一種液態爐渣粒化系統的制作方法

本發明涉及高溫爐渣粒化領域，具體涉及一種液態爐渣粒化系統。

背景技術：

冶金行業中高爐煉鐵產生大量的高溫液態爐渣，目前，處理爐渣主要采用水淬法，水淬法處理主要有底慮法、因巴法、圖拉法、拉薩法、明特克法等，這種方法處理過程中需要消耗大量的水，且在處理過程中會產生大量H₂S和SO_x等有害氣體，環境污染嚴重。目前已經出現的干法粒化比較有代表性的是風淬法和離心法，風淬法是用大功率造粒風機產生高速氣流吹散、粒化液態高爐渣，動力消耗大、設備龐大復雜、占地面積大、投資和運行費用高，在液態高爐渣流量變化時，風速和風量不易協調。離心法是依靠轉盤或轉杯高速旋轉產生的離心力將液態高爐渣粒化，粒化渣的粒徑分布較均勻，但是在高溫下高速旋轉的粒化裝置的可靠性較差，加之粒化效果對液態高爐渣的溫度和流量變化較為敏感,僅靠調節轉速效果并不理想。

由于高爐熔渣在同一個高爐出渣口間歇性排渣，即一個出渣口一次排渣后經過大約2小時再次排渣，而現有的粒化系統清理耗時長，很難做到粒化的可持續性。而且爐渣具有粘結性，在處理過程中難免會粘結在設備上，現有的處理爐渣的裝置里，在爐渣處理過程中無法實現自動清理。

技術實現要素：

針對上述在爐渣處理上出現的問題，本發明提供一種液態爐渣粒化系統。

一種液態爐渣粒化系統，其特征在于，該粒化系統包括渣槽、渣縫調節裝置、粒化裝置和渣槽內襯；

所述渣槽底部具有開口；

所述渣縫調節裝置包括第一軋輥、第二軋輥，所述第一軋輥和所述第二軋輥分別設置在所述渣槽底部，所述第一軋輥和所述第二軋輥之間留有間隙形成所述渣縫，所述渣縫位于所述渣槽底部開口的正下方，所述第一軋輥和/或所述第二軋輥能夠在水平方向上移動，所述第一軋輥和所述第二軋輥的一側分別設有驅動裝置，所述第一軋輥和所述第二軋輥通過所述驅動裝置沿爐渣來流方向旋轉，所述第一軋輥和所述第二軋輥的轉動方向相反；

所述粒化裝置設置在所述渣縫調節裝置下方，所述粒化裝置具有噴射出口，所述粒化裝置的噴射出口朝向所述渣縫下方，所述粒化裝置為高壓噴射裝置；

所述渣槽內襯置于所述渣槽內，所述渣槽內襯與所述渣槽形狀相匹配，所述渣槽內襯具有與所述渣槽底部開口相同的開口。

更進一步地，所述粒化系統還包括第一刮板和第二刮板；

所述第一刮板和所述第二刮板分別設置在所述第一軋輥和所述第二軋輥的下方，所述第一刮板和所述第二刮板的刮板頂端與所述第一軋輥和所述第二軋輥的間距可以調節。

更進一步地，所述粒化系統還包括清理渣縫的風管，所述清理渣縫的風管能夠伸入所述渣槽內部設定位置處，所述清理渣縫的風管的出口正對所述渣縫，所述清理渣縫的風管的出口為漸縮結構，所述清理渣縫的風管的出口分布與所述渣縫形狀相匹配。

更進一步地，所述渣槽內襯沿所述渣縫長度方向做往復運動。

更進一步地，所述渣槽包括渣槽直段和渣槽斜段，所述渣槽直段呈水平方向固定連接在所述渣槽斜段的底部，所述渣槽直段中間具有開口，所述渣槽斜段在水平方向上具有傾斜角度α。

更進一步地，所述傾斜角度α為30°＜α＜90°。

更進一步地，所述粒化系統還包括液位監測裝置和控制裝置，所述液位監測裝置設置在所述渣槽的側壁上，所述液位監測裝置將監測到的液位信號輸送至所述控制裝置，所述控制裝置根據接收到的液位信號控制所述渣縫的寬度。

