CN112675781A - 熔融材料的粒化装置及粒化方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种熔融材料的粒化装置及粒化方法，包括粒化室；粒化室包括顶锥结构、与顶锥结构的底端连接的中环段和与中环段的底端连接的下锥段；在顶锥结构的顶端设置有排风口，在排风口内部设置有导料管；在中环段的外侧壁上设置有至少一组鼓风口，每组鼓风口至少包括两个位置对称设置的鼓风口；在中环段的内部设置有转盘，转盘的中心与导料管的底部位置相对；下锥段包括设置在转盘的下方周边的下锥结构，在下锥结构的底部设置有出料口。利用本发明，能够解决目前粒化设备庞大；且易产生较大粒径颗粒或大块，造成产品堆积、重熔现象等问题。

Description

熔融材料的粒化装置及粒化方法

技术领域

本发明涉及材料制备技术领域，更为具体地，涉及一种熔融材料的粒化装置及粒化方法。

背景技术

熔融材料成粒方法有很多种，离心粒化方法中转盘法是一种粒化处理效果好，且有很强应用价值的方法，靠离心力的作用可以将熔融材料粒化成颗粒均匀的液态颗粒，配合合适的冷却方法可成功得到均匀的固态颗粒。

但是，目前的转盘法，由于转盘甩出的液态颗粒速度较高造成粒化室的直径很大，由此造成粒化设备庞大；如果设置挡板(或撞击板)来减小粒化室的尺寸，又会造成一定的粘接影响粒化效果；通过高压风粒化耗能高且会有噪声污染问题；颗粒收集阶段表面固化的颗粒内部残余热量促使颗粒表面粘接、成团或再熔，产生较大粒径颗粒或大块，造成产品堆积重熔现象。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种熔融材料的粒化装置及粒化方法，以解决目前的转盘粒化法中，由于转盘甩出的液态颗粒速度较高造成粒化室的直径大，从而造成设备庞大；且在颗粒内部残余热量促使颗粒表面粘接、成团或再熔，产生较大粒径颗粒或大块，造成产品堆积、重熔现象等问题。

本发明提供一种熔融材料的粒化装置，包括粒化室；其中，所述粒化室包括顶锥结构、与所述顶锥结构的底端连接的中环段和与所述中环段的底端连接的下锥段；在所述顶锥结构的顶端设置有排风口，在所述排风口内部设置有导料管；在所述中环段的外侧壁上设置有至少一组鼓风口，其中，每组鼓风口至少包括两个位置对称设置的鼓风口；在所述中环段的内部设置有转盘，所述转盘的中心与所述导料管的底部位置相对；所述下锥段包括设置在所述转盘的下方周边的下锥结构，在所述下锥结构的底部设置有出料口。

