一种余热回收的高炉渣旋流处理装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种余热回收的高炉渣旋流处理装置，属于钢铁冶金行业中的高炉渣处理工艺领域。本实用新型专利技术的处理装置，包括：筒体，高炉渣自筒体顶部落入，由筒体底部排出；旋流冷却单元，旋流冷却单元用于对落入筒体内的高炉渣进行冲击，使得高炉渣贴着筒体的内壁呈螺旋线状下降。本实用新型专利技术显著减少了冷却水量的消耗，有效提高了余热回收效率。

A swirling treatment device for waste heat recovery of blast furnace slag

The utility model discloses a waste heat recovery cyclone treatment device for blast furnace slag, which belongs to the field of blast furnace slag treatment technology in iron and steel industry. The treatment device of the utility model includes: the cylinder body, the blast furnace slag from the top of the barrel and the bottom of the barrel, the swirling cooling unit and the swirling cooling unit used to impact the blast furnace slag in the barrel, so that the inner wall of the blast furnace slag is spirally linear. The utility model significantly reduces the consumption of cooling water and effectively improves the recovery efficiency of waste heat.

【技术实现步骤摘要】
一种余热回收的高炉渣旋流处理装置
本技术涉及钢铁冶金行业中的高炉渣处理工艺，更具体地说，涉及一种余热回收的高炉渣旋流处理装置。
技术介绍
在生产铁水的同时，高炉还产出大量的液态高炉渣。液态高炉渣出炉温度在1400～1500℃，蕴含着很高的热能，每吨液态高炉渣蕴含的热量相当于约64kg标准煤所含的热量，属于高品位的余热资源，具有很高的回收利用价值。同时高炉渣是一种性能良好的硅酸盐材料，可以作为生产建筑材料和化肥的原料。急冷处理后的高炉渣具有潜在的水硬胶凝性能，是优良的水泥原料，因此国内外各研发机构在借鉴前人经验的基础上争相针对高炉渣的显热回收及其渣的资源化利用展开研究。现有的水淬高炉渣工艺，会形成大量低品质的温水及饱和蒸气，但很难被回收利用，且其中大约15％的冲渣水会蒸发吸热变成水蒸气而放散掉，不仅造成了能量和水资源的浪费，同时水蒸气中含有大量有害物质，严重污染环境。因此研究高炉渣的新型回收方法成为该领域的一个新研究课题，目前，国内外均已开展了该项研究，并设计了转杯式成渣工艺、滚筒式成渣工艺、喷吹散射工艺和钢球成渣工艺，具体如下。转杯式成渣工艺：液态高炉渣通过注渣管流入位于中心的旋转气流粒化器，在旋转杯的边缘，液态渣在离心力的作用下甩出粒化，在旋转杯的边周围同时引入环形空气射流，使液态渣薄膜产生不稳定的波动，以促进液态渣的破碎。高温渣粒撞击内壁，与外壁冷却水管中冷却水进行热交换，粒化渣反弹至初级流化床内，与流化空气和埋在床层内的换热管道进行热交换，约回收43％热量。随后，渣粒溢出至二级流化床内，约回收20％热量。