渣?；到y(tǒng)和操作方法
【專利摘要】一種渣?；b置，包括：渣?；皇?；用于霧化熔渣的旋轉(zhuǎn)霧化造粒器(5，6)，所述造粒器安裝在所述粒化腔室中；以及空氣供給器(33)，用于在所述渣被霧化之前將空氣供給到熔渣(9)。所述系統(tǒng)還包括渣輸送機(jī)構(gòu)，用于將渣輸送到所述?；皇?。所述渣輸送機(jī)構(gòu)包括連接到所述粒化腔室的渣入口的管道，并且所述系統(tǒng)還包括安裝在所述管道內(nèi)部的空氣噴槍?？諝夤┙o器聯(lián)接到所述噴槍的遠(yuǎn)離所述?；皇业亩瞬?，并且所述噴槍具有遠(yuǎn)離所述空氣供給器的穿孔部，由此空氣被供給到熔渣。
【專利說明】渣?；到y(tǒng)和操作方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種特別用于干渣?；木哂袩峄厥盏脑；到y(tǒng)和操作方法。

【背景技術(shù)】
[0002]渣料可以是任何類型的，例如，金屬化的，如鐵；金屬氧化物，如二氧化鈦；非金屬，如作為金屬生產(chǎn)工藝副產(chǎn)品產(chǎn)生的渣；或它們的混合物。在源自金屬生產(chǎn)工藝的渣的示例中。
[0003]在常規(guī)的干渣?；校墼鼜母郀t經(jīng)由連接到渣道的管道被輸送到位于?；皇抑械男D(zhuǎn)盤。?；皇业拇笮∪Q于使粒化渣充分冷卻使得當(dāng)顆粒碰撞在壁上時(shí)，顆粒不會粘附到腔室的壁上所需的距離。在高爐出鐵場中總是非常需要一空間，所以，希望能夠減小粒化腔室的整體尺寸。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，一種渣?；到y(tǒng)，包括渣?；b置，所述渣?；b置包括:渣?；皇遥挥糜陟F化熔渣的旋轉(zhuǎn)霧化造粒器，所述造粒器安裝在所述粒化腔室中；以及空氣供給器，用于在所述渣被霧化之前將空氣供給到熔渣中，其中所述系統(tǒng)還包括渣輸送機(jī)構(gòu)，用于將渣輸送到所述?；皇?，其中所述渣輸送機(jī)構(gòu)包括連接到所述粒化腔室的渣入口的管道，并且其中所述系統(tǒng)還包括安裝在所述管道內(nèi)部的空氣噴槍(air lance)、聯(lián)接到所述噴槍的遠(yuǎn)離所述粒化腔室的端部的空氣供給器和遠(yuǎn)離所述空氣供給器的噴槍穿孔部，由此空氣被供給到熔渣。
[0005]到熔渣的空氣供給迅速膨脹，以提高對渣的霧化。
[0006]優(yōu)選地，流量控制裝置可移動地安裝在所述空氣噴槍上。
[0007]優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括聯(lián)接到所述渣輸送機(jī)構(gòu)的中間包和安裝在所述中間包中的流量控制裝置。
[0008]優(yōu)選地，渣輸送管道的出口端與旋轉(zhuǎn)霧化造粒器的上表面的分隔小于40mm。
[0009]這促進(jìn)渣流到造粒器盤上并防止熔渣的彈跳(bouncing)，熔渣的彈跳可能發(fā)生在有大的下降的情況下。
[0010]優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括處理空氣供給入口 ；處理空氣提取出口 ；和熱回收機(jī)構(gòu)。
