專利名稱：一種高爐爐渣造粒裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及ー種高爐爐渣處理輔助裝置，更具體的說，本發明主要涉及ー種高爐爐渣造粒裝置。
背景技術：
我國是ー個世界鋼鐵冶煉大國，2009年生產鋼鐵總量已超過位列其后的14個國家的總和。2011年我國生鐵產量6. 3億噸，其中 高爐渣是煉鐵生產過程的主要副產品，每生產I噸生鐵要副產O. 3 O. 6噸左右的高爐渣。即使按O. 35t渣/t鐵計算，高爐渣的產出量為2. 14億噸，排出溫度在1450°C左右，每年造成5千萬噸標準煤左右的熱量浪費和100萬噸的硫化污染物。液態高爐爐渣屬于高品位余熱資源，具有很高的利用價值。高爐渣是ー種硅酸鹽材料，經急冷處理后才能生成具有潛在應用價值的活性玻璃態高爐渣，可作為生產水泥、礦棉、污水處理吸附劑以及高附加值陶瓷產品的原料等，市場潛カ巨大。目前高爐渣大多采用水淬處理工藝，現有水淬法エ藝有因巴法、圖拉法、渣池過濾法、拉薩法以及明特克法等。盡管水淬法能得到90%以上玻璃化率的高附加值渣粒，然而它存在高爐渣中的高品位顯熱沒有得到回收，水耗高、渣中堿性成分溶出污染水、釋放H2S和SOx等有害氣體，水淬易爆、渣粒干燥需消耗大量能量、系統電耗及維護工作量大。因此高爐渣粒化以及高效高品位顯熱回收是當前鋼鐵行業可持續發展函待突破的技術瓶頸，也是我國節能減排的エ作重點。鑒于水淬エ藝存在的若干問題，20世紀70年代起，主要エ業國家相繼進行了鋼鐵熔融渣粒化及顯熱回收技術的研究，其中以日本的進展最快、方法最多，主要包括風碎法、滾筒法、旋轉杯粒化法、化學粒化法等。1977年Mitsubishi和NKK聯合開發出風碎法粒化高爐熔渣顯熱回收系統，并于1981年在福山制鐵所建成了世界上第一套轉爐鋼渣風碎粒化熱回收裝置，其熱回收率可達40-45%。1988年馬鋼基于同樣的風碎粒化原理，在國內首先取得了“鋼渣風碎粒化裝置”專利(公開號CN88211276U)，并在馬鋼、成鋼、石鋼等地安裝了應用裝置，然而遺憾的是僅著眼于鋼渣粒化，沒有進行顯熱回收。我國基于多年流化床的實踐經驗也取得了發明專利如“ー種高爐渣急冷和余熱回收的方法和裝置”(專利公開號CN101550460A)。總體來說，風碎法存在占地面積大、所需空氣量大和鼓風機能耗高、技術穩定性不足、投資成本高、成品渣粒徑大(<5mm部分占95%以上)、冷卻時間長等缺點。20世紀70年代末，日本住友金屬和石川島播磨(IHI)公司聯合開發了旋轉滾筒熔渣粒化工藝，將熔渣自由滴落撞擊在滾筒表面被甩出粒化。該エ藝具有節能、飛濺距離短，易于捕食渣粒以及熱量回收等優點，但存在表面涂層選擇較難、介質顆粒與高溫渣粒分離困難以及熱量回收率低等缺點。NKK公司基于熔渣在兩個反向旋轉的圓筒表面被轉筒內部循環的熱媒介質冷卻來回收顯熱的原理開發了雙內冷轉筒粒化熱能回收技術，它具有傳熱快、熱回收率效率高(達77%)等優點，但是該方法存在薄渣片粘在轉鼓上需用耙子刮下、工作效率低等缺點。上海寶鋼集團從俄羅斯引進了滾筒法渣處理技術，并進行了大量技術改進(專利公開號 CN1257932A、CN1318648A、CNI01503281A、CN2795218Y、CN200981871Y、CN201158661Y、CN201232063Y、CN2795218Y)，開發了新型滾筒法鋼渣粒化處理裝置，具有流程短、成本低、節能環保、安全可靠等多方面的優點。但是上述高爐渣處理方法中，高爐熔渣所含的豐富熱量還沒有得到充分利用，也沒有實體設備エ業化應用的報道，成熟エ業應用技術并未形成，主要存在的困難有(I)熔融高爐渣的冷卻速度要求高，其冷卻速度要求大于10°c /s ; (2)高爐排渣具有間歇性，而余熱回收系統要求熱交換具有連續性；(3)高爐渣在冷卻過程中容易形成二次結塊現象；(4)方案裝置存在二次污染(如粉塵污染，地下水污染等)等。因此，研究ー種粒化效果好、冷卻速度快的粒化及顯熱回收新エ藝是非常必要的，也是實現顯熱高效回收和短流程高附加值渣制品加工エ藝的前提條件
