本发明专利技术公开了一种液态高炉渣旋转切割破碎装置，属于冶金行业高炉渣处理技术领域。包括箱体，顶部开设进料口，侧面上部开设出料口，侧面底部开设进风口，内部形成用于高炉渣液旋转切割破碎的腔体；旋转切割单元包括电动机、变频器以及旋转切割扇叶，旋转切割扇叶伸入箱体内且位于进料口的下方；液态渣给料单元包括液态渣流道，液态渣流道前端配合有液态渣给料口；气力输送单元包括高压鼓风机或高压抽风机，高压鼓风机的出风口与所述进风口连接连通或高压抽风机风口与所述出风口连接连通，且出风口的轴线与重力方向相垂直。本发明专利技术的装置对液态高炉渣具有较好的粒化效果，冷却后的渣玻璃体含量高且粒度较小，有利于气力运输及余热回收。回收。回收。
【技术实现步骤摘要】
一种液态高炉渣旋转切割破碎装置
[0001]本专利技术属于冶金行业高炉渣处理
，更具体地说，涉及一种液态高炉渣旋转切割破碎装置。
技术介绍
[0002]钢铁工业是基础工业之一，同时也是高能耗、高排放行业，因此节能减排一直是钢铁行业技术的发展目标。21世纪以来，我国的钢铁工业迅速发展，2019年我国的粗钢产量为9.96亿吨，占全球粗钢产量的53.3％。随着钢铁产量的增加，产生的固体废弃物也越来越多，高炉熔渣是高炉炼铁的主要副产物，在高炉中各种原料及助溶剂经过冶炼后产生铁水和渣的混合物液，通过铁口排出高炉，在撇渣器作用下铁水和高炉渣分离，一般其温度在1350～1450℃。高炉渣中高温显热是钢铁工业中高品质的能源，每吨高炉渣所含热量达1.8GJ，折合标煤60kg，且每生产一吨生铁产生300～600kg高炉渣，2019年产生高炉渣约为2.43～4.86吨，回收高炉渣中高品质能源可极大促进我国节能减排工作的进行。
[0003]目前高炉渣的利用方式有很多，包括用于筑路、水泥、混凝土骨料、矿渣棉、和微晶玻璃等。中国有90％以上的高炉渣用于制作水泥。对高炉渣的综合利用不但能减少工业固体废弃物的污染、保护环境，而且能够创造出优质的产品，产生良好的经济效益。因此，对高炉渣的处理和再利用是实现我国钢铁行业绿色发展和循环经济的重要途径之一。
[0004]高炉渣的处理方式包括湿法水淬法和干渣法两种。水淬法就是将熔融状态的高炉渣倾倒于水中急速冷却，并使其在热应力作用下粒化。经水淬后得到的渣粒绝大部分(95％以上)为非晶态，是优良的水泥掺合料，这一途径实现了高炉渣的大宗消纳。但是湿法处理过程中大量水资源被浪费，无法回收高品质能源，此外成品渣含水量过大需要经过烘干才能利用，过程中增加了能源消耗。由于湿法存在上述的缺点，因此目前技术开发主要为干法处理技术工艺，代表性的为风淬法和离心粒化法。风淬法利用收缩喷嘴获得高速空气来冲击液态熔渣，熔渣被喷吹成细小颗粒随着气流向前运动，过程中空气与熔渣换热将热量储存在空气中，随后通过换热器；风淬法获得的颗粒渣粒径小、玻璃化率高，如中国专利CN101665845A，但其消耗较大的空气量才能完成上述目的，这使得热回收效率较低，此外该装置设备复杂能源消耗大。离心粒化法研究时间已久，半工业化试验也在多地实施，如中国专利CN108870994A，但运行中产生的颗粒渣粘黏在壁面导致无法连续运作，影响装置的效益。高炉渣处理方面如果一直采用水淬工艺，不仅会浪费大量的显热资源，而且随着对环境保护意识的加强水淬法产生的蒸汽白色污染会受到约束。
[0005]干法为余热回收处理高炉渣的主要方向，其研究在于离心粒化法、风淬法等；离心粒化法虽然能够回收高温熔渣中热量但其设备连续运作能力差，并且由于温度变化而改变粘度导致粒化不均的问题风淬法能源回收效率低，这都限制了干法处理高炉渣。干渣法是利用炉渣与空气等传热介质直接或间接接触，在不消耗新水的条件下进行热交换。目前干渣法还处于试验研究阶段，在世界上还没有形成工业化。
[0006]经检索，专利公开号为CN106423168A，公开日为2017年2月22日，专利技术名称为一种
液态高炉渣粒化制取焦油裂解催化剂的方法与装置，其特征在于装置包括锥形粒化器、喷洒装置和溢流式水冷壁，粒化前向熔渣中加入质量分数为10％～20％的铁矿粉，粒化过程中熔渣在锥形粒化器表面延展成薄膜，在高压射流的作用下风淬成小颗粒液滴，然后与破碎叶片发生碰撞被二次破碎，同时被螺旋上升的气流进一步风淬粒化，最后落到溢流式水冷壁表面与流动的水膜换热冷却。本专利技术装置采用离心粒化、机械破碎、风淬和水冷方式相结合，可实现液态熔渣的高效粒化与迅速换热，粒化渣粒输出过程中无相互粘结。
技术实现思路
[0007]1.要解决的问题
[0008]针对现有高炉渣采用水淬方式，耗水量大易造成环境污染的问题，本专利技术提供一种液态高炉渣旋转切割破碎装置，对液态高炉渣具有较好的粒化效果，冷却后的渣玻璃体含量高且粒度较小，有利于气力运输及余热回收。