此外，优选的方案是，所述排风口设置在所述顶锥结构的顶端的中心；所述导料管设置在所述排风口的中部。

此外，优选的方案是，在所述转盘的底端设置有冷却装置。

此外，优选的方案是，在所述转盘的底部连接有动力装置。

此外，优选的方案是，所述转盘的转速为800rpm～1500rpm。

此外，优选的方案是，从所述鼓风口进入的总鼓风量为1X10⁴ m³/h～1X10⁵m³/h；从每个鼓风口进入的风速为20m/s～50m/s。

此外，优选的方案是，由所述鼓风口鼓入的风的风向与由从所述转盘甩出的物料运动方向的夹角为30°～60°。

此外，优选的方案是，所述顶锥结构的锥顶角为160°～170°。

此外，优选的方案是，所述下锥结构的锥顶角为90°。

本发明提供的熔融材料的粒化方法，采用上述的熔融材料的粒化装置对熔融材料进行粒化；包括如下步骤：

S1、将熔融材料通过所述导料管导入所述粒化室内，使所述熔融材料落入所述转盘的中心；

S2、在离心力作用下，落入所述转盘的中心的熔融材料沿转盘边缘，以近似于所述转盘的旋转切线方向飞出所述转盘；

S3、飞出所述转盘的熔融材料在惯性力、表面张力、重力及旋风场的综合作用下，形成细小熔滴；

S4、所述鼓风口进入的风所形成的旋风场对所述细小熔滴进行冷却，使所述细小熔滴固化成颗粒；

S5、所述颗粒由所述出料口排出，得到粒化后的熔融材料。

从上面的技术方案可知，本发明提供的熔融材料的粒化装置及粒化方法，通过将熔融材料由导料管导入粒化室，熔融材料落入转盘，转盘高速运转，使落入转盘的中心的熔融材料在离心力作用下，沿转盘边缘以近似于转盘的旋转切线方向飞出转盘，在惯性力、表面张力、重力及旋风场的综合作用下，形成细小熔滴，细小熔滴在鼓风口进入的风所形成的旋风场作用下冷却固化成颗粒，到达中环段的内壁时颗粒内部没有完全固化，在旋风场作用下，颗粒沿壁面螺旋向下快速冷却，最终形成全部固化的颗粒，由出料口排出，得到粒化后的熔融材料。本发明的熔融材料的粒化装置结构简单，体积小；本发明能够彻底消除从转盘甩出的液滴与粒化室内壁粘结的问题，从而提高粒化质量；热的颗粒不在粒化室堆积，产品颗粒均匀。

为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本发明实施例的熔融材料的粒化装置的结构示意图；

图2为根据本发明实施例的熔融材料的粒化装置的俯视结构示意图；

图3为根据本发明实施例的熔融材料的粒化方法的流程图。

附图中，1-粒化室，11-顶锥结构，111-排风口，112-导料管，12-中环段，121-鼓风口，13-下锥结构，131-出料口，2-转盘。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。

针对前述提出的目前的转盘粒化法中，由于转盘甩出的液态颗粒速度较高造成粒化室的直径大，从而造成设备庞大；且在颗粒内部残余热量促使颗粒表面粘接、成团或再熔，产生较大粒径颗粒或大块，造成产品堆积、重熔现象等问题，提出了一种熔融材料的粒化装置及粒化方法。

以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。

为了说明本发明提供的熔融材料的粒化装置，图1示出了根据本发明实施例的熔融材料的粒化装置的结构；图2示出了根据本发明实施例的熔融材料的粒化装置的俯视结构。

如图1和图2共同所示，本发明提供的熔融材料的粒化装置，包括粒化室1；其中，粒化室1包括顶锥结构11、与顶锥结构11的底端连接的中环段12和与中环段12的底端连接的下锥段；在顶锥结构11的顶端设置有排风口111，在排风口111内部设置有导料管112；在中环段12的外侧壁上设置有至少一组鼓风口121，其中，每组鼓风口121至少包括两个位置对称设置的鼓风口121；在中环段12的内部设置有转盘2，转盘2的中心与导料管112的底部位置相对；下锥段包括设置在转盘的下方周边的下锥结构13，在下锥结构13的底部设置有出料口131。

其中，鼓风口121设置的数量主要考虑安装空间、旋风场的形成、成本等，可根据实际需要设定，在此不作特别限定。

通过将熔融材料由导料管112导入粒化室1，熔融材料落入转盘2，转盘2高速运转，使落入转盘2的中心的熔融材料在离心力作用下，沿转盘2边缘以近似于转盘2的旋转切线方向飞出转盘2，在惯性力、表面张力、重力及旋风场的综合作用下，形成细小熔滴，细小熔滴在鼓风口121进入的风所形成的旋风场作用下冷却固化成颗粒，到达中环段12的内壁时颗粒内部没有完全固化，在旋风场作用下，颗粒沿壁面螺旋向下快速冷却，最终形成全部固化的颗粒，由出料口131排出，得到粒化后的熔融材料。本发明的熔融材料的粒化装置结构简单，体积小；本发明能够彻底消除从转盘甩出的液滴与粒化室内壁粘结的问题，从而提高粒化质量；热的颗粒不在粒化室堆积，产品颗粒均匀。