發明內容
本發明的目的之一在于解決上述不足，提供ー種高爐爐渣造粒裝置，以期望解決現有技術中進行造渣時易發生飛濺，造渣后由于粘結而形成二次結塊等技術問題。為解決上述的技術問題，本發明采用以下技術方案本發明所提供的是ー種高爐爐渣造粒裝置，包括造粒筒體、造粒組件及傳動機構，所述的造粒筒體的底部安裝有多個呈中心發散狀或網狀的支架，傳動機構安裝在造粒筒體底部的支架上，且造粒組件固定在傳動機構上，通過傳動機構帶動造粒組件轉動，所述的造粒筒體的內壁任意部位上還設置有ー個或多個螺旋風噴嘴。進ー步的技術方案是所述的造粒組件包括造粒盤與造粒支架造粒盤固定在造粒支架上，且造粒支架下方中心處設置有一延伸段，通過該延伸段與傳動機構相連接。更進一歩的技術方案是所述的造粒盤呈中心凹陷的結構形式，且其上部設置有多條均勻分布的弧形槽。更進一歩的技術方案是所述的造粒盤底部設置ー個或多個凹槽，且其底部還設置有至少兩個具有內螺紋的盲孔。更進一歩的技術方案是所述的造粒支架的上設置有與造粒盤底部盲孔相對應的螺孔，且其上部還設置有與造粒盤底部的凹槽相吻合的凸塊；所述的造粒支架與造粒盤之間通過兩顆螺栓相互連接。更進一歩的技術方案是所述的造粒支架下方的延伸段通過聯軸器與傳動機構相連接。更進ー步的技術方案是所述的傳動機構還安裝有風冷卻或水冷卻裝置。更進一歩的技術方案是所述的造粒筒體的內層與外層之間設置蓄水腔體。更進一歩的技術方案是所述的螺旋風噴嘴通過壓縮空氣管道接入壓縮空氣裝置。與現有技術相比，本發明的有益效果之一是通過對造粒盤結構的改進，使得高爐爐渣在進入到造粒裝置后得到緩沖，防止其四處飛濺，同時在造粒盤上部均勻分布的弧形凹槽作用下，使得造粒盤轉動造出的渣粒在造粒裝置均勻的向其四周發散，實現渣粒的均勻分布，同時在造粒筒體內部蓄水腔體的冷卻作用以及螺旋風噴嘴在造粒筒體中形成的螺旋風作用下，防止高爐爐渣形成的渣粒在造粒筒體的內壁上發生粘結，使渣粒能夠直接進入到下ーエ序中，同時本發明所提供的ー種結構簡單，適用于在各種造粒冷卻裝置中使用，應用范圍廣闊。


圖I為本發明的結構示意圖；圖2為本發明一種實施例中造粒組件及傳動裝置的結構示意圖；圖3為本發明另ー種實施例中造粒盤與造粒支架的結構示意圖。圖中，I為造粒筒體，2為傳動機構 ,3為支架,4為螺旋風噴嘴,5為造粒組件,51為造粒盤，52為造粒支架，53為延伸段，54為弧形槽，55為盲孔，56為凹槽，57為凸塊，58為螺孔，6為壓縮空氣管道，7為蓄水腔體。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進ー步闡述。圖I示出了本發明的整體結構示意圖，如圖I所示，本發明所提供的ー種高爐爐渣造粒裝置，包括造粒筒體I、造粒組件5及傳動機構2，所述的造粒筒體I的底部安裝有多個呈中心發散狀或網狀的支架3，傳動機構2安裝在造粒筒體I底部的支架3上，且造粒組件5固定在傳動機構2上,通過傳動機構2帶動造粒組件5轉動,所述的造粒筒體I的內壁任意部位上還設置有ー個或多個螺旋風噴嘴4。前述的技術方案為本發明解決結束問題的一個基礎實施例，依靠螺旋風噴嘴4在造粒筒體I內部形成的螺旋氣流，即可防止被粒化后的高爐爐渣發生飛濺，并且在粒化高爐爐渣跟隨氣流螺旋轉動的同吋，降低其溫度，防止其發生二次結塊，使得粒化后的高爐爐渣更易進行后續處理。