专利名称：钢渣球生产设备及其水池冷却系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及将废弃钢渣或高温液态钢渣处理成供エ业应用的钢渣球的设备。
背景技术：
转炉、熔炼炉或电弧炉炼钢过程中将产生大量的钢渣，如转炉精炼钢的过程中，将产生非金属含量较高的钢渣，这些钢渣在冶炼时必须从炉中逐渐排出。据最新资料统计，2010年我国钢渣的量约为8000多万吨，钢渣利用率仅为10%左右，距离我国企业实现固体废弃物“零”排放的目标尚远。大量废弃钢渣排放，不仅占用大量耕地，而且污染环境，因此钢渣的循环利用成为社会热点。现有技术中存在有ー些专用于处理此类钢渣的文献，如申请号为=2009201872825、名称为熔融钢渣风碎粒化雾化水冷装置的专利文献，该装置的空气喷射器喷射高压空气流与水雾化器喷出的水流汇合形成高速水、气流，使沿流槽倾斜向下流出的钢渣流被击碎、球化后落入水池冷却，最后可作为生产原料回收利用，比如磨料， 亦可作为铺路等材料使用。现有技术中的此类钢渣处理设备，流槽中流出液态钢渣与高速水、气流的喷射缺乏匹配，加之钢渣的流动性差、且钢渣流分布不均匀而导致钢渣球的粒化不完全、球形度不好。另外，现有技术中的水池只能通过排水后以挖掘方式取出钢渣球，エ作效率低、劳动强度大且水资源浪费严重，而且钢渣球在水池中堆积的过程中易受水中的有害物质侵蚀而降低钢渣渣球的品质。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供ー种冷却水循环使用、取渣方便的钢渣球生产设备的水池冷却系统，同时提供使用该水池冷却系统的钢渣球生产设备。本实用新型的钢渣球生产设备的技术方案是一种钢渣球生产设备，包括用于盛装和倒出熔融钢渣的渣罐、引导从渣罐中倾倒出的钢渣定向下落的流槽装置、用高压气水流对流槽中流出的钢渣喷射冷却的粒化系统、冷却并回收钢渣的冷却水池系统，其特征在于所述水池冷却系统包括冷却水池、蓄料仓、蓄水池，冷却水池包括盛冷却水的顶部开ロ的池体，池体前端的下部设有供水及钢渣球一井流出的出料ロ，池体底面呈相对于水平面自后向前逐渐降低的坡面，蓄料仓设于冷却水池的出料ロ对应位置，蓄料仓顶、底部的分别设有进料ロ、排水ロ，蓄料仓内在排水口上方设有容水流过而将钢渣球留下的筛网，蓄料仓的仓壁上还设有与筛网位置对应的供钢渣球从蓄料仓排出的排料ロ，对应蓄料仓的排水ロ处设有蓄水池，蓄水池与所述的冷却水池之间连接有用于将蓄水池中的水加压泵送入冷却水池的水管及水泵。所述池体的底面与水平面呈5° -30°坡度，并且池体的底面呈左右高中间低的内凹弧面或斜面。所述水管的管路中串接有浄化水的过滤器。所述钢渣球生产设备还包括钢渣球筛分收集系统，钢渣球筛分收集系统包括输送机构、筛分机、包装机，输送机构对应设置于蓄料仓的排料ロ处，输送机构的输送行程分布设有用于对钢渣球干燥的干燥机构，输送机构的出料ロ处对应设有用于筛选钢渣球的筛分机，筛分机的出料ロ对应设有用于打包分装钢渣球的包装机。