CN102554248B - 镍铁粒化处理方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种镍铁粒化处理方法，使用粒化装置处理高温镍铁水；将高温镍铁水收集到一个铁水罐内，通过运送设备将该铁水罐运送到一个倾翻装置上；启动粒化处理装置，水平旋转粒化盘的转速为500～1000转/分钟；启动倾翻装置将高温镍铁水注入到一个料斗内，该料斗出口位于所述水平旋转粒化盘上方；高温镍铁水落入所述粒化处理装置中的水平旋转粒化盘上，由水平旋转粒化盘进行离心溅射粒化处理形成高温镍铁水颗粒，高温镍铁水颗粒经喷射气流破碎、冷却形成较小的镍铁颗粒；镍铁颗粒落入所述粒化处理装置中的水淬处理仓，通过水淬处理形成镍铁细颗粒；提升脱水器将镍铁细颗粒脱水，送入镍铁细颗粒收集仓。本发明生成的镍铁细颗粒的粒径小，可以缩短炼钢的冶炼时间。
Description
技术领域
本发明涉及一种镍铁粒化处理方法，使用粒化装置处理高温镍铁水，所述粒化处理装置包括粒化罐体、盘式粒化器，提升脱水器；将1600℃－1630℃的高温镍铁水处理形成粒径为5毫米－20毫米的镍铁细颗粒。
背景技术
不锈钢生产中需要加入镍铁原料，镍铁块入炉时的颗粒越小，越能够缩短炼钢的冶炼时间，从而节约电炉的用电量，现有技术的做法是将镍铁锭机械粉碎。现有技术生成的镍铁碎块的尺寸比较大，一般是200毫米左右，即增加粉碎成分又加大了不锈钢冶炼成本。中国专利97228276.9公开了一种轮法炉渣粒化装置，包括传动装置、炉渣溜嘴、粒化器、脱水器、下料斗，由高炉排出的熔渣通过炉渣溜嘴注入到粒化器中，在粒化器中设有粒化轮对熔渣进行破碎；与此同时，有冷却水喷到熔渣上对其进行水淬处理，使熔渣成为小颗粒状，再落到脱水器中脱水，最后由下料斗将小颗粒的粒化渣输出粒化装置；该装置结构设计合理。但是，在处理过程中，往往由于熔渣量的变化，易造成粒化、冷却不充分，导致出现大块红渣，影响了成品渣的质量；瞬间产生的大量蒸汽积聚于设备内，使装置内的温度和压力剧增，爆炸事故时有发生。因此，需要提出一种镍铁粒化处理方法及装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种镍铁粒化处理方法，使用粒化装置处理高温镍铁水，所述粒化处理装置包括粒化罐体、盘式粒化器、提升脱水器；将1600℃－1630℃的高温镍铁水处理形成粒径为5毫米－20毫米的镍铁细颗粒。
本发明的目的是由下述技术方案实现的：一种镍铁粒化处理方法，使用粒化装置处理高温镍铁水；所述粒化处理装置包括粒化罐体、盘式粒化器，提升脱水器；所述粒化罐体的顶部设置镍铁水注入口，粒化罐体的上部设置粒化烟尘收集仓，粒化罐体的中部设置粒化处理仓，粒化罐体的下部设置水淬处理仓，水淬处理仓底部与所述的提升脱水器底部连通；所述粒化处理仓中设置所述盘式粒化器，盘式粒化器顶部设置水平旋转粒化盘，下部设置驱动装置；所述水淬处理仓上部设置格栅过滤器，中部设置喷水装置，顶部设置溢流回水装置；所述粒化处理仓内设置喷气式空气冷却装置；所述镍铁粒化处理步骤是：
A、将1600℃－1630℃的高温镍铁水收集到一个铁水罐内，通过运送设备将该铁水罐运送到一个倾翻装置上；