最后，炉渣通过排渣槽排出，热空气出口温度达400～600℃，进入余热回收系统加以利用。该工艺的优点是渣粒冷却速度快，粒化中玻璃相大于90％；缺点是工艺回收设备较复杂，水冷壁易沾渣，空气消耗大导致动力消耗大。滚筒式成渣工艺：滚筒式冷渣器由传热滚筒、进渣装置、出渣装置、转动机构、冷却水系统及控制装置等组成。它由两个直径不等的内外钢筒套装在一起，并构成封闭的水环形空腔，在内筒内壁焊接螺旋状叶片，在螺旋叶片间密布纵向叶片。在滚筒的转动下，锅炉排渣在螺旋叶片形成的沟槽内流动，并沿滚筒轴线方向向冷渣器出口移动。该工艺的优点是安装方便，易操作，对渣粒度要求不严，可靠性高，设备造价低，运行电耗低；缺点是长期运行容易发生旋转接头轴向偏移，螺旋肋片(导流片)易损坏，出渣量及出渣温度有时不能达到设计值，旋转接头易漏水。喷吹散射工艺：日本新日铁建立了专门进行高炉渣热量回收的工厂，将液态渣倒入倾斜的渣沟中，渣沟下设鼓风机，液渣从渣沟末端流出时与鼓风机吹出的高速空气流接触后迅速粒化并被吹到换热器内，渣在运行过程中从液态迅速凝结成固态，通过辐射和对流进行热交换，渣温从1500℃降到1000℃。渣在热交换器内冷却到300℃左右后，通过传送带送到储渣槽内。该工艺的优点是热回收率高(40～45％)、各项性能参数均比水冲渣好；缺点是风量大、动力消耗大，喷吹散射得到的粒化渣的颗粒直径分布范围较宽，不利于后续处理。钢球成渣工艺：俄罗斯文献号RU2018494专利公开了一种《渣处理方法及实施装置》，该方法是将液态炉渣注入装置的滚筒内，当炉渣与置于滚筒内的钢球接触时被急冷，炉渣由液态转成脆状可塑态并凝固在球体表面，由于球体的运动和彼此碰撞，炉渣被破碎成700℃左右粒状的固态渣，固态渣连续输送到气渣热交换器内与循环气体进行热交换。NKK公司则将熔融的高炉渣通过管道进入2个转鼓之间，转鼓连续转动将渣挤压形成一层薄渣片，转鼓内通入交换气体冷却渣，热气体回收用于发电、供暖等。该工艺的优点是冷却速度快，成渣速度快；缺点是工艺步骤复杂、故障率高、成本高，滚筒易磨损、高温变形。上述四种高炉渣处理工艺已经比较成熟，但相对于传统的水淬高炉渣工艺，其工艺过程仍旧比较复杂，设备制造成本及运行成本较高。现有技术中已提出相对简化的高炉渣处理工艺，例如专利公开号：CN101429578A，公开日：2009年05月13日，专利技术创造名称为：高钛型脱硫高炉渣的处理方法，该申请案公开了一种可减少烟尘产生量的高钛型脱硫高炉渣的处理方法，具体为：使用立体水幕对高钛型脱硫高炉渣进行喷淋；该申请案的高钛型脱硫高炉渣的处理方法，可将高钛型脱硫高炉渣的烟尘量降低50％以上，喷淋过程中无爆炸现象发生，操作安全得到保障。但是该申请案的缺点在于：难以回收高炉渣处理过程中产生的高品质热源、蒸气，且用水量较大。为了有效回收高炉渣处理过程中产生的高品质热源、蒸汽，本专利技术的申请人已提出相应的高炉渣处理工艺，具体为专利公开号：CN106435068A，公开日：2017年02月22日，专利技术创造名称为：一种基于高温渣余热回收的高炉熔渣干法处理装置，该申请案公开的处理装置包括：炉渣处理箱，高炉渣自炉渣处理箱顶部落入；冷却单元，冷却单元包括在炉渣处理箱内部形成水柱来对落下的高炉渣进行冲击、冷却的机构。冷却单元包括喷头，喷头包括用于喷射出水柱的水柱喷头；炉渣处理箱内相对的两个侧面上上、下交错布置数层水柱喷头，使得相应位置落下的高炉渣沿“之”字形路线下落。该申请案提供了一种相对简化的基于高温渣余热回收的高炉熔渣干法处理装置，且能有效回收高炉渣处理过程中产生的蒸气。但是该申请案的缺点在于：在炉渣处理箱内部形成水柱来对落下的高炉渣进行冲击、冷却，消耗的冷却水量相对较多，余热回收效率相对较低。综上所述，如何设计一种冷却水量消耗较少，余热回收效率相对较高的高炉渣处理装置，是现有技术中亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1.