓的底部均匀排出，首先在换热仓的顶部安装平料装置，平料装置在电机的带动下在料层表面进行往复梳理，起到均匀料层的作用；在平料装置的下部，到达中温段，设有均匀排布的若干布风管层，每个布风管层之间的间距为布风管直径的2倍以上，这样料层在中温到低温阶段，能更顺畅的排到在移动床的底部，底部的卸料架在振动电机带动下往复推动下层的颗粒，使颗粒顺利的从出料口排出，就形成了一套完整的排料系统，能让换热过程更为顺畅高效同时，内部设备之间相互配合度也更加的完善。
本发明中在粒化转杯的两侧设置了渣棉剪切破碎刀，离心粒化过程中会形成大量的渣棉；渣棉产生之后可能会缠绕在粒化转杯周围，为防止渣棉团聚在粒化转杯周围，在粒化转杯侧面设置有可以往复运动的锯齿形渣棉剪切破碎刀，将粒化转杯周围的渣棉切断；在重力的作用下，断开的渣棉会落入到换热仓中；在移动床低温段，在卸料架的上部和最下层布风管的下部分别设置了破碎刀具，在电机的带动下，卸料架进行往复运动，在受到上下层刀具剪切力的作用下，粒度不均匀的渣粒被进一步的破碎；同时，下部卸料架在往复运动的过程中，能够将床层两边的聚积的颗粒带入排料口中，避免了排渣不畅，防止出现返热现象。
本发明中粒化仓的顶壁设置有测温装置和落渣管；粒化仓与换热仓的衔接处设置粒化转杯，用于粒化从落渣管掉落的高炉渣；粒化转杯处于所述落渣管的正下方，粒化转杯处设置有隔墙；隔墙上设置有渣棉破碎装置，渣棉破碎装置用于将落到隔墙上的熔渣渣棉破碎；移动床的位置低于所述渣棉破碎装置的位置，所述剪切装置和所述破碎机设置于所述粒化仓内，所述剪切装置能够往复运动，所述破碎机的位置低于所述剪切装置的位置；所述粒化仓的底部为散料堆积部；所述测温装置用于测量散料堆积部内散料堆积层表面的温度；所述粒化仓的底部设置有冷却风管道；所述测温装置为红外测温装置；渣棉破碎装置为锯齿刮刀或剪切滚筒；所述剪切装置为交错型剪切结构，包括交错型把柄、交错型锯齿以及连接结构；其中，锯齿方向朝上，且把柄靠近时能够使锯齿合拢；所述剪切装置内设置有冷却介质；所述冷却介质为气体、水或有机介质；破碎机处于剪切装置和散料堆积部之间；所述冷却风管道设置有多个出风口，每个出风口均设置有风帽；系统运行初期，当冷却速度过低时，粒化过程中会形成大量的渣棉。渣棉产生之后环绕在转杯周围，隔墙上的渣棉破碎装置将转杯周围的渣棉切断，防止渣棉团聚在转杯周围，减少事故的发生。在重力的作用下，断开的渣棉会落入到移动床换热装置中，剪切装置切碎渣棉，落入下方破碎机，进一步地切断渣棉，防止出现渣棉团聚引起颗粒排料不畅从而堵塞移动床的现象发生。本发明的装置中，渣棉被大量切断破碎后，有利于增强换热，提高余热回收率。本发明的渣棉破碎装置为具有剪切作用的设备，可为锯齿刮刀；本发明的剪切装置为交错型剪切结构，由交错型把柄、交错型锯齿以及连接结构组成，其中锯齿方向朝上，当把柄靠近时，锯齿合拢；在移动床上部往复运动；本发明可及时剪碎并清理生成的渣棉，能保证移动床排料装置的安全与稳定运行，同时能够增强余热回收效果。
以上所述仅表示本发明的优选实施方式，任何人在不脱离本发明的原理下而做出的结构变形、改进和润饰等，这些变形、改进和润饰等均视为在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种移动床排料装置，其特征在于，包括换热仓（1）、平料装置（2）、若干布风管层（3）、卸料架（4）及破碎刀具（5），换热仓（1）设置在粒化仓的下方，换热仓（1）的中心设置有粒化装置的安装空间（11），安装空间（11）的上端两侧对称设置有平料装置（2），平料装置（2）的下方设置有若干布风管层（3），上下相邻两个布风管层（3）交错布置，每个布风管层（3）包括若干个布风管（31）；换热仓（1）的底部设置有卸料架（4），卸料架（4）上设置有出料口，布风管层（3）与卸料架（4）之间设置有破碎刀具（5）；
破碎刀具（5）包括第一破碎刀具（51）及第二破碎刀具（52），第一破碎刀具（51）设置在最下层布风管层（3）的下方，第二破碎刀具（52）设置在卸料架（4）的上方。
2.根据权利要求1所述的一种移动床排料装置，其特征在于，第一破碎刀具（51）的长度与布风管（31）的半径一致。
3.根据权利要求1所述的一种移动床排料装置，其特征在于，第二破碎刀具（52）的长度较第一破碎刀具（51）的长度长。
4.根据权利要求1所述的一种移动床排料装置，其特征在于，平料装置（2）采用风冷耙，风冷耙对称设置在安装空间（11）的两侧，风冷耙上均匀设置有排风装置。
5.根据权利要求1所述的一种移动床排料装置，其特征在于，上下相邻两个布风管层（3）的竖向距离是布风管（31）直径的2倍以上；布风管（31）上均匀设置有供风风帽（32）。
6.根据权利要求1所述的一种移动床排料装置，其特征在于，同一布风管层（3）中相邻两个布风管之间的距离为布风管（31）直径的2倍以上。
7.根据权利要求1所述的一种移动床排料装置，其特征在于，卸料架（4）的出料口与换热仓（1）的出料口相匹配，卸料架（4）与振动电机连接。
8.根据权利要求1所述的一种移动床排料装置，其特征在于，安装空间（11）中设置粒化转杯（6），粒化转杯（6）的两侧隔墙上分别设置有渣棉剪切破碎刀（7），渣棉剪切破碎刀（7）设置在换热仓（1）与粒化转杯（6）的衔接段。
9.根据权利要求1所述的一种移动床排料装置，其特征在于，渣棉剪切破碎刀（7）沿径向对称设置在粒化转杯（6）的两侧，渣棉剪切破碎刀（7）采用双层剪切锯齿形结构。
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