CN116586410A - 一种钢渣固废资源化处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及冶金固废资源化技术领域，具体为一种钢渣固废资源化处理系统，包括釜体，所述釜体内装置有钢渣和碱性反应剂，所述釜体上端固定安装有减速电机，所述减速端机输出端固定连接有芯轴，所述芯轴底端固定安装有锚式桨叶，本发明通过优化钢渣固废碱性激发处理中的碱性激发反应段，在反应釜中添加剪切动作，将釜体内发生聚块的钢渣进行剪切破碎，同时通过折叶开启涡轮式桨叶的上下运动与锚式桨叶的转动配合，避免锚式桨叶搅拌的死角区内的钢渣发生结垢和聚块，提高了反应釜的搅拌效果，同时提高了钢渣与碱性反应剂的反应效果，保证了碱性激发反应的正常进行，从而提高了钢渣固废资源化处理的效果。
Description
技术领域
本发明涉及冶金固废资源化技术领域，具体为一种钢渣固废资源化处理系统。
背景技术
生铁和粗钢生产所产生的主要固体副产品为炉渣（质量占比达90%）、粉尘和污泥等，钢渣主要包括电炉钢渣、平炉钢渣和转炉钢渣等，其中以转炉渣为主；钢渣不但周边土壤和水体环境造成了危害并且占用了大量的土地，因此对钢渣实现高效利用，变废为宝是钢渣资源化利用研究的当务之急，钢渣固废的资源化处理包括钢渣矿渣混合材的生产、道路基础建设、水泥混凝土生产、屏障墙制造、铁路石膏砌块生产以及复合肥料的制造等。
转炉钢渣主要成分为CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MgO和P2O3等，其中CaO和SiO2含量较多，Fe含量较少，与水泥熟料化学成分相似，这决定了钢渣在水泥行业和建筑行业资源化利用将是钢渣资源化处理的主流方向；而钢渣在水泥行业的资源化处理中，钢渣的凝胶活性会直接影响到水泥产品的质量，因此需要钢渣具有足够的凝胶活性，才能保证钢渣的水泥资源化中产品的质量；钢渣的胶凝活性与钢渣碱度成一定的正相关关系，在碱度为3.0%～4.5%之间，钢渣的胶凝活性最好，钢渣作为混凝土材料进行应用时一般要保证钢渣碱度高于1.8，从而保证钢渣具有足够的胶凝活性。
碱性激发技术是一种将钢渣固废资源化处理的技术，其主要是通过碱性激发反应提高钢渣的凝胶性；在钢渣的碱性激发技术中，通过添加一定量的碱性反应剂（如水玻璃、Na2CO3、NaOH等），在高温高压和搅拌条件下将钢渣和碱性反应剂进行反应,期间一些难以降解的杂质中的贵金属、钢铁、钙、铝等物质可以被转化为有用的资源，例如其中所含的MgO、MnO、CuO、Al2O3、ZnO等可以被转化为Mg、Mn、Cu、Al、Zn等元素，碱性激发处理后钢渣固废可应用于公路建设、砖厂、填埋场覆盖层等领域，且碱性激发技术还可以对钢渣进行脱硫、脱氮、脱磷的效果，降低钢渣固废对自然资源的污染破坏。
在碱性激发技术中需要使用到反应釜，钢渣在反应釜内和碱性反应剂混合后并进行反应，钢渣中主要化合物如SiO2、MgO、Al2O3、CaO等与碱性反应剂发生化学反应，生成相应的氢氧化物，反应所产生的氢氧化物会进一步促进后续的化学反应，但反应釜只是单纯的机械搅拌，在反应过程中钢渣与碱性反应剂混合后，钢渣在反应过程中很容易出现结垢、粘附和聚块的情况，导致反应速率过慢或反应无法完全进行。
针对上述问题，现有的一种解决方案是在反应釜中添加分散剂（如十二烷基苯磺酸钠（SDBS）），分散剂可以有效减少钢渣固废间的黏附力，保持钢渣固废颗粒在反应釜中散布，避免钢渣固废出现结垢、黏糊和聚块；但反应过程中分散剂会与钢渣固废中的某些成分形成配合物，从而对反应产物中的某些物质产生影响，例如钢渣固废中的硅、铝等在一些特殊条件下会形成和分散剂结合的沉淀或颗粒，从而对后续处理的产物质量造成影响，同时添加过多的分散剂会增加资源化处理的成本，还会使得反应产物中含有较高的表面活性剂残留，影响到钢渣固废的二次利用效果，且这些残留物还可能会对环境和人体产生一定的危害作用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钢渣固废资源化处理系统，以解决反应釜只是单纯的机械搅拌，钢渣固废在反应釜内进行碱性激发反应时容易因搅拌不均匀而发生结垢和聚块，从而导致反应速率过慢或反应无法完全进行的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案。