所述粒化系统包括上下分布的气体喷射机构、冷却液喷射机构，气体喷射机构包括提供高压气源的空气压缩机或风机、导引气流沿一定方向喷射的风箱，风箱具有进、出气ロ，空气压缩机或风机的出气ロ与风箱的进气ロ通过管道连通，其特征在于所述风箱的前端设有喷射面板，喷射面板上设有与风箱的出气ロ相通的喷嘴，喷射面板上自上而下设有两层以上、每层水平并列分布多个的喷嘴，且各层喷嘴与喷射面板的夹角自上而下逐层减縮小而呈扬起幅度逐渐増大的趋势。所述流槽装置包括设有多条延伸方向一致且水平并列分布的流道的槽体，每条流道自进ロ向出ロ由后向前延伸并相对于水平面具有自上而下逐渐降低的坡度，所述气体喷
射机构的喷射面板上的每层中的喷嘴在水平方向上与流槽装置的流道数量相等且--对 应，喷嘴在水平方向的宽度较流道宽度大20mm-50mm。所述喷嘴包括第一、ニ、三层喷嘴，第一层喷嘴的喷射方向与喷射面板垂直，第ニ层的喷射方向与喷射面板呈80° -85°夹角，第三层喷嘴的喷射方向与喷射面板呈75° -80°夹角，姆层喷嘴之间的间距50mm-150mm。本实用新型的钢渣球生产设备的水池冷却系统的技术方案是一种钢渣球生产设备的水池冷却系统，包括冷却水池、蓄料仓、蓄水池，冷却水池包括盛冷却水的顶部开ロ的池体，池体后端是与流槽装置的出口对应的进料端，池体前端的下部设有供水及钢渣球一并流出的出料ロ，池体底面呈相对于水平面自后向前逐渐降低的坡面，蓄料仓设于冷却水池的出料ロ对应位置，蓄料仓顶、底部的分别设有进料ロ、排水ロ，蓄料仓内在排水口上方设有容水流过而将钢渣球留下的筛网，蓄料仓的仓壁上还设有与筛网位置对应的供钢渣球从蓄料仓排出的排料ロ，对应蓄料仓的排水ロ处设有蓄水池，蓄水池与所述的冷却水池之间连接有用于将蓄水池中的水加压泵送入冷却水池的水管及水泵。所述池体的底面与水平面呈5° -30°坡度，并且池体的底面呈左右高中间低的内凹弧面或斜面。所述水管的管路中串接有浄化水的过滤器。本实用新型的钢渣球生产设备的冷却水池系统可自动冲水排料并且其使用的冷却水可浄化循环使用，生产能力大，成本低，能节约大量水资源。进ー步的，本实用新型的钢渣球生产设备的粒化系统由于采用气体和冷却液共同作用于钢渣，而气体喷射机构的多层多列分布的喷嘴结构，并且通过喷ロ仰角逐渐增大的设计，使得高压气可以将水流均匀的汇合并对使水气流对钢渣的作用力方向一致且分布均匀，从而使得钢渣在空中作用时间长，氧化反应充分，获得的钢渣粒径细且均匀、组织构造稳定，具有圆球玻璃状外形，具有很强的抗风化和耐磨损能力，用途广，可用于磨料，建筑材料，水处理和脱硫剂等。进ー步的，本实用新型的流槽装置采用多流道的槽体，使钢渣流到在喷嘴前分布均匀，并且粒化系统的气体喷射机构的多层多列分布的喷嘴结构与流道分布在水平方向对应，更利于高压气水流对钢渣的吹散，使钢渣球大小更为均匀。
[0017]图I是本实用新型的钢渣球生产设备的实施例的结构示意图；图2是图I中的流槽的结构示意图；图3是图2的K向视图；图4是图I中的气体喷射机构的结构示意图；图5是图4中喷射面板的示意图；图6是图I中水池的结构示意图；图7是图6的俯视图； 图8是图6的B向视图。
具体实施方式
