CN214353223U - 一种用于制备高炉渣基粉体的双流体雾化喷头 - Google Patents
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Abstract
本新型公开一种用于制备高炉渣基粉体的双流体雾化喷头，用于保持渣液温度，增强粒化效果。该装置包括环孔结构非约束型喷嘴、中间包以及加热线圈；喷嘴由沿喷嘴体径向均匀分布的6个拉瓦尔型喷孔组成，各喷孔与喷嘴体轴向夹角均为30°，气体射流相互交织重叠，可以增强对熔渣的破碎效果；中间包位于喷嘴体上侧，内侧带保温耐火材料，用于缓冲熔渣并使其成为较细流股；加热线圈套设在喷嘴体自由端的外侧，可以提升或保持渣液温度。该装置在高炉渣粒化过程中可以对熔渣加热并以气—渣液同轴代替气体横向喷吹渣液，可以有效降低渣粒尺度，节省渣粒收集室的空间。
Description
技术领域
本发明涉及一种制备高炉渣基粉体的双流体雾化喷头，属于冶金设备技术领域。
背景技术
随着建筑3D打印技术的快速发展，对3D打印建筑的凝结时间、强度和节能环保等方面都提出了更高的要求，这也对建筑3D打印材料提出了新的挑战。传统混凝土材料中起润滑和粘结作用的普通硅酸盐水泥，已逐渐被矿渣基、粉煤灰基等地聚合物替代，成为节能环保的3D打印混凝土。随着由挤出固化打印向选择性粘结固化打印转变，对高炉渣基粉体的性能也提出一些新的要求，除了要考察粉体的粒度、成分、玻璃相量以外，还对粉体的球形度和松装密度等性能提出了更高要求，而传统的制粉工艺很难全部满足以上条件。一般通过转盘或气淬方式得到的粒化高炉渣粒度在几毫米至几十毫米之间，需要磨制成矿渣粉，才能满足水泥、砂浆和混凝土中对胶凝材料的要求，但是这种方法制备的矿渣粉形貌不规则、流动性差，并不适合作为粉体3D打印的基材。
相比于球磨法等传统粉体制备方法，气体雾化法制备的粉体粒度细小、球形度高，是制备球形粉体的有效方法。目前利用气体雾化法制备3D打印用高炉渣基粉体的难点主要在于如何使熔渣易于破碎成粒度很小的渣滴。要解决以上难点，除了改变熔渣自身物性之外，需要设备层面来帮助保持或提升渣温，提供更大的破碎力。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种复合式双流体雾化喷头结构，上述复合式双流体雾化喷头在喷嘴体顶端增加中间包以控制渣液流量，通过加热线圈对渣液加热，通过互呈60°夹角的3对拉瓦尔喷孔提供强大的冲击力来破碎渣液。
本实用新型为解决以上问题的技术方案为：
一种用于制备高炉渣基粉体的双流体雾化喷头，包括带6个拉瓦尔型喷孔的喷嘴体、中间包、加热线圈和支架座。拉瓦尔型喷孔沿喷嘴体径向均匀分布，各喷孔与喷嘴体轴向夹角均为30°，气体射流相互交织重叠，可以增强对熔渣的破碎效果；加热线圈套设在喷嘴体自由端的外侧，可以提升或保持渣液温度。
采用气体—渣液同轴的双流体雾化形式来代替常用的气体横向喷吹渣液的方式。
拉瓦尔型喷孔以沿喷嘴体径向均匀形式排列，各喷孔圆心间夹角为60°。
拉瓦尔型喷孔轴向与喷嘴体轴向呈30°夹角。
沿喷嘴体轴向对称排列的两个拉瓦尔型喷孔轴向呈60°夹角。
中间包、所述支架座、所述喷嘴体和所述加热线圈同轴。
本实用新型的有益效果：