[0009]2.技术方案
[0010]为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0011]本专利技术的液态高炉渣旋转切割破碎装置，包括：
[0012]箱体，其顶部开设有至少一个进料口，在其侧面上部开设有至少一个出料口，在其侧面底部开设有至少一个进风口，内部形成有用于高炉渣液旋转切割破碎的腔体；
[0013]旋转切割单元，其包括电动机、控制电动机的变频器以及通过联轴器、轴杆与电动机连接的旋转切割扇叶，所述旋转切割扇叶伸入所述箱体内且位于进料口的下方；
[0014]液态渣给料单元，其包括液态渣流道，所述液态渣流道前端配合有液态渣给料口，所述液态渣给料口与所述进料口相匹配；
[0015]气力输送单元，其包括至少一台高压风机，所述高压风机的出风口与所述进风口连接连通，且出风口的轴线与重力方向相垂直。
[0016]更进一步地，所述箱体为耐高温箱体，所述耐高温箱体外侧包裹有水冷壁，所述电动机和变频器均位于所述耐高温箱体外侧，避免了电动机处于高温环境中，提高了设备的使用寿命。此外，所述耐高温箱体由水冷壁包裹，利用水冷壁是对壁面进行降温处理，降低了高温液态渣处理过程中的高温安全隐患，同时通过箱体的设置防止热量损失过快，提高了装置的保温性能，从而提高了装置的余热回收效率。
[0017]更进一步地，所述电动机为三相交流高速电动机，最高转速为2800r/min，所述变频器可对电动机转速进行0
‑
2800r/min的无级变速控制，设备运行转速为n，n的取值范围为400
‑
2800r/min。由于实际生产过程中高炉排渣量不稳定，本专利技术通过变频器对电动机转速进行调节从而配合实际生产，最终得到粒度均匀的渣粒，有利于进一步的余热回收和材料化利用。
[0018]更进一步地，所述旋转切割扇叶的叶片为竖直叶片，叶片长度为L，L的取值范围为200
‑
1300mm，叶片间隔角度为α，α的取值范围为10
‑
180
°
，叶片数量为N，N的取值范围为2
‑
36枚叶片。旋转切割扇叶通过叶片将下落的高温液态渣切割成一个个小段，再利用高速旋转将液态渣快速甩出形成颗粒状的高炉渣，该方式通过切割过程解决了传统离心粒化装置出现的拉丝现象，有助于进一步的余热回收。
[0019]更进一步地，所述液态渣流道的开口宽度为D，D的取值范围为100
‑
200mm，所述液
态渣流道开口方向与水平方向夹角为β，β的取值范围15
‑
45
°
，通过液态渣给料口的开口宽度控制液态渣下落的厚度，与旋转切割单元的转速、叶片数量配合，形成粒化程度较好的液态渣，有助于进一步的换热。
[0020]更进一步地，所述箱体底部开设有落渣口，所述落渣口靠近所述进风口。将粒径较大质量较大的渣粒由落渣口落下，防止设备堵塞；通过气本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种液态高炉渣旋转切割破碎装置，其特征在于，包括：箱体(10)，其顶部开设有至少一个进料口(11)，在其侧面上部开设有至少一个出料口(12)，在其侧面底部开设有至少一个进风口(13)，内部形成有用于高炉渣液旋转切割破碎的腔体(14)；旋转切割单元(20)，其包括电动机(21)、控制电动机(21)的变频器(22)以及通过联轴器(23)、轴杆(24)与电动机(21)连接的旋转切割扇叶(25)，所述旋转切割扇叶(25)伸入所述箱体(10)内且位于进料口(11)的下方；液态渣给料单元(30)，其包括液态渣流道(31)，所述液态渣流道(31)前端配合有液态渣给料口(32)，所述液态渣给料口(32)与所述进料口(11)相匹配；气力输送单元(40)，其包括至少一台高压风机(41)，所述高压风机(41)的出风口与所述进风口(13)连接连通，且出风口的轴线与重力方向相垂直。2.根据权利要求1所述的液态高炉渣旋转切割破碎装置，其特征在于，所述箱体(10)为耐高温箱体(10)，所述耐高温箱体(10)外侧包裹有水冷壁(16)，所述电动机(21)和变频器(22)均位于所述耐高温箱体(10)外侧。3.根据权利要求2所述的液态高炉渣旋转切割破碎装置，其特征在于，所述电动机(21)为...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈光，陈琰炜，张璐，包向军，徐朝成，张秋波，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：
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