CN209412250U - 一种lf炉精炼渣的风淬快冷装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种LF炉精炼渣的风淬快冷装置，包括控制单元、冷却筒装置和动力装置；冷却筒装置包括冷却筒体；冷却筒体相对于水平面倾斜设置，包括外筒和套设于外筒内的内筒，沿轴向方向外筒的上端面设有精炼渣入口和冷却气体入口，沿轴向方向外筒的下端面为开口结构，沿轴向方向内筒的上端面为开口结构，沿轴向方向内筒的下端面为半封闭结构；动力装置与控制单元连接，包括冷气供给装置和旋转驱动装置；冷气供给装置与冷却气体入口连接以向外筒内吹入冷却气体，旋转驱动装置用于驱动内筒旋转。精炼渣在内筒自由向下滚动并被冷却气体冷却，内筒旋转即可调整半封闭结构的位置将精炼渣倒出，本实用新型能连续快速冷却精炼渣，改性精炼渣并提高其胶凝活性，且冷却过程相比于现有技术更环保。
Description
技术领域
本实用新型涉及材料冷却装置技术领域，尤其涉及一种LF炉精炼渣的风淬快冷装置。
背景技术
随着钢包炉(Ladle Arc Refining Furnace，简称LF)精炼技术的广泛应用，其产生的精炼废渣(简称LF炉精炼渣)的数量在我国逐年快速增长，但其大量堆置造成了土地浪费和环境污染。LF炉精炼渣中含有大量的七铝十二钙(C12A7)和硅酸二钙(C2S)等矿物，比其它钢渣作为(辅助)胶凝材料的潜力要更大。但由于其矿物结晶致密，且C2S以γ-C2S晶型(几乎无胶凝性)存在，导致活性低，且过烧的致密游离钙镁易引起材料后期体积膨胀，严重制约了LF炉精炼渣的建材资源化利用。因此迫切需要改善LF炉精炼渣的致密结构与晶型种类，以提高其胶凝活性及体积稳定性，促进其在建材上的利用。
高温下的急冷处理是改变矿物结晶状态和晶型种类的一种有效措施，高炉水淬矿渣就是这种方法的典型应用，即利用水淬将熔融的矿渣进行快速冷却，使其熔渣中绝大部分化合物来不及结晶，而形成非晶态的玻璃体(非稳态化合物)将热能转化为化学能封存其中，从而成为一种高活性的辅助胶凝材料。高温急冷处理的方法主要有水淬法、风淬法，对于LF炉精炼渣而言，由于其含有C12A7、C3A等矿物，与水就可进行水化反应，具有自水化的胶凝特性，若进行水淬急冷处理，虽然急冷效果会明显，但部分胶凝矿物会与水提前反应，损失一定的胶凝活性。采用风淬法处理LF炉精炼渣，就不会存在部分矿物与水提前反应而损失胶凝活性的问题。
发明内容
本实用新型为克服上述现有LF炉精炼渣急冷处理的问题，提供一种LF炉精炼渣的风淬快冷装置，既能连续快速冷却LF炉精炼渣，又可避免精炼渣与水接触发生反应，进而保证炉精炼渣的胶凝活性，且冷却过程相比于现有技术更环保。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
提供一种LF炉精炼渣的风淬快冷装置，包括控制单元、冷却筒装置和动力装置；冷却筒装置包括冷却筒体；冷却筒体相对于水平面倾斜设置，包括外筒和套设于外筒内的内筒，沿轴向方向外筒的上端面设有精炼渣入口和冷却气体入口，沿轴向方向外筒的下端面为开口结构，沿轴向方向内筒的上端面为开口结构，沿轴向方向内筒的下端面为半封闭结构；动力装置与控制单元连接，包括冷气供给装置和旋转驱动装置；冷气供给装置与冷却气体入口连接以向外筒内吹入冷却气体，旋转驱动装置用于驱动内筒旋转。
精炼渣入口和冷却气体入口设置于沿轴向方向外筒的上端面，这使得内筒旋转时精炼渣入口和冷却气体入口位置不变，以保证该风冷快淬装置顺利工作；冷却筒体倾斜放置于地面上即可使得冷却筒体相对于水平面倾斜，可为如下两种情况：1、冷却筒体放置的地面本身就是倾斜的，此时将冷却筒体直接放置于地面上，不需要借助其他结构即可使得冷却筒体相对于水平面倾斜，2、冷却筒体放置的地面本身是水平的，此时需要借助其他结构支撑冷却筒体使冷却筒体能倾斜放置于地面上；沿轴向方向内筒的下端面为半封闭结构，可通过在沿轴向方向内筒的下端面设置挡板获得，内筒旋转调整挡板形成的半封闭结构的位置，精炼渣在自身重力作用下即可被倒出。