作为本发明的优选方案，排风口111设置在顶锥结构11的顶端的中心；导料管112设置在排风口111的中部。通过上述结构设计使整体结构更加对称，熔融材料在旋风场作用的空间更加合理。

作为本发明的优选方案，在转盘2的底端设置有冷却装置。通过设置冷却装置对转盘2进行冷却，对落入转盘2中心的熔融材料进一步冷却。

作为本发明的优选方案，在转盘2的底部连接有动力装置。通过动力装置为转盘2提供高速运转的动力，其中，动力装置优选为电机。

作为本发明的优选方案，转盘2的转速为800rpm～1500rpm。转盘2高速旋转才能对熔融材料产生足够的离心力，使熔融材料沿着转盘2旋转的切线方向飞出。

作为本发明的优选方案，从鼓风口121进入的总鼓风量为1X10⁴ m³/h～1X10⁵m³/h；从每个鼓风口121进入的风速为20m/s～50m/s。只有达到足够的风量以及每个鼓风口121进入的风速达到一定要求，才能在中环段12形成旋风场。

作为本发明的优选方案，由鼓风口121鼓入的风的风向与由转盘2甩出的物料运动方向的夹角为30°～60°。此为优选角度，通过上述角度设计，能够使粒化颗粒在旋风场作用下到达中环段12的内侧壁时颗粒速度方向接近壁面切线方向。

作为本发明的优选方案，顶锥结构11的锥顶角为160°～170°。

作为本发明的优选方案，下锥结构13的锥顶角为90°。便于颗粒排出。

与前述熔融材料的粒化装置相对应，本发明还提供一种利用前述熔融材料的粒化装置对熔融材料进行粒化的方法。图3为本发明实施例的熔融材料的粒化方法的流程图。

如图3所示，本发明提供的熔融材料的粒化方法，包括如下步骤：

S1、将熔融材料通过导料管导入粒化室内，使熔融材料落入转盘的中心；

S2、在离心力作用下，落入转盘的中心的熔融材料沿转盘边缘，以近似于转盘的旋转切线方向飞出所述转盘；

S3、飞出转盘的熔融材料在惯性力、表面张力、重力及旋风场的综合作用下，形成细小熔滴；

S4、鼓风口进入的风所形成的旋风场对细小熔滴进行冷却，使细小熔滴固化成颗粒；

S5、颗粒由所述出料口排出，得到粒化后的熔融材料。

为了对发明的实际应用作进一步说明，本发明的一个优选实施例如下：

实施例1

S1、将1400℃镍铁渣通过导料管以30t/h的处理量导入粒化室内，使镍铁渣落入转盘的中心；其中，转盘直径450mm，转盘的转速为800rpm～1500rpm；由鼓风口鼓入的风的风向与由转盘甩出的物料运动方向的夹角为45°

S2、在离心力作用下，落入转盘的中心的镍铁渣沿转盘边缘，以近似于转盘的旋转切线方向飞出转盘；

S3飞出转盘的熔融材料在惯性力、表面张力、重力及旋风场的综合作用下，形成细小熔滴；

S4、鼓风口进入的风所形成的旋风场对细小熔滴进行冷却，使细小熔滴固化成渣粒；其中，中环段内径为6m，设置20个鼓风口，鼓风量30000m³/h～45000m³/h；中环段高800mm，对应的镍铁渣的液滴发射角为16°；