技术要解决的技术问题本技术的目的在于克服现有高炉渣处理工艺冷却水消耗量相对较多，余热回收效率相对较低的不足，提供了一种余热回收的高炉渣旋流处理装置，显著减少了冷却水量的消耗，有效提高了余热回收效率。2.技术方案为达到上述目的，本技术提供的技术方案为：本技术的余热回收的高炉渣旋流处理装置，包括：筒体，高炉渣自所述筒体顶部落入，由所述筒体底部排出；旋流冷却单元，所述旋流冷却单元用于对落入筒体内的高炉渣进行冲击，使得高炉渣贴着筒体的内壁呈螺旋线状下降。作为本技术更进一步的改进，所述旋流冷却单元包括第一喷嘴，该第一喷嘴位于筒体顶部的下方，第一喷嘴的喷口正对自所述筒体顶部落下的高炉渣。作为本技术更进一步的改进，所述旋流冷却单元还包括若干个第二喷嘴，所述若干个第二喷嘴位于第一喷嘴下方，第二喷嘴喷口的中轴线与对应位置筒体的外表面相切。作为本技术更进一步的改进，所述第一喷嘴为水柱喷嘴，所述第二喷嘴为水雾喷嘴。作为本技术更进一步的改进，所述筒体的底部连接有孔径自上而下渐缩的渐缩通道，该渐缩通道的内壁上设置有螺旋导槽。作为本技术更进一步的改进，所述第一喷嘴包括喷口管和扩流体；所述喷口管包括等径段和扩张段，所述等径段为直管，所述扩张段为孔径渐扩的渐扩管，所述等径段与扩张段孔径较小的一端连通；所述扩流体设置于等径段内部，扩流体上设有沿着等径段长度方向的贯通孔；所述扩流体由第一半椭球部和第二半椭球部组合而成，第一半椭球部的长轴与第二半椭球部的短轴相重合，第一半椭球部的长轴与等径段的长度方向相垂直；所述第一半椭球部靠近扩张段所在方向。作为本技术更进一步的改进，还包括：熔渣槽和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种余热回收的高炉渣旋流处理装置，其特征在于，包括：筒体(7)，高炉渣自所述筒体(7)顶部落入，由所述筒体(7)底部排出；旋流冷却单元，所述旋流冷却单元用于对落入筒体(7)内的高炉渣进行冲击，使得高炉渣贴着筒体(7)的内壁呈螺旋线状下降。

【技术特征摘要】
1.一种余热回收的高炉渣旋流处理装置，其特征在于，包括：筒体(7)，高炉渣自所述筒体(7)顶部落入，由所述筒体(7)底部排出；旋流冷却单元，所述旋流冷却单元用于对落入筒体(7)内的高炉渣进行冲击，使得高炉渣贴着筒体(7)的内壁呈螺旋线状下降。2.根据权利要求1所述的余热回收的高炉渣旋流处理装置，其特征在于：所述旋流冷却单元包括第一喷嘴(3)，该第一喷嘴(3)位于筒体(7)顶部的下方，第一喷嘴(3)的喷口正对自所述筒体(7)顶部落下的高炉渣。3.根据权利要求2所述的余热回收的高炉渣旋流处理装置，其特征在于：所述旋流冷却单元还包括若干个第二喷嘴(4)，所述若干个第二喷嘴(4)位于第一喷嘴(3)下方，第二喷嘴(4)喷口的中轴线与对应位置筒体(7)的外表面相切。4.根据权利要求3所述的余热回收的高炉渣旋流处理装置，其特征在于：所述第一喷嘴(3)为水柱喷嘴，所述第二喷嘴(4)为水雾喷嘴。5.根据权利要求3所述的余热回收的高炉渣旋流处理装置，其特征在于：所述筒体(7)的底部连接有孔径自上而下渐缩的渐缩通道，该渐缩通道的内壁上设置有螺旋导槽(6)。6.根据权利要求3所述的余热回收的高炉渣旋流处理装置，其特征在于：所述第一喷嘴(3)包括喷口管(301)和扩流体(302)；所述喷口管(301)包括等径段(3011)和扩张段(3012)，所述等径段(3011)为直管，所述扩张段(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈光，包向军，李显宝，程灿，钱钱，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：新型
国别省市：安徽,34