[0011]所述系統(tǒng)可以具有熱回收功能以及造粒功能，通過熱回收功能，在造粒工藝期間流過熔渣外表面的處理空氣被加熱，并且可回收熱量。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，一種在渣粒化裝置中操作渣?；に嚨姆椒?，所述渣粒化裝置包括渣?；皇液桶惭b在所述粒化腔室中的旋轉(zhuǎn)霧化造粒器，所述方法包括:將空氣供給到熔渣流；在粒化腔室中粒化熔渣；將包括管道的渣輸送機(jī)構(gòu)連接到?；皇业脑肟冢⑼ㄟ^管道將熔渣供給到渣粒化腔室；將空氣噴槍安裝在管道內(nèi)部；將空氣供給器聯(lián)接到噴槍的遠(yuǎn)離?；皇业亩瞬?；以及經(jīng)由遠(yuǎn)離空氣供給器的噴槍穿孔部將空氣供給到熔渣。
[0013]優(yōu)選地，所述方法還包括:測量盤的旋轉(zhuǎn)速度；測量?；臉悠返闹睆?；比較測量直徑與給定旋轉(zhuǎn)速度下的預(yù)期直徑；以及作為響應(yīng)，調(diào)整空氣進(jìn)入熔渣的流率。
[0014]通過供給空氣使渣膨脹允許降低杯速度，并在更短距離上有更長的飛行時(shí)間，從而減小了系統(tǒng)的整體尺寸，但是過大的粒狀渣顆粒尺寸可能導(dǎo)致顆粒中心不是玻璃狀的，所以必須相應(yīng)地調(diào)整氣流。
[0015]優(yōu)選地，所述方法還包括:使處理空氣流過?；皇乙岳鋮s?；?；以及在熱回收設(shè)施中從處理空氣提取熱量。
[0016]優(yōu)選地，所述方法還包括:使流量控制裝置移動通過一些位置，以控制通過渣輸送機(jī)構(gòu)的渣流率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]現(xiàn)在將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的渣?；到y(tǒng)和操作方法的示例，附圖中:
[0018]圖1示出了具有熱回收的干渣粒化裝置；
[0019]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的具有熱回收的干渣粒化裝置；
[0020]圖3a和3b詳細(xì)示出了與本發(fā)明一起使用的止動器裝置；
[0021]圖4a和4b詳細(xì)示出了本發(fā)明的實(shí)施例；
[0022]圖5a和5b詳細(xì)示出了與本發(fā)明一起使用的氣源；
[0023]圖6示出了在圖1裝置中?；陂g控制渣流率的方法。

【具體實(shí)施方式】
[0024]在?；墼某Ｒ?guī)干燥方法中，渣從渣道排出到旋轉(zhuǎn)霧化器裝置，旋轉(zhuǎn)霧化器裝置可以是平盤或淺杯或盤的形式。渣在盤的邊緣被霧化，得到的渣滴部分地冷卻至使它們具有足夠堅(jiān)固的外殼而在與周圍的傾斜水冷壁碰撞時(shí)不會發(fā)生粘附的程度。在碰撞之后，渣落入空氣冷卻床中，在空氣冷卻床中，在排出之前進(jìn)行進(jìn)一步冷卻。
[0025]然而，希望能夠降低?；皇业某叽?，并且提高渣?；陂g的霧化有效性。
[0026]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的具有熱回收的干渣粒化裝置。旋轉(zhuǎn)霧化造粒器包括通常是盤或碟的旋轉(zhuǎn)元件5，并安裝在?；皇?3中，旋轉(zhuǎn)元件沿箭頭7的方向在驅(qū)動軸6上旋轉(zhuǎn)。一系列空氣入口 10和空氣出口 11提供了使氣流通過?；皇?3到達(dá)熱交換器12以用于熱回收的路徑。該腔室具有水冷壁15和冷卻床16。如本示例所示，豎直的耐火材料襯里的渣輸送管道4經(jīng)由中間包2的出口 3聯(lián)接，接收來自渣道8的渣9。安裝在管道4內(nèi)的是連接到空氣供給器(未示出)和控制器18的空氣噴槍14，控制器控制空氣向噴槍的供給。在噴槍的遠(yuǎn)離空氣供給器的端部，空氣噴槍的穿孔部34允許空氣進(jìn)入渣9。