S5、渣粒由出料口排出，得到粒化后的镍铁渣，其中，出料口为环形出料口，外环直径4600mm，内环直径3000mm。

熔融态镍铁渣通过转盘的甩出并在惯性力、表面张力、重力及旋风场的综合作用下，形成平均粒度为0.5mm的均匀的球形颗粒。

通过上述具体实施方式可看出，本发明提供的熔融材料的粒化装置及方法，通过将熔融材料由导料管导入粒化室，熔融材料落入转盘，转盘高速运转，使落入转盘的中心的熔融材料在离心力作用下，沿转盘边缘以近似于转盘的旋转切线方向飞出转盘，在惯性力、表面张力、重力及旋风场的综合作用下，形成细小熔滴；在鼓风口进入的风形成的旋风场，对细小熔滴进行冷却使细小熔滴固化成颗粒，到达中环段的内壁上时，颗粒内部没有完全固化，在旋风场作用下，颗粒沿壁面螺旋向下快速冷却，最终形成全部固化的颗粒，，由出料口排出，得到粒化后的熔融材料。本发明的熔融材料的粒化装置结构简单，体积小；本发明提能够彻底消除从转盘甩出的液滴与粒化室内壁粘结的问题，从而提高粒化质量；热的颗粒不在粒化室堆积，产品颗粒均匀。

如上参照附图以示例的方式描述了根据本发明提出的熔融材料的粒化装置及粒化方法。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的熔融材料的粒化装置及粒化方法，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims (10)

1.一种熔融材料的粒化装置，其特征在于，包括粒化室；其中，

所述粒化室包括顶锥结构、与所述顶锥结构的底端连接的中环段和与所述中环段的底端连接的下锥段；

在所述顶锥结构的顶端设置有排风口，在所述排风口内部设置有导料管；

在所述中环段的外侧壁上设置有至少一组鼓风口，其中，每组鼓风口至少包括两个位置对称设置的鼓风口；在所述中环段的内部设置有转盘，所述转盘的中心与所述导料管的底部位置相对；

所述下锥段包括设置在所述转盘的下方周边的下锥结构，在所述下锥结构的底部设置有出料口。

2.根据权利要求1所述的熔融材料的粒化装置，其特征在于，

所述排风口设置在所述顶锥结构的顶端的中心；

所述导料管设置在所述排风口的中部。

3.根据权利要求1所述的熔融材料的粒化装置，其特征在于，

在所述转盘的底端设置有冷却装置。

4.根据权利要求1所述的熔融材料的粒化装置，其特征在于，

在所述转盘的底部连接有动力装置。

5.根据权利要求1所述的熔融材料的粒化装置，其特征在于，

所述转盘的转速为800rpm～1500rpm。

6.根据权利要求1所述的熔融材料的粒化装置，其特征在于，

从所述鼓风口进入的总鼓风量为1X10⁴m³/h～1X10⁵m³/h；

从每个鼓风口进入的风速为20m/s～50m/s。

7.根据权利要求1所述的熔融材料的粒化装置，其特征在于，

由所述鼓风口鼓入的风的风向与由从所述转盘甩出的物料运动方向的夹角为30°～60°。

8.根据权利要求1所述的熔融材料的粒化装置，其特征在于，

所述顶锥结构的锥顶角为160°～170°。

9.根据权利要求1所述的熔融材料的粒化装置，其特征在于，

所述下锥结构的锥顶角为90°。

10.一种熔融材料的粒化方法，其特征在于，采用权利要求1-9任意一项所述的熔融材料的粒化装置对熔融材料进行粒化；包括如下步骤：

S1、将熔融材料通过所述导料管导入所述粒化室内，使所述熔融材料落入所述转盘的中心；

S2、在离心力作用下，落入所述转盘的中心的熔融材料沿转盘边缘，以近似于所述转盘的旋转切线方向飞出所述转盘；

S3、飞出所述转盘的熔融材料在惯性力、表面张力、重力及旋风场的综合作用下，形成细小熔滴；

S4、所述鼓风口进入的风所形成的旋风场对所述细小熔滴进行冷却，使所述细小熔滴固化成颗粒；

S5、所述颗粒由所述出料口排出，得到粒化后的熔融材料。

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