而前述的螺旋風噴嘴4的數量采用6至8個為好，并且以相同的夾角均布在造粒筒體I的內壁上，當然前述的僅僅是ー種優選的技術方案，有關于本實施例中所提到的螺旋風噴嘴4的數量應當以造粒筒體I的具體內部容積進行確定；前述的螺旋風噴嘴4為保證其接入壓縮空氣裝置的便利性，最好再在造粒筒體I的內壁與外壁之間設置壓縮空氣管道6，將多個螺旋風噴嘴4都接入壓縮空氣管道6，并將壓縮空氣管道6引出至造粒筒體I之外，將壓縮空氣管道6的另一端接入壓縮空氣裝置，由壓縮空氣裝置提供高壓氣流由螺旋風噴嘴4噴出。圖2示出了本發明中所采用造粒組件5以及傳動裝置2的結構示意圖，參考圖2所示，本發明在上述基礎實施例的基礎上，還對該實施例中所采用的造粒組件5進行了改進，具體為將該造粒組件5設置為造粒盤51與造粒支架52，造粒盤51固定在造粒支架52上，且造粒支架52下方中心處設置有一延伸段53，通過該延伸段53與傳動機構2相連接。參見圖3所示，為進ー步的提升造粒的效率和使高爐爐渣在與造粒組件5接觸后得到一定緩沖，最好將造粒盤51的上部設置為中心凹陷的結構形式，且其上部設置多條均勻分布的弧形槽54，該弧形槽54可使掉落在造粒盤51上的高爐爐渣由指定的路徑散落至造粒筒體I中，不至于發生飛濺，同時弧形槽54更加有利于提升造粒盤51造粒的速度，使高爐爐渣甩出造粒盤51盤體時按照弧形槽54的軌跡沿著主軸螺旋下降，這樣不但可以減輕甩出的高溫渣粒對造粒筒體I內壁的撞擊，還可以降低渣粒的降落速度，有利于熱量的充分交換，提高換熱效率。通過前述的造粒組件5的結構改進與上述基礎實施例中的螺旋風噴嘴4相結合，可最大限度的防止高爐爐渣造粒后發生飛濺，同時造粒的換熱效率更高，將該結構的技術手段與本發明上述的基礎實施例相結合，即可構成本發明另ー個優選的實施例。在本發明上述的兩個實施例的基礎上，為使得造粒組件5更易安裝，發明人還對造粒盤51于造粒支架52之間的配合結構進行了改進，并且此改進仍然可與上述的實施例相結合，組成ー個或多個更加優選的實施例，具體的改進手段包括兩方面，一方面為將造粒盤51底部設置ー個或多個凹槽56，且其底部還設置有至少兩個具有內螺紋的盲孔55 ;而另一方面，造粒支架52為與前述的造粒盤51結構配合，在造粒支架52上設置有與造粒盤51底部盲孔55相對應的螺孔58，且其上部還設置有與造粒盤51底部的凹槽56相吻合的凸塊57 ;設置凹槽56與凸塊57的目的為使得造粒支架52更易帶動造粒盤51轉動，以防止打滑空轉，所述的造粒支架52與造粒盤51之間通過兩顆螺栓相互連接，通過螺栓連接的目的為方便進行更換，由于造粒盤51為消耗零件，在其損壞或者磨損較多時松開螺栓即可進行更換。
而有關上述實施例中所提到的傳動機構2可以采用聯軸器與造粒支架52下方的延伸段53連接固定，傳動機構2的動カ輸出端帶動延伸段53帶動，進而帶動造粒支架52與造粒盤51轉動，造粒盤51通過其轉動所產生的離心カ將將高爐爐渣甩出，呈現半流體狀的高爐爐渣在冷卻及表面張カ的作用下，凝固形成2至3毫米的渣粒。同時為保證傳動機構2在額定的溫度范圍運轉，最好在其上方再安裝冷卻裝置，冷卻裝置可根據傳動機構2的不同種類，選用風冷卻裝置或是水冷卻裝置，而傳動機構2可采用電動機、汽油機或柴油機以及其他可以帶動造粒組件5轉動的動カ裝置。在本發明上述的實施例中所提到的造粒筒體1，為進一歩提升經造粒組件5造粒后的高爐爐渣冷卻的效率，還可以在造粒筒體I的內層與外層之間設置蓄水腔體7，蓄水腔體7可通過管道弓I出，通過管道可更換蓄水腔體7中的冷卻水，使造粒筒體I始終保證在ー個相對低的溫度范圍內，保證高爐爐渣造粒后的冷卻效果，并且使造粒筒體I的內部不會出現局部溫度過高的情形，有利于延長造粒筒體I的使用壽命。