一种INBA高炉水渣处理装置的制作方法

本实用新型涉及一种压力和流量可控的INBA高炉水渣处理装置，属于高炉炉渣处理设备技术领域。

背景技术：

INBA法是一种高炉炉渣处理方法，这种方法将熔渣水淬后通过渣浆泵输入到转鼓实现脱水，最终获得水渣。INBA法水冲渣是保尔沃特公司的专利技术，设备布置紧凑，占地面积小，可以实现整个流程自动化机械化。水渣质量好，冲渣水闭路循环，水悬浮物少。泵和管路的磨损小，无爆炸危险，安全度高，渣中含铁度高时，该系统也能安全进行炉渣的粒化。

INBA法渣处理的基本工艺是：高炉产生的熔渣经渣沟进入粒化塔，冲渣水将熔渣迅速击碎，形成颗粒状水渣，渣、水混合物进入脱水转鼓，转鼓内的分配器将水渣平均分布至缓冲箱，经过提渣网将渣砂放置皮带工作面，再由皮带运出。提渣网将渣砂放置皮带的同时，水经过溢流槽进入清水池，经热水泵输送至冷水池，循环使用。大多数企业在使用INBA法处理炉渣时存在以下问题：（1）冲渣压力难以控制。压力太小，会产生大量泡渣，堵塞连接件、分配器等设备，严重时发生爆炸；压力太大，水渣粒度小，产生细渣和绵渣，一部分堵塞滤网，降低转鼓过滤能力，一部分会穿过滤网进入热水池，进而磨损冲渣泵、热水泵、底流泵、管道等设备。（2）冲渣泵、热水泵无变频控制情况下，冲渣管道热水管道流量不匹配，热水池、冷水池水位难以平衡。INBA法凉水池和热水池较小，合计水量只有900m³左右，如水量不平衡，就会造成一边水池抽干另一水池溢水，无法正常生产。（3）根据渣量、转矩自动调节转鼓转速，同时保证转鼓不溢水难以实现。一定的渣量或转矩下，转鼓转速慢，渣堆积在转鼓内，将转鼓压死无法转动；转速快，水过滤不净，皮带上带水带渣多，磨损滚筒、托辊、皮带等设备。（4）皮带机头吹扫管无法有效吹净皮带上粘渣，且腐蚀较为严重，更换频繁，更换吹扫管不得不停皮带，影响正常运输水渣，也增加了人工劳动强度。（5）蝶阀的密封性差，在阀门关闭时，水从蝶阀的缝隙流出，渣砂堆积在阀门处，时间一长，渣砂板结在管道下部，造成阀门开关困难，渣层不断增厚，堵塞管道。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种INBA高炉水渣处理装置，这种装置可以对冲渣压力进行控制，并可以使热水管道、冲渣管道流量相匹配，实现转鼓转速根据转矩自动调节，还可以改进吹扫效果，避免设备的损坏，减轻劳动强度。

解决上述技术问题的技术方案是：

一种INBA高炉水渣处理装置，它包括粒化塔、吹制箱、冲渣池、冲渣管道、出口方箱、转鼓、热水池、冷水池，吹制箱与粒化塔相连接，冲渣池位于吹制箱的下方，冲渣管道的出水口与吹制箱相连接，转鼓通过出口方箱与冲渣池相连接，热水池在转鼓的下方，热水池通过热水管道与冷水池相连接，冷水池与冲渣管道的入水口相连接，其改进之处是，它增加了泄压管道和平衡管道，泄压管道的一端连接在吹制箱外部连接的冲渣管道上，泄压管道的另一端与冲渣池相连接，泄压管道上安装手动泄压阀，平衡管道并联在热水管道上，平衡管道上安装有平衡阀，平衡阀与PID控制器相连接，在冷水池前方连接的热水管道上安装有热水流量计，在冷水池后方连接的冲渣管道上分别安装冲渣流量计和压力表。