如图I 图8所示，本实用新型的钢渣球生产设备的具体实施例，是ー种钢渣球的生产设备，主要包括用于盛装和倒出熔融钢渣的渣罐、引导从渣罐中倾倒出的钢渣定向下落的流槽装置14、用高压气水流对流槽中流出的钢渣喷射冷却的粒化系统、冷却并回收钢渣的冷却水池系统以及收集成品钢渣的钢渣球筛分收集系统。本实施例中的渣罐为上端开ロ的渣罐5，渣罐5由运输车4转运于熔化废弃钢渣的熔炼炉I与翻罐机构9之间，当然在本实用新型的其他实施例中，熔炼炉I也可以替换为炼钢厂的转炉或电弧炉或エ频电炉，直接在炼钢生产线的末端配套本实用新型的钢渣球生产设备，此时仅有渣罐承接由转炉倒出的熔融钢渣即可，而不需要运输车转运，此时渣罐也可以是固定在支架上的中间包。在本实施例中，由于钢渣不是直接倒入流槽而存在运送过程，因此在运输车4的转运行程中设置有观察镜6和冷却水管7，观察镜6位于渣罐侧上方，用于观察渣罐表层钢渣情况，冷却水管7用于输送高压水到渣罐，冷却表层钢渣，便于运送；运输车4为市售运输车辆。翻罐机构9设置于用干支撑渣罐5的渣罐支架8上，渣罐支架8上方设有改良剂溜槽10、加热管道12、加热管道控制阀11、观察用探头13，翻罐机构9用于匀速缓慢控制渣罐的倾倒，可采用市售自动浇注机或自动倾倒机构；观察用探头13用于实时监控液态钢渣流动性，以控制加热管道控制阀11并通过加热管道12对渣罐5喷射燃气而对钢渣进行加热，改良剂溜槽10具有一定坡度，可加入利于钢渣生产的改良剂。如图2、图3所示，流槽装置包括槽体14及流槽调整机构15，槽体14是由钢材质的槽体外壳141及固连在槽体外壳141内的由耐火材料制成的沟道基体142构成，所述沟道基体142的上表面上开设有由所述耐火材料堆砌成的多条延伸方向一致且并列分布的流道143，流道数量可设置3-10个，该结构有利于渣流平稳均匀流动。每条流道143自进ロ向出ロ由后向前延伸并相对于水平面具有自上而下逐渐降低的坡度，在本实施例中，每条流道143由向下沿直线倾斜延伸的前、后两段衔接而成，靠近进ロ的前段流道向下降低的趋势大于靠近出口的后段流道向下降低的趋势，当然在本实用新型的其他实施例中，流道也可以是向下沿弧线延伸。在使用时，流槽装置中的槽体14用于缓冲急速落下的钢渣流，且槽体14中多条流道143并列分布使液态钢渣平稳均匀流动，并将液态钢渣导流到粒化系统中空气喷射机构喷嘴及喷水机构喷嘴的前上方；而且各流道143的前后段的下降趋势的不同使得钢渣流动更加平稳易于和下游的粒化系统进行配合。如图3所示，各流道143的横截面为弧形。流槽调整机构15是与槽体14传动连接的液压缸，槽体14绕水平延伸的转轴转动装配于相应的支架上，流槽调整机构15根据钢渣流动性及温度调整槽体14的角度，用于调整流道143的斜度，控制渣流速度，保证在液态钢渣在粒化处理过程中渣流均匀稳定。粒化系统包括粒化系统支架及其上装配的气体喷射机构、冷却液喷射机构。由图
4、图5所示，气体喷射机构包括提供高压气源的空气压缩机17、导引气流沿一定方向喷射的风箱18，在本实用新型的其他实施例中，空气压缩机也可以替换为风机。