本發(fā)明屬于冶金與動(dòng)力機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高爐渣?；l(fā)動(dòng)機(jī)。

背景技術(shù)：

鋼鐵冶金過程中產(chǎn)生大量的高溫廢渣，主要是高爐渣和鋼渣(簡稱爐渣)。其中高爐渣的溫度在1450℃左右，熱焓約為1700MJ/t，鋼渣的溫度約為1450-1650℃，熱焓約為1670MJ/t，它們屬于高品質(zhì)的余熱資源，具有很高的回收價(jià)值。高爐渣緩慢冷卻時(shí)形成晶體相，快速冷卻時(shí)形成玻璃相，急冷處理得到的玻璃態(tài)高爐渣具有良好的水硬活性，可作水泥原料。因此目前絕大部分高爐渣都采用水淬?；に?簡稱水淬法)，如拉薩(Rasa)法、印巴(INBA)法和圖拉(Tyna)法等，對應(yīng)于這些工藝的渣處理設(shè)備雖然結(jié)構(gòu)簡單、投資小，能滿足高爐生產(chǎn)的處理能力要求，但存在新水消耗大，不能回收熔渣余熱，系統(tǒng)維護(hù)工作量大；粉磨時(shí)，濕渣烘干仍要消耗能源等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種高爐渣粒化發(fā)動(dòng)機(jī)，以期解決現(xiàn)有高爐渣?；幚碇写嬖诘牟蛔?，獲得一種高爐渣的余熱利用率高，?；Ч茫羝苫厥绽?，資源消耗少，無粉塵污染，設(shè)備占地面積小的高爐渣高效處理關(guān)鍵設(shè)備。

本發(fā)明所提供的一種高爐渣?；l(fā)動(dòng)機(jī)包括機(jī)座1、空心軸24、上蓋10、轉(zhuǎn)芯4、上軸承5、下軸承組26、端蓋7、密封圈6、轉(zhuǎn)子本體20、上壓盤14、料斗13、環(huán)形座16、粒化器17、上封環(huán)8、下封環(huán)21、起動(dòng)錐齒輪22a以及輸出錐齒輪28a。

所述機(jī)座1下部與空心軸24一端固定連接，上部與所述上蓋10固定連接，空心軸24和上蓋10的軸線與機(jī)座1的中心線重合，形成靜止的工作機(jī)座。所述轉(zhuǎn)芯4和空心軸24的軸線重合，分別通過上軸承5和下軸承組26支承在空心軸24上，可相對于空心軸24轉(zhuǎn)動(dòng)。所述端蓋7位于空心軸24的上頂端，其軸線與空心軸24和轉(zhuǎn)芯4的軸線重合，端蓋7與空心軸24固定聯(lián)接，同時(shí)端蓋7的下端面壓靠在上軸承5的內(nèi)圈上，端蓋7與轉(zhuǎn)芯4之間安裝密封圈6。所述轉(zhuǎn)子本體20是倒置的杯狀結(jié)構(gòu)，其回轉(zhuǎn)軸線與轉(zhuǎn)芯4的軸線重合，轉(zhuǎn)子本體20上部與轉(zhuǎn)芯4的上部法蘭4c固定聯(lián)接，而下部與轉(zhuǎn)芯4的中間法蘭4b配合定位，轉(zhuǎn)子本體20的圓周上勻布有n個(gè)豎井C，同時(shí)在轉(zhuǎn)子本體20的上部設(shè)有與豎井C數(shù)量相同的熔渣通道D和水通道G，噴水口F位于熔渣通道D上，豎井C的底部與橫向噴射孔E連通，噴射孔E的軸線與豎井C沿圓周分布的徑向線垂直。所述上壓盤14位于轉(zhuǎn)子本體20的上方，與轉(zhuǎn)子本體20固定聯(lián)接，其回轉(zhuǎn)軸線與轉(zhuǎn)子本體20回轉(zhuǎn)軸線重合，上壓盤14的中心通道與轉(zhuǎn)子本體20的上端面形成熔渣腔A。所述料斗13位于上壓盤14的上方，支承在靜止的上蓋10上，其幾何軸線與上蓋10的軸線重合，料斗13的中心喉管扦入上壓盤14的中心通道內(nèi)。所述環(huán)形座16位于轉(zhuǎn)子本體20豎井C的上端，與轉(zhuǎn)子本體20固定聯(lián)接，其幾何軸線與轉(zhuǎn)子本體20的回轉(zhuǎn)軸線重合，環(huán)形座16的圓周上設(shè)有與豎井C對應(yīng)的安裝孔，固定安裝所述的?；?7，環(huán)形座16的內(nèi)孔與上壓盤14的外圓面形成圓錐面配合。所述上封環(huán)8和下封環(huán)21都是環(huán)形結(jié)構(gòu)，它們的軸線與轉(zhuǎn)子本體20軸線重合；上封環(huán)8與上蓋10固定聯(lián)接而與環(huán)形座16的端面保持可滑動(dòng)接觸；下封環(huán)21與機(jī)座1固定聯(lián)接而與轉(zhuǎn)子本體20的下端面保持可滑動(dòng)接觸。所述集渣板20a固定于轉(zhuǎn)子本體20下部的外圓上，沿轉(zhuǎn)子本體20轉(zhuǎn)動(dòng)方向的圓周上，位于噴射孔E的前方。所述起動(dòng)錐齒輪22a位于機(jī)座1的下部，與大錐齒輪4a嚙合形成減速傳動(dòng)，起動(dòng)裝置22給起動(dòng)錐齒輪22a提供動(dòng)力實(shí)現(xiàn)本發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)；所述輸出錐齒輪28a與起動(dòng)錐齒輪22a的軸線位于同一水平面內(nèi)，也與大錐齒輪4a嚙合形成增速傳動(dòng)，驅(qū)動(dòng)安裝在機(jī)座下側(cè)的發(fā)電機(jī)組28工作。