[0027]圖3至圖5可用于干渣?；到y(tǒng)中的特征，該干渣?；到y(tǒng)如關(guān)于圖1和圖2所述，具有或不具有在這些圖中所示的熱回收。該系統(tǒng)包括渣供給器，渣供給器通常經(jīng)由渣道8從高爐(未示出)至耐火材料襯里的渣輸送管道4。中間包或槽2可以用來幫助調(diào)節(jié)供給，或者渣道可以直接供給到輸送管道。圖l、2、3a、3b、4a和4b的示例均示出了中間包，但如果不需要流率控制，則可以省略。
[0028]圖3a示出了可以與本發(fā)明的系統(tǒng)一起使用的流量控制的基本示例，其中，中間包2的渣9被饋送通過渣輸送管道4，到達(dá)位于渣粒化腔室中的旋轉(zhuǎn)霧化造粒器的旋轉(zhuǎn)盤5。盤沿箭頭7的方向關(guān)于軸6旋轉(zhuǎn)。該示例還示出了在?；陂g，經(jīng)由一段渣輸送管道用空氣供給器給熔渣通氣以改進(jìn)霧化效率的可選方案。經(jīng)由柔性管道(未示出)來自壓縮機(jī)管道的外部壓縮空空氣供給器通過管道的多孔部31被提供給熔渣，多孔部可以處在鄰近造粒器的端部，并遠(yuǎn)離熔渣源?？諝饪梢越?jīng)由如圖3a和3b所示的多孔塞或經(jīng)由徑向注入孔注入渣流中。渣輸送裝置的端部與旋轉(zhuǎn)霧化造粒器的上表面的距離通常小于40mm，以防止熔渣在撞擊造粒器時(shí)發(fā)生彈跳。圖3b示出了在下面更詳細(xì)描述的渣流率控制裝置如何并入?；到y(tǒng)中，在控制器18的控制下，止動器17可以通過桿14移動，如圖1所示?？蛇x的止動器桿完全獨(dú)立于空氣注入方法。
[0029]圖4a和4b示出根據(jù)本發(fā)明的結(jié)合了渣空氣供給機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)。圖4a示出壓縮空氣注入噴槍32，其允許空氣從壓縮機(jī)經(jīng)由管道33和噴槍32被弓丨導(dǎo)，并注入渣輸送管道4中的渣流中心。這可以經(jīng)由多孔部34裝配在管道的最靠近旋轉(zhuǎn)霧化裝置的端部，或者可替代地，除了多孔塞或端孔，噴槍可以具有沿其長度分布的小孔，通過小孔，空氣被注入渣中，或者噴槍僅在最靠近造粒器的端部處具有孔。壓縮空氣經(jīng)由位于噴槍頂部的供給管線33供給，并且可以通過控制器18來控制。在圖4b的示例中，空氣注入噴槍32與可選的流量控制裝置17結(jié)合，流量控制裝置安裝在噴槍上，以控制到渣輸送管道4的渣流速。盡管示出為止動器和桿，但是還可以使用如關(guān)于圖1描述的其它類型的流量控制。該結(jié)構(gòu)使得注入噴槍32和止動器17可例如通過止動器在注入噴槍上的滑動而移動。來自遠(yuǎn)程供給器33的空氣向上被注入噴槍32，并且通過端部34進(jìn)入渣流9。所述端部可以是敞開端部，或者優(yōu)選地采用多孔塞的形式。可替代地，噴槍可以具有封閉端部，具有一系列徑向孔來代替多孔塞，或者孔可以位于噴槍端部處的盲板中。優(yōu)選的形式取決于渣的預(yù)期應(yīng)用和設(shè)計(jì)流率。
[0030]在圖5a中，示出了將空氣供給到渣的另一機(jī)構(gòu)?？梢越?jīng)由渣輸送管道直接給霧化器的旋轉(zhuǎn)盤5供給渣，，旋轉(zhuǎn)盤可選地包括流量控制裝置，流量控制裝置都沒有示出。盡管空氣可以直接供給到造粒器的邊緣，或者渣輸送管道中，但是在本示例中，壓縮空氣通過多孔塞35輸送到旋轉(zhuǎn)霧化器的頂部，而不是渣輸送管道中。多孔塞可以具有與旋轉(zhuǎn)盤相同的直徑，并且空氣可以被輸送到旋轉(zhuǎn)裝置的多孔塞的頂部、中心、邊緣或者整個(gè)頂表面?？諝饪梢怨┙o通過旋轉(zhuǎn)支撐件6中的通道36。優(yōu)選實(shí)施例是經(jīng)由旋轉(zhuǎn)支撐件6中的通道36供給空氣使之通過其它金屬旋轉(zhuǎn)碟38的中央多孔耐火墊37(在圖5b中示出)。
