CN117244663A - 一种破碎粒化机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种破碎粒化机，破碎粒化机为箱体形，分为连通的进料腔和落料腔；进料腔上方设有进料漏斗,进料漏斗一侧设有朝向斜下方的第一进风口；第一进风口内部的下沿设有一将物料向粒化轮导向的导料板；进料漏斗另一侧设有朝下的第三进风口；第一进风口下方设有第二进风口；进料腔内部设有设置水平方向由电机、主轴驱动的粒化轮，粒化轮的表面焊接固定若干排突起的粒化齿；落料腔内壁沿着破碎粒化渣粒飞溅轨迹的方向和位置设置若干可更换的挡铁保护板，粒化轮转动的方向为：使落在其上方的物料被击打后朝挡铁保护板飞溅；落料腔的下部为出料口。本发明通过三个进风口对破碎粒化机内部空间进行风冷冷却，在熔渣破碎的同时最大程度的完成初步冷却的功能。

Description

一种破碎粒化机

技术领域

本发明涉及一种高温熔渣余热回收(高温固液态混合物料的粒化)时使用的装备，具体是一种破碎粒化机。

背景技术

钢铁企业中，高温熔渣通常含有铁、钢、铜等有价值的金属成分，它的处理处置一直备受关注，因为它不仅对环境造成了污染，同时也是一种浪费资源的行为。熔渣在从高温状态冷却过程中会释放大量的热量，通常情况下，熔渣的温度在1000℃以上，因此熔渣余热的温度很高，热量非常充足，可供热能利用，而熔渣在冷却过程中，温度递减，并最终结晶硬化，处理起来变得更加复杂和困难。

高温熔渣余热高效回收主要是将熔渣热能通过热交换器跟其他流体或空气进行热交换，将热量转化成可以直接利用的热能，再通过对熔渣冷却处理，可以将熔渣放置在冷却设备中进行冷却，然后再将其中的热量回收。在熔渣冷却过程中排放的尾气也可以被利用，将其通过回收装置进行回收利用。

高温熔渣在进行热交换之前，需要将熔渣进行粒化或破碎操作，由于高温熔渣一般为固液态混合物，传统的粒化或破碎装置，由于解决不了粘堵和降温问题，只能粒化液态熔渣，或破碎固态渣，不能粒化液态渣和固态渣的混合物；同时，现有的破碎操作由于降温的幅度不够，工艺上无法直接与环形冷却机进行衔接(环形冷却机一般无法直接接收温度过高的破碎熔渣)。

发明内容

本发明的目的是提供一种破碎粒化机，对破碎粒化机进行改造设计：加大自身的冷却换热效果，提高其破碎过程中对渣粒的降温效果，让粒化后的渣粒大幅降温，变成固态颗粒渣，以便使其可以直接与环形冷却机直接进行衔接；使得通过破碎粒化装置粒化固液态混合渣的功能得以实现；通过对破碎粒化机内部结构优化，实现渣粒破碎过程中的粘堵问题；同时具有粒化颗粒可调，粒化熔渣热交换充分，无水耗，无排放，低电耗的技术特点。

本发明采取以下技术方案：

一种破碎粒化机，包括进料漏斗2-1及驱动机、粒化轮2-5和箱体2-6及挡铁保护板2-4；箱体2-6内壁设置有耐磨内衬，箱体外壁与耐磨内衬之间布设与外部冷却水源连通水冷却管路结构；所述破碎粒化机2为箱体形，分为左右连通的进料腔和落料腔；所述进料腔上方设有进料漏斗2-1,进料漏斗2-1一侧设有朝向斜下方的第一进风口2-3；所述第一进风口1内部的下沿设有一将物料向粒化轮2-5导向的导料板2-9；进料漏斗2-1另一侧设有朝下的第三进风口2-2；进料腔内壁与第三进风口2-2对应之处设有一排格栅保护板2-10；第一进风口1下方设有第二进风口2-8；进料腔内部设有设置水平方向由电机、主轴驱动的粒化轮2-5，粒化轮2-5的表面焊接固定若干排突起的粒化齿，相邻两排粒化齿的位置呈三角形，粒化齿的外表堆焊抗高温耐磨合金层；所述落料腔内壁沿着破碎粒化渣粒飞溅轨迹的方向和位置设置若干可更换的挡铁保护板2-4，粒化轮2-5转动的方向为：使落在其上方的物料被击打后朝挡铁保护板2-4飞溅；落料腔的下部为出料口2-7。