采用气体—渣液同轴的双流体雾化形式，可有效节省渣粒收集室的空间；拉瓦尔型喷孔以沿喷嘴体径向均匀形式排列，各喷孔圆心间夹角为60°，拉瓦尔型喷孔轴向与喷嘴体轴向呈30°夹角，沿喷嘴体轴向对称排列的两个拉瓦尔型喷孔轴向呈60°夹角，使超音速气体射流交织重叠，增强渣液破碎效果，降低渣粒尺寸。加热线圈套设在喷嘴体自由端的外侧，可以提升或保持渣液温度，使渣液易于被分散和细化。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为中间包结构示意图；
图3为支架座结构示意图；
图4为喷嘴体结构示意图。
具体实施方式
图1为一种用于制备3D打印用高炉渣基粉体的双流体雾化喷头结构示意图，包括1中间包、2支架座、3加热线圈、4喷嘴体和5拉瓦尔喷孔。中间包通过支架座安装于喷嘴体正上方，加热线圈套设在喷嘴体自由端的外侧，中间包、支架座、喷嘴体和加热线圈同轴。拉瓦尔喷孔的设计参数为马赫数M=1.75，喉口直径5.5mm，出口直径6.5mm。
图2中间包通过图3支架座安置于喷嘴体正上方。拉瓦尔型喷孔以沿喷嘴体径向均匀形式排列，各喷孔圆心间夹角为60°，拉瓦尔型喷孔轴向与喷嘴体轴向呈30°夹角，沿喷嘴体轴向对称排列的两个拉瓦尔型喷孔轴向呈60°夹角，
本实用新型一个实施例的参数为：
中间包高度160mm，外径400mm，内径360mm，孔径20mm，耐材厚度35mm，喷嘴体外径280mm，内径40mm，高度100mm。
喷嘴体置于溜槽正下方，气体压力为0.55MPa的气流通过拉瓦尔喷孔形成超音速气体射流，加热线圈通电，将调质高炉熔渣在1450℃以上的温度倾倒入中间包，控制中间包出口处渣液流量，交织重叠的高速气体射流将渣液冲击破碎形成1mm以下的渣粒，气体消耗量约25Nm3/t渣。
渣粒收集室高度3m以上，以防止下落的渣滴在未完全凝固时发生相互粘接的现象。
Claims (6)
1.一种用于制备高炉渣基粉体的双流体雾化喷头，由中间包（1）、支架座（2）、加热线圈（3）、喷嘴体（4）、喷孔（5）组成，其特征在于，中间包（1）通过支架座（2）固定于喷嘴体（4）正上方，6个喷孔（5）均为拉瓦尔型喷孔，每个喷孔包括收缩段、喉部和扩张段，其轴向均与喷嘴体（4）轴向呈30°夹角，6个喷孔（5）沿喷嘴体（4）径向均匀分布。
2.根据权利要求1所述的用于制备高炉渣基粉体的双流体雾化喷头，其特征在于气体—渣液运动方向的夹角≤30°。
3.根据权利要求1所述的用于制备高炉渣基粉体的双流体雾化喷头，其特征在于所述拉瓦尔型喷孔以沿喷嘴体径向均匀形式排列，各喷孔圆心间夹角为60°。
4.根据权利要求1所述的用于制备高炉渣基粉体的双流体雾化喷头，其特征在于所述拉瓦尔型喷孔轴向与喷嘴体轴向呈30°夹角。
5.根据权利要求1所述的用于制备高炉渣基粉体的双流体雾化喷头，其特征在于沿喷嘴体轴向对称排列的两个拉瓦尔型喷孔轴向呈60°夹角。
6.根据权利要求1所述的用于制备高炉渣基粉体的双流体雾化喷头，其特征在于所述中间包、所述支架座、所述喷嘴体和所述加热线圈同轴。
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| CN214353223U true CN214353223U (zh) | 2021-10-08 |
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2021
- 2021-01-05 CN CN202120008114.6U patent/CN214353223U/zh active Active
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