渣粒化设备的制作方法
【专利摘要】一种干渣旋转雾化造粒机，包括可旋转的盘（2），所述可旋转的盘（2）安装在支撑部（3）上以用于围绕旋转轴线（6）旋转。该盘包括金属，并且造粒机还包括用于向盘供应冷却剂的冷却系统（13、14、15）。该盘包括接收渣的第一表面（23）以及远离接收渣的第一表面的用于接收冷却剂的第二表面（18）。盘还包括位于第一表面上的梯状部（24），并且固化渣层（22）形成在第一表面上。
【专利说明】渣粒化设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种干渣粒化设备，特别是用于通过使用旋转雾化造粒机进行干渣粒化以获得粒化的玻璃状渣的干渣粒化设备。
【背景技术】
[0002]在GB2148330中描述了一种熔融渣的粒化方法，其通过使用空气射流而将从旋转的平坦盘或杯喷射出的渣打碎。通常，为了进行渣粒化，平坦的盘或杯由一些类型的耐火陶瓷材料制成，例如高铝耐火陶瓷、或是具有铬添加物的陶瓷耐火材料。
[0003]然而，已经发现，当渣流速增加——从通常介于I千克/分钟与100千克/分钟的较低的渣流速增加至大约3至6吨每分钟的高流速，如在通常的高炉中所需要的那样一时，则平坦的耐火盘变得不适当了，即便平坦的盘的直径增加，平坦的盘也不能应对增加的流量。尽管通过使用用于较高的流量的耐火杯能够对雾化进行改进，然而杯的边缘快速损耗，正如所设置的任何金属保护性外壳一样，并且杯也会被磨成平坦的盘形形状。
[0004]用于干渣粒化的技术仍然在发展，并且迄今为止该问题仍未得到解决。
【发明内容】
[0005]根据本发明的第一方面，干渣旋转雾化造粒机包括可旋转的盘，所述可旋转的盘安装在支撑部上以用于围绕旋转轴线旋转，其中盘包括金属；其中造粒机还包括用于向盘供应冷却剂的冷却系统；其中盘包括接收渣的第一表面以及远离接收渣的表面的用于接收冷却剂的第二表面；并且其中盘还包括位于第一表面上的梯状部；并且在第一表面上形成有固化渣层。
[0006]盘包括金属盘，金属盘在其远离冷却剂的表面上具有梯状部，梯状部有助于将形成在盘的表面以及梯状部上的固化渣层保持在适当的位置，从而向金属碟提供保护以免受高温的渣的冲击。本发明解决了需要以较高的渣流速进行操作的问题，其中对于较高的渣流速，常规的平坦或碟形的陶瓷盘是不适用的。
[0007]优选的是，造粒机还包括用于将渣供应至盘的第一表面的渣供应出口，例如渣槽或浇口盘的出口。
[0008]浇口盘允许使来自高炉的渣流的不规则性变得均衡。
[0009]在一种实施方式中，冷却系统包括指向盘的远离第一表面的第二表面处的冷却剂喷洒器。
[0010]冷却剂喷洒器可以是充气流体喷洒器，但是优选地，冷却剂喷洒器包括水喷洒器。[0011 ] 可替代地，冷却系统包括流动冷却剂系统。
[0012]优选的是，造粒机还包括壳体，壳体包括圆筒，圆筒联接至环形盘并且相对于第二表面安装，使得圆筒和环形盘形成用于容纳冷却剂流的环形通道。
[0013]优选的是，造粒机还包括储液箱。
[0014]可以使用任何合适的冷却剂，但是优选的是，冷却剂包括水。[0015]这具有以下优点:成本相对较低、易于供应及储存。
[0016]尽管可以使用具有梯状部的基本平坦的盘，然而优选的是，盘的第一表面呈凹状。
[0017]对于呈凹状的盘，优选的是，盘的圆周上的两点之间的弦——该弦通过旋转轴线——的延长线与盘表面在盘的边缘处的指向旋转轴线的切线形成锐角。
[0018]优选的是，该锐角介于30°与50°之间。
