可调钢渣冷却器及其钢渣冷却方法与流程

本发明涉及一种可调钢渣冷却器及其钢渣冷却方法，属于冶金技术领域。

背景技术：

在钢渣显热回收应用中，主要有热闷法，风碎法，蒸汽碎法，机械转杯造粒法，连铸机式余热锅炉法，以及辊筒旋转冷却法，等各种工艺形式。经过业界多年实践，热闷法，风碎法，蒸汽碎法，由于能耗高，效率低下，现已经基本淘汰；机械转杯法仅仅是英国人的局部试验装置成果，没有实现工艺验证；而连铸机式余热锅炉法，由于形成的钢渣块太大，表面换热面积增加率太低，所耗费的设备资源大，导致效率低下，都不是理想的工艺技术。

攀钢旗下的西昌钢轨厂钢渣处理车间的处理方式是现场将钢渣液倒入容积约160吨钢渣罐中，累积三次转炉出渣量。吊钩运送到等待工位等待，再吊装到散水喷洒冷却工位，喷洒n小时。然后送到钢渣坑倾倒，捣碎，装车运走。由于钢渣罐液表面面积有限，换热效率极低，所喷洒的水浪费极大，并且由于冷却时间很缓慢，无法回收钢渣显热。从钢渣罐倾倒出来的冷钢渣，既有可捣碎的渣料也有冷却成坨的金属块，所以捣碎作业又分成捣碎和分拣，占地面积大，加工强度和劳动强度高，钢渣回收效率也十分低下。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术不足，提供一种便于快速冷却钢渣的可调钢渣冷却器及其钢渣冷却方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：可调钢渣冷却器，包括对称设置的换热器和渣块切断机，换热器之间的间隙两端设置有水冷墙，使得换热器与水冷墙侧壁形成通道结构，渣块切断机设置在换热器之间的间隙下方。

其中，上述装置中还包括调节支架，所述调节支架可调节两换热器之间的间距。

进一步，上述装置中所述调节支架包括滑动支架、固定支架和底座，所述底座与固定支架3固定连接，滑动支架与固定支架滑动连接，且滑动支架与换热器背侧连接。

进一步，上述装置中所述滑动支架和固定支架截面均为“]”形结构，且同一侧的滑动支架和固定支架开口正对设置，滑动支架的下端与固定支架下部内壁滑动连接，且上部内壁与固定支架的上端滑动连接。

进一步，上述装置中所述固定支架内上侧和上端均设置有滑槽，滑动支架的下端和内下侧设置有适配的滑块，使得滑动支架与固定支架滑动连接。

进一步，上述装置中还包括锁紧装置，所述锁紧装置可将滑动支架固定在固定支架上。

进一步，上述装置中所述锁紧装置包括连杆、固定杆和第一调节螺杆，固定杆竖直设置在滑动支架内部，两端与滑动支架内侧固定连接，中部设置有螺纹孔，所述连杆一端与固定支架固定连接，另一端设置有与第一调节螺杆另一端适配的螺纹孔，第一调节螺杆两端设置有旋向相反的外螺纹，并分别与连杆和固定杆螺纹连接。

进一步，上述装置中所述第一调节螺杆中部设置有凸缘结构的连接部。

进一步，上述装置中还包括调节器，所述换热器背侧的中部与滑动支架铰接，所述调节器对称设置在滑动支架的上部和下部，并与换热器靠近滑动支架一侧接触连接，所述调节器可分别调节换热器上下接触端到滑动支架的距离。

进一步，上述装置中所述调节器包括第二调节螺杆和调节螺孔，调节螺孔对称的设置在滑动支架的上部和下部，第二调节螺杆伸入调节螺孔内，并与调节螺孔螺纹连接，且伸出端与换热器外壁接触连接。