一种钢渣固废资源化处理系统，包括破碎机、磁选机、球磨机、反应釜、离心机和干燥机，所述钢渣经过破碎机破碎至指定尺寸的钢渣颗粒后，经过多道磁选机将含有较高铁含量的钢渣颗粒选出，再将磁选后铁含量较少的钢渣输送至球磨机内破碎成更小尺寸的钢渣颗粒，之后再将钢渣颗粒通入磁选机将含有较高含量的钢渣颗粒选出，而后将磁选后铁含量较少的钢渣颗粒输送至反应釜内，然后将碱性反应剂（如水玻璃、Na2CO3、NaOH等）通入反应釜内，最后将反应结束后的钢渣颗粒输送至离心机内将固液分离，经过离心机分离后的钢渣再输送至干燥机内进行干燥。
所述反应釜包括釜体、固体进料口、液体进料口、进气口、出气口、出料口、人孔和减速电机，所述釜体内装置有钢渣和碱性反应剂，所述釜体上端固定安装有减速电机，所述减速端机输出端固定连接有芯轴，所述芯轴底端固定安装有锚式桨叶，所述钢渣颗粒通过固体进料口输入釜体内，所述碱性反应剂通过液体进料口输入釜体内，钢渣和碱性反应剂完全注入釜体内后，将固体进料口和液体进料口关闭，然后将气体通过进气孔注入釜体内，并将反应釜加热至反应压力和反应温度，过程中减速电机驱动芯轴旋转，所述芯轴带动锚式桨叶旋转，所述锚式桨叶将釜体内的钢渣和碱性反应剂混合搅拌，钢渣和碱性反应剂反应过程中，钢渣凝胶活性逐渐变高，钢渣中的主要化合物如SiO2、MgO、Al2O3、CaO等与碱性反应剂发生化学反应，生成相应的氢氧化物，反应所产生的氢氧化物会进一步促进后续的化学反应，同时反应还会产生水和CO2等气体，反应产生的气体通过出气口排出釜体外，反应完成后将钢渣和试剂通过釜体下方的出料口排出釜体外。
为实现本发明目的，所述反应釜还包括折叶开启涡轮式桨叶、壳体、传动组件和驱动组件，所述芯轴上开设有键槽，所述锚式桨叶上方设有折叶开启涡轮式桨叶，所述折叶开启涡轮式桨叶与芯轴间设有壳体，所述壳体内设有用于将芯轴转动传递至折叶开启涡轮式桨叶的传动组件，且所述传动组件将折叶开启涡轮式桨叶转向转换为与芯轴转向相反，所述壳体内设有用于驱动折叶开启涡轮式桨叶上下运动的驱动组件，所述壳体上下两端均设有用于对传动组件进行密封的密封组件；由此钢渣在碱性激发反应过程中，所述折叶开启涡轮式桨叶可在芯轴带动作用下与锚式桨叶反向旋转，从而提高釜体内的钢渣的搅拌效果，同时折叶开启涡轮式桨叶在驱动组件驱动下在芯轴轴向方向上下运动并将釜体内结垢和聚块的钢渣打散，所述密封组件将传动组件和驱动组件密封在壳体内，避免了钢渣和碱性反应剂进入壳体内对传动组件和驱动组件造成影响。
可选的，所述传动组件可以是太阳轮系结构或联轴器，上述两种传动组件均可实现将芯轴的动力传输至壳体，但太阳轮系结构的径向尺寸较大，且太阳轮系的内齿圈需要进行固定才可实现太阳轮系的运行，而联轴器无法实现折叶开启涡轮式桨叶与锚式桨叶的反向旋转，所述折叶开启涡轮式桨叶和锚式桨叶之间不发生剪切，从而对釜体内结垢和聚块的钢渣的打散效果无法达到最优。
优选的，所述传动组件包括一号锥齿轮、二号锥齿轮、三号锥齿轮和滑键，所述壳体内转动安装有一号锥齿轮，所述一号锥齿轮上固定安装有与键槽相互配合的滑键，所述一号锥齿轮啮合安装有2～4个三号锥齿轮，所述三号锥齿轮转动安装在壳体内侧壁上，所述三号锥齿轮沿芯轴周向均布，所述三号锥齿轮啮合安装有二号锥齿轮，所述二号锥齿轮固定安装在壳体内，且所述芯轴、一号锥齿轮和二号锥齿轮同轴。
在上述优选方案中，在滑键的作用下，所述芯轴带动一号锥齿轮转动，所述一号锥齿轮带动啮合的三号锥齿轮转动，所述折叶开启涡轮式桨叶在釜体内受到钢渣和碱性反应剂的阻力作用，因此所述三号锥齿轮带动二号锥齿轮转动，同时二号锥齿轮带动壳体旋转，由此将芯轴的动力传输至壳体，所述壳体带动折叶开启涡轮式桨叶在釜体内转动，且折叶开启涡轮式桨叶转向和锚式桨叶的转向相反。