[0031]由于空氣離開空氣管道且快速獲得渣溫度時(shí)會膨脹，所以向渣輸送管道中的熔渣供給空氣增強(qiáng)了霧化。雖然隨著空氣向下行進(jìn)到噴槍或其它輸送系統(tǒng)，空氣溫度上升到一定程度，但是空氣仍比渣要冷得多。在注入渣時(shí)，空氣迅速膨脹，從而增強(qiáng)了對渣的霧化，并且空氣迅速達(dá)到與渣的平衡溫度。如前所述，在渣滴與?；皇业谋诒砻?與旋轉(zhuǎn)盤相距一定距離)接觸之前，渣滴必須得到幾乎硬性表面，以避免粘附到該表面。對于相同的渣滴尺寸，因注入的空氣而增強(qiáng)的霧化允許旋轉(zhuǎn)霧化裝置以較低的速度進(jìn)行操作，從而減少了渣滴飛行中冷卻所需的距離。，這允許傾斜的造粒器腔室壁定位成更靠近旋轉(zhuǎn)霧化器，從而得到直徑更小的腔室，需要更少的空氣用于?；幚恚⑶以诹；到y(tǒng)空氣出口管11處獲得更高的空氣溫度(如果使用熱回收機(jī)構(gòu)12的話)。確定空氣供給是否正確可以包括:測量盤的旋轉(zhuǎn)速度和平均渣粒直徑；將測量的直徑與預(yù)期的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行比較；以及相應(yīng)地調(diào)整空氣供給。
[0032]使用如在我們共同未決的專利參考GB 1221121.5中描述的流量控制裝置來控制熔渣到旋轉(zhuǎn)元件上的流速可以額外地與本發(fā)明一起使用。當(dāng)一起使用圖3a和4a的實(shí)施例和流量控制裝置時(shí)，得到更可控的渣流的優(yōu)點(diǎn)，從而防止空氣進(jìn)入渣輸送管道，這降低了熱空氣的損失，提高了熱回收效率。即使沒有這種特征，本發(fā)明也通過將空氣引入?；^程中而改進(jìn)了對渣的霧化。在圖3、4和5的示例中，可以在沒有流量控制裝置的情況下進(jìn)行操作，但是具有本發(fā)明的霧化增強(qiáng)。類似地，盡管相對于具有熱回收的干渣粒化裝置描述了各示例，但是這些示例還可以用于不熱回收機(jī)構(gòu)的簡單的干渣粒系統(tǒng)中。將空氣注入熔渣中的各示例可以單獨(dú)或組合地使用。
[0033]典型的干渣?；b置的設(shè)計(jì)使得離開?；鈿さ目諝鉁囟茸銐蚋?，以允許有用的熱回收，采取熱處理空氣的形式進(jìn)行干燥等或用于產(chǎn)生蒸汽。反過來，蒸汽可以用于發(fā)電。在高爐渣的情況下，顆粒具有非常高比例的玻璃狀渣，使得適用于水泥生產(chǎn)。
[0034]尤其當(dāng)造粒器直接連接到爐渣道的端部時(shí)，為了允許渣流率變化，將渣引導(dǎo)到旋轉(zhuǎn)盤上的耐火材料襯里的渣輸送管道通常是超大的。因此，輸送管道不能充分地運(yùn)行。造粒器腔室通常在正壓力下運(yùn)行，導(dǎo)致熱空氣損失和熱回收減少。類似地，如果造粒器腔室在抽吸下運(yùn)行，則冷空氣會被吸入，導(dǎo)致回收熱量的類似損失。在這兩種情況下，熱損失的大小取決于工作腔室壓力和渣輸送管道的自由空間。
