CN111322881A - 高温熔岩、熔浆、熔液类余热回收系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及热交换技术领域，具体公开了高温熔岩、熔浆、熔液类余热回收系统，包括吸热组件、刮刀组件、断渣组件、电机组件、泵组件和换热器，所述吸热组件包括辊筒、第一空心轴和第二空心轴，所述第一空心轴和第二空心轴分别同轴连接在辊筒的两端，所述电机组件驱动辊筒水平转动，所述第二空心轴、换热器、泵组件和第一空心轴依次通过管道首尾连接，刮刀组件包括尖端与辊筒外壁相抵的刮刀片，断渣组件包括位于刮刀片上方的断渣刀，断渣刀的尖端与辊筒之间的距离不小于3mm。采用本专利中的技术方案进行余热回收时，辊筒不再承受高温熔岩或熔浆的冲击，使用寿命提高，减少企业维修的成本。

Description

高温熔岩、熔浆、熔液类余热回收系统

技术领域

本发明涉及热交换技术领域，特别涉及高温熔岩、熔浆、熔液类余热回收系统。

背景技术

在冶金工艺中，通常会产生大量的废弃炉渣(例如煤渣、炉渣、铁渣等)，废弃炉渣在高温下呈熔融状，为了方便收集、保存以及二次利用，通常需要对其进行冷却结晶。传统的高温熔岩冷却方式有自然冷却、风冷、水冷等方式，但是上述方式存在以下几点问题：(1)由于高温熔岩的温度较高，需要的冷却时间较长；(2)高温熔岩内蕴含有大量的余热，而上述方式无法对余热进行利用，导致能量的浪费。

基于上述问题，为了更好的对高温熔岩、熔浆、溶液类的废弃炉渣的余热进行回收，我司进行了一系列的技术研发，在工艺投入实际应用之前，我司构思的方案为：利用相对转动的对辊形式，对辊中通入流动的低温换热介质，将高温的废弃炉渣从对辊上方倾倒至对辊处，使高温炉渣在对辊相对转动的过程中，逐渐冷却并在挤压过程中完成造粒。

而我司在投入实际项目中发现，这样的方式还存在一些问题，首先针对不同的高温熔岩，例如高温铁渣，其在凝固后变得硬且脆，不好控制造粒的粒度；其次，高温熔岩会使得辊筒“软化”，后又对凝固的炉渣进行挤压，这就会对设备造成严重的损耗。

发明内容

本发明提供了高温熔岩、熔浆、熔液类余热回收系统，以解决现有方案对设备的损耗严重的问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：

高温熔岩、熔浆、熔液类余热回收系统，包括吸热组件、刮刀组件、断渣组件、电机组件、泵组件和换热器，所述吸热组件包括辊筒、第一空心轴和第二空心轴，所述第一空心轴和第二空心轴分别同轴连接在辊筒的两端，所述电机组件驱动辊筒水平转动，所述第二空心轴、换热器、泵组件和第一空心轴依次通过管道首尾连接，刮刀组件包括尖端与辊筒外壁相抵的刮刀片，断渣组件包括位于刮刀片上方的断渣刀，断渣刀的尖端与辊筒之间的距离不小于3mm。

本技术方案的技术原理和效果在于：

1、本方案在使用时，装有高温铁渣熔液的渣缸放置在辊筒的下方，并使得辊筒半浸没在熔液中，低温的换热介质在泵组件的作用下进入辊筒中，使得辊筒保持低温状态，这样辊筒在转动过程中，高温的铁渣熔液粘附在辊筒的外圆面上，粘附在辊筒外圆面上的铁渣，热量逐渐被换热介质吸走，从而温度降低，进而从熔融态转变为固态，在辊筒的外圆面上形成铁渣层，并在断渣组件和刮刀组件的作用下，从辊筒上剥离并脱落。