需要注意的是，采用单个三号锥齿轮便可实现上述动作，但釜体内的钢渣在碱性激化过程中凝胶活性逐渐增大，进而出现较大的钢渣聚块，折叶开启涡轮式桨叶在搅拌过程中各个桨叶所接触到的钢渣聚块大小不同，因此折叶开启涡轮式桨叶各个桨叶受到的搅拌阻力存在偏差，采用单个三号锥齿轮传动容易出现齿轮间的啮合不稳定，且传动过程中容易出现芯轴受力不均导致芯轴的挠曲变形，从而导致设备无法正常运行或损坏，因此本优选方案采用多个三号锥齿轮与二号锥齿轮啮合，保证了折叶开启涡轮式桨叶在受力不均时，一号锥齿轮、二号锥齿轮和三号锥齿轮的平稳啮合和稳定传动。
可选的，所述驱动单元可以是电动推杆、气缸、油缸或丝杆螺母结构，上述四种驱动方式均可实现驱动折叶开启涡轮式桨叶的上下运动，但电动推杆、气缸、油缸均需要将执行部件伸入釜体内与钢渣和碱性反应剂直接接触，钢渣容易在执行部件上发生结垢和粘附，从而导致电动推杆、气缸和油缸的运行受到影响；而丝杆螺母可以利用芯轴的动力实现折叶开启涡轮式桨叶的上下运动，但钢渣容易在丝杆边表面结垢和粘附，从而影响丝杆螺母的传动，且丝杆密封难度高，钢渣和碱性反应剂容易通过丝杆螺槽进入壳体内并对传动组件造成影响和损坏。
优选的，所述驱动单元包括电环、定子线圈和永磁滑块，所述一号锥齿轮和二号锥齿轮之间设有永磁滑块，所述永磁滑块一端与二号锥齿轮固定连接，所述永磁滑块为圆形且与二号锥齿轮同轴，所述芯轴内固定安装有定子线圈，所述芯轴采用包括06Cr17Ni12Mo2或06Cr19Ni10等非磁性材料，所述定子线圈和永磁滑块电磁耦合连接，所述芯轴上端固定安装有电环，所述电环与定子线圈电性连接。
在上述优选方案中，所述芯轴转动时，通过电环将电能传输至定子线圈，所述定子线圈通状态下产生电能并与永磁滑块电磁耦合，所述永磁滑块在磁场作用下沿芯轴轴线上下运动，所述永磁滑块上下运动过程中带动壳体和折叶开启涡轮式桨叶上下运动。
需要说明的是，由于釜体内的钢渣的凝胶活性逐渐增大，进而锚式桨叶和折叶开启涡轮式桨叶的负载逐渐增大，所述定子线圈与芯轴直径比为1:2，从而保证了芯轴的强度；同时定子线圈安装在芯轴内，所述芯轴采用包括06Cr17Ni12Mo2或06Cr19Ni10等非磁性材料，避免定子线圈产生的磁场受芯轴的影响，进而保证了定子线圈和永磁滑块电磁耦合的稳定性。
可选的，所述密封组件可以是骨架密封圈、仿形密封圈或挤压性密封圈，上述三种密封圈均可实现对壳体的密封，但壳体在上下运动过程中，键槽内粘附和钢渣容易通过密封圈进入壳体内，从而对壳体内的传动组件和驱动组件造成影响或损坏。
优选的，所述密封组件包括密封块、一号密封圈和二号密封圈，所述壳体上下两端均固定安装有与键槽配合的密封块，所述密封块上均固定安装有二号密封圈，所述壳体两端内壁上均固定安装有一号密封圈，所述各端的一号密封圈和二号密封圈均处于同一水平面；由此密封块可在壳体上下运动的过程中对键槽内粘附的钢渣进行清理，进而避免了堆积在键槽内的钢渣影响折叶开启涡轮式桨叶的上下运动，同时避免键槽内钢渣堆积过多从而通过密封圈进入壳体内，保证了釜体内的钢渣和碱性反应剂无法进入壳体内对传动组件和驱动组件造成影响和损坏。
优选的，所述锚式桨叶开口向上，所述折叶开启涡轮式桨叶与水平面夹角角度范围为15°～30°，由此保证了折叶开启涡轮式桨叶对钢渣的搅拌效果，同时又减少折叶开启涡轮式桨叶在搅拌时的搅拌阻力；所述折叶开启涡轮式桨叶最大回转直径等于锚式桨叶竖直段最小回转直径，由此可保证折叶开启涡轮式桨叶上下运动时，能将锚式桨叶搅拌的死角区内发生结垢和聚块的钢渣进行剪切并搅拌。
优选的，所述锚式桨叶高度为釜体内容积高度的1/3，由此锚式桨叶能将釜体内的钢渣搅拌至悬浮状态，保证了釜体内无钢渣沉积，避免了钢渣沉积造成釜体底部钢渣出现结垢和聚块；所述键槽长度为釜体内容积高度的2/3，由此折叶开启涡轮式桨叶可在釜体内容积高度的2/3区域内上下运动，进而加强了对钢渣的搅拌效果，避免锚式桨叶搅拌的死角区内的钢渣发生结垢和聚块，进而保证碱性激发反应的正常进行。