上述INBA高炉水渣处理装置，所述冲渣管道为两条，两条冲渣管道平行，两条冲渣管道分别连接一条泄压管道，每条泄压管道上安装手动泄压阀。

上述INBA高炉水渣处理装置，所述热水管道中有三条热水支管，三条热水支管相并联，三条热水支管中分别安装有热水泵，三条并联热水支管的外侧两条热水支管中分别安装热水电动球阀，外侧两条热水支管分别并联一条平衡管道，平衡管道上安装有平衡阀，平衡阀与PID控制器相连接，两条外侧热水支管与中间热水支管的连接管道中分别安装有热水电动球阀，三条热水支管后方通过两条热水管道与冷水池相连接，两条热水管道分别连接在外侧两条热水支管与中间热水支管的连接处，在两条热水管道中分别安装热水流量计。

上述INBA高炉水渣处理装置，所述冷水池后方的冲渣管道中有三条冲渣支管，三条冲渣支管相并联，三条冲渣支管中分别安装有冲渣泵，三条并联冲渣支管的外侧两条冲渣支管中分别安装冲渣电动球阀，两条外侧冲渣支管与中间冲渣支管的连接管道中分别安装有冲渣电动球阀，三条冲渣支管后方与两条冲渣管道相连接，两条冲渣管道分别连接在外侧两条冲渣支管与中间冲渣支管的连接处，在两条冲渣管道中分别安装冲渣流量计和压力表。

上述INBA高炉水渣处理装置，在皮带机头安装的皮带吹扫装置由吹扫本体、进气管、排气管、排气阀、喷吹管、喷吹嘴、胶皮管、圆环条组成，吹扫本体为圆筒体，进气管和排气管分别焊接连接在吹扫本体的两端，进气管通过胶皮管与压缩空气管道相连接，用圆环条固定，排气管末端安装排气阀，多个喷吹管平行垂直焊接在吹扫本体的一侧，喷吹管的下部外壁上有螺纹，喷吹嘴的后部有螺孔与喷吹管的外壁螺纹相匹配，喷吹嘴的前端有喷冲孔，喷冲孔与皮带表面相对。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型在冲渣管道上增加了泄压管道、手动泄压阀和压力表，使冲渣压力能够控制在0.2~0.25Mpa，水渣粒度控制在2~3mm，避免产生泡渣和细渣；在热水管道上增加了平衡管道、平衡阀和热水流量计，在冲渣管道上增加了冲渣流量计，保证了两根热水管道流量分别和两根冲渣管道流量相匹配，维持了热水池和冷水池的水位平衡；设定了转鼓转矩--转速曲线，转速可以根据转矩大小自动调节，运行平稳，避免压停转鼓的同时，尽大可能实现渣水分离，减少渣中含水量，满足生产工艺要求；改进了皮带吹扫装置，设备寿命大大提高，返程皮带粘渣可以被吹扫干净，减少了托辊和滚筒的磨损。

本实用新型是INBA高炉水渣处理装置的首创，可以对冲渣压力进行控制，并可以使热水管道、冲渣管道流量相匹配，实现转鼓转速根据转矩自动调节，还可以改进吹扫效果，避免设备的损坏，减轻劳动强度。

附图说明

图1是现有INBA高炉水渣处理装置结构示意图；

图2是本实用新型的INBA高炉水渣处理装置机构示意图；

图3是吹扫装置的结构示意图；

图4是喷吹管和喷吹嘴的结构示意图。

图中标记为：粒化塔1、吹制箱2、冲渣池3、冲渣管道4、出口方箱5、挡水板6、转鼓7、皮带8、热水池9、热水管道10、热水支管11、热水泵12、热水电动球阀13、冷水池14、冲渣支管15、冲渣泵16、冲渣电动球阀17、泄压管道18、手动泄压阀19、平衡管道20、平衡阀21、热水流量计22、冲渣流量计23、压力表24、皮带吹扫装置25、吹扫本体26、进气管27、排气管28、排气阀29、喷吹管30、喷吹嘴31、喷冲孔32、胶皮管33、圆环条34。