风箱18具有迸、出气ロ，空气压缩机的出气ロ与风箱的进气ロ通过管道19连通，风箱18的前端设有喷射面板21，喷射面板21上设有与风箱18的出气ロ相通的喷嘴，喷射面板21上自上而下设有第一、ニ、三层喷嘴41、42、43，每层喷嘴均包含多个水平并列分布的多个喷嘴，每层中的喷嘴在水平方向上与流槽装置的流道数量相等且一一对应，且喷嘴在水平方向的宽度较流道宽度大20mm-50mm，第一层喷嘴42的喷射方向与喷射面板21垂直，第二层43的喷射方向与喷射面板21呈80° -85°夹角，第三层喷嘴的喷射方向与喷射面板21呈75° -80°夹角，每层喷嘴之间的间距50mm-150mm ;该喷嘴机构较现有技术可使液态钢渣粒化更均匀，更充分，各喷嘴上还设有喷嘴流量控制阀45。所述风箱绕水平延伸的转轴转动装配于粒化系统 支架上，气体喷射机构还包括驱动风箱绕其与粒化系统支架之间的转轴上下摆动以调整喷嘴的喷射角度的气体喷射角度调整机构，在本实施例中，气体喷射角度调整机构是与风箱对应的转轴通过齿轮传动连接的输出转动运动的步进电机，并在转轴上设有角度调整盘以及锁紧装置，角度调整范围为0-90°。当然在本实用新型的其他实施例中，气体喷射角度调整机构也可以是与风箱传动连接的输出直线往复运动的液压缸。冷却液喷射机构位于气体喷射机构正下方，包括冷却液罐22、水泵23、流量控制阀24、冷却管道25，冷却液喷射机构的结构与现有技术类似，此处不再详述。冷却管道25出ロ可与气体喷射机构的风箱18的气腔相连，也可直接将冷却管道25喷出的冷却液喷射到气体喷嘴前方，形成夹杂冷却液的高速气流，用于粒化液态钢渣呈球形。水池冷却系统包括冷却水池26、蓄料仓28、蓄水池29，由图6、图7所示，冷却水池26包括盛冷却水的顶部开ロ的池体46，池体46前端的下部设有供水及钢渣球ー并流出的出料ロ 47，出口料ロ 27上设有控制其通断的出料ロ阀门47。池体46底面相对于水平面自后向前逐渐降低并与水平面呈5° -30°坡度，而且池体46的底面呈左右高中间低的内凹弧面。冷却水池26在使用时，在高速粒化气流的作用下的液态钢渣落入装冷却水的冷却水池26中形成性能稳定的钢渣球，钢渣球沿有坡度的水池底48汇集在水池出料ロ 27附近。冷却水池26的出料ロ 27对应设置有用于接收自出料ロ 27流出的水及钢渣球的蓄料仓28，蓄料仓28顶、底部的分别设有进料ロ、排水ロ 37，蓄料仓28内在排水ロ 37上方设有内衬于仓壁上的容水流过而将钢渣球留下的筛网，蓄料仓28的仓壁上还设有与筛网位置对应的供钢渣球从蓄料仓排出的排料ロ 37，排料ロ 37上设有控制其开闭的开关，对应蓄料仓28的排水ロ 37处设有蓄水池29，蓄水池29与所述的冷却水池26之间连接有用于将蓄水池中的水加压泵送入冷却水池26的水管31及水泵30，通过蓄水池29的沉淀可对水起到净化作用而可以重复使用，而且水管31的管路中间还可以串接过滤器进ー步对水净化。蓄料仓28内的筛网使钢渣球与冷却水分离，分离后的冷却水流入蓄水池，分离后的钢渣球沿筛网经排料ロ 37进入钢渣球筛分收集系统。由蓄水池泵送至冷却水池的高压水可对冷却水池26的池体46的底面起到冲刷作用，从而可以清理滞留在水池的钢渣球或加速钢渣球进入蓄料仓，同时可以将蓄水池中的水抽回水池循环使用，节约水资源。钢洛球筛分收集系统包括输送机构、筛分机、包装机，输送机构对应设置于蓄料仓28的排料ロ 37处，在本实施例中，输送机构为提升机33，对应提升机33的输送行程分布设有用于对钢渣球干燥的干燥机构32，干燥机构可采用风机或加热器，提升机33的出料ロ处对应设有用于筛选钢渣球的筛分机34，筛分机34的出料ロ对应设有用于打包分装钢渣球的包装机35。