优选的，所述密封块远离壳体的一端均设有斜坡，所述斜坡角度为15°～30°，所述密封块采用包括聚四氟乙烯、六氟丙烯和三氟氯乙烯等含氟材质；壳体上下运动过程中，所述密封块将键槽内粘附的钢渣铲出，斜坡的设置可减少壳体上下运动时键槽内钢渣对密封块的阻力，同时聚四氟乙烯、六氟丙烯和三氟氯乙烯等含氟材质均有耐磨、耐酸碱、自润滑等效果，进一步减少壳体上下运动时的阻力。
优选的，所述锚式桨叶和折叶开启涡轮式桨叶均采用包括06Cr17Ni12Mo2或06Cr19Ni10等耐碱性材料，所述锚式桨叶和折叶开启涡轮式桨叶表面均采用喷丸强化处理，且表面喷丸强度为0.3～0.4mmA，由此保证了锚式桨叶和折叶开启涡轮式桨叶在钢渣碱性激发处理中的使用寿命。
与现有技术相比，本发明的有益效果为。
1、本发明通过优化钢渣固废碱性激发处理中的碱性激发反应段，在反应釜中添加剪切动作，将釜体内发生聚块的钢渣进行剪切破碎，同时通过折叶开启涡轮式桨叶的上下运动与锚式桨叶的转动配合，避免锚式桨叶搅拌的死角区内的钢渣发生结垢和聚块，提高了反应釜的搅拌效果，同时提高了钢渣与碱性反应剂的反应效果，保证了钢渣碱性激发反应的正常进行，从而提高了钢渣固废资源化处理的效果。
2、本发明通过在反应釜中折叶开启涡轮式桨叶与锚式桨叶的转动配合，同时锚式桨叶高度为釜体内容积高度的1/3，折叶开启涡轮式桨叶可在釜体内容积高度的2/3区域内上下运动，提高了反应釜体的搅拌效果，减少了钢渣在反应釜内结垢、粘附和聚块的发生，保证了钢渣在反应釜内的分散效果，提高钢渣固废资源化处理效果的同时避免了分散剂的使用，提高了钢渣固废资源化处理的环保性。
3、本发明通过在密封块一端设置斜坡，减少了折叶开启涡轮式桨叶在上下运动过程中的阻力，降低了驱动组件的运行负载，提升了驱动组件的稳定性，同时芯轴采用包括06Cr17Ni12Mo2或06Cr19Ni10等非磁性材料，避免了芯轴对驱动组件的磁场影响，进一步提升了驱动组件运行的稳定性，保证了折叶开启涡轮式桨叶和锚式桨叶的配合搅拌效果，从而保证了钢渣在反应釜内的分散效果，提高了钢渣固废资源化处理的处理效率。
附图说明
图1为本发明钢渣固废碱性激发处理系统工作流程图。
图2为本发明反应釜的结构视图。
图3为本发明反应釜的半剖视图。
图4为图2中A-A剖视图。
图5为本图4中B处放大图。
图6为本发明折叶开启涡轮式桨叶的结构示意图。
图7为本发明折叶开启涡轮式桨叶的半剖视图。
图8为图6中C-C剖视图。
图中：1、釜体；2、锚式桨叶；3、折叶开启涡轮式桨叶；4、壳体；5、芯轴；501、键槽；6、传动组件；601、一号锥齿轮；602、二号锥齿轮；603、三号锥齿轮；604、滑键；7、驱动组件；701、电环；702、定子线圈；703、永磁滑块；8、密封组件；801、密封块；8011、斜坡；802、一号密封圈；803、二号密封圈。
具体实施方式
请参阅图1至图8，本发明提供一种钢渣固废资源化处理系统，技术方案如下。
一种钢渣固废资源化处理系统，包括破碎机、磁选机、球磨机、反应釜、离心机和干燥机，如图1所示，钢渣经过破碎机破碎至指定尺寸的钢渣颗粒后，经过多道磁选机将含有较高铁含量的钢渣颗粒选出，再将磁选后铁含量较少的钢渣输送至球磨机内破碎成更小尺寸的钢渣颗粒，之后再将钢渣颗粒通入磁选机将含有较高含量的钢渣颗粒选出，而后将磁选后铁含量较少的钢渣颗粒输送至反应釜内，然后将碱性反应剂（如水玻璃、、等）通入反应釜内，最后将反应结束后的钢渣颗粒输送至离心机内将固液分离，经过离心机分离后的钢渣再输送至干燥机内进行干燥，得到无机盐结晶和铁含量较少但凝胶活性较好的钢渣，干燥后的钢渣再经过后续处理制成混凝土材料。