在本說明書中所談到的“一個實施例”、“另一個實施例”、“實施例”、等，指的是結合該實施例描述的具體特征、結構或者特點包括在本申請概括性描述的至少ー個實施例中。在說明書中多個地方出現同種表述不是一定指的是同一個實施例。進ー步來說，結合任一實施例描述ー個具體特征、結構或者特點吋，所要主張的是結合其他實施例來實現這種特征、結構或者特點也落在本發明的范圍內。盡管這里參照本發明的多個解釋性實施例對本發明進行了描述，但是，應該理解，本領域技術人員可以設計出很多其他的修改和實施方式，這些修改和實施方式將落在本申請公開的原則范圍和精神之內。更具體地說，在本申請公開、附圖和權利要求的范圍內，可以對主題組合布局的組成部件和/或布局進行多種變型和改進。除了對組成部件和/或布局進行的變型和改進外，對于本領域技術人員來說，其他的用途也將是明顯的。
權利要求
1.ー種高爐爐渣造粒裝置，包括造粒筒體(I)、造粒組件(5)及傳動機構(2)，其特征在于所述的造粒筒體(I)的底部安裝有多個呈中心發散狀或網狀的支架(3)，傳動機構(2)安裝在造粒筒體(I)底部的支架(3)上，且造粒組件(5)固定在傳動機構(2)上，通過傳動機構(2 )帶動造粒組件(5 )轉動，所述的造粒筒體(I)的內壁任意部位上還設置有一個或多個螺旋風噴嘴(4)。
2.根據權利要求I所述的高爐爐渣造粒裝置，其特征在于所述的造粒組件(5)包括造粒盤(51)與造粒支架(52)，造粒盤(51)固定在造粒支架(52)上，且造粒支架(52)下方中心處設置有一延伸段(53)，通過該延伸段(53)與傳動機構(2)相連接。
3.根據權利要求2所述的高爐爐渣造粒裝置，其特征在于所述的造粒盤(51)呈中心凹陷的結構形式，且其上部設置有多條均勻分布的弧形槽(54)。
4.根據權利要求2或3所述的高爐爐渣造粒裝置，其特征在于所述的造粒盤(51)底部設置ー個或多個凹槽(56)，且其底部還設置有至少兩個具有內螺紋的盲孔(55)。
5.根據權利要求4所述的高爐爐渣造粒裝置，其特征在于所述的造粒支架(52)上設置有與造粒盤(51)底部盲孔(55)相對應的螺孔(58)，且其上部還設置有與造粒盤(51)底部的凹槽(56)相吻合的凸塊(57);所述的造粒支架(52)與造粒盤(51)之間通過兩顆螺栓相互連接。
6.根據權利要求2所述的高爐爐渣造粒裝置，其特征在于所述的造粒支架(52)下方的延伸段(53)通過聯軸器與傳動機構(2)相連接。
7.根據權利要求I或2所述的高爐爐渣造粒裝置，其特征在于所述的傳動機構(2)還安裝有風冷卻或水冷卻裝置。
8.根據權利要求I所述的高爐爐渣造粒裝置，其特征在于所述的造粒筒體(I)的內層與外層之間設置有蓄水腔體(7)。
9.根據權利要求I所述的高爐爐渣造粒裝置，其特征在于所述的螺旋風噴嘴(4)通過壓縮空氣管道(6)接入壓縮空氣裝置。
全文摘要
本發明公開了一種高爐爐渣造粒裝置，屬一種高爐爐渣處理輔助裝置，包括造粒筒體、造粒組件及傳動機構，所述的造粒筒體的底部安裝有多個呈中心發散狀或網狀的支架，傳動機構安裝在造粒筒體底部的支架上，且造粒組件固定在傳動機構上，通過傳動機構帶動造粒組件轉動，所述的造粒筒體的內壁任意部位上還設置有一個或多個螺旋風噴嘴。本發明所提供的一種結構簡單，適用于在各種造粒冷卻裝置中使用，應用范圍廣闊。
文檔編號C21B3/06GK102690911SQ20121017565
公開日2012年9月26日 申請日期2012年5月31日 優先權日2012年5月31日
發明者劉福蘭, 吳定房, 李天麗, 李輝, 汪建業, 王麟, 肖闖, 蔣鼎琮 申請人:四川川潤股份有限公司