[0019]更优选的是，该锐角为40°。
[0020]根据本发明的第二方面，涉及一种操作干渣旋转雾化造粒机的方法，其中该干渣旋转雾化造粒机包括可旋转的盘，可旋转的盘安装在支撑部上以用于围绕旋转轴线旋转，其中盘包括金属；其中盘还包括位于第一表面上的梯状部；并且其中造粒机还包括用于向盘供应冷却剂的冷却系统；该方法包括:将渣供应至盘的第一表面；将冷却剂供应至盘的远离接收渣的第一表面的第二表面；在第一表面上形成固化渣层；并且继续向第一表面供应渣以用于雾化。
[0021]优选的是，该方法还包括:使冷却剂在盘的圆周处离开环形通道；并且将冷却剂收集在储液箱中。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]现在将参照附图来描述渣粒化设备和可旋转盘的示例，附图中:
[0023]图1示出了渣粒化设备的具有杯形的盘的第一实施方式；
[0024]图2示出了图1的设备的具有平坦的盘的替代方式；
[0025]图3示出了渣粒化设备的具有喷洒器冷却的第二实施方式；
[0026]图4示出了渣粒化设备的具有流动冷却的第三实施方式；
[0027]图5示出了第二实施方式的示例，其具有根据本发明的梯状部；
[0028]图6示出了第三实施方式的示例，其具有根据本发明的梯状部；
[0029]图7示出了根据本发明的、在使用时渣层在图3的示例上的聚集；以及
[0030]图8示出了根据本发明的、在使用时渣层在图5的示例上的聚集。
【具体实施方式】
[0031]图1a的示例示出了旋转雾化造粒机1，所述旋转雾化造粒机I具有安装在支撑部3上以用于围绕旋转轴线6旋转的杯形或碟形的盘2，支撑部附接至可旋转的基部4。盘2具有侧壁10并且在护罩5内旋转。可旋转的基部4联接至速度可变的驱动轴(未示出)。旋转盘2的截面通常形成为圆弧段。该圆的半径根据盘的直径而变化，使得盘的边缘相对于水平面以优选的角度倾斜。盘在其最外边缘处的角度S优选地选择成使得:盘的圆周上的两点A、B之间的通过旋转轴线6的弦7的延长线9、与盘表面的在盘的边缘处指向旋转轴线的切线8形成了介于30度与50度之间的角度，如图1b所示。优选的边缘角度为40度。碟的直径根据设计的渣流量以及盘的优选旋转速度而进行选择，其中盘的优选旋转速度旨在避免渣棉的产生并且旨在生产尺寸正确的渣滴。
[0032]盘由金属制成，例如为不锈钢——通常为3IOSS，或是球墨(SG)铸铁，或是软钢，但也可以使用其它合适的金属。金属需要能够应对在渣粒化过程中承受的操作温度，并且具有良好的热导性。图2示出了替代性的设计，其仍然是金属盘，但是在此情况下，盘基本上是平坦的而非呈杯形形状，盘具有侧壁10。如前所述，平坦的盘无法同杯形或碟形的盘一样好地应对较高的流量，但是金属的使用仍然能够提供优于常规的陶瓷耐火材料的平坦盘的改进。
[0033]本发明将金属盘2和用于盘的冷却机构的在图3和图4中示出的特征、与固化渣的梯状部和保护层的在图5至图8中示出的特征相结合。图3的示例示出为使用冷却喷洒器，而在图4中示出为使用冷却剂流。在这两种情况下，冷却剂以远离表面23—洛在操作期间落至该表面23上一的方式应用至盘2的下侧18。示例示出为盘2安装在其支撑部3上。该支撑部可以是附接至基部的、与旋转轴线6同心的圆筒形支撑部。然而，在提供有通过喷洒器进行冷却的实施方式中，支撑部3通常是穿孔的支撑部，以允许冷却剂到达盘的更靠近盘中心的表面18。在一个示例中，设置有多个支撑柱，至少3个，优选为4个，这些支撑柱与盘表面18相接触地彼此基本等距地间隔开。因此，如图3所示，碟的中心部分也被冷却剂喷洒器13冷却。尽管可以使用任何适当的冷却剂，然而水是优选的，这是由于水易于获得、相对便宜、并且不需要特殊的存储条件。在图3的示例中，碟的下侧18被一个或更多个水喷洒器13冷却。杯的旋转以及冷却剂的应用确保了良好的热传递系数(HTC)，以将金属杯保持在其操作温度范围之内。