具体实施方式

图1、2显示， INBA高炉水渣处理装置包括粒化塔1、吹制箱2、冲渣池3、冲渣管道4、出口方箱5、转鼓7、皮带8、热水池9、冷水池14。吹制箱2与粒化塔1相连接，冲渣池3位于吹制箱2的下方，冲渣管道4的出水口与吹制箱2相连接，转鼓7通过出口方箱5与冲渣池3相连接，热水池9在转鼓7的下方，热水池9通过热水管道10与冷水池14相连接，冷水池14与冲渣管道4的入水口相连接。

图2显示，在出口方箱5处增加了十字形挡水板6，十字形挡水板6为不锈钢材质，安装在出口方箱5内，以提高粒化塔1的冲渣池3水位。

图1、2显示，热水管道10中有三条热水支管11，三条热水支管11相并联，三条热水支管11中分别安装有热水泵12，三条并联热水支管11的外侧两条热水支管11中分别安装热水电动球阀13，两条外侧热水支管11与中间热水支管11的连接管道中分别安装有热水电动球阀13，三条热水支管11后方通过两条热水管道10与冷水池14相连接，两条热水管道10分别连接在外侧两条热水支管11与中间热水支管11的连接处。

图1、2显示，冷水池14后方的冲渣管道4中有三条冲渣支管15，三条冲渣支管15相并联，三条冲渣支管15中分别安装有冲渣泵16，三条并联冲渣支管15的外侧两条冲渣支管15中分别安装冲渣电动球阀17，两条外侧冲渣支管15与中间冲渣支管15的连接管道中分别安装有冲渣电动球阀17，三条冲渣支管15后方与两条冲渣管道4相连接，两条冲渣管道4分别连接在外侧两条冲渣支管15与中间冲渣支管15的连接处。

图2显示，在三条热水支管11的外侧两条热水支管11分别并联一条平衡管道20，平衡管道20上安装有平衡阀21，平衡阀21与PID控制器相连接，

图2显示，在三条热水支管11后方连接的两条热水管道10中分别安装热水流量计22，用于监测热水管道10中的流量。

图2显示，两条冲渣管道4与吹制箱2相连接，两条冲渣管道4上分别连接两条泄压管道18。泄压管道18直径为150mm，材质为稀土耐磨合金管，一端安装在冲渣管道4的正下方，另一端伸进粒化塔1内部1200mm，与冲渣池3相连接，泄压管道18上安装DN150手动泄压阀19，根据手动泄压阀19的开度，可调节冲渣压力，阀门开度越大，冲渣压力越小。通过增加泄压管道18和安装手动泄压阀19，可以控制冲渣管道4中的压力，在冲渣管道4中压力过大时进行泄压，使冲渣压力能够控制在0.2~0.25Mpa，水渣粒度控制在2~3mm，避免产生泡渣和细渣。

图2显示，在冷水池14后方连接的两条冲渣管道4中分别安装压力表24，用于监测冲渣管道4中的压力，配合泄压管道18的手动泄压阀19进行泄压。

图2显示，在冷水池14后方的两条冲渣管道4中分别安装冲渣流量计23，用于监测冲渣管道4中的流量。将两条热水管道10中的热水流量计22显示的流量与两条冲渣管道4中的冲渣流量计23显示的流量进行比较，通过对平衡管道20中的平衡阀21开度进行调节，保证了两条热水管道10的流量分别和两条冲渣管道4的流量相匹配，维持了热水池9和冷水池14的水位平衡。

图2显示，将冲渣管道4、热水管道10的电动蝶阀改为电动球阀，密封效果得到了改善，阀门使用寿命由原来的2个月延长到半年以上，降低了备件的消耗，同时避免了更换阀门作业影响高炉正常冲渣，保证了高炉正常生产。

图3、4显示，在皮带机头安装的皮带吹扫装置25由吹扫本体26、进气管27、排气管28、排气阀29、喷吹管30、喷吹嘴31、胶皮管33、圆环条34组成。吹扫本体26为圆筒体，进气管27和排气管28分别焊接连接在吹扫本体26的两端，进气管27通过胶皮管33与压缩空气管道相连接，用圆环条34固定，为压缩空气进口处。排气管28末端安装排气阀29，定期排气，排除管内杂质。多个喷吹管30平行垂直焊接在吹扫本体26的一侧，喷吹管30的下部外壁上有螺纹，喷吹嘴31的后部有螺孔与喷吹管30的外壁螺纹相匹配，喷吹嘴31的前端有喷冲孔32，喷冲孔32与皮带8表面相对。