上述方案中，控制单元控制冷气供给装置通过冷却气体入口向外筒内吹入冷却气体，通过精炼渣入口向内筒导入LF炉精炼渣，冷却筒体相对于水平面倾斜设置使得LF炉精炼渣在内筒自由向下滚动并被冷却气体冷却，冷却后的LF炉精炼渣汇集于内筒下端面的半封闭结构处，控制单元控制旋转驱动装置驱动内筒旋转，以调整半封闭结构的位置以将精炼渣倒出，该风冷快淬装置能连续快速冷却LF炉精炼渣，避免精炼渣与水接触发生反应，进而保证炉精炼渣的胶凝活性，且冷却过程在一个相对封闭的环境中，可以减少环境污染，更加环保。
优选地，精炼渣入口位于冷却气体入口上方。这样设置使得冷却气体能直接作用于LF炉精炼渣，提高冷却效果。
优选地，冷却筒装置还包括与控制单元连接的外置水淬装置，外筒的筒壁上设有通孔，通孔用于从外置水淬装置流出的冷却水流入内筒和外筒之间。外置水淬装置与外界水源连接，从外置水淬装置流出的冷却水经通孔流向内筒与外筒之间，并在外筒内汇集后从轴向方向外筒的下端流出；这样设置在风冷的基础上增加水冷，以进一步提高冷却效果；倒出精炼渣时，控制单元控制外置水淬装置不工作时冷却水不流入内筒和外筒之间，以防冷却后的精炼渣与水接触影响胶凝活性。
进一步优选地，通孔为沿外筒轴向设置的长条孔；外置水淬装置为淋水喷头，包括沿外筒轴向设置的喷杆，及设于喷杆上的多个喷头。这样设置使得LF炉精炼渣在内筒自由向下滚动的整个过程中均受到冷却水的水冷作用，以提高冷却效果。
优选地，还包括废水收集台，用于收集从冷却筒体流出的废水。这样设置便于水的循环利用，节约资源。
优选地，外筒的筒壁上设有多个孔洞。这样设置一方面便于冷却后水的流出，另一方面便于冷却水吸热变成蒸汽后蒸汽的排出，加速冷却速度。
进一步优选地，孔洞为沿外筒轴向设置的多列。
优选地，冷却筒体相对于水平面倾斜角度为5°-15°。这样设置使得LF炉精炼渣在内筒自由向下滚动的时间适当，保证冷却速度的同时保证冷却效果。
优选地，还包括靠近外筒的上端面设置的支撑结构，支撑结构用于支撑外筒以使冷却筒体相对于水平面倾斜设置。
优选地，还包括用于连接冷气供给装置和冷却气体入口的冷却气体管道，冷却气体管道沿外筒的外表面设置；动力装置靠近外筒的下端面设置。这样设置既便于冷却气体的输送，又便于内筒旋转的驱动；冷却气体管道与冷气供给装置连接处为冷却气体接口。
优选地，冷气供给装置为空气压缩机。空气压缩机可调节并显示气压和气体输出速度。
和现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
控制单元控制冷气供给装置通过冷却气体入口向外筒内吹入冷却气体，通过精炼渣入口向内筒导入LF炉精炼渣，冷却筒体相对于水平面倾斜设置使得LF炉精炼渣在内筒自由向下滚动并被冷却气体冷却，冷却后的LF炉精炼渣汇集于内筒下端面的半封闭结构处，控制单元控制旋转驱动装置驱动内筒旋转，以调整半封闭结构的位置以将精炼渣倒出，该风冷快淬装置能连续快速冷却LF炉精炼渣，避免精炼渣与水接触发生反应，进而保证炉精炼渣的胶凝活性，且冷却过程在一个相对封闭的环境中，可以减少环境污染，更加环保。
附图说明
图1为本实施例一种LF炉精炼渣的风淬快冷装置的示意图；
图2为本实施例中冷却筒的示意图；
图3为本实施例中冷却筒另一视角的示意图；
图4为该风淬快冷装置的使用流程图；
附图标记：A冷却筒装置；B动力装置；C冷却气体管道；A1冷却筒体；A2外置水淬装置；A3冷却气体入口；A4精炼渣入口；A5冷却气体接口；A1-1内筒；A1-2外筒；A1-1-1挡板。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
实施例