优选的，粒化轮转速：0～740转/min可调。

优选的，所述落料腔的顶部为一倾斜向下的顶板，所述挡铁保护板2-4逐一地、平行地倾斜布置在所述顶板下方。

优选的，所述破碎粒化机2的电机经定扭矩联轴器、减速机驱动粒化轮2-5；所述粒化轮2-5表面相邻两排粒化齿的位置呈等腰三角形；所述主轴由水管、旋转接头构成通水冷却结构，主轴采用调心滚子轴承,轴承座采用通水冷却结构；所述粒化齿的外表堆焊10-15mm厚度的抗高温耐磨合金层；在箱体2-6内壁由螺栓固定4块可更换的挡铁保护板2-4。

优选的，所述出料口2-7的高度低于所述进料腔的底部。

优选的，所述破碎粒化机2可以处理温度范围为800～1700℃的熔渣，可以粒化液态和固态的熔渣；所述破碎粒化机2的粒化粒度结果，可以通过调整粒化轮2-5的转速来调整，矿渣粒度范围为：0mm-100mm可调。

优选的，所述挡铁保护板2-4与落料腔的顶板之间的夹角为20-60°可调。。

优选的，所述落料腔近出料口7的一段呈锥形。

优选的，所述第一进风口2-3、第二进风口2-8、第三进风口2-2与所述出料口2-7的出料方向的夹角均小于等于90度。

本发明的有益效果在于：

1)通过第一进风口、第二进风口、第三进风口三个进风口对破碎粒化机内部空间进行风冷冷却，在熔渣破碎的同时最大程度的完成初步冷却的功能，从而使得破碎粒化机与环形冷却机直接衔接的新的热回收工艺流程，在技术上成为了可能。

2)可大幅提升整套余热回收设备可处理粒化熔渣的温度范围。

3)同时具有粒化颗粒可调，粒化熔渣热交换充分，无水耗，无排放，低电耗的技术特点。

4)挡铁保护板对于破碎粒化机提供了很好的保护功能，同时对于破碎的熔渣提供下落的导向功能，具有一举两得的效果。

5)破碎粒化机的箱体结构，分为左右连通的进料腔和落料腔，且在结构上左高右低，通过内部空间结构优化提升热交换的效果，同时可使得三个进风口的风力朝向与出料口的方向尽可能保持较小的角度

(20-60度)，提升热交换效率。

6)本粒化破碎装置既可以粒化液态渣，也可以破碎固态渣，同时也能将粒化后的熔渣降温，保持固化状态。配合一定程度的提高后续工艺中的新型环冷机对于高温熔渣的耐高温能力，如此就能对粒度的要求范围很宽，粒化消耗的能耗很低的效果，这样，就使得高温熔渣余热回收变得可行，同时也具有经济型。

7)箱体内壁设置有耐磨内衬，箱体外壁与耐磨内衬之间布设与外部冷却水源连通水冷却管路结构，提高箱体内壁强度的同时，还通过循环冷却水实现箱体及冷却粒化轮的中间轮轴承的冷却功能。

附图说明

图1是本发明破碎粒化机应用于高温熔渣余热回收系统的整体示意图。

图2是图1的俯视图。

图3是本发明破碎粒化机的主视图。

图4是图3的左视图。

图中，1渣罐倾翻机，1-1渣罐、1-2活动翻转台、1-3旋转轴、1-4固定支架、1-5液压缸活塞杆、1-6转动轴、1-7摆动轴；2破碎粒化机，2-1进料漏斗、2-2第三进风口、2-3第一进风口、2-4挡铁保护板、2-5粒化轮、2-6箱体、2-7出料口、2-8第二进风口、2-9导料板、2-10格栅保护板、2-11支座；3环形冷却机，3-1台车、3-2压轨、3-3风机、3-4风箱、3-5卸灰阀、3-6回转框架、3-7电机。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明系统结构组成及相应的工艺要求再作详细阐述,有些是为了取得较好的技术效果而采用的。