反应釜包括釜体1、固体进料口、液体进料口、进气口、出气口、出料口、人孔和减速电机，如图3所示，釜体1内装置有钢渣和碱性反应剂，釜体1上端固定安装有减速电机，减速端机输出端固定连接有芯轴5，芯轴5底端固定安装有锚式桨叶2，钢渣颗粒通过固体进料口输入釜体1内，碱性反应剂通过液体进料口输入釜体1内，钢渣和碱性反应剂完全注入釜体1内后，将固体进料口和液体进料口关闭，然后将气体通过进气孔注入釜体1内，并将反应釜加热至反应压力和反应温度，过程中减速电机驱动芯轴5旋转，芯轴5带动锚式桨叶2旋转，锚式桨叶2将釜体1内的钢渣和碱性反应剂混合搅拌，钢渣和碱性反应剂反应过程中，钢渣凝胶活性逐渐变高，钢渣中的主要化合物如、、、等与碱性反应剂发生化学反应，生成相应的氢氧化物，反应所产生的氢氧化物会进一步促进后续的化学反应，同时反应还会产生水和等气体，反应产生的气体通过出气口排出釜体1外，反应完成后将钢渣和试剂通过釜体1下方的出料口排出釜体1外。
反应釜还包括折叶开启涡轮式桨叶3、壳体4、传动组件6和驱动组件7，如图2和图3所示，芯轴5上开设有键槽501，锚式桨叶2上方设有折叶开启涡轮式桨叶3，折叶开启涡轮式桨叶3与芯轴5间设有壳体4，壳体4内设有用于将芯轴5转动传递至折叶开启涡轮式桨叶3的传动组件6，且传动组件6将折叶开启涡轮式桨叶3转向转换为与芯轴5转向相反，壳体4内设有用于驱动折叶开启涡轮式桨叶3上下运动的驱动组件7，壳体4上下两端均设有用于密封的密封组件8；由此钢渣在碱性激发反应过程中，折叶开启涡轮式桨叶3可在芯轴5带动作用下与锚式桨叶2反向旋转，从而提高釜体1内的钢渣的搅拌效果，同时折叶开启涡轮式桨叶3在驱动组件7驱动下在芯轴5轴向方向上下运动并将釜体1内结垢和聚块的钢渣打散，密封组件8将传动组件6和驱动组件7密封在壳体4内，避免了钢渣和碱性反应剂进入壳体4内对传动组件6和驱动组件7造成影响。
在本具体实施方式中，如图5所示，传动组件6包括一号锥齿轮601、二号锥齿轮602、三号锥齿轮603和滑键604，所述壳体4内转动安装有一号锥齿轮601，所述一号锥齿轮601上固定安装有与键槽501相互配合的滑键604，所述一号锥齿轮601啮合安装有2～4个三号锥齿轮603，所述三号锥齿轮603转动安装在壳体4内侧壁上，所述三号锥齿轮603沿芯轴5周向均布，所述三号锥齿轮603啮合安装有二号锥齿轮602，所述二号锥齿轮602固定安装在壳体4内，且所述芯轴5、一号锥齿轮601和二号锥齿轮602同轴。
由此设置，在滑键604的作用下，芯轴5带动一号锥齿轮601转动，一号锥齿轮601带动啮合的三号锥齿轮603转动，折叶开启涡轮式桨叶3在釜体1内受到钢渣和碱性反应剂的阻力作用，因此三号锥齿轮603带动二号锥齿轮602转动，同时二号锥齿轮602带动壳体4旋转，由此将芯轴5的动力传输至壳体4，壳体4带动折叶开启涡轮式桨叶3在釜体1内转动，且折叶开启涡轮式桨叶3转向和锚式桨叶2的转向相反，实现了折叶开启涡轮式桨叶3转向和锚式桨叶2旋转搅拌的同时对釜体1内的钢渣进行剪切。
在本具体实施方式中，如图3所示，锚式桨叶2开口向上，且锚式桨叶2高度为釜体1内容积高度的1/3，在钢渣的碱性激化处理中，钢渣与反应试剂的体积比通常为1:1～1:3，因此通过该设置锚式桨叶2能将釜体1内的钢渣搅拌至悬浮状态，保证了釜体1内无钢渣沉积，避免了钢渣沉积造成釜体1底部钢渣出现结垢和聚块；而键槽501长度为釜体1内容积高度的2/3，由此折叶开启涡轮式桨叶3可在釜体1内容积高度的2/3区域内上下运动，进而加强了对钢渣的搅拌效果，避免锚式桨叶2搅拌的死角区内的钢渣发生结垢和聚块，进而保证碱性激发反应的正常进行。
在本具体实施方式中，如图3所示，折叶开启涡轮式桨叶3与水平面夹角角度范围为15°～30°，常规折叶开启涡轮式桨叶3与水平面的夹角角度范围为30°～45°，当在钢渣的碱性激化反应中，钢渣的凝胶活性会逐渐增大，桨叶角度过大会导致桨叶负载加大、同时桨叶过小又会影响桨叶的搅拌效果，因此在本发明实施例中，折叶开启涡轮式桨叶3与水平面夹角角度范围为15°～30°，由此保证了折叶开启涡轮式桨叶3对钢渣的搅拌效果，同时又减少折叶开启涡轮式桨叶3在搅拌时的搅拌阻力。