本实施例提供一种LF炉精炼渣的风淬快冷装置，如图1至图3所示，包括控制单元、冷却筒装置A和动力装置B；冷却筒装置A包括冷却筒体A1；冷却筒体A1相对于水平面倾斜设置，包括外筒A1-2和套设于外筒A1-2内的内筒A1-1，沿轴向方向外筒A1-2的上端面设有精炼渣入口A4和冷却气体入口A3，沿轴向方向外筒A1-2的下端面为开口结构，沿轴向方向内筒A1-1的上端面为开口结构，沿轴向方向内筒A1-1的下端面为半封闭结构；动力装置B与控制单元连接，包括冷气供给装置和旋转驱动装置；冷气供给装置与冷却气体入口A3连接以向外筒A1-2内吹入冷却气体，旋转驱动装置用于驱动内筒A1-1旋转。
精炼渣入口A4和冷却气体入口A3设置于沿轴向方向外筒A1-2的上端面，这使得内筒A1-1旋转时精炼渣入口A4和冷却气体入口A3位置不变，以保证该风冷快淬装置顺利工作；冷却筒体A1倾斜放置于地面上即可使得冷却筒体A1相对于水平面倾斜，可为如下两种情况：1、冷却筒体A1放置的地面本身就是倾斜的，此时将冷却筒体A1直接放置于地面上，不需要借助其他结构即可使得冷却筒体A1相对于水平面倾斜，2、冷却筒体A1放置的地面本身是水平的，此时需要借助其他结构支撑冷却筒体A1使冷却筒体A1能倾斜放置于地面上；沿轴向方向内筒A1-1的下端面为半封闭结构，可通过在沿轴向方向内筒A1-1的下端面设置挡板A1-1-1获得，内筒A1-1旋转调整挡板A1-1-1形成的半封闭结构的位置，精炼渣在自身重力作用下即可被倒出。
本实用新型中，控制单元控制冷气供给装置通过冷却气体入口A3向外筒A1-2内吹入冷却气体，通过精炼渣入口A4向内筒A1-1导入LF炉精炼渣，冷却筒体A1相对于水平面倾斜设置使得LF炉精炼渣在内筒A1-1自由向下滚动并被冷却气体冷却，冷却后的LF炉精炼渣汇集于内筒A1-1下端面的半封闭结构处，控制单元控制旋转驱动装置驱动内筒A1-1旋转，以调整半封闭结构的位置将精炼渣倒出，该风冷快淬装置能连续快速冷却LF炉精炼渣，避免精炼渣与水接触发生反应，进而保证炉精炼渣的胶凝活性，且冷却过程在一个相对封闭的环境中，可以减少环境污染，更加环保。
其中，精炼渣入口A4位于冷却气体入口A3上方。这样设置使得冷却气体能直接作用于LF炉精炼渣，提高冷却效果。
另外，冷却筒装置A还包括与控制单元连接的外置水淬装置A2，外筒A1-2的筒壁上设有通孔，通孔用于从外置水淬装置A2流出的冷却水流入内筒A1-1和外筒A1-2之间。外置水淬装置A2与外界水源连接，从外置水淬装置A2流出的冷却水经通孔流向内筒A1-1与外筒A1-2之间，并在外筒A1-2内汇集后从轴向方向外筒A1-2的下端流出；这样设置在风冷的基础上增加水冷，以进一步提高冷却效果；倒出精炼渣时，控制单元控制外置水淬装置A12不工作时冷却水不流入内筒A1-1和外筒A1-2之间，以防冷却后的精炼渣与水接触影响胶凝活性。
本实施例中，通孔为沿外筒A1-2轴向设置的长条孔；外置水淬装置A2为淋水喷头，包括沿外筒A1-2轴向设置的喷杆，及设于喷杆上的多个喷头。这样设置使得LF炉精炼渣在内筒A1-1自由向下滚动的整个过程中均受到冷却水的水冷作用，以提高冷却效果。
其中，还包括废水收集台，用于收集从冷却筒体A1流出的废水。这样设置便于水的循环利用，节约资源。
另外，外筒A1-2的筒壁上设有多个孔洞。这样设置一方面便于冷却后水的流出，另一方面便于冷却水吸热变成蒸汽后蒸汽的排出，加速冷却速度。
本实施例中，孔洞为沿外筒A1-2轴向设置的多列。
其中，冷却筒体A1相对于水平面倾斜角度为5°-15°。这样设置使得LF炉精炼渣在内筒A1-1自由向下滚动的时间适当，保证冷却速度的同时保证冷却效果。
另外，还包括靠近外筒A1-2的上端面设置的支撑结构，支撑结构用于支撑外筒A1-2以使冷却筒体A1相对于水平面倾斜设置。
其中，还包括用于连接冷气供给装置和冷却气体入口的冷却气体管道C，冷却气体管道C沿外筒A1-2的外表面设置；动力装置B靠近外筒A1-2的下端面设置。这样设置既便于冷却气体的输送，又便于内筒A1-1旋转的驱动；冷却气体管道C与冷气供给装置连接处为冷却气体接口A5。
另外，冷气供给装置为空气压缩机。空气压缩机可调节并显示气压和气体输出速度。