B、启动所述粒化处理装置，所述水平旋转粒化盘的转速为500～1000转/分钟；
C、启动所述倾翻装置将所述高温镍铁水注入到一个料斗内，该料斗出口位于所述水平旋转粒化盘上方；
D、所述料斗引导高温镍铁水落入所述粒化处理装置中的水平旋转粒化盘上，由水平旋转粒化盘进行离心溅射粒化处理形成高温镍铁水颗粒，高温镍铁水颗粒经喷射气流破碎、冷却形成较小的镍铁颗粒；
E、所述的镍铁颗粒落入所述粒化处理装置中的水淬处理仓，通过水淬处理形成镍铁细颗粒；所述镍铁细颗粒的粒径是5毫米－20毫米；所述水淬处理仓内的水温保持在40℃－80℃；
F、所述提升脱水器将所述镍铁细颗粒脱水，送入镍铁细颗粒收集仓。
本发明的第二个目的在于提供一种镍铁粒化处理装置，该粒化处理装置包括粒化罐体、盘式粒化器，提升脱水器；利用水平旋转粒化盘将高温镍铁水离心溅射粒化处理成镍铁细颗粒。
本发明的第二个目的是由下述技术方案实现的：一种镍铁粒化处理装置，包括粒化罐体、盘式粒化器，提升脱水器；所述粒化罐体的顶部设置镍铁水注入口，粒化罐体的上部设置粒化烟尘收集仓，粒化罐体的中部设置粒化处理仓，粒化罐体的下部设置水淬处理仓，该水淬处理仓的底部与所述的提升脱水器底部连通；所述粒化处理仓中设置所述盘式粒化器，该盘式粒化器的顶部设置水平旋转粒化盘，该盘式粒化器的下部设置驱动装置；所述水淬处理仓的上部设置格栅过滤器，所述水淬处理仓的中部设置喷水装置，所述水淬处理仓的顶部设置溢流回水装置；所述粒化处理仓内设置喷气式空气冷却装置。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1、本发明利用粒化处理装置处理高温镍铁水，将1600℃－1630℃的高温镍铁水处理形成粒径为5毫米－20毫米的镍铁细颗粒，省去了机械粉碎工艺，节约了成本。
2、本发明生成的镍铁细颗粒的粒径小，可以缩短炼钢的冶炼时间，从而节约电炉的用电量。
3、本发明处理的镍铁细颗粒的粒径均匀，处理工艺安全。
附图说明
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明的结构示意图；
图2是实施例三的镍铁粒化处理装置结构图；
图3是实施例三的转筒式二次粒化器中的转筒布局图；
图4是转筒式二次粒化器中的转筒结构图；
图5是转筒式二次粒化器中的转筒电动结构图。
具体实施方式
实施例一：
一种镍铁粒化处理方法，使用粒化装置处理高温镍铁水；参见图1，所述粒化处理装置包括粒化罐体、盘式粒化器，提升脱水器；所述粒化罐体的顶部设置镍铁水注入口，粒化罐体的上部设置粒化烟尘收集仓，粒化罐体的中部设置粒化处理仓，粒化罐体的下部设置水淬处理仓，水淬处理仓底部与所述的提升脱水器底部连通；所述粒化处理仓中设置所述盘式粒化器，盘式粒化器顶部设置水平旋转粒化盘，下部设置驱动装置；所述水淬处理仓上部设置格栅过滤器，中部设置喷水装置，顶部设置溢流回水装置；所述粒化处理仓内设置喷气式空气冷却装置，粒化装置还可以采用实施例二的装置；所述镍铁粒化处理步骤是：
A、将1600℃－1630℃的高温镍铁水收集到一个铁水罐内5，通过运送设备将该铁水罐运送到一个倾翻装置上（倾翻装置属于现有技术，图中没有显示）；