進(jìn)一步的，所述的機(jī)座1是圓桶形結(jié)構(gòu)，圓桶上部外圓周設(shè)有圍管1a，渣粒3的聚集區(qū)位于機(jī)座1的中下部，在所述聚集區(qū)圓桶壁上設(shè)置出渣孔，出渣裝置27安裝在對應(yīng)出渣孔的圓桶外側(cè)，渣粒3聚集區(qū)位于集渣板20a的下方，在圓周上是一個(gè)小于90°的扇形區(qū)，渣粒3的聚集區(qū)底部是與機(jī)座1固定連接的濾網(wǎng)2。

所述的轉(zhuǎn)芯4是軸對稱結(jié)構(gòu)件，上部設(shè)有上部法蘭4c，中部設(shè)有中間法蘭4b，下部設(shè)有大錐齒輪4a，上部法蘭4c的外圓柱面及內(nèi)孔、中間法蘭4b的外圓柱面、大錐齒輪4a及內(nèi)孔的軸線同軸且垂直于上部法蘭4c的上端面。

所述?；?7包括直齒輪17a、葉輪17c、螺桿軸17d和支座17b，螺桿軸17d的上部光軸固定聯(lián)接直齒輪17a，直齒輪17a上、下兩側(cè)設(shè)置軸承和密封圈支承螺桿軸17d在支座17b上，支座下方的螺桿軸上固定連接葉輪17c，螺桿軸17d的螺桿部分和葉輪17c插入豎井C中并保持三者的軸線重合。

本發(fā)明科學(xué)原理：

工作時(shí)，包括轉(zhuǎn)子本體20、轉(zhuǎn)芯4、環(huán)形座16及?；?7和上壓盤14等發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)動(dòng)部件構(gòu)成發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子，在起動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn)，熔渣從發(fā)動(dòng)機(jī)上部的料斗13注入熔渣腔A，在離心力的作用下流過轉(zhuǎn)子上的熔渣通道；同時(shí)，高壓水經(jīng)水管接頭23通過空心軸24的中心通道進(jìn)入集水腔B，通過水道G從熔渣通道上的噴水口F噴出；渣與水接觸在封閉的空間內(nèi)產(chǎn)生水爆反應(yīng)形成水、渣和蒸汽混合的高壓流體，該流體沖擊粒化器17的葉輪17c進(jìn)行一次對外做功，通過?；鞯闹饼X輪17a與上蓋10上的內(nèi)齒輪嚙合，驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。經(jīng)過葉輪17c吸收動(dòng)能的流體改變運(yùn)動(dòng)方向，沿?；?7的螺桿槽向下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)碰撞后顆粒更細(xì)的渣粒在豎井中進(jìn)行二次熱交換，渣粒溫度進(jìn)一步下降，蒸汽溫度和壓力進(jìn)一步增高，高壓蒸汽和粒渣的混合物從轉(zhuǎn)子下部的噴射孔E噴出而對外二次做功，推動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子高速轉(zhuǎn)動(dòng)，多余的動(dòng)力通過大錐齒輪4a與輸出錐齒輪28a的增速傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)組工作。噴射孔E排出的低壓蒸汽進(jìn)入圍管1a進(jìn)行再利用處理，散布在機(jī)座1和轉(zhuǎn)子之間圓周上的渣粒被轉(zhuǎn)子上的集渣板20a收集到聚集區(qū)，由出渣裝置27排出。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下：

1、熔渣處理效率高，?；Ч?。熔渣在離心力的作用下高速流過轉(zhuǎn)子上的熔渣通道，在較高壓力的封閉空間內(nèi)，與水進(jìn)行水爆反應(yīng)產(chǎn)生的渣粒與粒化器的葉輪高速碰撞，粒化效率高，渣顆粒小。

2、余熱利用率高，資源消耗少，無粉塵污染。熔渣處理過程中，水爆反應(yīng)和二次熱交換的傳熱效率高，由此產(chǎn)生的高壓流體兩次對外做功并能有效吸收和利用，排除的低壓水蒸汽可回收利用。

