专利名称：一种液态高炉渣粒化装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种液态高炉渣粒化装置，属于冶金行业的高炉渣利用技术领 域。
背景技术：
高炉渣是一种性能良好的硅酸盐材料，通过处理可以作为生产建筑材料和化肥的 原料。液态高炉渣经过急速冷却，其内部来不及形成矿物结晶而把一部分化学能储存于形 成的玻璃体中，因而具有较高的活性，急冷处理后的高炉渣具有潜在的水硬胶凝性能，是优 良的水泥原料，因此急冷处理的高炉渣具有巨大的市场需求。同时，液态高炉渣温度在1350°C到1500°C之间，属于高品位的余热资源，具有很 高的回收利用价值。目前我国液态高炉渣主要采用水淬法急冷处理，水淬后的高炉渣可用于制作水泥 等建筑材料，水淬法存在的问题是水耗高；水淬渣过程中产生的大量H2S和SOx随蒸汽排 入大气，促进酸雨形成，环境污染；高炉熔渣的显热没有得到回收利用；水淬渣含水率高， 作为水泥原料仍需干燥处理，需要消耗一定的能源；系统电耗大；水冲渣循环水中所含微 细颗粒对水泵和阀门等部件的磨损和堵塞非常严重，系统维护工作量非常大，增加了维护 费用。针对高炉熔渣水淬工艺的缺点，20世纪70年代国外就已经开始研究干式急冷粒 化高炉渣的方法，主要有风淬法和离心粒化法，二者都是首先将液态高炉渣快速破碎、凝固 为小颗粒，再采取技术手段回收其显热的方法。风淬法是用大功率造粒风机产生高压、高速 气流将熔渣流吹散、粒化的方法，主要缺点是动力消耗大、设备庞大复杂、占地面积大、投资 和运行费用高。而离心粒化法是依靠转盘或转杯的高速旋转产生的离心力将液态高炉渣粒 化，之后再回收其显热，其能耗相对风淬法要低。液态高炉渣的粒化对于高炉渣这样的固体废弃物的再利用和液态高炉渣显热回 收都具有重要意义，研究一种动力消耗低、粒化效果好、结构简单可靠性高的的液态高炉渣 粒化方法是非常必要的。
发明内容本实用新型的目的是提供一种动力消耗低、结构简单、节约水资源的粒化方法和
直ο本实用新型的技术方案如下一种液态高炉渣粒化装置，包括浇口、粒化器、一级 转盘、水嘴、二级转盘、驱动装置、中心输水管、渣斗和排气管；所述浇口设置在粒化器上端 中部，以粒化器中心线为中心线；粒化器上半部份采用水冷壁结构，下半部分收缩形成渣 斗；一级转盘、水嘴、二级转盘、驱动装置和中心输水管均设置在粒化器内部中心线上；浇 口正下方为一级转盘，一级转盘以粒化器中心线旋转；一级转盘下方为二级转盘，二级转盘 直径大于一级转盘直径，与一级转盘共轴线旋转；一级转盘和二级转盘与驱动装置相连；水嘴位于一级转盘和二级转盘之间，出口方向指向二级转盘上表面；中心输水管设置在一 级转盘和二级转盘中心，上部与水嘴相连；粒化器侧壁接有排气管。上述技术方案中，二级转盘与一级转盘旋转方向相同或相反；二级转盘转速与一 级转盘转速相等或不相等。上述技术方案中，二级转盘上表面中心低、四周高；二级转盘上表面环向布置有两 个以上的半球形凹坑，凹坑之间有浅槽相连。