参见图1-图2：

(一)采用新的工艺方法，首先渣罐液压倾翻装置，由液压站提供动力,利用液压缸将渣罐1-1从0°水平位翻转至90°倾翻位进行浇注,浇注完毕后,再复位到0°水平位。其主要由活动翻转台1-2、旋转轴1-3、固定支架1-4、轴承座、支座、液压缸和液压站等组成。在活动翻转台1-2上设置有渣罐固定装置，使渣罐1-1在倾翻过程中能安全稳定地固定在活动翻转台1-2上。当吊车将满载的渣罐1-1吊至活动翻转台1-2上方准备落罐时，渣罐固定装置会将渣罐1-1准确定位，平稳安放在活动翻转台1-2上。然后启动液压站开始倾翻：先启动快速阀，液压缸活塞杆1-5伸出，活动翻转台1-2与渣罐1-1一起由0°水平位开始绕旋转轴1-3旋转。确认渣液倒空后,再启动快速阀，使渣罐1-1快速回落至0°水平位，当活动翻转台1-2坐实在固定支架1-4的支撑位上后,关闭快速阀,则这一罐的浇注工作完成。

(二)粒化机

参见图3-4：

破碎粒化机包括进料漏斗2-1及驱动机、粒化轮2-5和箱体2-6及挡铁保护板2-4；所述破碎粒化机2为箱体形，分为左右连通的进料腔和落料腔；所述进料腔上方设有进料漏斗2-1,进料漏斗2-1一侧设有朝向斜下方的第一进风口2-3；所述第一进风口1内部的下沿设有一将物料向粒化轮2-5导向的导料板2-9；进料漏斗2-1另一侧设有朝下的第三进风口2-2；进料腔内壁与第三进风口2-2对应之处设有一排格栅保护板2-10；第一进风口1下方设有第二进风口2-8；进料腔内部设有设置水平方向由电机、主轴驱动的粒化轮2-5，粒化轮2-5的表面焊接固定若干排突起的粒化齿，相邻两排粒化齿的位置呈三角形，粒化齿的外表堆焊抗高温耐磨合金层；所述落料腔内壁沿着破碎粒化渣粒飞溅轨迹的方向和位置设置若干可更换的挡铁保护板2-4，粒化轮2-5转动的方向为：使落在其上方的物料被击打后朝挡铁保护板2-4飞溅；落料腔的下部为出料口2-7。

箱体内壁设置有耐磨内衬，箱体外壁与耐磨内衬之间布设与外部冷却水源连通水冷却管路结构，提高箱体内壁强度的同时，还通过循环冷却水实现箱体及冷却粒化轮的中间轮轴承的冷却功能。附图未对此进行展示。

参见图3，所述落料腔的顶部为一倾斜向下的顶板，所述挡铁保护板2-4逐一地、平行地倾斜布置在所述顶板下方。

参见图3，所述破碎粒化机2的电机经定扭矩联轴器、减速机驱动粒化轮2-5；所述粒化轮2-5表面相邻两排粒化齿的位置呈等腰三角形；所述主轴由水管、旋转接头构成通水冷却结构，主轴采用调心滚子轴承,轴承座采用通水冷却结构；所述粒化齿的外表堆焊10-15mm厚度的抗高温耐磨合金层；在箱体2-6内壁由螺栓固定4块可更换的挡铁保护板2-4。

继续参见图3，所述出料口2-7的高度低于所述进料腔的底部。

破碎粒化机2可以处理温度范围为800～1700℃的熔渣，可以粒化液态和固态的熔渣；所述破碎粒化机2的粒化粒度结果，可以通过调整粒化轮2-5的转速来调整，矿渣粒度范围为：0mm-100mm可调。