当然在其他实施例中，输送机构也可以是螺旋输送机或者是传送带，或者不设置自动输送机构而采用料场堆放挖掘机清运的方式处理。上述输送机构、筛分机、包装机构采用现有市售产品。本实用新型的上述实施例的工作过程如下a.将炉中的钢渣排放到渣罐中，钢渣出炉温度一般在1400°C -1700°C ;采用反光镜观察渣罐钢渣状况，通过冷却管喷射的冷却液保证钢渣不溢出渣罐，且降低表层液态钢渣流动性；采用运送车将盛满液态钢渣的渣罐放置在钢渣倾倒系统的渣罐支架上；b.观察液态钢渣的流动性，确定是否开启加热，一般钢渣开始倾倒温度为13000C -15500C ;待钢渣温度和成分调整合格后，启动钢渣倾倒系统，采用翻罐机构将盛有高温液态钢渣渣罐倾斜，使液态钢渣流到流槽上。c.调整流槽角度以保证液态钢渣倾倒时流动畅通；d.在液态钢渣倾倒之前，开启粒化系统的气体喷射机构和液体喷射机构，调整喷射面板角度，优选为10° -50°，使钢渣飞行垂直高度5m-15m，距流槽最下端的水平距离15m-40m,保证液态钢渣充分粒化，落入水池冷却系统的水池中。e.钢渣粒化完成后，打开水池冷却系统的冷却水池的出料ロ，粒化的钢渣球随冷却水流入内衬细筛网的蓄料仓中；冷却水经过蓄料仓流入蓄水池，经过净化，再由水泵抽回冷却水池中。f.钢渣球从蓄料仓的排料ロ落入提升机，由提升机将钢渣球经干燥机构干燥后倒入分级筛，再由包装机构按照筛分级别分别包装。本实用新型的水池冷却系统的实施例即为上述钢渣球生产设备中的水池冷却系统，此处不再重复叙述。
权利要求1.一种钢渣球生产设备，包括用于盛装和倒出熔融钢渣的渣罐、引导从渣罐中倾倒出的钢渣定向下落的流槽装置、用高压气水流对流槽中流出的钢渣喷射冷却的粒化系统、冷却并回收钢渣的冷却水池系统，其特征在于所述水池冷却系统包括冷却水池、蓄料仓、蓄水池，冷却水池包括盛冷却水的顶部开ロ的池体，池体前端的下部设有供水及钢渣球一井流出的出料ロ，池体底面呈相对于水平面自后向前逐渐降低的坡面，蓄料仓设于冷却水池的出料ロ对应位置，蓄料仓顶、底部的分别设有进料ロ、排水ロ，蓄料仓内在排水口上方设有容水流过而将钢渣球留下的筛网，蓄料仓的仓壁上还设有与筛网位置对应的供钢渣球从蓄料仓排出的排料ロ，对应蓄料仓的排水ロ处设有蓄水池，蓄水池与所述的冷却水池之间连接有用于将蓄水池中的水加压泵送入冷却水池的水管及水泵。
2.根据权利要求I所述的钢渣球生产设备，其特征在于所述池体的底面与水平面呈5°-30°坡度，并且池体的底面呈左右高中间低的内凹弧面或斜面。
3.根据权利要求I所述的钢渣球生产设备，其特征在于所述水管的管路中串接有净化水的过滤器。
4.根据权利要求广3中任意一项所述的钢渣球生产设备，其特征在于所述钢渣球生产设备还包括钢渣球筛分收集系统，钢渣球筛分收集系统包括输送机构、筛分机、包装机，输送机构对应设置于蓄料仓的排料ロ处，输送机构的输送行程分布设有用于对钢洛球干燥的干燥机构，输送机构的出料ロ处对应设有用于筛选钢渣球的筛分机，筛分机的出料ロ对应设有用于打包分装钢渣球的包装机。
