铸造设备及控制所述设备的方法_3

文档序号:9602130阅读:来源:国知局
态金属颗 粒通过所述颗粒排出口从所述至少一个子单元排出,所述冷却气体进入口和所述冷却气体 排出口在颗粒的装入和排出期间是关闭的,并且其中,在装入和排出颗粒的同时,至少一个 其他子单元通过经由冷却气体进入口注入冷却气体流并从所述冷却气体排出口收回变热 的冷却气体流而被冷却,所述颗粒进入口和所述颗粒排出口在颗粒的冷却期间是关闭的, 并且其中,变热的冷却气体用于能量回收。
[0059] 因此,根据本发明的优选实施方式的方法提出了使用包括多个子单元的热交换 器,所述多个子单元不连续地进行操作。因为为了保证最有效地利用发电周期而在热交换 器的出口处获得恒定的热气流是有利的,所以多个热交换器子单元以保证基本恒定的热气 流的方式交替操作。通过这样做,可以获得与分批式材料处理分离的基本连续的气体处理。
[0060] 在热交换器子单元中之一处于清空/填充阶段的每个时刻,没有冷却气体在清空 /填充期间流经该热交换器子单元。
[0061] 相同量的颗粒被填充到交换器中,并从该交换器提取出来。同时,没有材料进入或 离开其他热交换器子单元;因此,上述颗粒能够在冷却期间与环境完全隔绝。
[0062] 优选地,子单元中的一个子单元通过颗粒进入口装有热的炉渣颗粒和变热的固态 金属颗粒,而同时通过该子单元的颗粒排出口排出冷却的炉渣颗粒和冷却的固态金属颗 粒。
[0063] 一旦热交换器子单元被填满,将颗粒进入口和颗粒排出口密封并将该子单元重新 连接至冷却气体流,而可能将另一热交换器子单元断开。因此,通过这些热交换器子单元的 冷却气体流不会遭遇任何泄漏,从而防止灰尘和能量留在系统中。因此,仅需要在炉渣的装 入和排出期间对热交换器子单元降压。
[0064] 根据一个优选实施方式,在被装入热交换器子单元中的一个热交换器子单元之 前,热的炉渣颗粒和变热的固态金属颗粒首先被装入隔热的前置室(pre-chamber)中。优 选地,该前置室通过耐火内衬或材料石盒而是隔热的。炉渣的低热传导率提供优异的隔热 性能。
[0065] 炉渣颗粒和固态金属颗粒还可以在冷却之后并且在从热交换器子单元排出后被 装入后置室(post-chamber)中。换言之,周期时间和所装入颗粒的量可以被选择为使得: 热交换器子单元内的热传递可以受控并保持准稳态。因此,通过相应地选择周期时间,由热 交换器子单元的装入/排出所引起的出口气体温度波动将被最小化。
[0066] 根据另一优选实施方式,热液态炉渣被固化为炉渣饼,并且通过与固态金属颗粒 混合而冷却至约650°C至750°C。有利地,将热液态炉渣与大约相同体积的固态金属颗粒混 合,优选地产生含有约40%至约60%体积的固态金属颗粒的混合物。所需的金属颗粒的体 积取决于期望的目标温度、金属颗粒的密度和热容量等。对于钢球,40%至60% (总体积的 体积百分比)是优选的。
[0067] 优选地,热交换器子单元在1. 2巴(bar)至4巴的压力(即,在子单元中炉渣层的 底部处测量的绝对压力)下操作。
【附图说明】
[0068] 现在将参照附图、通过示例来描述本发明的优选实施方式,在附图中:
[0069] 图1是干炉渣粒化设备的优选实施方式的截面示意图;
[0070] 图2是滑动门阀的对于分配装置有用的一些部件的示意图;
[0071] 图3是具有交错孔的双滑动门(未示出料斗)的实施方式的立体俯视图;
[0072] 图4是图1的干炉渣粒化设备的一部分的截面图;
[0073] 图5是根据本发明方法的另一优选实施方式的略图;
[0074] 图6是根据本发明方法的又一优选实施方式的略图;以及
[0075] 图7(a)和图7(b)是示出了操作本文所述的设备的自校正方法的优选实施方式。
[0076] 参照附图、通过下面对若干非限制性实施方式的详细描述,本发明的其他细节和 优点将是显而易见的。
【具体实施方式】
[0077] 图1示意性地示出了干炉渣粒化设备的一个优选实施方式的截面图,该干炉渣粒 化设备包括具有线性循环输送机10的炉渣铸机1,该输送机包括多个铸造模具11。要注意 的是,也可以使用所谓的双斜率线性炉渣铸机(参见例如图4)。
[0078] 将模具11在第一区段从炉渣浇注区A通过冷却区B输送至排出区C,其中在排出 区处将模具中所容纳的固化炉渣饼清空。在第二区段,目前为空的模具被输送回炉渣浇注 区。
[0079] 来自炉渣沟20的热液态炉渣21被浇注到经过该炉渣沟20下方的铸造模具11中。