B、启动所述粒化处理装置，所述水平旋转粒化盘的转速为500～1000转/分钟；优选转速是800转/分钟；
C、启动所述倾翻装置将所述高温镍铁水注入到一个料斗4内，该料斗出口位于所述水平旋转粒化盘上方；料斗也可以称为固定溜槽，注入高温镍铁水的流量最大可达每分钟1.5-1.6吨；
D、所述料斗引导高温镍铁水落入水平旋转粒化盘上，由水平旋转粒化盘进行离心溅射粒化处理形成高温镍铁水颗粒，高温镍铁水颗粒经喷射气流破碎、冷却形成较小镍铁颗粒；喷射气流的速度是20－50米/秒，温度是20℃－40℃；
E、所述镍铁颗粒落入水淬处理仓，通过水淬处理形成镍铁细颗粒；所述镍铁细颗粒的粒径是5毫米－20毫米；所述水淬处理仓内的水温保持在40℃－80℃；
F、提升脱水器将所述镍铁细颗粒脱水，送入镍铁细颗粒收集仓31。
在本实施例中，为了获得更好的粒化效果，所述镍铁粒化处理步骤D中，经喷射气流破碎、冷却形成较小的镍铁颗粒在抛物线形下落过程中撞击到转筒式二次粒化器中的转筒上被进一步破碎。转筒式二次粒化器的结构和布局参见实施例三，此处不详细描述。在本实施例中，高温镍铁水的化学成分、技术性能和冶炼工艺属于现有技术，不详细描述。
实施例二：
参见图1，一种镍铁粒化处理装置，包括粒化罐体1、盘式粒化器2，提升脱水器3；所述粒化罐体的顶部设置镍铁水注入口11，粒化罐体的上部设置粒化烟尘收集仓12，粒化罐体的中部设置粒化处理仓13，粒化罐体的下部设置水淬处理仓14，水淬处理仓底部与所述的提升脱水器3底部连通，中间可以串联一个阀门144；所述粒化处理仓中设置所述盘式粒化器，盘式粒化器顶部设置水平旋转粒化盘21，下部设置驱动装置22；所述水淬处理仓上部设置格栅过滤器141，中部设置喷水装置143，顶部设置溢流回水装置142；所述粒化处理仓内设置喷气式空气冷却装置131，参见图2，在本实施例中，喷气式空气冷却装置包括冷却套筒132、多个水平喷射的喷口133、高压冷气接入口134。本实施例的镍铁粒化处理装置的结构细节还可以参见图2进行理解。
本发明固定在一个钢筋混凝土基础上（图中未显示），在本实施例中，粒化罐体呈圆锥筒形，粒化罐体的筒径是4米，高度是5米。粒化罐体的上部设置的粒化烟尘收集仓是一环管形结构，通过除尘接口121与一个配置有引风机排气烟囱连接（排气烟囱省略）在本实施例中，排气烟囱的筒径是1米。
在本实施例中，水淬处理仓上的喷水装置是环绕水淬处理仓壁四周均匀排列的多个喷水嘴（143），喷水装置还包括循环水泵及循环管道，循环管道与冷却水池连通（图中未显示冷却水池）循环冷却水的流量是800－1000m3/h。水淬处理仓上的溢流回水装置通过循环管道（回水管道）与冷却水池连通（图中未显示）。水淬处理仓上部设置格栅过滤器，高温镍铁水颗粒进入水淬处理仓下部之前先经格栅过滤器进行过滤，分离粒径过大的颗粒，阻止粒径过大的粒化渣堵塞出口。