首先，与现有技术通过对辊挤压完成余热回收的方式区别在于：本方案中通过辊筒的转动，使得高温铁渣在辊筒的外圆面上形成渣层，高温铁渣在接触辊筒时是呈熔融状态的，且处于非流动状态，因此辊筒不再受到高温铁渣的冲击。

其次，与现有技术通过对辊挤压完成造粒的区别在于：本方案通过刮刀组件与断渣组件完成铁渣的造粒，使得辊筒只需要完成高温铁渣余热回收的作用，也就是说辊筒只需将高温铁渣凝固成渣层，而造粒的工作则是由刮刀组件和断渣组件完成，这样的构思不仅反其道行之，使得辊筒不再承受硬质渣层造成的挤压，还给企业带来了非常大的经济效益。

2、相比于我司之前研发的方案，将高温铁渣熔液采用从上而下向对辊处倾倒，完成冷却造粒的技术方案而言：(1)本方案中辊筒不再承受高温铁渣熔液的重量与冲击，使得辊筒的使用寿命增长，减少维修的成本，降低电机组件的动能损耗；(2)本方案中可以通过控制电机组件驱动辊筒的转速，以控制铁渣层的厚度，从而得到不同大小的铁渣块；(3)本方案中辊筒只需设计一个，使整个吸热头结构简单，企业在设备上投入的成本降低。

进一步，还设有机架组件，机架组件包括若干竖架和若干横架，横架固定在相邻竖架之间，第一空心轴和第二空心轴均转动连接在横架上。

有益效果：机架组件用于对整个吸热组件进行稳固的支撑。

进一步，所述横架上设有轴承组件，所述轴承组件包括固定在横架上的轴承座和固定在轴承座内的滚珠轴承，第一空心轴和第二空心轴均固定在滚轴轴承内。

有益效果：轴承组件的设置能够使得第一空心轴、第二空心轴与辊筒同步稳定转动。

进一步，所述刮刀组件还包括固定在横架上的支撑座，刮刀片固定在支撑座上，所述刮刀片的横截面呈倒T字形。

有益效果：支撑座用于固定刮刀片，而刮刀片横截面呈倒T字形的设计能够提高刮刀片的强度，使其使用寿命延长。

进一步，所述刮刀片沿辊筒轴向上的长度不低于辊筒的轴长。

有益效果：这样设置使得刮刀片能够将冷却在辊筒外壁上的渣层全部剥离下来。

进一步，所述刮刀组件一侧设有带传送机构和球磨机。

有益效果：这样刮刀片与断渣刀剥离下来的铁渣块，在带传送机构的作用下被送至球磨机中，继续球磨至需要的粒度即可。

进一步，所述断渣组件还包括滑座和若干支撑杆，支撑杆与辊筒相互垂直，滑座与若干支撑杆滑动连接，断渣刀固定在滑座上。

有益效果：这样设置，可以调节断渣刀在不同的位置，从而控制脱落的铁渣的尺寸大小。

进一步，所述刮刀片与断渣刀的刀口处均设有斜面，且两者的斜面相向设置。

有益效果：这样设置能够更好将冷却在辊筒外壁上的渣层破碎成粒。

进一步，所述辊筒下方还设有升降组件，所述升降组件包括支撑板、承重板和若干液压缸，所述液压缸固定在支撑板上，液压缸的液压杆朝上设置，承重板固定在液压缸的液压杆上，支撑板与承重板均水平设置。

有益效果：由于辊筒在工作过程中需要半浸没在渣缸内的熔浆里，因此渣缸在放置之前可以驱动液压缸使承重板下降，将渣缸放置其上后，再驱动液压缸，使承重板上升，并使得辊筒半浸没在熔浆里后，关闭液压缸即可。