进一步，上述装置中还包括固定套，所述固定套设置在换热器背侧，并与换热器固定，且固定套中部与滑动支架铰接。

其中，上述装置中所述渣块切断机包括刀头和液压缸，所述刀头为爪形结构，且爪形结构的凸起与凹口适配并正对设置，所述刀头位于换热器间隙的正下方；液压缸缸体与底座固定连接，杆体与刀头可拆卸连接。

其中，上述装置中所述底座下端均匀设置有缓冲支座。

其中，上述装置中所述底座下端均匀设置有偏心振动锤。

钢渣冷却的方法，包括如下操作步骤：

a、将熔融状态下的钢渣倒入上述的可调钢渣冷却器中两换热器之间的间隙内；

b、钢渣经步骤冷却形成溏心渣块，在重力作用下，下落至换热器的下端，再通过上述可调钢渣冷却器中的渣块切断机将溏心渣块切成碎片；

c、直接对经步骤b处理后的碎块进行冷却。

本发明的有益效果是：本装置结构简单，操作简便，制作成本低廉。本装置采用两个扁方形空心盒子形状的换热器，换热器内部通过高强度冷却水。在两个换热器之间，钢渣液从上部浇注入，在两侧机械壁冷却下，形成下泻的通道。由于换热器的冷却强度是可调的，两个换热器之间的通道断面积也是可调的，因此形成融熔钢渣液边下泻边冷凝，在换热器的出口形成溏心渣块排出。在换热器的底部出口，设置爪形结构的渣块切断机，连续把溏心渣块切成碎片，增加了钢渣的换热表面积，便于快速冷却。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明图1中a-a的剖面结构示意图。

图中标记为：1是换热器，2是滑动支架，3是固定支架，4是底座，5是缓冲支座，6是偏心振动锤，7是渣块切断机，71是液压缸，72是刀头，8是水冷墙，9是第一调节螺杆，91是连接部，10是第二调节螺杆，11是固定杆，12是连杆，13是固定套。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

如图1和图2所示，本发明可调钢渣冷却器，包括对称设置的换热器1和渣块切断机7，换热器1之间的间隙两端设置有水冷墙8，使得换热器1与水冷墙8侧壁形成通道结构，渣块切断机7设置在换热器1之间的间隙下方。本领域技术人员能够理解的是，本装置结构简单，将两换热器1对称设置，并通过调节支架就可调节换热器1之间的间隙，同时在间隙的两端设置有水冷墙8，所述水冷墙8可将换热器1间隙两端完全封闭，使得换热器1两端部钢渣的热量可直接与水冷墙8换热。且所述水冷墙8为中空结构，内部通入冷却水，从而达到外壁冷却换热的目的，同时水冷墙8也即是冷却设备，与水冷式的换热器1结构类似，通过通入冷却水实现与外壁钢渣换热。而本装置的换热器1可优选为水冷式换热器1，在换热器1下端设置有冷却水进口，上端设置有冷却水出口。本装置通过换热器1直接对钢渣进行冷却，使得钢渣外部凝固而内部还是熔融状态形成溏心状结构，在自身重力作用下下落至换热器1下部出口，在通过渣块切断机7直接将钢渣切割成碎块，这种结构设置增大了换热表面积，有利于钢渣快速冷却。

优选的，上述装置中还包括调节支架，所述调节支架可调节两换热器1之间的间距。本领域技术人员能够理解的是，本装置优选还包括调节支架，可进一步优选将换热器1设置为活动的，直接通过调节支架来调节两换热器1之间的间隙，实现间隙可调，从而有效控制换热器1冷却钢渣量。

优选的，上述装置中所述调节支架包括滑动支架2、固定支架3和底座4，所述底座4与固定支架3固定连接，滑动支架2与固定支架3滑动连接，且滑动支架2与换热器1背侧连接。本领域技术人员能够理解的是，本装置只是进一步优选调节支架的具体结构，包括滑动支架2、固定支架3和底座4，底座4与固定支架3固定，而滑动支架2可与固定支架3相对滑动，而滑动支架2还与换热器1连接，使得滑动支架2在滑动时，换热器1也跟随滑动，从而改变两对称设置的换热器1之间的间隙，从而调节冷却钢渣的数量。由于本装置的换热器1对称设置，应为两个，故滑动支架2和固定支架3也应该对应设置，使得每一个换热器1对应一个滑动支架2和一个固定支架3。