盘式粒化器顶部设置水平旋转粒化盘，料斗4引导高温镍铁水落入水平旋转粒化盘上，由水平旋转粒化盘进行离心溅射粒化处理形成高温镍铁水颗粒，高温镍铁水颗粒经喷射气流破碎、冷却形成较小镍铁颗粒；料斗也可以称为固定溜槽，其内有耐高温的衬材。水平旋转粒化盘由驱动装置中的传动装置和驱动电机驱动旋转，传动装置包括一个竖直的立轴和一个水平轴，立轴和水平轴通过伞形齿轮传动连接，水平轴设置在水淬仓内，立轴外设置冷却套筒132，冷却套筒底部设置高压冷气接入口134，冷却套筒上部设置多个水平喷射的喷口133，形成一个平面喷气层，采用喷射气流破碎、冷却镍铁颗粒；本实施例中，提升脱水器属于现有技术，水淬处理仓底部与提升脱水器之间的阀门可以采用封闭式旋转叶片给料机（或称旋转阀），该旋转阀属于现有技术，不详细描述。
为了提高水平旋转粒化盘的耐热和耐冲击能力，在本实施例中，水平旋转粒化盘表面设置硼化物陶瓷保护层，硼化物陶瓷保护层的设置是采用特定工艺生成的，是一种硼化物－氮化物复相陶瓷，烧结温度是1700℃，表面需要打磨光滑，实现耐高温、不粘附熔渣的效果。
为了提高粒化罐体的使用寿命，粒化罐体内涂有抗磨耐热涂料。
实施例三：
本实施例是对实施例二中所公开的镍铁粒化处理装置的改进，本实施例与实施例二相同的部分不进行详细描述，实施例二中公开的技术内容也属于本实施例公开的技术内容。
参见图1及图2，镍铁粒化处理装置，包括粒化罐体、盘式粒化器，提升脱水器；所述粒化罐体的顶部设置镍铁水注入口11，粒化罐体的上部设置粒化烟尘收集仓12，粒化罐体的中部设置粒化处理仓，粒化罐体的下部设置水淬处理仓，该水淬处理仓的底部与所述的提升脱水器底部连通；所述粒化处理仓中设置所述盘式粒化器，该盘式粒化器的顶部设置水平旋转粒化盘，该盘式粒化器的下部设置驱动装置；所述水淬处理仓的上部设置格栅过滤器141，所述水淬处理仓的中部设置喷水装置143，所述水淬处理仓的顶部设置溢流回水装置142；所述粒化处理仓内设置喷气式空气冷却装置131。盘式粒化器通过至少三条呈辐射状设置的水平支承板23和格栅过滤器中的格栅板与粒化罐体固定，水平支承板与盘式粒化器上部固定，格栅板与盘式粒化器下部固定，该固定方式属于常规技术措施，不详细描述。在本实施例中，喷气式空气冷却装置包括冷却套筒132、多个水平喷射的喷口133、高压冷气接入口134。驱动装置中的立轴和水平轴通过伞形齿轮传动连接，水平轴设置在水淬仓内由流动的水流冷却，立轴外设置冷却套筒，由流动的高压冷气冷却。
参见图2、图3、图4，（图3是图2的A-A剖视图），为了提高粒化效果，获得更小粒径的镍铁颗粒。本实施例中，所述盘式粒化器中的水平旋转粒化盘周围设置转筒式二次粒化器24；所述粒化烟尘收集仓12内的顶面上设置有圆环形吊架242（或者241），该圆环形吊架上通过吊杆2431垂挂多个转筒243；所述转筒包括一个筒体2432、与筒体的内壁固定的水平上支架2433和水平下支架2434、位于筒体中心的竖轴2435，所述水平上支架和水平下支架通过轴承与所述立轴安装在一起，所述水平上支架和水平下支架上设置输水孔道2430；所述竖轴顶端与所述吊杆底端固定连接；所述筒体的外表面上设置多个破碎桩头2436。