3、設(shè)備占地面積小，結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便。

附圖說明

圖1是本發(fā)明高爐渣粒化發(fā)動(dòng)機(jī)的主視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明高爐渣?；l(fā)動(dòng)機(jī)的俯視剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1：機(jī)座、1a：圍管、2：濾網(wǎng)、3：粒渣、4：轉(zhuǎn)芯、4a：大錐齒輪、4b：中間法蘭、4c：上部法蘭、5：上軸承、6：密封圈、7：端蓋、8：上封環(huán)、9：螺釘、10：上蓋、11：螺母、12：螺栓、13：料斗、14：上壓盤、15：螺釘、16：環(huán)形座、17：?；?、17a：直齒輪、17b：支座、17c：葉輪、17d：螺桿軸、18：上蓋螺母、19：上蓋螺栓、20：轉(zhuǎn)子本體、20a：集渣板、21：下封環(huán)、22：起動(dòng)裝置、22a：起動(dòng)錐齒輪、23：水管接頭、24：空心軸、25：螺栓組、26：下軸承組、27：出渣裝置、28：發(fā)電機(jī)組、28a：輸出錐齒輪、A：熔渣腔；B：集水腔；C：豎井；D：熔渣通道；E：噴射孔；F：噴水口；G：水通道。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式詳述本發(fā)明，但本發(fā)明不局限于下述實(shí)施例。

圖1中機(jī)座1上部設(shè)有圍管1a，收集熔渣?；蟮牡蛪赫羝恢邢虏吭＞奂瘏^(qū)設(shè)有濾網(wǎng)2收集起動(dòng)階段未蒸發(fā)的水以再次利用；機(jī)座1下部的中心孔與空心軸24的軸徑配合并通過螺栓組25進(jìn)行軸向固定。水管接頭25與空心軸24固定連接，高壓水通過水管進(jìn)入空心軸的內(nèi)腔。帶有大錐齒輪4a、中間法蘭4b和上部法蘭4c的轉(zhuǎn)芯4通過上軸承5和下軸承組26支承在空心軸上，空心軸24的端部與端蓋7用螺釘15固定連接并保持接觸面的密封，端蓋7的外圓面和轉(zhuǎn)芯4上法蘭4c內(nèi)孔間安裝密封圈6。

帶有集渣板20a、豎井C、熔渣通道D、水通道G及噴水口F的轉(zhuǎn)子本體20、轉(zhuǎn)芯4和上壓盤14通過螺栓11和螺母12固定連接，轉(zhuǎn)子本體20的內(nèi)孔分別與轉(zhuǎn)芯4的上法蘭4c和中間法蘭4b的外圓配合進(jìn)行中心定位，轉(zhuǎn)子本體20的端面與轉(zhuǎn)芯4上法蘭4c上端面接觸形成集水腔B，上壓盤14的內(nèi)孔與轉(zhuǎn)子本體20的上端面形成熔渣腔A。由支座17b、直齒輪17a、葉輪17c和螺桿軸17d組成的?；?7通過螺釘9與環(huán)形座16一起與轉(zhuǎn)子本體20固定連接，葉輪17c和螺桿軸17d的螺旋段位于轉(zhuǎn)子本體的豎井C中。上蓋9與機(jī)座1用上蓋螺栓19和上蓋螺母18固定連接，上蓋9的內(nèi)齒輪與所有直齒輪17a嚙合實(shí)現(xiàn)熔渣處理過程中一次做功的動(dòng)力輸出。

支承在上蓋10上的料斗13的喉管插入上壓盤14的內(nèi)孔中以導(dǎo)入熔渣至熔渣腔A.上封環(huán)8與上蓋10固定連接并與環(huán)形座16保持均勻滑動(dòng)接觸；下封環(huán)21與機(jī)座1固定連接并與轉(zhuǎn)子本體20保持均勻滑動(dòng)接觸。起動(dòng)錐齒輪22a和輸出錐齒輪28a同時(shí)與轉(zhuǎn)芯4的大錐齒輪4a嚙合，起動(dòng)裝置22固定安裝在機(jī)座1的下部，連接起動(dòng)錐齒輪22a實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)。

圖2是本發(fā)明高爐渣?；l(fā)動(dòng)機(jī)的俯視剖面結(jié)構(gòu)示意圖。濾網(wǎng)2固定于機(jī)座1的中下部的渣粒3聚集區(qū)，聚集區(qū)的圓心角為45°。轉(zhuǎn)子本體20設(shè)有8個(gè)豎井C，沿圓周均勻分布，由此命名為8缸發(fā)動(dòng)機(jī)。每個(gè)豎井C底部有對應(yīng)的橫向噴射孔E，噴射孔的軸線與對應(yīng)豎井中心的徑向線垂直。每個(gè)豎井C上部有對應(yīng)的熔渣通道連通熔渣腔A，與水通道G連通的噴水口F位于熔渣通道D上并接近于豎井C。出渣裝置27位于機(jī)座1的一側(cè)，而起動(dòng)裝置22和發(fā)電機(jī)組28位于機(jī)座1的另一側(cè)，輸出錐齒輪28a連接發(fā)電機(jī)組28實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出。