5.根据权利要求4所述的钢渣球生产设备，其特征在于所述粒化系统包括上下分布的气体喷射机构、冷却液喷射机构，气体喷射机构包括提供高压气源的空气压缩机或风机、导引气流沿一定方向喷射的风箱，风箱具有进、出气ロ，空气压缩机或风机的出气ロ与风箱的进气ロ通过管道连通，其特征在干所述风箱的前端设有喷射面板，喷射面板上设有与风箱的出气ロ相通的喷嘴，喷射面板上自上而下设有两层以上、每层水平并列分布多个的喷嘴，且各层喷嘴与喷射面板的夹角自上而下逐层减缩小而呈扬起幅度逐渐増大的趋势。
6.根据权利要求5所述的钢渣球生产设备，其特征在于所述流槽装置包括设有多条延伸方向一致且水平并列分布的流道的槽体，每条流道自进ロ向出ロ由后向前延伸并相对于水平面具有自上而下逐渐降低的坡度，所述气体喷射机构的喷射面板上的每层中的喷嘴在水平方向上与流槽装置的流道数量相等且--对应，喷嘴在水平方向的宽度较流道宽度大20mm-50mm。
7.根据权利要求6所述的钢渣球生产设备，其特征在于所述喷嘴包括第一、ニ、三层喷嘴，第一层喷嘴的喷射方向与喷射面板垂直，第二层的喷射方向与喷射面板呈80°-85°夹角，第三层喷嘴的喷射方向与喷射面板呈75°-80°夹角，每层喷嘴之间的间距50mm-150mm。
8.一种钢渣球生产设备的水池冷却系统，其特征在于包括冷却水池、蓄料仓、蓄水池，冷却水池包括盛冷却水的顶部开ロ的池体，池体后端是与流槽装置的出口对应的进料端，池体前端的下部设有供水及钢渣球一井流出的出料ロ，池体底面呈相对于水平面自后向前逐渐降低的坡面，蓄料仓设于冷却水池的出料ロ对应位置，蓄料仓顶、底部的分别设有进料ロ、排水ロ，蓄料仓内在排水口上方设有容水流过而将钢渣球留下的筛网，蓄料仓的仓壁上还设有与筛网位置对应的供钢渣球从蓄料仓排出的排料ロ，对应蓄料仓的排水ロ处设有蓄水池，蓄水池与所述的冷却水池之间连接有用于将蓄水池中的水加压泵送入冷却水池的水管及水泵。
9.根据权利要求8所述的钢渣球生产设备，其特征在于所述池体的底面与水平面呈5°-30°坡度，并且池体的底面呈左右高中间低的内凹弧面或斜面。
10.根据权利要求8所述的钢渣球生产设备，其特征在于所述水管的管路中串接有净化水的过滤器。
专利摘要本实用新型公开了一种钢渣球生产设备及其水池冷却系统及冷却钢渣球的方法，冷却水池包括盛冷却水的顶部开口的池体，池体前端的下部设有供水及钢渣球一并流出的出料口，池体底面呈相对于水平面自后向前逐渐降低的坡面，蓄料仓内在排水口上方设有容水流过而将钢渣球留下的筛网，蓄料仓的仓壁上还设有与筛网位置对应的供钢渣球从蓄料仓排出的排料口，对应蓄料仓的排水口处设有蓄水池，蓄水池与所述的冷却水池之间连接有用于将蓄水池中的水加压泵送入冷却水池的水管及水泵。本实用新型的钢渣球生产设备的冷却水池系统可自动冲水排料并且其使用的冷却水可净化循环使用，生产能力大，成本低，能节约大量水资源。
文档编号C21B3/08GK202430237SQ201120479040
公开日2012年9月12日 申请日期2011年11月25日 优先权日2011年11月25日
发明者庞团结, 李华侨, 李坤遂, 王智伟, 闫焉服, 闫红星 申请人:河南科技大学