一種測試高爐渣冷卻強(qiáng)度的裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種測試高爐渣冷卻強(qiáng)度的裝置，它是由熱交換系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成，其中熱交換系統(tǒng)包括由上水冷箱、保溫材料、高爐渣槽、出水管、進(jìn)水管、進(jìn)水總管、下水冷箱組成，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由流量計(jì)、調(diào)節(jié)閥、進(jìn)水測溫電偶、出水測溫電偶、數(shù)字記錄儀組成，上水冷箱位于下水冷箱的上部，上水冷箱與下水冷箱對應(yīng)設(shè)有高爐渣槽，且兩者完全耦合，上下水冷箱之間用保溫材料密封，以減少熱量的散失，進(jìn)水總管、進(jìn)水管、出水管分別安裝在熱交換系統(tǒng)的端部；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)位于上、下水冷箱的端部，為上、下水冷箱提供數(shù)據(jù)記錄，本實(shí)用新型通過測定滿足高爐渣玻璃化率的冷卻強(qiáng)度，有效指導(dǎo)高爐渣的余熱回收和再利用試驗(yàn)，節(jié)約物力和財(cái)力。
【專利說明】—種測試高爐渣冷卻強(qiáng)度的裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于鋼鐵冶金過程二次能源的回收利用領(lǐng)域，具體涉及一種測試高爐渣冷卻強(qiáng)度的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]高爐渣是冶煉生鐵時(shí)從高爐中排出的副產(chǎn)品，隨著我國鋼鐵需求量的增長和鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，高爐渣的排放量日益增大。液態(tài)高爐渣蘊(yùn)含著很高的熱能，每噸高爐液態(tài)渣的熱量約為64kg標(biāo)準(zhǔn)煤，屬于高品位的余熱資源，具有很高的回收利用價(jià)值。同時(shí)高爐渣也是一種性能良好的硅酸鹽材料，可以作為生產(chǎn)建筑材料、化肥及水泥原料。目前高爐渣的利用方式都是將其作為一種材料的形式來加以利用，對于高爐渣所含的豐富熱量卻還沒有能夠得到充分的利用。主要是因?yàn)楦郀t渣余熱回收技術(shù)還不成熟，現(xiàn)有的處理方法都有自己的優(yōu)缺點(diǎn)，但是每種方法的核心是液態(tài)渣的破碎和破碎后的熱回收，即高爐渣的余熱回收系統(tǒng)分為兩個(gè)熱過程，熔融高爐渣的相變熱回收和固化高爐渣的顯熱回收。
[0003]因此高爐渣余熱的高效回收和資源化利用是高爐渣研究的兩個(gè)方面，二者缺一不可，而高爐渣的玻璃化率是判斷其資源化利用與否和余熱回收效果的重要判定指標(biāo)。通過資料顯示，高爐渣形成玻璃相的過程需要在其凝固的過程中，提供足夠的冷卻強(qiáng)度才能實(shí)現(xiàn)。冷卻強(qiáng)度超過高爐渣玻璃化所需，則降低回收能源介質(zhì)的品質(zhì)，進(jìn)而降低了熱回收的效率；冷卻強(qiáng)度低于高爐渣玻璃化所需能量，則生產(chǎn)出廢渣，不能滿足水泥生產(chǎn)的需要。
[0004]目前國內(nèi)外各研發(fā)機(jī)構(gòu)在高爐渣余熱回收和資源化利用方面已做了大量的試驗(yàn)和相關(guān)研究，主要包括濕式粒化和干式?；瘍蓚€(gè)方面。前者以INBA法為主，也是目前各鋼鐵廠所普遍采用的方法；后者主要以轉(zhuǎn)杯法為主，也是目前各研發(fā)機(jī)構(gòu)爭相研究的方向。但無論那種方法，對高爐渣玻璃化所需的冷卻強(qiáng)度沒有進(jìn)行相關(guān)的研究，因此需要對液態(tài)高爐渣玻璃化所需的冷卻強(qiáng)度進(jìn)行測定，以指導(dǎo)高爐渣顯熱的高效回收及其資源化利用。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種測試高爐渣冷卻強(qiáng)度的裝置，確定其達(dá)到水泥要求的玻璃化率，以指導(dǎo)高爐渣顯熱高效地回收與利用技術(shù)的研究，而且粒化后的高爐渣可滿足制造水泥的要求。
[0006]本實(shí)用新型提供了一種測試高爐渣冷卻強(qiáng)度的裝置，是由熱交換系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成，其中熱交換系統(tǒng)包括由上水冷箱、保溫材料、高爐渣槽、出水管、進(jìn)水管、進(jìn)水總管、下水冷箱組成，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由流量計(jì)、調(diào)節(jié)閥、進(jìn)水測溫電偶、出水測溫電偶、數(shù)字記錄儀組成，上水冷箱位于下水冷箱的上部，上水冷箱與下水冷箱對應(yīng)設(shè)有高爐渣槽，且兩者完全耦合，上下水冷箱之間用保溫材料密封，以減少熱量的散失，進(jìn)水總管、進(jìn)水管、出水管分別安裝在熱交換系統(tǒng)的端部；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)位于上、下水冷箱的端部，為上、下水冷箱提供數(shù)據(jù)記錄，確定高爐渣的冷卻強(qiáng)度是否達(dá)到玻璃化率>95%的要求。