更進一步地，所述粒化系統還包括導流機構，所述導流機構設置在所述渣槽內襯內側壁上，位于來渣進口的下方，所述導流機構為倒扣的碗狀結構。

更進一步地，所述粒化系統還包括提升裝置，所述提升裝置包括橫梁和驅動裝置，所述橫梁與所述渣槽上部固定連接，所述驅動裝置安裝在所述橫梁上。

更進一步地，所述渣縫的形狀為中間窄兩邊寬的凹透鏡形。

本發明的有益效果：

本發明系統結構簡單、體積小，根據來渣流量大小調節渣縫寬度和粒化射流壓力，凹透鏡形狀的渣縫、可調節的軋輥進一步保證了進入粒化裝置的渣幕的薄厚均勻，使粒化后爐渣顆粒大小均勻，粒化效率提高；軋輥下邊的刮板機構保證軋輥不粘連爐渣，保證其運行的持續性、穩定性；渣槽內襯的可更換性，使得爐渣來流可持續進行；渣槽內襯的往復運動，保證渣槽內的爐渣不粘結成塊；高溫液態爐渣流入渣槽，渣槽斜段對來渣起到一個緩沖的作用，保證了形成渣幕前的渣流穩定，穩定的渣流為均勻渣幕的形成提供良好的結構保證；清理渣縫的風管能夠使渣流順利流出渣縫，避免了來渣堵塞渣縫的現象發生，降低了來渣的堵塞率。本發明對爐渣粒化時操作簡單、可靠性高，采用本發明的方案粒化效果理想，保證了爐渣粒化的可持續性，實現了粒化過程中的自動清理，且大大降低了設備的投資和運行成本。

附圖說明

圖1為本發明液態爐渣粒化系統結構示意圖；

圖2為本發明液態爐渣粒化系統俯視圖。

附圖中：

渣槽1、第一軋輥2、第二軋輥3、第一刮板4、第二刮板5、粒化裝置6、渣槽直段7、渣槽斜段8、渣槽內襯9、清理渣縫的風管10。

具體實施方式

下面結合附圖并通過具體實施例對本發明作進一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發明的保護范圍。

本實施例中一種液態爐渣粒化系統，其可接收液態高溫爐渣，并對爐渣進行粒化處理，處理后的爐渣能夠對其二次利用。

如圖1所示，該粒化系統包括渣槽1、第一軋輥2、第二軋輥3、第一刮板4、第二刮板5、粒化裝置6。

渣槽1用于接收高溫爐渣，渣槽1包括渣槽直段7和渣槽斜段8，渣槽直段7呈水平方向固定連接在渣槽斜段8的底部，渣槽直段7中間設有開口，渣槽直段7能夠對爐渣下落進行緩沖，減少高溫爐渣對渣槽1的沖擊，延長渣槽1的使用壽命。渣槽直段7的端部可為圓弧，使得爐渣流向渣槽1底部開口更為順暢，減少爐渣的堆積。渣槽斜段8與水平方向有一定的傾斜角度α，其中30°＜α＜90°，此范圍內的傾斜角度利于來渣進入渣槽直段7的中間開口。

第一軋輥2和第二軋輥3分別設置在渣槽直段7的底部，第一軋輥2和第二軋輥3之間留有間隙形成渣縫，渣縫位于渣槽直段7中間開口的正下方，第一軋輥2和第二軋輥3能夠分別在水平方向上左右移動，可根據來渣的流量大小調節第一軋輥2和第二軋輥3之間的距離，進而可以調節渣縫寬度，保證來渣通過渣縫后形成的渣幕的均勻性，利于把全部爐渣來流進行粒化。因來渣進入渣槽1時，在渣槽1中間流量較大，兩端流量較小，本例中渣縫的形狀采用中間窄兩邊寬的凹透鏡形(見圖2)，利于將來渣向兩邊分流，保證通過渣縫后的渣幕厚度均勻。第一軋輥2和第二軋輥3的端部形狀與渣縫的形狀相匹配。