进一步，所述承重板上开设有两个叉车槽。

有益效果：叉车槽的设置便于叉车转运渣缸。

附图说明

图1为本发明实施例1的俯视图；

图2为本发明实施例1中吸热组件的结构示意图；

图3为图2中A-A向的剖视图；

图4为本发明实施例2的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：机架组件1、吸热组件2、电机组件3、换热器4、竖架5、顶板6、横架7、辊筒8、第一空心轴9、第二空心轴10、轴承组件11、刮刀片12、支撑座13、滑座14、断渣刀15、支撑杆16、主动齿轮17、从动齿轮18、机械泵19、输送管20、铁渣层21、渣缸22、支撑板30、承重板31、液压缸32、叉车槽33。

实施例1基本如附图1和图2所示：

高温熔岩、熔浆、熔液类余热回收系统，包括机架组件1、吸热组件2、刮刀组件、断渣组件、电机组件3、泵组件、换热器4和球磨机，其中机架组件1包括四根固定在地面上的竖架5，四根竖架5的顶部固定有顶板6，四根竖架5形成的空间用于放置渣缸22，渣缸22为高温熔岩、熔浆或熔液的容器，相邻竖架5之间还分别固定连接有横架7。

吸热组件2包括中空的辊筒8、第一空心轴9和第二空心轴10，第一空心轴9和第二空心轴10分别同轴固定连接在辊筒8的两端，位于辊筒8两端的横架7上固定有轴承组件11，轴承组件11包括固定在横架7上的轴承座和固定在轴承座内的滚珠轴承，第一空心轴9和第二空心轴10分别固定在左右两侧的滚珠轴承内。

刮刀组件与断渣组件均位于沿辊筒8轴线的同一侧，本实施例中刮刀组件与断渣组件均位于辊筒8的右侧，其中刮刀组件包括支撑座13和刮刀片12，刮刀片12沿辊筒8轴向上的长度不低于辊筒8的轴长，其中支撑座13固定在两根横架7上，刮刀片12的横截面呈倒T字形，刮刀片12固定在支撑座13上，且刮刀片12朝向辊筒8倾斜设置，刮刀片12的刀口处设有斜面，刮刀片12的顶端与辊筒8的外壁相抵。

断渣组件包括滑座14、若干断渣刀15和若干支撑杆16，其中支撑杆16水平固定在竖架5之间，即支撑杆16与辊筒8之间相互垂直，滑座14滑动连接在支撑杆16上，断渣刀15固定在滑座14上，且断渣刀15的刀口向下，断渣刀15的刀口处也设有斜面，且与刮刀片12的刀口处斜面相向设置。

电机组件3包括电机和齿轮传动机构，其中电机通过机座固定在竖架5上，齿轮传动机构包括主动齿轮17和从动齿轮18，其中从动齿轮18同轴固定在第二空心轴10上，而主动齿轮17与电机的输出轴固定，主动齿轮17与从动齿轮18啮合。

泵组件包括机械泵19和输送管20，其中各组件的连接方式为，换热器4的出液口通过管道与机械泵19的进液口连接，机械泵19的出液口与第一空心轴9通过管道连接，第二空心轴10与换热器4的进液口通过管道连接，其中第一空心轴9和第二空心轴10均通过旋转接头与管道连接，这样液态金属流动的循环为：辊筒8、第二空心轴10、换热器4、机械泵19、第一空心轴9、辊筒8。

球磨机设置在靠近刮刀组件一侧，刮刀组件与球磨机之间还设有带传送机构，这样渣铁块就通过带传送机构传送至球磨机中。

具体实施时，将装有高温铁渣熔液的渣缸22放置在辊筒8的下方，辊筒8半浸没在高温熔液中，启动机械泵19和换热器4工作，这样低温的换热介质(本实施例中采用液态金属)在辊筒8、第二空心轴10、换热器4、机械泵19、第一空心轴9、辊筒8中形成循环流动，辊筒8中的热态金属吸收热量，温度升高，在换热器4中将热量转换为其他能量后温度下降，再经过机械泵19进入辊筒8内，使得辊筒8保持低温状态。