采用上述装置的液态高炉渣粒化方法，包括如下步骤1)熔融液态高炉渣经过浇口落在转速为2000 4000转/分钟的一级转盘上，在 离心力的作用下被摊薄后甩落到二级转盘上；2)冷却水通过中心输水管从与输水管连接的水嘴向二级转盘表面喷出，并在二级 转盘表面形成水膜；3)落到二级转盘上的熔融液态高炉渣的高温将水膜迅速汽化，与此同时液态高炉 渣在二级转盘的离心力和水膜急速汽化膨胀的爆破力作用下被破碎，在粒化器中溅开；部 分熔融液态高炉渣在破碎过程中因与水膜换热，急速冷却并凝固成高炉渣颗粒，另一部分 熔融液态高炉渣被破碎后飞溅到粒化器上半部的水冷壁上，与水冷壁换热并凝固成高炉渣 颗粒；4)凝固后的高炉渣颗粒落入粒化器底部的渣斗中，液态高炉渣凝固过程中产生的 热气体从排气管排出，完成液态高炉渣的粒化过程。本实用新型与现有技术相比，具有以下优点本实用新型采用离心力与水急速汽 化膨胀的爆破力相结合破碎液态高炉渣，在二级转盘上的水膜既可以与液态高炉渣接触时 汽化爆炸击碎高炉渣从而增强破碎的效果，又可以利用水的相变吸热急速冷却液态高炉 渣，使之凝固为高炉渣颗粒，系统能耗较低，水消耗量也不大，节约了能源和水资源，粒化后 的高炉渣具有较高的活性且具有较高的温度，利于高炉渣显热的回收，同时装置的结构较 为简单。
图1为本实用新型所提供的液态高炉渣粒化装置实施例示意图。图2为本实用新型所提供的液态高炉渣粒化装置二级转盘实施例示意图。图中1-浇口 ；2-粒化器；3-—级转盘；4-水嘴；5-二级转盘；6_驱动装置；7-中 心输水管；8_渣斗；9-排气管。
具体实施方式
以下结合附图详细描述该装置的具体结构、工作原理及实施方式。如图1所示，液态高炉渣粒化装置包括浇口 1、粒化器2、一级转盘3、水嘴4、二级 转盘5、驱动装置6、中心输水管7、渣斗8、排气管9。浇口 1设置在粒化器2上端中部，以粒化器2中心线为中心线，浇口 1的下端穿过 粒化器2上部插入粒化器2中。粒化器2为整个液态高炉渣粒化装置的主体，其上半部份 采用水冷壁结构，下半部分收缩形成渣斗8。一级转盘3、水嘴4、二级转盘5、驱动装置6和 中心输水管7均设置在粒化器2中，且均与粒化器2为同心布置，在粒化器中心线上从上往
4下依次为一级转盘3、水嘴4、二级转盘5和驱动装置6。中心输水管7设置在一级转盘3和 二级转盘5中心，上部与水嘴4相连。浇口 1正下方为一级转盘3，一级转盘3以粒化器2中心线旋转。一级转盘3下 方为二级转盘5，二级转盘5直径大于一级转盘3直径，与一级转盘3共轴旋转；一级转盘3 和二级转盘5与驱动装置6相连。水嘴4位于一级转盘3和二级转盘5之间，出口发现指 向二级转盘5上表面；粒化器2侧壁接有排气管9。一级转盘3和二级转盘5在驱动装置6驱动下高速旋转，液态高炉渣经耐火浇口 1 竖直落到转速为2000 4000转/分钟的一级转盘3上，在离心力作用下被摊薄，从一级转 盘3边缘甩出，落到下面的二级转盘5上。冷却水从中心输水管7向上流入位于一级转盘 和二级转盘之间的水嘴4，水从水嘴4向下流出，落在二级转盘5上表面，水在离心力的作用 下流向二级转盘5边缘并形成液膜。液态高炉渣在二级转盘5上表面与水接触，发生强烈 的换热，使水快速汽化膨胀发生爆炸，液态高炉渣在离心力和水蒸气爆炸力的共同作用下 被破碎，部分熔融液态高炉渣在破碎过程中因与水膜换热，急速冷却并凝固成高炉渣颗粒， 另一部分熔融液态高炉渣被破碎后飞溅到粒化器上半部的水冷壁上，与水冷壁换热并凝固 成1000°C左右的固体高炉渣颗粒。凝固后的高炉渣颗粒落入粒化器底部的渣斗8，液态高 炉渣凝固过程中产生的热气体从排气管9排出，热气体与高炉渣颗粒都可送到余热回收装 置回收余热。