使用时，压缩空气由胶皮管33进入吹扫管本体26，从26组喷吹管30和喷吹嘴31射出，压力为0.5~0.7Mpa，可以将返程皮带8渣砂吹扫干净。喷吹嘴31可以定期拆除下来，清理内部积渣，喷冲孔32摩擦变大时，只更换喷吹嘴31即可，不必更换整个皮带吹扫装置25。

本实用新型的使用方法如下：

冲渣压力控制工序：

a.打开冲渣支管15的外侧两条冲渣支管15中的两台冲渣泵16，中间冲渣支管15的冲渣泵16备用；

b.开启冲渣支管15的外侧两条冲渣支管15中的冲渣电动球阀17，同时关闭外侧两条冲渣支管15与中间冲渣支管15的连接管道中的冲渣电动球阀17；

c.观察两条冲渣管道4中的压力表24，如果此时压力在0.3Mpa以上，打开与冲渣管道4并联的泄压管道18上的手动泄压阀19，随着手动泄压阀19开度的增加，冲渣管道4中的压力开始降低，控制压力在0.2~0.25Mpa，在这个压力下不会产生泡渣和细渣，渣粒度为2~3mm，可正常生产。

冲渣流量控制工序：

d.冲渣压力控制在0.2~0.25Mpa时，观察两条冲渣管道4中的冲渣流量计23，冲渣流量计23显示为1100~1200m³/h时，打开三条并联热水支管11的外侧两条热水支管11中的热水泵12，中间热水支管11中的热水泵12备用，观察两条热水管道10的热水流量计22，热水流量计22显示为1200~1300m³/h，当热水管道10的热水流量计22的流量高于冲渣管道4的冲渣流量计23的流量10 m3/h以上时，平衡管道20中的平衡阀21在PID控制器的调节下打开；

热水管道10流量高于冲渣管道4流量越大，平衡阀21阀门开度越大，水量返回到热水管道10入口越多，热水管道10流量也就逐渐减小；热水管道10流量接近冲渣管道4流量时，平衡阀21阀门开度越小，水量返回到热水管道10入口越少，直至开度为零；两条热水管道10流量分别和两条冲渣管道4流量相匹配，冷水池14和热水池9水位也会平衡。

转鼓转速自动控制工序：

e.根据高炉渣量、转矩自动调节转鼓转速，具体函数关系式为： V=0.000011T² +0.00161T +0.28506（10≤T≤220），随着转鼓7转矩的提高，转速自动提高，避免压停转鼓7的同时，尽最大可能实现渣水分离，减少渣中含水量。

本实用新型的一个实施例如下：

热水管道10的直径为600mm；

冲渣管道4的直径为500mm；

泄压管道18为稀土耐磨合金管，直径为150mm；

手动泄压阀19为直径DN150的手动阀门；

平衡管道20为稀土耐磨合金管，直径为250mm；

平衡阀21的型号为D941H-1.0 DN250，PN1.0；

热水电动球阀13为DN500mm电动球阀；

冲渣电动球阀17为DN450mm电动球阀；

热水支管11的直径为500mm；

热水泵12的型号为BZ250S-60；

冲渣支管15的直径为450mm；

冲渣泵16的型号为BZ250S-60；

热水流量计22的型号为MFC50158140A205；

冲渣流量计23的型号为MFC45158110A105；

压力表24的型号为EJA438A-DASG2BB-AA10-92NA；

吹扫管本体26的直径为40mm，壁厚3mm，长度1300mm；

进气管27的直径为15mm；

排气管28的直径为15mm；

喷吹管30的直径为20mm，间隔25mm依次排列，共26组；

喷吹嘴31上部直径25mm，喷吹嘴31的喷冲孔32的直径为3mm。