第一軋輥2和第二軋輥3的一側分別設有驅動裝置，第一軋輥2和第二軋輥3通過驅動裝置沿爐渣來流方向旋轉，兩個軋輥的轉動方向相反。第一軋輥2和第二軋輥3的旋轉實現方式如：驅動裝置包括軋輥轉軸、轉動軸承和電機，在第一軋輥2和第二軋輥3的端部分別安裝軋輥轉軸，軋輥轉軸通過轉動軸承與電機相連，利用電機帶動軋輥轉軸旋轉，進而帶動第一軋輥2和第二軋輥3轉動。

第一刮板4和第二刮板5分別設置在第一軋輥2和第二軋輥3的下方，第一刮板4和第二刮板5能夠分別調節其刮板頂端與第一軋輥2和第二軋輥3的間距，例如粒化系統還包括刮板轉動軸、轉動軸承和電機，將刮板安裝在刮板轉動軸上，刮板轉動軸通過轉動軸承與電機相連，通過電機帶動刮板轉動軸旋轉，進而調節刮板的傾斜角度，使其刮板端部分別接近或遠離第一軋輥2和第二軋輥3的邊緣，當刮板頂端接近軋輥邊緣時，刮板能夠刮掉第一軋輥2和第二軋輥3上粘結的爐渣，保證第一軋輥2和第二軋輥3的清潔，進而保證渣縫的清潔，將爐渣順利導出渣槽1，不堵塞渣縫，形成穩定的渣幕；當刮板頂端遠離軋輥邊緣時，方便軋輥水平方向上的移動，也利于更換軋輥。

粒化裝置6設置在第一刮板4的下方，粒化裝置6為高壓水或高壓氣體的噴射裝置，粒化裝置6具有噴射出口，粒化裝置6的噴射出口朝向渣縫下方，高壓水或高壓氣體經粒化裝置6的噴射出口向渣幕噴射，在高壓噴射下液態爐渣被粒化。

為使渣槽1內的爐渣不粘結成塊，保證爐渣下流的順暢，在渣槽1內還可以設置渣槽內襯9，渣槽內襯9與渣槽1的形狀相匹配，渣槽內襯9的尺寸小于渣槽1的尺寸，如圖1所示，渣槽內襯9也相應包括直段、斜段，渣槽內襯9的直段中間具有與渣槽1底部開口相同的開口，渣槽內襯9能夠在渣縫的長度方向上做往復運動。

為實現渣槽內襯9的往復運動，可將渣槽內襯9吊裝在渣槽1內，可通過在渣槽內襯9的兩側安裝吊耳，通過吊耳與驅動裝置連接，實現吊裝，如驅動裝置包括連接裝置、絲杠和電機，連接裝置可為鋼棒或鋼絲繩，通過鋼棒或鋼絲繩等連接裝置將吊耳與絲杠連接，在吊耳上方設有防輻射套管，鋼棒或鋼絲繩穿過防輻射套管與吊耳連接，防輻射套管可阻隔高溫輻射，延長鋼棒或鋼絲繩的使用壽命，通過驅動電機的正反轉運動帶動與之相連接的絲杠左右運動，絲杠帶動與之相連的連接裝置，最終帶動渣槽內襯9做往復運動。為增強渣槽內襯9的往復運動效果，可根據渣槽1內爐渣的流量大小調整電機正反轉運動的頻率進而改變渣槽內襯9往復運動的頻率。為保證渣槽內襯9在往復運動中的穩定性，可采用四根鋼棒或鋼絲繩，兩根絲杠的結構，即沿渣縫的長度方向，一根絲杠與兩根同側的鋼棒或鋼絲繩固定連接，兩根絲杠同步做往復運動。

在本例中還可將渣槽內襯9由渣槽1內取出進行替換，如利用提升裝置，在爐渣來流結束后，將渣槽內襯9提起，更換另一新的渣槽內襯9，保證了爐渣來流的可持續性。提升裝置包括橫梁和驅動裝置，橫梁與渣槽1上部固定連接，驅動裝置安裝在橫梁上，依靠驅動裝置將渣槽內襯9和往復運動裝置一起提升。

該粒化系統還可設置清理渣縫的風管10，用來保證渣縫的清潔，清理渣縫的風管10能夠伸入渣槽1內部設定位置處，清理渣縫的風管10的出口正對渣縫，清理渣縫的風管10的出口為漸縮結構，如錐形或扁嘴形，漸縮結構利于增大清理渣縫的風管10的出口處的壓力，清理渣縫的風管10的出口分布與渣縫形狀相匹配。清理渣縫的風管10可以為一個或多個。