[0035]如在我們共同未決的專利申請參考GB 1221121.5和GB 1221126.4以及圖1的示例中描述的，旋轉(zhuǎn)霧化造粒器包括通常是盤或碟的旋轉(zhuǎn)元件5，并安裝在粒化腔室13中，旋轉(zhuǎn)元件沿箭頭7的方向關(guān)于驅(qū)動軸6旋轉(zhuǎn)?？諝馊肟?10和出口 11提供了使氣流通過粒化腔室13到達(dá)熱交換器12的路徑。該腔室具有水冷壁15和冷卻床16。豎直的耐火材料襯里的渣輸送管道4經(jīng)由中間包2的出口 3聯(lián)接，接收來自渣道8的渣9。流量控制裝置I在本示例中是錐形塞形式的止動器桿，可移動地安裝在中間包中。
[0036]可移動的錐形塞調(diào)節(jié)流率，使得當(dāng)渣開始凝固時(shí)，允許更多的流量，以防止固化的渣堵塞管道。高流率通常處于每分2至6噸的范圍內(nèi)。
[0037]通過在渣的干法粒化期間施加渣流量控制，流率控制還改進(jìn)了熱回收工藝的效率。通過使用流量控制裝置控制渣流，形成了流量控制裝置I和中間包出口 3之間的渣密封，從而防止空氣通過渣輸送管道4，避免了熱空氣從?；皇业膿p失，或者冷空氣進(jìn)入腔室。流量控制裝置定位在中間包2的出口 3上方，中間包通常為耐火材料襯里的，含有熔渣3。圖1所示流量控制裝置I采取連接到止動器17 (該示例中，止動器是錐體的平截頭體)的致動器桿14的形式，但是還可以使用流量控制裝置的其它形狀來減少渣的橫截面，以便形成渣密封。中間包2的出口3和管道4通常也為耐火材料襯里的。熔渣9從管道4輸送到旋轉(zhuǎn)元件5。在旋轉(zhuǎn)元件5的邊緣，渣被霧化。耐火材料襯里的管道4設(shè)計(jì)為傳送最大設(shè)計(jì)渣流率到旋轉(zhuǎn)元件5。渣性能，如頭計(jì)算、渣的深度到開口的尺寸和橫截面可以用來確定這一點(diǎn)，但由于渣凝固在管道中，橫截面發(fā)生變化，因此需要過大的管道。通過提升桿14來移動止動器17使之遠(yuǎn)離中間包出口 3允許增加的渣流穿過管道4。流量控制裝置I被約束成在控制系統(tǒng)18的影響下移動，以維持中間包2中的渣水平，從而提供了密封，以防止空氣通過管道4。
[0038]當(dāng)使用例如罩燃燒器(未示出)和高爐氣加熱渣的表面時(shí)，渣表面的溫度得以保持，以防止形成凝固渣的外皮，但允許在止動器和中間包中的熔渣之間形成渣密封。然后，中間包中的水平傳感器(未示出)可以用于給控制器提供數(shù)據(jù)。隨著水平下降到其最低可允許水平，止動器移動得更靠近出口 3，以防止空氣通過止動器。隨著水平增加，止動器17可進(jìn)一步移動遠(yuǎn)離出口而不破壞渣密封，然后可用于控制渣流率。在沒有加熱中間包中的渣表面的情況下，形成渣外皮會使水平傳感器無效。在這種情況下，中間包的重量可以用于提供控制數(shù)據(jù)。這與止動器本身位置的組合使控制器根據(jù)需要來移動止動器。
[0039]這種布置使得渣流更可控，并防止空氣從外部或從渣腔室進(jìn)入渣輸送管道，從而使減少進(jìn)入的冷卻空氣或熱空氣的損失，因此提高了熱回收效率。
[0040]圖6是示出圖1的裝置的方法的流程圖。將熔渣供給到中間包20。熔渣的水平或中間包的重量和流量控制止動器的位置由中間包中的傳感器或中間包稱重系統(tǒng)監(jiān)控21，水平或重量和位置報(bào)告給控制器18。對于給定止動器位置，與所需最小水平進(jìn)行比較22，如果水平止動器位置所需的最小值處或者以下，則將止動器移動23得更靠近出口 3。如果止動器不在最小值或不低于最小值，則它可以移離出口，以增加到造粒器的流率并控制到造粒器的渣流。流到造粒器上的渣被?；?4和冷卻25。對于干渣?；S后進(jìn)行額外步驟:隨著渣的冷卻，使處理空氣在渣上流動26，并且使加熱的空氣通到熱回收設(shè)備27。對于干渣?；?，可以使用在我們共同未決的專利參考GB1221126.4中描述的測量旋轉(zhuǎn)式霧化造粒器驅(qū)動電機(jī)的功率或電流的機(jī)構(gòu)，以給控制器提供反饋來進(jìn)行流量控制。