继续参见图3，所述挡铁保护板2-4与落料腔的顶板之间的夹角为20-60°；所述落料腔近出料口7的一段呈锥形；所述第一进风口2-3、第二进风口2-8、第三进风口2-2与所述出料口2-7的出料方向的夹角均小于等于90度。

本破碎粒化机具有以下几个设计要点：

1)通过第一进风口、第二进风口、第三进风口三个进风口对破碎粒化机内部空间进行风冷冷却，在熔渣破碎的同时最大程度的完成初步冷却的功能，从而使得破碎粒化机与环形冷却机直接衔接的新的热回收工艺流程，在技术上成为了可能。

2)可大幅提升整套余热回收设备可处理粒化熔渣的温度范围。

3)同时具有粒化颗粒可调，粒化熔渣热交换充分，无水耗，无排放，低电耗的技术特点。

4)挡铁保护板对于破碎粒化机提供了很好的保护功能，同时对于破碎的熔渣提供下落的导向功能，具有一举两得的效果。

5)破碎粒化机的箱体结构，分为左右连通的进料腔和落料腔，且在结构上左高右低，通过内部空间结构优化提升热交换的效果，同时可使得三个进风口的风力朝向与出料口的方向尽可能保持较小的角度(20-60度)，提升热交换效率。

主要粒化机的粒化轮2-5、挡铁保护板2-4等部件在高温条件下工作，受力复杂，磨损严重，故在其工作面上需要堆焊耐磨、耐热合金硬化层。其主要由电动机(带打滑检测)、定扭矩联轴器、减速机、主轴装配、箱体2-6、隔层、托座、主轴冷却装置等组成。

破碎能力：20-80t/h(可调)；

处理矿渣粒度：0mm-100mm；

温度：800～1700℃

(三)环形冷却机部分：主要处理物料种类为热矿渣，设计参数如下：

(1)单机处理能力：50-95t/h；

给料温度： 1250℃

给料粒度： 8～50mm

卸料温度： 小于150℃

物料堆比重： 1.7t/m3

环形冷却机中径： Φ12.5m

台车宽度： 1500～2000mm

料层厚度： 760mm

主传动电机转速：320-970r/min

正常冷却时间：30-78min

(2)密封形式采用：上部水封密封

下部机械密封+柔性密封

设备旋向：逆时针旋转(俯视)

台车数量： 28个 风箱数量： 9个 卸灰阀9个

风机： 4台

风量：55000M³/h

风压：4300Pa

侧重机械装置部分：

(1)渣罐液压倾翻机：

1)活动翻转台

活动翻转台1-2主要用来放置渣罐1-1，并带动渣罐1-1一起绕旋转轴1-3旋转，进行倾翻浇注。活动翻转台1-2由底板、渣罐固定装置、支架组以及挡块组成。在支架组伸出端顶部开有贯通的圆孔，用来安装旋转轴1-3,使活动翻转台1-2以此点为支点绕固定支架1-4转动。渣罐固定装置分别设置于活动翻转台1-2的底板支架组和连接板上。在其底板的前后边缘处设置了一对带导向作用的卡槽,与底板焊接在一起，用来卡住渣罐1-1底部的十字筋板。考虑到渣罐受热膨胀，卡槽的宽度要略大于渣罐1-1底部筋板的宽度。卡槽上部焊有导向板，方便吊车将渣罐1-1顺利地吊入卡槽。当活动翻转台1-2转至90°时,渣罐固定装置中的卡槽和挡块可以防止渣罐1-1过翻。并且渣罐1-1的重心在倾翻中心渣罐1-1底部方向，即使没有固定装置的限制，渣罐1-1也能自动复位，因此有双重保护确保渣罐1-1不会过翻。