利用該爐渣粒化系統進行爐渣粒化，在爐渣來流時，渣槽內襯9接收爐渣，渣槽內襯9沿渣縫的長度方向做往復運動，來渣流向渣槽內襯9直段的中間開口，通過渣槽直段7中間的開口，進入渣縫，第一軋輥2和第二軋輥3根據來渣的流量大小控制渣縫的寬度，當來渣量變大時，將第一軋輥2和第二軋輥3向兩側水平移動，使得渣縫寬度變大；當來渣量減小時，將第一軋輥2和第二軋輥3向中間水平移動，將渣縫寬度變小。通過第一軋輥2和第二軋輥3在水平方向上的左右調節保證形成狀態較好的渣幕，同時保證了進入渣槽1的液態爐渣全部被粒化。在粒化過程中第一軋輥2和第二軋輥3均按自己固有的旋轉方向旋轉，在旋轉過程中，第一軋輥2和第二軋輥3邊緣粘結的爐渣被第一刮板4和第二刮板5的刮板端部刮掉，落入渣縫中流向粒化裝置，進一步保證了進入渣槽1的液態爐渣全部被粒化，同時也實現了渣縫的自動清理。粒化時，粒化裝置6的粒化射流壓力隨渣縫寬度的改變而改變，當渣縫寬度變大時，粒化裝置6的粒化射流壓力增大，當渣縫寬度變小時，粒化裝置6的粒化射流壓力降低。清理渣縫的風管10在來渣時一直有空氣吹入，保證渣縫的清潔，將爐渣順利導出渣縫，不堵塞渣縫，形成穩定的渣幕，保證在爐渣來流的結束階段使爐渣全部經渣槽直段7開口流下，保證爐渣來流的連續性和穩定性。清理渣縫的風管10中的空氣也可以換成蒸汽，也可以為空氣和蒸汽的混合氣體。

當粒化結束時，利用提升裝置將渣槽內襯9提出渣槽1內，更換成新的渣槽內襯9，以備下次爐渣來流進行爐渣粒化工作，換出的渣槽內襯9待冷卻后再進行清理。

來渣的流量可以通過爐渣液位的高低進行判斷，液位升高則來渣的流量變大，液位降低則來渣的流量變小。粒化系統可通過在渣槽1側壁上設置液位監測裝置監測爐渣液位，在粒化系統中同時設置控制裝置。液位監測裝置將監測到的液位信號輸送至控制裝置，控制裝置根據液位信號調節第一軋輥2和第二軋輥3之間的距離，即調節渣縫寬度，以保證渣槽1內的液位保持在一定范圍內，液位監測裝置可為熱電偶。

或者在另一實施例中，為使來渣進入渣縫前的渣流均勻分布，在本例中還可在渣槽內襯9的斜段的內側設置導流機構，導流機構位于來渣進口的下方，導流機構可沿渣縫長度方向設置，為倒扣的碗狀結構，如可以為分流鼓包。導流機構具有分流作用，用于對來渣進行分流。

或者在另一實施例中，第一軋輥2固定，第二軋輥3可以在水平方向上左右移動，通過第二軋輥3的移動調節第一軋輥2與第二軋輥3之間的距離，進而調節渣縫寬度，或者第一軋輥2可以在水平方向上左右移動，第二軋輥3固定，通過第一軋輥2的移動調節第一軋輥2與第二軋輥3之間的距離，進而調節渣縫寬度。

本發明中的粒化系統均使用耐高溫材料，并可全部或者部分置于高溫爐膛內，確保被粒化后的爐渣落入爐膛內。

雖然上面結合本發明的優選實施例對本發明的原理進行了詳細的描述，本領域技術人員應該理解，上述實施例僅僅是對本發明的示意性實現方式的解釋，并非對本發明包含范圍的限定。實施例中的細節并不構成對本發明范圍的限制，在不背離本發明的精神和范圍的情況下，任何基于本發明技術方案的等效變換、簡單替換等顯而易見的改變，均落在本發明保護范圍之內。