[发明专利]一种具有风淬功能的冶炼熔渣双层离心粒化装置

说明书

本发明公开了一种具有风淬功能的冶炼熔渣双层离心粒化装置，包括上层转杯、下层转杯、导风底盘、风管套筒、转轴、电机和固定支架，上层转杯、下层转杯的边缘设置有斜坡式凸台，斜坡式凸台上均布有密集的锯齿，上层转杯和下层转杯均固定在转轴的上端，上层转杯上设置有若干贯穿的引流孔，导风底盘与风管套筒固定连接，转轴穿套于风管套筒的内部，转轴的上端穿套有第一轴承，第一轴承的外部设置有第一轴承座，第一轴承座通过若干辐条与风管套筒连接，若干辐条之间形成通风口，风管套筒的底部设置有进风口，通风口与进风口之间形成送风通道；本发明能够提升冶炼熔渣处理量，增加风流与熔渣的接触面，优化风流与熔渣的换热效率，保证熔渣粒化质量。

技术领域

本发明涉及冶炼熔渣粒化技术领域，特别是一种具有风淬功能的冶炼熔渣双层离心粒化装置。

背景技术

随着我国能源瓶颈问题的日益加剧，作为耗能大户的冶金工业要实现绿色可持续发展，开发利用和高效回收高温熔渣的显热资源，将会成为冶金行业未来的重要节能任务之一。为降低能源消耗、减少污染物排放为目标，全面实施节能减排升级改造，加大冶炼熔渣高效处理及深度综合利用、熔渣余热回收和资源化利用等技术的开发应用。

冶金工业中的冶炼熔渣主要来自钢铁、铁合金及有色重金属冶炼和精炼等过程，其中钢铁生产过程占主要地位。中国是世界上钢铁生产大户，10余年来钢铁产量一直稳居世界第一。2017年粗钢产量8.32亿吨，到2021年末，预计中国粗钢产量将呈稳定和小幅下降趋势，达到7.5~8亿吨。在钢铁生产工艺中，钢渣是转炉炼钢生产的副产品，每吨钢产生100~150kg钢渣，如果每吨钢产渣量按120kg计，中国年总产钢渣量近1亿吨。

钢渣是由CaO、MgO、FeO、MnO、SiO₂等各种矿物组分组成，在炼钢高温溶解和化学反应过程中形成的复合氧化物，并以温度1450~ 1650℃的液体形态被排放炉外。因此钢渣中不仅含有多种有益的矿物组分，而且含有大量的热资源。熔融钢渣的比热容约为1.2kJ/(kg·℃)，如果回收热量前后熔渣的温度分别以1400和400℃计，则每吨钢渣可回收1.2GJ的显热，相当于41kg标准煤完全燃烧后所产生的热量。假如全国钢厂产生的钢渣显热都加以回收利用的话，中国每年至少节约400万吨标准煤。

干渣坑冷却法和水冲渣法是目前我国最常见的高炉渣处理方法。干渣坑法降温时产生大量水蒸气，同时释放出大量的H₂S和SO₂气体，腐蚀建筑、破坏设备和恶化工作环境。水冲渣法在处理过程浪费大量水资源，产生SO₂和H₂S等有害气体，也不能有效回收高温液态熔渣所含有的高品质余热资源。目前，这些处理方式已不能适应目前钢铁行业节能减排的迫切需求，而干式离心粒化法由于系统能耗低，粒径小且均匀，产品附加值高等特点而受到广泛青睐。

在干法离心粒化过程中，液态熔渣滴落到高速旋转的粒化器表面，在离心力和摩擦力的作用下被甩出，在表面张力的作用下形成小液滴，这些微小的液滴与空间中的传热介质(一般为空气)进行强制对流换热，与周围环境进行辐射换热，使小液滴温度降低，进而发生相变，形成凝固层。随着温度进一步降低，液滴逐渐转变成固体小颗粒。然而，若粒化渣粒粒径过大，在空间内与传热介质的换热过程中，熔融状的渣粒冷却速率降低，易向晶相转变，从而造成其玻璃体转化率降低，影响粒化渣粒的高效资源化利用；若粒化渣粒粒径过小，其飞行距离较远，易在熔融状态或外凝内熔融状态下撞击到粒化仓壁面从而粘结在其上，且容易粘结成大块。若高温渣粒均粘结在壁面上且粘结成大块，一方面，易造成粒化仓壁面的超温、腐蚀等情况，冷却后粘结的大块不易清理，给检修工作带来极大工作量；另一方面，粘结成大块的渣粒，在粒化仓空间内缓慢冷却，有充分时间结晶，从而降低其玻璃体转化率，影响其高效资源化利用。

发明内容

为了克服上述不足，本发明提供一种具有风淬功能的冶炼熔渣双层离心粒化装置，目的是提升冶炼熔渣处理量，增加风流与熔渣的接触面，优化风流与熔渣的换热效率，保证熔渣粒化质量，降低转轴的工作温度，更好的实现熔渣粒化。