在本具体实施方式中，如图3所示，折叶开启涡轮式桨叶3最大回转直径等于锚式桨叶2竖直段最小回转直径，由此可保证折叶开启涡轮式桨叶3上下运动时，能将锚式桨叶2搅拌的死角区内发生结垢和聚块的钢渣进行剪切并搅拌。
在本具体实施方式中，锚式桨叶2和折叶开启涡轮式桨叶3均采用06Cr17Ni12Mo2耐碱性材质，锚式桨叶2和折叶开启涡轮式桨叶3表面均采用喷丸强化处理，喷丸强度低于0.3mmA时，桨叶表面的强度过低，无法达到提高桨叶耐磨性的效果，而喷丸强度高于0.4mmA则会导致桨叶表面多度疏松，影响桨叶的耐腐蚀性和耐磨性，因此表面喷丸强度为0.3～0.4mmA，保证了锚式桨叶2和折叶开启涡轮式桨叶3在钢渣碱性激发处理中的使用寿命。
在本具体实施方式中，如图4-图5所示，驱动单元包括电环701、定子线圈702和永磁滑块703，一号锥齿轮601和二号锥齿轮602之间设有永磁滑块703，永磁滑块703一端与二号锥齿轮602固定连接，永磁滑块703为圆形且与二号锥齿轮602同轴，芯轴5内固定安装有定子线圈702，定子线圈702和永磁滑块703电磁耦合连接，芯轴5上端固定安装有电环701，电环701与定子线圈702电性连接。
由此设置，芯轴5转动时，通过电环701将电能传输至定子线圈702，定子线圈702通状态下产生电能并与永磁滑块703电磁耦合，永磁滑块703在磁场作用下沿芯轴5轴线上下运动，永磁滑块703上下运动过程中带动壳体4和折叶开启涡轮式桨叶3上下运动，折叶开启涡轮式桨叶3上下运动提升了搅拌效果，同时避免了锚式桨叶2搅拌的死角区域内的钢渣发生结垢和聚块。
在本具体实施方式中，芯轴5采用06Cr17Ni12Mo2材质，，芯轴5不会对定子线圈702产生的磁场造成干扰，从而保证了定子线圈702和永磁滑块703的电磁耦合的稳定性；同时为避免芯轴5的壁厚过厚导致定子线圈702和永磁滑块703的距离过大，减弱两者的电磁耦合力，但芯轴5壁厚过小又会导致芯轴5的强度下降，因此本实施例中定子线圈702与芯轴5直径比为1:2，保证了芯轴5整体强度和键槽501位置的结构强度，同时降低芯轴5壁厚对定子线圈702和永磁滑块703电磁耦合力的影响。
在本具体实施方式中，密封组件8包括密封块801、一号密封圈802和二号密封圈803，壳体4上下两端均固定安装有与键槽501配合的密封块801，密封块801上均固定安装有二号密封圈803，壳体4两端内壁上均固定安装有一号密封圈802，各端的一号密封圈802和二号密封圈803均处于同一水平面。
由此密封块801可在壳体4上下运动的过程中对键槽501内粘附的钢渣进行清理，进而避免了钢渣通过密封圈进入壳体4内，保证了釜体1内的钢渣和碱性反应剂无法进入壳体4内对传动组件6和驱动组件7造成影响和损坏。
在本具体实施方式中，如图5所示，密封块801远离壳体4的一端均设有斜坡8011，斜坡8011角度为15°～30°，所述密封块801采用聚四氟乙烯材质；由此设置，在壳体4上下运动过程中，密封块801将键槽501内粘附的钢渣铲出，斜坡8011的设置可减少壳体4上下运动时键槽501内钢渣对密封块801的阻力，同时聚四氟乙烯材质均有耐磨、耐酸碱、自润滑等效果，进一步减少壳体4上下运动时的阻力。
工作原理：减速电机驱动芯轴5转动，芯轴5转动带动锚式桨叶2转动，将釜体1内的钢渣搅拌，在滑键604的作用下，芯轴5带动一号锥齿轮601转动，一号锥齿轮601带动啮合的三号锥齿轮603转动，折叶开启涡轮式桨叶3在釜体1内受到钢渣和碱性反应剂的阻力作用，三号锥齿轮603带动二号锥齿轮602转动，同时二号锥齿轮602带动壳体4旋转，由此将芯轴5的动力传输至壳体4，壳体4带动折叶开启涡轮式桨叶3在釜体1内转动，且折叶开启涡轮式桨叶3转向和锚式桨叶2的转向相反；搅拌过程中电环701将电能传输至定子线圈702，定子线圈702通状态下产生电能并与永磁滑块703电磁耦合，永磁滑块703在磁场作用下沿芯轴5轴线上下运动，永磁滑块703上下运动过程中带动壳体4和折叶开启涡轮式桨叶3上下运动。