2)固定支架1-4

固定支架1-4的作用是为活动翻转台1-2提供一个倾翻转动的支点，以及在活动翻转台1-2水平落位时提供一个支撑位。固定支架1-4为框式对称结构，由底板、支架组成。在支架组一的顶部设有支撑板，便于支撑活动翻转台1-2。在底板上安装有一组轴承座，用来安装液压缸的中间耳轴。

3)液压系统

液压缸是将活动翻转台1-2绕旋转轴1-3旋转，使渣罐倾翻浇注的顶升机构,安装在活动翻转台的两侧。液压缸的中间耳轴通过轴承座安装在固定支架上，液压缸动力由液压站提供。液压站设有快速阀及慢速阀。快速阀可使活塞杆快速伸缩，慢速阀可使渣罐1-1在浇注时以较慢的速度倾翻。

(2)熔渣粒化机

1)进料漏斗2-1及驱动装置：

熔渣粒化机的进料漏斗2-1部分，为了更好的下料。驱动装置由电动机、定扭矩联轴器、减速机、传动底座等组成。电动机采用Y3系列电动机，电动机和减速机是用定扭矩联轴器联接的。当粒化装置超过负荷时，转矩超过了设定值，定扭矩联轴器打滑，有打滑检测器测出并控制破碎机停机和设备连锁，以保护电动机和粒化装置。

2)粒化轮：

粒化轮2-5由主轴、粒化齿、轴承座、主轴冷却装置等组成。主轴用35#碳钢锻制而成，锻件必须满足Ⅰ级锻件的锻造比的要求，超声波探伤检查，达到3级且没有密集性缺陷为合格。主轴上共有14排破碎齿，每排圆周分布3个，按圆周方向与主轴焊接，每个破碎齿均堆焊有10-15mm厚的抗高温耐磨合金层，以提高破碎齿的使用寿命。堆焊层表面洛氏硬度60HRC以上。破碎齿与主轴相焊接时，相邻齿位置互错60°，这可充分利用电动机功率，并可相对减少尖峰负荷。

主轴采用通水冷却，保证主轴的正常使用。主轴水冷装置由水管、旋转接头等组成。

主轴的轴承采用调心滚子轴承,轴承座采用通水冷却以延长轴承的使用寿命，润滑采用集中自动润滑,由烧结机润滑站供油。

3)箱体2-6及挡铁保护板2-4：

箱体2-6及挡铁保护板2-4，也及挡铁防溅板用钢板焊制而成，为渣粒按照规定轨迹进行破碎粒化，内部上部安装4个可以更换的挡铁保护板2-4。其结构设计要求能便于粒化轮、导料流槽、挡铁等的维护和保养。

(3)环形冷却机3主要部件

1)传动装置为链轮传动，双传动配置，采用变频电机3-7通过减速器、开式齿轮、链轮带动固定在回转框架3-6上的销齿转动，从而使回转框架3-6转动。

2)回转体部分由台车3-1、回转框架3-6、台车辊臂、侧轨、支撑轨道、链条支架、链条、台车拦板等组成。台车材质为特殊耐热铆焊结构，通过两根轴联结在回转框架3-6上，随同回转框架3-6转动，依靠压轨3-2实现台车3-1在指定的位置翻转和复位。回转框架3-6由钢板焊接而成，内外框架用横向的三角梁联接，回转框架3-6用支撑辊支撑，设置侧挡辊防止回转框架3-6的跑偏，轨道材质采用U71Mn。

3)压轨3-2用以限制台车3-1的翻转及卸料后的台车3-1复位，由直轨和曲轨组成，压轨3-2采用材质NM360，以延长其使用寿命。

4)给料斗由料斗、隔墙、平料砣组成，支承在土建平台上，给料斗中平料砣可使台车3-1的料层高度保持在一定的高度，平料砣材质耐热铸钢。

5)风箱3-4共9个，安装在机架上，风箱3-4与回转框架3-6密封。

6)卸料斗采用钢板及型钢焊接而成，在允许范围内尽量做大给排料系统留足缓冲时间；卸料斗内部设有存料自磨设施，防止物料对料斗的磨损。

7)密封形式：台车3-1与风箱3-4之间的密封采用机械密封的形式；台车3-1与烟罩之间的密封采用水密封。

8)主要零部件制造要求精度保证：回转部分直径误差小于3mm，内外环同心度小于φ3mm。平面度误差小于2mm，联接误差小于0.04mm(铰孔)。

支撑钢轨和侧轨弯弧直径间误差小于3mm。链条直径误差±1mm。各个螺栓联结部位保证对位无变形。

以上是本发明的优选实施例，本领域普通技术人员还可以在此基础上进行各自变换或改进，在不脱离本发明总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本发明要求保护的范围之内。