[0080] 在双斜率输送机的特定情况下(如图4中),倾斜角α相对较陡,以使得最大有效 体积V。(即,当炉渣溢出到上游模具N-1中时该模具中的炉渣的体积)小于该模具到达冷 却区B中的位置(图1中〉N+2的位置)时的有用体积Ve,其中倾斜角β较小。优选地, 角度α和β被选择为使得V。为约1/2VP。
[0081] 当容纳有热液态炉渣的模具到达浇注位置N和分配装置30的位置N+2之间的位 置(即图1和图4中N+1)时,通过传感器(优选地通过激光测距仪(Sh#s ))来测量模具 中热液态炉渣的高度)。
[0082] 该测量的结果一方面用于调整输送机的速度(VWtt ),并且另一方面用于确定随后 要添加到铸造模具中的热炉渣内的颗粒的量。
[0083] 当容纳有热液态炉渣的模具到达分配装置30下方的位置(例如图1和4中的N+2) 时,通过使安装在料斗的出口 32上的滑动门35打开预定时间t而将容纳于存储料斗31中 的一定量(该量是基于所测量的炉渣的量和预定义的炉渣/颗粒比确定的)的固态金属颗 粒33(如钢球)引入到模具中。颗粒33通过重力的作用落入模具中并与热液态炉渣21混 合。
[0084] 可以提供防溅板36以防止液态炉渣和钢球在装入期间从模具飞溅。
[0085] 在将金属颗粒33引入到热液态炉渣21期间,炉渣迅速冷却并以非晶态状态固化。 该模具目前容纳有炉渣的固化饼和所添加金属颗粒(例如钢球),然后在前进至排出区C期 间进一步冷却下来,在排出区处通过将该模具倒置而使其清空。然后,固化的炉渣饼被压碎 成片并且可以前进至热回收单元(未示出)。
[0086] 在该方法的又一优选变型中,使用另一传感器且优选地也通过激光测距仪(Shse ,测量模具中的固化炉渣/颗粒混合物的高度(hSefe)。使用该值作为关于颗粒的实际 添加的反馈信息,可以调整过程(自校正过程)。下面给出进一步的细节。
[0087] 图2示出了线性滑动门阀35的部分的示意图。在本发明中使用的优选滑动门阀 包括具有多个间隔开的孔354的固定板353。对应的滑动板351也存在间隔开的孔352,但 这些孔被定位成使得:通过线性滑动(通过沿图2中的箭头指示的方向滑动)可以使孔352 从关闭位置到打开位置,其中,在关闭位置中,固定板的所有孔354被滑动板的不具有孔的 那些部分(基本上,见上文)关闭,在打开位置处,孔352与孔354基本上对齐。
[0088] 图3示出了不具有用于暂时存储金属颗粒的置顶料斗的双(线性)滑动门阀35 的优选实施方式的立体俯视图。出于说明性目的,所述阀中的仅一个阀还包括设置在该阀 下方的防溅板36。通过单独的液压缸355相对于固定板353驱动每个阀的滑动板351。
[0089] 图4基本上对应于操作期间图1的实施方式的下面部分。此外,值得一提的是,出 于本发明的目的,图4中示出的双斜率输送机也可以是单斜率输送机。
[0090] 如在图4中可见的,位置N中的铸造模具被填充有来自炉渣沟20的热液态炉渣 21〇
[0091] 在单斜率输送机的情况下,通过如上所述的那样使用传感器(ShpS )测量的炉渣 的高度〇1_)、基于位置N+1中的模具中的液态炉渣的量来调整铸机的速度(VWtt)。
[0092] 在双斜率输送机的情况下(如图4中所示的),可以另外通过输送机本身的特定 形状以及可选地利用一个或多个温度传感器来控制液态炉渣的量。如果来自炉渣沟的炉渣 的量超出模具的(局部)容量(V。),则过量的炉渣通过重力溢出到位置N-1中的紧邻模具 中。如果来自炉渣沟的量(流量)甚至更高,则炉渣从N-1中的模具倾泻至N-2中的模具 (这实际上是图4中所示的情况)。已知从输送机10的第二区段到达的模具具有与液态炉 渣的温度相差甚远的温度(为了简化,该温度也将被称为"环境温度",尽管此温度通常将 介于50°C至300°C之间或甚至更高),已经发现,通过控制N-1和N-2这两个位置的模具温 度(TNJPTN2),可以提供对铸造过程的简单而有效的控制(同样参见下文)。要理解的是, 如果认为必要或可取,那么当然可以监测两个以上的温度。
[0093] 在图4中,模具N+2位于分配装置30下方,并准备被填充金属颗粒33。如下文详 细描述的那样确定要添加的金属颗粒的量。
[0094] 图4中位置N+3处的铸造模具示出了这样一个模具,其中计算量的金属颗粒已添 加至液态炉渣。在这一点,由于大量冷颗粒的瞬间添加,炉渣基本上以非晶态状态固化。看 起来清楚的是,图4中由N+2指示的用于插入颗粒的位置不一定必须是填充位置后面的第 二个位置,只要炉渣仍然是热的并且处于液态即可。
[0095] 可选地,此后测量炉渣/颗粒混合物的量,以验证结果是否与预期量相
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