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但本发明不限于此，在所属技术领域的技术人员所具备的知识范围内，在不脱离本发明原理的前提下还可以做出各种变化，所属技术领域的技术人员从上述的构思出发，不经创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种钢渣固废资源化处理系统，包括釜体（1），所述釜体（1）内装置有钢渣和碱性反应剂，所述釜体（1）上端固定安装有减速电机，所述减速电机输出端固定连接有芯轴（5），所述芯轴（5）底端固定安装有锚式桨叶（2），其特征在于，还包括折叶开启涡轮式桨叶（3）、壳体（4）、传动组件（6）和驱动组件（7），所述芯轴（5）上开设有键槽（501），所述锚式桨叶（2）上方设有折叶开启涡轮式桨叶（3），所述折叶开启涡轮式桨叶（3）与芯轴（5）间设有壳体（4），所述壳体（4）内设有用于将芯轴（5）转动传递至折叶开启涡轮式桨叶（3）的传动组件（6），且所述传动组件（6）将折叶开启涡轮式桨叶（3）转向转换为与芯轴（5）转向相反，所述壳体（4）内设有用于驱动折叶开启涡轮式桨叶（3）上下运动的驱动组件（7），所述壳体（4）上下两端均设有用于对传动组件进行密封的密封组件（8）。
2.根据权利要求1所述的一种钢渣固废资源化处理系统，其特征在于：所述传动组件（6）包括一号锥齿轮（601）、二号锥齿轮（602）、三号锥齿轮（603）和滑键（604），所述壳体（4）内转动安装有一号锥齿轮（601），所述一号锥齿轮（601）上固定安装有与键槽（501）相互配合的滑键（604），所述一号锥齿轮（601）啮合安装有2～4三号锥齿轮（603），所述三号锥齿轮（603）转动安装在壳体（4）内侧壁上，所述三号锥齿轮（603）沿芯轴（5）周向均布，所述三号锥齿轮（603）啮合安装有二号锥齿轮（602），所述二号锥齿轮（602）固定安装在壳体（4）内，且所述芯轴（5）、一号锥齿轮（601）和二号锥齿轮（602）同轴。
3.根据权利要求2所述的一种钢渣固废资源化处理系统，其特征在于：所述驱动组件包括电环（701）、定子线圈（702）和永磁滑块（703），所述一号锥齿轮（601）和二号锥齿轮（602）之间设有永磁滑块（703），所述永磁滑块（703）一端与二号锥齿轮（602）固定连接，所述永磁滑块（703）为圆形且与二号锥齿轮（602）同轴，所述芯轴（5）内固定安装有定子线圈（702），所述定子线圈（702）与芯轴（5）直径比为1:2，所述芯轴（5）采用包括06Cr17Ni12Mo2或06Cr19Ni10等非磁性材料，所述定子线圈（702）和永磁滑块（703）电磁耦合连接，所述芯轴（5）上端固定安装有电环（701），所述电环（701）与定子线圈（702）电性连接。
4.根据权利要求1所述的一种钢渣固废资源化处理系统，其特征在于：所述密封组件（8）包括密封块（801）、一号密封圈（802）和二号密封圈（803），所述壳体（4）上下两端均固定安装有与键槽（501）配合的密封块（801），所述密封块（801）上均固定安装有二号密封圈（803），所述壳体（4）两端内壁上均固定安装有一号密封圈（802），所述各端的一号密封圈（802）和二号密封圈（803）均处于同一水平面。
5.根据权利要求2所述的一种钢渣固废资源化处理系统，其特征在于：所述锚式桨叶（2）为锚式桨叶，所述折叶开启涡轮式桨叶（3）为折叶开启涡轮式桨叶，所述锚式桨叶（2）开口向上，所述折叶开启涡轮式桨叶（3）与水平面夹角角度范围为15°～30°，所述折叶开启涡轮式桨叶（3）最大回转直径等于锚式桨叶（2）竖直段最小回转直径。
6.根据权利要求5所述的一种钢渣固废资源化处理系统，其特征在于：所述锚式桨叶（2）高度为釜体（1）内容积高度的1/3，所述键槽（501）长度为釜体（1）内容积高度的2/3。