优选的，上述装置中所述滑动支架2和固定支架3截面均为“]”形结构，且同一侧的滑动支架2和固定支架3开口正对设置，滑动支架2的下端与固定支架3下部内壁滑动连接，且上部内壁与固定支架3的上端滑动连接。本领域技术人员能够理解的是，本装置只是优选固定支架3和滑动支架2的截面形状为“]”形，且左右两侧的固定支架3与滑动支架2的开口正对，同时进一步优选了固定支架3与滑动支架2的连接侧，具体是滑动支架2的下端与固定支架3下部内壁滑动连接，且滑动支架2上部内壁与固定支架3的上端滑动连接。

优选的，上述装置中所述固定支架3内上侧和上端均设置有滑槽，滑动支架2的下端和内下侧设置有适配的滑块，使得滑动支架2与固定支架2滑动连接。本领域技术人员能够理解的是，本装置实际工作时，滑动支架2只能与固定支架3左右滑动，并不能上下运动，故本装置进一步设置在滑动支架2的下端和上部的内侧设置有滑块，在固定支架3下部的内侧和上端设置有滑槽，使得滑动支架2可在固定支架3上左右滑动。

优选的，上述装置中还包括锁紧装置，所述锁紧装置可将滑动支架2固定在固定支架3上。本领域技术人员能够理解的是，实际操作时，将钢渣从间隙的上端倒入，而钢渣具有一定的重量。故在实际使用时，需将两换热器1的位置固定，而换热器1背侧直接与滑动支架2连接，而滑动支架2可与固定支架3滑动，故本装置还包括锁紧装置，可实现滑动支架2与固定支架3的固定。

优选的，上述装置中所述锁紧装置包括连杆12、固定杆11和第一调节螺杆9，固定杆11竖直设置在滑动支架2内部，两端与滑动支架2内侧固定连接，中部设置有螺纹孔，所述连杆12一端与固定支架3固定连接，另一端设置有与第一调节螺杆9另一端适配的螺纹孔，第一调节螺杆9两端设置有旋向相反的外螺纹，并分别与连杆12和固定杆11螺纹连接。本领域技术人员能够理解的是，本装置为了使得滑动支架2和固定支架3结构稳定，且能准确调节换热器1之间的间隙。优选在固定支架3中部设置有端部带螺纹孔的连杆12，而在滑动支架2内竖直设置有固定杆11，固定杆11端部设置有螺纹孔，而将第一调节螺杆9两端设置有旋向相反的外螺纹，并分别与连杆12和固定杆11螺纹连接。由于固定支架3与底座4固定，故连杆12也固定，拧动第一调节杆就可使得滑动支架2靠近或远离固定支架3，从而达到调节两换热器1水平上间距的作用。可优选在第一调节螺杆9中部设置有便于拧动的六方体状的夹紧部，方便操作。

优选的，上述装置中所述第一调节螺杆9中部设置有凸缘结构的连接部91。本领域技术人员能够理解的是，由于在调节滑动支架与固定支架间距时，直接转动第一调节螺杆9实现，本装置只是进一步优选在第一调节螺杆9的中部设置有凸缘状的连接部91，可直接作用与连接部91上，便于第一调节螺杆9的旋转。

优选的，上述装置中还包括调节器，所述换热器1背侧的中部与滑动支架2铰接，所述调节器对称设置在滑动支架2的上部和下部，并与换热器1靠近滑动支架2一侧接触连接，所述调节器可分别调节换热器1上下接触端到滑动支架2的距离。本领域技术人员能够理解的是，本装置进一步设置有调节器，用于调节换热器1上下端的间隙，便于有效调节钢渣的冷却效果。具体是将调节器设置在滑动支架2的上下部，可分别通过调节器调节上部或下部换热器1的间距，使得换热器1倾斜设置。