电机启动后，通过齿轮传动机构驱动辊筒8沿顺时针方向转动，辊筒8在转动过程中，高温的铁渣熔液粘附在辊筒8的外圆面上，粘附在辊筒8外圆面上的铁渣，热量逐渐被换热介质吸走，从而温度降低，进而从熔融态转变为固态，在辊筒8的外圆面上形成铁渣层21，当铁渣层21被带至刮刀片12处时，铁渣层21脱离辊筒8，同时在断渣刀15的作用下，铁渣层21被破碎成粒状或块状。

粒状或块状的铁渣层21在皮带传送机构的作用下，传送至球磨机内，被粉碎成细小颗粒，从而利于废铁渣的回收。

实施例2基本如附图4所示：

与实施例1的区别在于：在辊筒8的下方还设有升降组件，升降组件包括支撑板30、承重板31和若干液压缸32，其中液压缸32固定在支撑板30上，液压缸32的液压杆朝上设置，承重板31固定在液压缸32的液压杆上，支撑板30与承重板31均水平设置，承重板31用于放置渣缸22，承重板31上还开设有两个叉车槽33。

渣缸22在放置之前可以驱动液压缸32使承重板31下降，将渣缸22放置其上后，再驱动液压缸32，使承重板31上升，并使得辊筒8半浸没在熔浆里后，关闭液压缸32即可。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.高温熔岩、熔浆、熔液类余热回收系统，其特征在于：包括吸热组件、刮刀组件、断渣组件、电机组件、泵组件和换热器，所述吸热组件包括辊筒、第一空心轴和第二空心轴，所述第一空心轴和第二空心轴分别同轴连接在辊筒的两端，所述电机组件驱动辊筒水平转动，所述第二空心轴、换热器、泵组件和第一空心轴依次通过管道首尾连接，刮刀组件包括尖端与辊筒外壁相抵的刮刀片，断渣组件包括位于刮刀片上方的断渣刀，断渣刀的尖端与辊筒之间的距离不小于3mm。

2.根据权利要求1所述的高温熔岩、熔浆、熔液类余热回收系统，其特征在于：还设有机架组件，机架组件包括若干竖架和若干横架，横架固定在相邻竖架之间，第一空心轴和第二空心轴均转动连接在横架上。

3.根据权利要求2所述的高温熔岩、熔浆、熔液类余热回收系统，其特征在于：所述横架上设有轴承组件，所述轴承组件包括固定在横架上的轴承座和固定在轴承座内的滚珠轴承，第一空心轴和第二空心轴均固定在滚轴轴承内。

4.根据权利要求3所述的高温熔岩、熔浆、熔液类余热回收系统，其特征在于：所述刮刀组件还包括固定在横架上的支撑座，刮刀片固定在支撑座上，所述刮刀片的横截面呈倒T字形。

5.根据权利要求1所述的高温熔岩、熔浆、熔液类余热回收系统，其特征在于：所述刮刀片沿辊筒轴向上的长度不低于辊筒的轴长。

6.根据权利要求1所述的高温熔岩、熔浆、熔液类余热回收系统，其特征在于：所述刮刀组件一侧设有带传送机构和球磨机。

7.根据权利要求1所述的高温熔岩、熔浆、熔液类余热回收系统，其特征在于：所述断渣组件还包括滑座和若干支撑杆，支撑杆与辊筒相互垂直，滑座与若干支撑杆滑动连接，断渣刀固定在滑座上。

8.根据权利要求1所述的高温熔岩、熔浆、熔液类余热回收系统，其特征在于：所述刮刀片与断渣刀的刀口处均设有斜面，且两者的斜面相向设置。

9.根据权利要求1～8任意一项所述的高温熔岩、熔浆、熔液类余热回收系统，其特征在于：所述辊筒下方还设有升降组件，所述升降组件包括支撑板、承重板和若干液压缸，所述液压缸固定在支撑板上，液压缸的液压杆朝上设置，承重板固定在液压缸的液压杆上，支撑板与承重板均水平设置。

10.根据权利要求9所述的高温熔岩、熔浆、熔液类余热回收系统，其特征在于：所述承重板上开设有两个叉车槽。

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