7.根据权利要求4所述的一种钢渣固废资源化处理系统，其特征在于：所述密封块（801）远离壳体（4）的一端均设有斜坡（8011），所述斜坡（8011）角度为15°～30°，所述密封块（801）采用包括聚四氟乙烯、六氟丙烯和三氟氯乙烯等含氟材质。
8.根据权利要求6所述的一种钢渣固废资源化处理系统，其特征在于：所述锚式桨叶（2）和折叶开启涡轮式桨叶（3）均采用包括06Cr17Ni12Mo2或06Cr19Ni10等耐碱性材料，所述锚式桨叶（2）和折叶开启涡轮式桨叶（3）表面均采用喷丸强化处理，且表面喷丸强度为0.3～0.4mmA。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| GR01 | Patent grant | ||
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Effective date of registration: 20240206 Address after: 250000 Tianchen Road, High tech Zone, Jinan City, Shandong Province Patentee after: Zhuofan (Jinan) Technology Innovation Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: No.59 Cangwu Road, Haizhou District, Lianyungang City, Jiangsu Province 222000 Patentee before: Jiangsu Ocean University Country or region before: China |
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Effective date of registration: 20240301 Address after: No. 81 Xiguang Village, Wenfeng Road Street, Laizhou City, Yantai City, Shandong Province, 261400 Patentee after: Zheng Xiaona Country or region after: China Address before: 250000 Tianchen Road, High tech Zone, Jinan City, Shandong Province Patentee before: Zhuofan (Jinan) Technology Innovation Co.,Ltd. Country or region before: China |
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Effective date of registration: 20240530 Address after: 264000 West of Xiguang Village, Wenfeng Road Street, Laizhou City, Yantai, Shandong Province Patentee after: Shandong Tai Tong renewable resources Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: No. 81 Xiguang Village, Wenfeng Road Street, Laizhou City, Yantai City, Shandong Province, 261400 Patentee before: Zheng Xiaona Country or region before: China |