使用该风淬快冷装置冷却精炼渣的流程如图4所示，控制单元控制冷气供给装置和外置水淬装置A2启动，冷气供给装置通过冷却气体入口A3往内筒A1-1输入冷却气体，外置水淬装置A2释放冷却水，冷却水经通孔流入内筒A1-1和外筒A1-2之间，内筒A1-1外壁被冷却水浸湿，冷却水经内筒A1-1外壁流向外筒A1-2内壁，并在外筒A1-2内汇集后从轴向方向外筒A1-2的下端流出；此时通过精炼渣入口A4向内筒A1-1导入LF炉精炼渣，同时冷却气体入口A3由冷气供给装置提供冷却气体，直接作用于LF炉精炼渣，LF炉精炼渣在内筒A1-1自由向下滚动，先在内筒A1-1下端面挡板A1-1-1处聚集，随后控制单元控制旋转驱动装置驱动内筒A1-1旋转，以调整挡板A1-1-1的位置将精炼渣倒出。
显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种LF炉精炼渣的风淬快冷装置，其特征在于，包括控制单元、冷却筒装置和动力装置；冷却筒装置包括冷却筒体；冷却筒体相对于水平面倾斜设置，包括外筒和套设于外筒内的内筒，沿轴向方向外筒的上端面设有精炼渣入口和冷却气体入口，沿轴向方向外筒的下端面为开口结构，沿轴向方向内筒的上端面为开口结构，沿轴向方向内筒的下端面为半封闭结构；动力装置与控制单元连接，包括冷气供给装置和旋转驱动装置；冷气供给装置与冷却气体入口连接以向外筒内吹入冷却气体，旋转驱动装置用于驱动内筒旋转。
2.根据权利要求1所述的一种LF炉精炼渣的风淬快冷装置，其特征在于，精炼渣入口位于冷却气体入口上方。
3.根据权利要求1所述的一种LF炉精炼渣的风淬快冷装置，其特征在于，冷却筒装置还包括与控制单元连接的外置水淬装置，外筒的筒壁上设有通孔，通孔用于从外置水淬装置流出的冷却水流入内筒和外筒之间。
4.根据权利要求1所述的一种LF炉精炼渣的风淬快冷装置，其特征在于，通孔为沿外筒轴向设置的长条孔；外置水淬装置为淋水喷头，包括沿外筒轴向设置的喷杆，及设于喷杆上的多个喷头。
5.根据权利要求3所述的一种LF炉精炼渣的风淬快冷装置，其特征在于，还包括废水收集台，用于收集从冷却筒体流出的废水。
6.根据权利要求3所述的一种LF炉精炼渣的风淬快冷装置，其特征在于，外筒的筒壁上设有多个孔洞。
7.根据权利要求1所述的一种LF炉精炼渣的风淬快冷装置，其特征在于，冷却筒体相对于水平面倾斜角度为5°-15°。
8.根据权利要求1所述的一种LF炉精炼渣的风淬快冷装置，其特征在于，还包括靠近外筒的上端面设置的支撑结构，支撑结构用于支撑外筒以使冷却筒体相对于水平面倾斜设置。
9.根据权利要求1所述的一种LF炉精炼渣的风淬快冷装置，其特征在于，还包括用于连接冷气供给装置和冷却气体入口的冷却气体管道，冷却气体管道沿外筒的外表面设置；动力装置靠近外筒的下端面设置。
10.根据权利要求1至9任一项所述的一种LF炉精炼渣的风淬快冷装置，其特征在于，冷气供给装置为空气压缩机。
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Cited By (1)
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| CN109517933A (zh) * | 2018-12-10 | 2019-03-26 | 中山大学 | 一种lf炉精炼渣的风淬快冷装置 |
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2018
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|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
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