优选的，上述装置中所述调节器包括第二调节螺杆10和调节螺孔，调节螺孔对称的设置在滑动支架2的上部和下部，第二调节螺杆10伸入调节螺孔内，并与调节螺孔螺纹连接，且伸出端与换热器1外壁接触连接。本装置只是进一步优选调节器的结构，包括第二调节螺杆10和调节螺孔，调节螺孔对称的设置在滑动支架2的上部和下部，而第二调节螺杆10与滑动支架2螺纹连接，通过拧动第二调节螺杆10实现改变上下部第二调节螺杆10的伸出量，使得整个换热器1正对面倾斜放置，从而使得换热器1上端间隙大于下端间隙，便于钢渣的进入，同时也可增加冷却时间，便于钢渣形成溏心状结构。

优选的，上述装置中还包括固定套13，所述固定套13设置在换热器1背侧，并与换热器1固定，且固定套13中部与滑动支架2铰接。本领域技术人员能够理解的是，可进一步优选换热器1外侧套设有固定套13，使得调节支架直接作用于固定套13上，实际使用保护了换热器1的结构。

优选的，上述装置中所述渣块切断机7包括刀头72和液压缸71，所述刀头72为爪形结构721，且爪形结构721的凸起与凹口适配并正对设置，所述刀头72位于换热器1间隙的正下方；液压缸71缸体与底座4固定连接，杆体与刀头72可拆卸连接。本领域技术人员能够理解的是，本装置优选渣块切断机7的结构和与底座4的连接关系，使得刀头72位于换热器1间隙的正下方，且刀头72为爪形结构，左右两刀头72在液压缸71的作用下反复运动，可有效将溏心状的钢渣切割成碎块。

优选的，上述装置中所述底座4下端均匀设置有缓冲支座5。本领域技术人员能够理解的是，由于本装置在实际使用中，渣块切断机7会直接作用于溏心状的钢渣会产生一定的冲击，使得整个装置会发生振动，影响整个装置的结构稳定性。本装置正是考虑到这一问题，故优选在底座4下端均匀设置有缓冲支座5，可进一步优选缓冲支座5为缓冲块结构，可有效缓冲渣块切断机7与钢渣接触时的冲击。

优选的，上述装置中所述底座4下端均匀设置有偏心振动锤6。本领域技术人员能够理解的是，由于可能存在部分钢渣粘附在换热器1或渣块切断机7的刀头72上，故本装置进一步优选在底座4下端均匀设置有偏心振动锤6，使得定时振动可有效是钢渣掉落。

钢渣冷却的方法，包括如下操作步骤：

a、将熔融状态下的钢渣倒入上述的可调钢渣冷却器中两换热器1之间的间隙内；

b、钢渣经步骤a冷却形成溏心渣块，在重力作用下，下落至换热器1的下端，再通过上述可调钢渣冷却器中的渣块切断机7将溏心渣块切成碎片；

c、直接对经步骤b处理后的碎块进行冷却。本领域技术人员能够理解的是，打开换热器1和水冷墙8的冷却水，再将可调钢渣冷却器组装完成，通过钢包将钢渣吊装至换热器1上方，调整钢包的吊绳长度，便可将钢渣从钢包中倾倒处，使得钢渣沿着换热器1之间的间隙下落，使得钢渣直接与换热器1正对的侧壁接触并与冷却水进行换热，使得钢渣表面的温度降低而凝固形成溏心状的钢渣，但由于钢渣不断倒入间隙内，钢渣在自身重力作用下从间隙的下端排出，而间隙下方的的渣块切断机7正常工作，便将钢渣切成碎块，增加了钢渣的外表面积，在直接对碎块进行冷却，可快速对钢渣进行进行冷却，大大降低冷却时间，提高效率。