[0007]本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)有，其上水冷箱系統(tǒng)由上水冷箱、出水管、進(jìn)水管、上循環(huán)水擋板、上水冷箱渣槽、上水冷箱加強(qiáng)筋組成。進(jìn)水管和出水管在上水冷箱的同一端，上水冷箱渣槽在上水冷箱的下表面，上循環(huán)水擋板在上水冷箱的內(nèi)部，上水冷箱加強(qiáng)筋位于上水冷箱內(nèi)的下部；
[0008]本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)還有，下水冷箱系統(tǒng)包括下水冷箱、出水管、進(jìn)水管、下水冷箱渣槽、下循環(huán)水冷板、下水冷箱加強(qiáng)筋。進(jìn)水管和出水管在下水冷箱的同一端，下水冷箱渣槽在下水冷箱的上表面，下循環(huán)水擋板在下水冷箱的內(nèi)部，下水冷箱加強(qiáng)筋位于下水冷箱內(nèi)的上部，上水冷箱渣槽和下水冷箱渣槽共同組成高爐渣槽；
[0009]本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)還有，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由流量計(jì)、調(diào)節(jié)閥、進(jìn)水測溫電偶、出水測溫電偶、數(shù)字記錄儀組成，其中進(jìn)水測溫電偶和出水測溫電偶的一段分別與進(jìn)水管和出水管向連接，另一端與數(shù)字記錄儀相連。
[0010]采用本實(shí)用新型具有可以實(shí)現(xiàn)以下明顯效果:
[0011]1、本實(shí)用新型通過測定滿足高爐渣玻璃化率的冷卻強(qiáng)度，避免了在高爐渣余熱回收利用過程中的盲目性，為高爐渣的余熱回收利用提供數(shù)據(jù)支撐，有效指導(dǎo)高爐渣的余熱回收和再利用試驗(yàn)。
[0012]2、本實(shí)用新型可以在實(shí)驗(yàn)室對不同高爐渣進(jìn)行快速試驗(yàn)，簡單易操作，可減少高爐渣高效余熱回收的中試試驗(yàn)次數(shù)，減少水資源的浪費(fèi)，同時(shí)節(jié)約物力和財(cái)力。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型的工作系統(tǒng)圖；
[0014]圖2為上水冷箱主視圖；
[0015]圖3為上水冷箱左視圖；
[0016]圖4為下水冷箱主視圖；
[0017]圖5為下水冷箱左視圖。
[0018]圖中
[0019]I上水冷箱、2保溫材料、3高爐渣槽、4出水管、5進(jìn)水管、6流量計(jì)、7調(diào)節(jié)閥、8進(jìn)水總管、9進(jìn)水測溫電偶、10下水冷箱、11出水測溫電偶、12數(shù)字記錄儀、13上循環(huán)水擋板、14上水冷箱渣槽、15上水冷箱加強(qiáng)筋、16下水冷箱渣槽、17下循環(huán)水擋板、18下水冷箱加強(qiáng)筋

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做詳細(xì)說明:
[0021]如圖1所示，本實(shí)用新型是由熱交換系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成，其中熱交換系統(tǒng)包括由上水冷箱1、保溫材料2、高爐渣槽3、出水管4、進(jìn)水管5、進(jìn)水總管8、下水冷箱10組成，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由流量計(jì)6、調(diào)節(jié)閥7、進(jìn)水測溫電偶9、出水測溫電偶11、數(shù)字記錄儀12組成，上水冷箱I位于下水冷箱10的上部，上水冷箱I與下水冷箱10對應(yīng)設(shè)有高爐渣槽，且兩者完全耦合，上、下水冷箱之間用保溫材料2密封，以減少熱量的散失，進(jìn)水總管8、進(jìn)水管5、出水管4分別安裝在熱交換系統(tǒng)的端部；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)位于上、下水冷箱的端部，為上、下水冷箱提供數(shù)據(jù)記錄。
[0022]如圖2、3所示，本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)有，其上水冷箱系統(tǒng)由上水冷箱1、出水管4、進(jìn)水管5、上循環(huán)水擋板13、上水冷箱渣槽14、上水冷箱加強(qiáng)筋15組成。進(jìn)水管5和出水管4在上水冷箱I的同一端，上水冷箱渣槽14在上水冷箱I的下表面，上循環(huán)水擋板13在上水冷箱I的內(nèi)部，上水冷箱加強(qiáng)筋15位于上水冷箱I內(nèi)的下部；
[0023]如圖4、5所示，本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)還有，下水冷箱系統(tǒng)包括下水冷箱10、出水管4、進(jìn)水管5、下水冷箱渣槽16、下循環(huán)水冷板17、下水冷箱加強(qiáng)筋18。進(jìn)水管5和出水管4在下水冷箱10的同一端，下水冷箱渣槽16在下水冷箱10的上表面，下循環(huán)水擋板17在下水冷箱10的內(nèi)部，下水冷箱加強(qiáng)筋18位于下水冷箱10內(nèi)的上部，上水冷箱渣槽14和下水冷箱渣槽16共同組成高爐渣槽3 ；