【權(quán)利要求】
1.一種渣粒化系統(tǒng)，包括渣粒化裝置，所述裝置包括:渣?；皇?；用于霧化熔渣的旋轉(zhuǎn)霧化造粒器，所述造粒器安裝在所述粒化腔室中；以及空氣供給器，用于在所述渣被霧化之前將空氣供給到熔渣，其中所述系統(tǒng)還包括渣輸送機(jī)構(gòu)，用于將渣輸送到所述粒化腔室，其中所述渣輸送機(jī)構(gòu)包括連接到所述粒化腔室的渣入口的管道，并且其中所述系統(tǒng)還包括安裝在所述管道內(nèi)部的空氣噴槍、聯(lián)接到所述噴槍的遠(yuǎn)離所述?；皇业亩瞬康目諝夤┙o器和遠(yuǎn)離所述空氣供給器的噴槍穿孔部，由此空氣被供給到熔渣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，流量控制裝置可移動地安裝在所述空氣噴槍上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，還包括聯(lián)接到所述渣輸送機(jī)構(gòu)的中間包和安裝在所述中間包中的流量控制裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，渣輸送管道的出口端與所述旋轉(zhuǎn)霧化造粒器的上表面的分隔小于40mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)還包括處理空氣供給入口；處理空氣提取出口 ；和熱回收機(jī)構(gòu)。
6.一種在渣?；b置中操作渣粒化工藝的方法，所述渣?；b置包括渣粒化腔室和安裝在所述?；皇抑械男D(zhuǎn)霧化造粒器，所述方法包括:將空氣供給到熔渣流；在所述?；皇抑辛；墼?；將管道連接到所述粒化腔室的渣入口，并經(jīng)由所述管道將熔渣供給到所述渣粒化腔室；將空氣供給到所述管道中的熔渣；將空氣噴槍安裝在所述管道內(nèi)部；將空氣供給器聯(lián)接到所述噴槍的遠(yuǎn)離所述?；皇业亩瞬?；以及經(jīng)由遠(yuǎn)離所述空氣供給器的噴槍穿孔部將空氣供給到熔渣。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，還包括:測量盤的旋轉(zhuǎn)速度；測量?；臉悠分睆剑槐容^測量直徑與給定旋轉(zhuǎn)速度下的預(yù)期直徑；以及作為響應(yīng)，調(diào)整空氣到熔渣中的流率。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或權(quán)利要求7所述的方法，還包括:使處理空氣流過所述?；皇乙岳鋮s?；?，并在熱回收設(shè)施中從所述處理空氣提取熱量。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8任一項(xiàng)所述的方法，還包括:使流量控制裝置移動通過一些位置，以控制通過渣輸送機(jī)構(gòu)的渣流率。
【文檔編號】C04B5/06GK104428427SQ201380036436
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月23日
【發(fā)明者】W.B.費(fèi)瑟斯通 申請人:西門子Vai鋼鐵技術(shù)有限責(zé)任公司