[0034]通过旋转的速率而增强了水在下侧的冷却效果。诸如不锈钢、球墨(SG)铸铁、软钢、具有小于0.15%的碳含量的低碳钢、或是铜之类的金属的热导性使得对下侧18实施冷却会导致在上表面23上形成固化渣的层22。金属的操作温度及热导性结合在一起影响了对材料的选择。铜具有较低的操作温度，但是更快速地将热量导出，这使得在其上表面上形成较厚的固化渣，因此仍然具有抵抗由热渣的冲击而导致的磨损的足够的保护。固化渣层遵循金属盘的轮廓。固化渣层的厚度使得盘的形状没有变化，并且特别地，盘的唇部的形状没有变化。形成这种层22的优点在于其保护了金属表面23，否则金属表面23可能受到因为与落在盘2的表面上的每次新的熔融渣流25的接触而导致的热冲击。该保护层在图7和图8中示出。渣25经由渣槽或浇口盘(未示出)供应，并且基本呈竖直地穿过出口落至旋转盘的中心上。浇口盘的使用允许使来自高炉的渣流的不规则性变得均衡。
[0035]通常，盘的顶部表面在其外边缘处以90度的角度——在该表面与跨过碟材料的厚度延伸的表面之间呈90度的角度一终止。来自水喷洒器的水由盘的旋转侧壁10保持，并且甩落于侧壁的下边缘的水由护罩5保持并且返回至储液箱(未示出)。在替代性实施方式——由图3部分地示出——中，喷洒器可以是设置有空气管道12和供水管道13的空气雾化水喷洒器。
[0036]在图4中示出的另一实施方式中，喷洒器可以由流动流体冷却系统——也通常是水冷却系统——来代替。在该系统中，水被传递至形成于驱动轴15与固定管道14之间的环形通道19中。管道的一端16附接至固定碟17，固定碟17成形为具有与粒化盘2的下侧18的轮廓基本类似的轮廓，并且固定碟17以较小的量与下侧18间隔开。水在固定碟17与旋转盘2之间流动并且在外半径20处排出至固定碟下方的空腔21中，并且返回至储液箱。该设计意味着在旋转碟2与护罩5之间不需要更为复杂的密封。尽管旋转盘自身可以设置有用于冷却的内部水通道，然而这会带来与冷却通道的分布和密封相关的问题，冷却通道在中心附近靠近在一起，并且在边缘处分散开，这导致了整个盘上的不均匀的冷却，因此总体上讲流动冷却剂系统的外部喷洒器是优选的。[0037]使用水冷却的设计在高旋转速度的操作下可能出现的另一问题是，形成在盘2的上表面23的保护性渣层22滑动离开，这导致金属表面受到由与落在未受保护的金属上的新的熔融渣流的接触而导致的热冲击。为了解决该问题，并且还为了有助于保护性渣层22的形成，可旋转的盘2可以在其上表面23上设置有梯状部24。
[0038]图5和图6中示出了本发明中所应用的用于图3和图4的实施方式的梯状部的示例。一系列的梯状部24例如通过铸造、机加工或是冲压而形成在盘2的上表面23。所使用的机构根据材料的特性进行选择，一些材料更易于机加工或铸造。在梯状部上进行的冲压和焊接涉及更多的工艺步骤，并且在典型操作温度下与焊接的一体性相关的潜在问题使得该选项是次优的。梯状部24有助于确保固化渣的保护性层22在操作开始时形成，并且保持在适当的位置且不会在渣的粒化期间滑落。