Claims (9)

1.一种破碎粒化机，其特征在于：

包括进料漏斗(2-1)及驱动机、粒化轮(2-5)和箱体(2-6)及挡铁保护板(2-4)；

箱体(2-6)内壁设置有耐磨内衬，箱体外壁与耐磨内衬之间布设与外部冷却水源连通水冷却管路结构；

所述破碎粒化机(2)为箱体形，分为左右连通的进料腔和落料腔；

所述进料腔上方设有进料漏斗(2-1),进料漏斗(2-1)一侧设有朝向斜下方的第一进风口(2-3)；所述第一进风口(1)内部的下沿设有一将物料向粒化轮(2-5)导向的导料板(2-9)；进料漏斗(2-1)另一侧设有朝下的第三进风口(2-2)；进料腔内壁与第三进风口(2-2)对应之处设有一排格栅保护板(2-10)；第一进风口(1)下方设有第二进风口(2-8)；进料腔内部设有设置水平方向由电机、主轴驱动的粒化轮(2-5)，粒化轮(2-5)的表面焊接固定若干排突起的粒化齿，相邻两排粒化齿的位置呈三角形，粒化齿的外表堆焊抗高温耐磨合金层；

所述落料腔内壁沿着破碎粒化渣粒飞溅轨迹的方向和位置设置若干可更换的挡铁保护板(2-4)，粒化轮(2-5)转动的方向为：使落在其上方的物料被击打后朝挡铁保护板(2-4)飞溅；落料腔的下部为出料口(2-7)。

2.如权利要求1所述的破碎粒化机，其特征在于：粒化轮转速：0～740

转/min可调。

3.如权利要求1所述的破碎粒化机，其特征在于：所述落料腔的顶部为一倾斜向下的顶板，所述挡铁保护板(2-4)逐一地、平行地倾斜布置在所述顶板下方。

4.如权利要求1所述的破碎粒化机，其特征在于：所述破碎粒化机(2)的电机经定扭矩联轴器、减速机驱动粒化轮(2-5)；所述粒化轮(2-5)表面相邻两排粒化齿的位置呈等腰三角形；所述主轴由水管、旋转接头构成通水冷却结构，主轴采用调心滚子轴承,轴承座采用通水冷却结构；所述粒化齿的外表堆焊10-15mm厚度的抗高温耐磨合金层；在箱体(2-6)内壁由螺栓固定4块可更换的挡铁保护板(2-4)。

5.如权利要求1所述的破碎粒化机，其特征在于：所述出料口(2-7)的高度低于所述进料腔的底部。

6.如权利要求1所述的破碎粒化机，其特征在于：

所述破碎粒化机(2)可以处理温度范围为800～1700℃的熔渣，可以粒化液态和固态的熔渣；

所述破碎粒化机(2)的粒化粒度结果，可以通过调整粒化轮(2-5)的转速来调整，矿渣粒度范围为：0mm-100mm可调。

7.如权利要求1所述的破碎粒化机，其特征在于：所述挡铁保护板(2-4)与落料腔的顶板之间的夹角为20-60°。

8.如权利要求1所述的破碎粒化机，其特征在于：所述落料腔近出料口(7)的一段呈锥形。

9.如权利要求1所述的破碎粒化机，其特征在于：所述第一进风口(2-3)、第二进风口(2-8)、第三进风口(2-2)与所述出料口(2-7)的出料方向的夹角均小于等于90度。