图2是一种二级转盘5上表面示意图，二级转盘上表面环向布置有两个以上的半 球形凹坑，凹坑之间有浅槽相连。半球形凹坑和浅槽内部可存储微量的水，当液态高炉渣落 到二级转盘5表面上时，可以在高炉渣下面形成微小的封闭空间，有利于发生水蒸气爆炸， 增强破碎高炉渣的效果。在本实用新型中，冷却水在二级转盘5上表面形成液膜，与液态高炉渣接触并剧 烈换热，发生水蒸气爆炸，增强了离心粒化的效果，同时水的相变吸热也可以快速冷却高炉 渣颗粒。通过调节一级转盘3和二级转盘5的转速，同时调节渣量和水量，可以得到所需粒 径的高炉渣颗粒。由于水的汽化潜热远大于空气热容，且布置在粒化装置上部的水冷壁2 也可以吸收一部分液态高炉渣的辐射热，因此高炉渣的急冷无需大量的冷却空气而仅需少 量的水，水的压头满足流动需要即可，水在粒化过程中完全蒸发，省去了废水处理环节，而 粒化后的高炉渣也可保持较高的温度和活性，其余热的品位较高，有利于其余热的回收利 用。
权利要求一种液态高炉渣粒化装置，其特征在于所述的液态高炉渣粒化装置包括浇口(1)、粒化器(2)、一级转盘(3)、水嘴(4)、二级转盘(5)、驱动装置(6)、中心输水管(7)、渣斗(8)和排气管(9)；所述浇口(1)设置在粒化器(2)上端中部，以粒化器(2)中心线为中心线；粒化器(2)上半部份采用水冷壁结构，下半部分收缩形成渣斗(8)；一级转盘(3)、水嘴(4)、二级转盘(5)、驱动装置(6)和中心输水管(7)均设置在粒化器(2)内部中心线上；浇口(1)正下方为一级转盘(3)，一级转盘(3)以粒化器(2)中心线旋转；一级转盘(3)下方为二级转盘(5)，二级转盘(5)直径大于一级转盘(3)直径，与一级转盘(3)共轴线旋转；一级转盘(3)和二级转盘(5)与驱动装置(6)相连；水嘴(4)位于一级转盘(3)和二级转盘(5)之间，出口方向指向二级转盘(5)上表面；中心输水管(7)设置在一级转盘(3)和二级转盘(5)中心，上部与水嘴(4)相连；粒化器(2)侧壁接有排气管(9)。
2.根据权利要求1所述的液态高炉渣粒化装置，其特征在于二级转盘(5)与一级转 盘(3)旋转方向相同或相反；二级转盘(5)转速与一级转盘(3)转速相等或不相等。
3.根据权利要求1或2所述的液态高炉渣粒化装置，其特征在于二级转盘(5)上表 面中心低、四周高；二级转盘(5)上表面环向布置有两个以上的半球形凹坑，凹坑之间有浅 槽相连。
专利摘要一种液态高炉渣粒化装置，包括浇口、粒化器、一级转盘、水嘴、二级转盘、驱动装置、中心输水管、渣斗和排气管；浇口设置在粒化器上端中部，粒化器上半部份采用水冷壁结构，下半部分收缩形成渣斗；一级转盘、水嘴、二级转盘、驱动装置和中心输水管均设置在粒化器内部中心线上；二级转盘直径大于一级转盘；水嘴位于一级转盘和二级转盘之间，出口方向指向二级转盘上表面；中心输水管设置在转盘中心，上部与水嘴相连；粒化器侧壁接有排气管。液态高炉渣在离心力和水膜爆破力的作用下破碎凝固成固体颗粒。本实用新型利用离心力和水急速汽化膨胀的爆破力破碎液态高炉渣，增强了粒化效果，降低了粒化装置动力消耗和设备投资，且消耗水量较小，节约了水资源。
文档编号C21B3/06GK201648407SQ201020136520
公开日2010年11月24日 申请日期2010年3月19日 优先权日2010年3月19日
发明者张自毅, 郑建洲 申请人:昆明阳光基业股份有限公司