梯状部24的数量取决于盘2的直径，并且可选的是，每个梯状部布置成在俯视图中具有相等的面积，这使得在趋向于将渣层移除的力更强的较大半径处，梯状部更靠近在一起。梯状部的使用有助于保护性渣层在碟表面上的形成和保持，这有助于减小因热冲击而造成的损坏并且因此导致使用寿命增加。尽管此处未示出，但是梯状部另外可以用在基本平坦的旋转盘——例如图2中示出的旋转盘——上，或者盘的表面可以粗糙化、或是设置有突出的突起，以使冲击在金属表面上的第一批渣减速，减速的程度足以使冷却效果形成保护性层。
【权利要求】
1.一种干渣旋转雾化造粒机，包括可旋转的盘，所述盘安装在支撑部上以用于围绕旋转轴线旋转，其中所述盘包括金属，并且其中，所述造粒机还包括用于向所述盘供应冷却剂的冷却系统，其中，所述盘包括接收渣的第一表面以及远离接收渣的所述第一表面的、用于接收冷却剂的第二表面；并且其中，所述盘还包括位于所述第一表面上的梯状部；并且在所述第一表面上形成有固化渣层。
2.根据权利要求1所述的造粒机，其中所述造粒机还包括用于将渣供应至所述盘的所述第一表面上的渣供应出口。
3.根据权利要求2所述的造粒机，其中所述渣供应出口是渣槽或浇口盘的出口。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的造粒机，其中所述冷却系统包括指向所述盘的远离所述第一表面的所述第二表面处的冷却剂喷洒器。
5.根据权利要求4所述的造粒机，其中所述冷却剂喷洒器包括水喷洒器。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的造粒机，其中所述冷却系统包括流动冷却剂系统。
7.根据权利要求6所述的造粒机，其中所述造粒机还包括壳体，所述壳体包括圆筒，所述圆筒联接至环形盘并且相对于所述第二表面安装，使得所述圆筒和所述环形盘形成用于容纳冷却剂流的环形通道。
8.根据上述权利要求中任一项所述的造粒机，其中所述造粒机还包括储液箱。
9.根据上述权利要求中任一项所述的造粒机，其中所述冷却剂包括水。
10.根据上述权利要求中任一项所述的造粒机，其中所述盘的所述第一表面呈凹状。
11.根据权利要求10所述的造粒机，其中所述盘的圆周上的两点之间的通过所述旋转轴线的弦的延长线、与所述盘的表面的在所述盘的边缘处指向所述旋转轴线的切线之间形成锐角。
12.根据权利要求11所述的造粒机，其中所述锐角介于30°与50°之间。
13.根据权利要求12所述的造粒机，其中所述锐角为40°。
14.一种操作干渣旋转雾化造粒机的方法，所述干渣旋转雾化造粒机包括可旋转的盘，所述盘安装在支撑部上以用于围绕旋转轴线旋转，其中，所述盘包括金属；其中，所述盘还包括位于第一表面上的梯状部；并且其中，所述造粒机还包括用于向所述盘供应冷却剂的冷却系统；所述方法包括:将渣供应至所述盘的第一表面；将冷却剂供应至所述盘的远离接收渣的所述第一表面的第二表面；在所述第一表面上形成固化渣层；并且继续将渣供应至所述第一表面以用于雾化。
15.根据权利要求14所述的方法，包括使所述冷却剂在所述盘的圆周处离开环形通道；并且将所述冷却剂收集在储液箱中。
【文档编号】C21B3/06GK103781575SQ201280041749
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2012年8月7日 优先权日:2011年8月26日
【发明者】威廉·巴里·费瑟斯通 申请人:西门子有限公司