[0024]如圖1所示，本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)還有，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由流量計(jì)6、調(diào)節(jié)閥7、進(jìn)水測溫電偶9、出水測溫電偶11、數(shù)字記錄儀12組成，其中進(jìn)水測溫電偶9和出水測溫電偶11的一端分別與進(jìn)水管5和出水管4向連接，另一端與數(shù)字記錄儀12相連。
[0025]本實(shí)用新型的使用過程為:將高爐渣加熱至熔化溫度后倒至高爐渣槽3中，迅速將上水冷箱I蓋在下水冷箱10上，打開調(diào)節(jié)閥7，使冷卻水由進(jìn)水總管8經(jīng)流量計(jì)6由進(jìn)水管5分別進(jìn)入上水冷箱I和下水冷箱10中，通過上循環(huán)水擋板13和下循環(huán)水擋板17使冷卻水與高爐渣槽3內(nèi)的高溫熔渣進(jìn)行間壁式熱交換，經(jīng)熱交換的冷卻水升溫后經(jīng)出水管4排出。用保溫材料2對上水冷箱I和下水冷箱10之間的縫隙進(jìn)行密封，以減少高爐渣的熱量散失。進(jìn)水測溫電偶9和出水測溫電偶11分別將冷卻水的進(jìn)水溫度和出水溫度通過數(shù)字記錄儀12記錄下來，同時(shí)記錄熔融高爐渣的溫降Ts和熱交換時(shí)間。對冷卻的高爐渣進(jìn)行非晶檢驗(yàn)，得出玻璃化率。同時(shí)根據(jù)公式=Ts/計(jì)算高爐渣的冷卻強(qiáng)度。
[0026]其中上水冷箱渣槽14的尺寸要大于下水冷箱渣槽16，使水冷箱渣槽14與下水冷箱渣槽16完全耦合，同時(shí)上循環(huán)水擋板13和下循環(huán)水擋板17起到增加冷卻水行程，以延長冷卻水與高爐渣的換熱時(shí)間的作用，上水冷箱加強(qiáng)筋15和下水冷箱加強(qiáng)筋18主要起到防止水冷箱變形和強(qiáng)化傳熱的作用。
【權(quán)利要求】
1.一種測試高爐渣冷卻強(qiáng)度的裝置，其特征在于，是由熱交換系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成，其中熱交換系統(tǒng)包括由上水冷箱、保溫材料、高爐渣槽、出水管、進(jìn)水管、進(jìn)水總管、下水冷箱組成，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由流量計(jì)、調(diào)節(jié)閥、進(jìn)水測溫電偶、出水測溫電偶、數(shù)字記錄儀組成，上水冷箱位于下水冷箱的上部，上水冷箱與下水冷箱對應(yīng)設(shè)有高爐渣槽，且兩者完全耦合，上下水冷箱之間用保溫材料密封，進(jìn)水總管、進(jìn)水管、出水管分別安裝在熱交換系統(tǒng)的端部；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)位于上、下水冷箱的端部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測試高爐渣冷卻強(qiáng)度的裝置，其特征在于，其上水冷箱系統(tǒng)由上水冷箱、出水管、進(jìn)水管、上循環(huán)水擋板、上水冷箱渣槽、上水冷箱加強(qiáng)筋組成，進(jìn)水管和出水管在上水冷箱的同一端，上水冷箱渣槽在上水冷箱的下表面，上循環(huán)水擋板在上水冷箱的內(nèi)部，上水冷箱加強(qiáng)筋位于上水冷箱內(nèi)的下部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測試高爐渣冷卻強(qiáng)度的裝置，其特征在于，下水冷箱系統(tǒng)包括下水冷箱、出水管、進(jìn)水管、下水冷箱渣槽、下循環(huán)水冷板、下水冷箱加強(qiáng)筋，進(jìn)水管和出水管在下水冷箱的同一端，下水冷箱渣槽在下水冷箱的上表面，下循環(huán)水擋板在下水冷箱的內(nèi)部，下水冷箱加強(qiáng)筋位于下水冷箱內(nèi)的上部，上水冷箱渣槽和下水冷箱渣槽共同組成高爐渣槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測試高爐渣冷卻強(qiáng)度的裝置，其特征在于，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由流量計(jì)、調(diào)節(jié)閥、進(jìn)水測溫電偶、出水測溫電偶、數(shù)字記錄儀組成，其中進(jìn)水測溫電偶和出水測溫電偶的一端分別與進(jìn)水管和出水管相連接，另一端與數(shù)字記錄儀相連。
【文檔編號】C21B5/00GK203976820SQ201420382005
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月11日
【發(fā)明者】李衛(wèi)東, 劉常鵬, 馬光宇, 謝國威, 張宇, 張?zhí)熨x, 王東山, 賈振, 徐大勇 申請人:鞍鋼股份有限公司