本实施例中，水平旋转粒化盘周围设置两个转筒式二次粒化器，即粒化烟尘收集仓内的顶面上设置有两个圆环形吊架242和241，圆环形吊架241的直径大于圆环形吊架242的直径，两个圆环形吊架各自通过四个拉杆2411（或者2421）与粒化烟尘收集仓内的顶面固定。圆环形吊架242上沿圆周均匀垂挂多个转筒，圆环形吊架241上沿圆周均匀垂挂多个转筒，大直径圆环形吊架（241）上的转筒与小直径圆环形吊架（242）上的转筒不在一条分度线上，一般情况下，大直径圆环形吊架上的转筒位于小直径圆环形吊架上的相邻两个转筒之间的二分之一的分度线上。也可以理解为两层转筒交错设置。参见图4，圆环形吊架上设置吊环2422，吊杆2431顶端设置挂钩，通过该挂钩与吊环挂接。每个转筒的上端口都设置一个输水管道244，图中的箭头表示冷却水的流向，输水管道中流出的冷却水沿水平上支架和水平下支架上的输水孔道2430进入转筒内部并喷洒到转筒内壁上，对转筒降温，使转筒外壁面温度保持在30℃－60℃范围内，冷却水由冷却水池即循环管道提供。筒体的材料选用铸钢材料，其外表面及破碎桩头上设置硼化物陶瓷保护层。本实施例的镍铁粒化处理装置工作时，由水平旋转粒化盘生成的镍铁颗粒在抛物线形下落过程中撞击到转筒上被进一步破碎，进一步提高粒化效果。镍铁颗粒同时推动转筒自由转动，使转筒的各圆周面与镍铁颗粒接触，保证镍铁颗粒接触的表面是温度较低的工作面，有利于镍铁颗粒进一步冷淬分解，生成更小的粒径。本实施例中，两层转筒交错设置可以提高对镍铁颗粒的拦截率，提高粒化效果。
参见图5，为了进一步提高粒化效果，获得更小粒径的镍铁颗粒。本实施例中，所述转筒式二次粒化器中的转筒的筒体内壁上设置内齿圈2437，所述竖轴中部设置一个驱动装置安装架2441，该驱动装置安装架一侧设置驱动电机2438，该电机输出轴上设置驱动小齿轮2440，所述驱动装置安装架另称一侧设置平衡配重体2439，所述驱动小齿轮与所述内齿圈啮合安装。本实施例的镍铁粒化处理装置工作时，转筒在电机的驱动下匀速转动，提高粒化效果。
Claims (5)
1.一种镍铁粒化处理方法，使用粒化装置处理高温镍铁水；所述粒化处理装置包括粒化罐体、盘式粒化器，提升脱水器；所述粒化罐体的顶部设置镍铁水注入口，粒化罐体的上部设置粒化烟尘收集仓，粒化罐体的中部设置粒化处理仓，粒化罐体的下部设置水淬处理仓，水淬处理仓底部与所述的提升脱水器底部连通；所述粒化处理仓中设置所述盘式粒化器，盘式粒化器顶部设置水平旋转粒化盘，下部设置驱动装置；所述水淬处理仓上部设置格栅过滤器，中部设置喷水装置，顶部设置溢流回水装置；所述粒化处理仓内设置喷气式空气冷却装置；所述镍铁粒化处理步骤是：
A、将1600℃－1630℃的高温镍铁水收集到一个铁水罐内，通过运送设备将该铁水罐运送到一个倾翻装置上；
B、启动所述粒化处理装置，所述水平旋转粒化盘的转速为500～1000转/分钟；
C、启动所述倾翻装置将所述高温镍铁水注入到一个料斗内，该料斗出口位于所述水平旋转粒化盘上方；
D、所述料斗引导高温镍铁水落入所述粒化处理装置中的水平旋转粒化盘上，由水平旋转粒化盘进行离心溅射粒化处理形成高温镍铁水颗粒，高温镍铁水颗粒经喷射气流破碎、冷却形成较小的镍铁颗粒；
E、所述的镍铁颗粒落入所述粒化处理装置中的水淬处理仓，通过水淬处理形成镍铁细颗粒；所述镍铁细颗粒的粒径是5毫米－20毫米；所述水淬处理仓内的水温保持在40℃－80℃；
F、所述提升脱水器将所述镍铁细颗粒脱水，送入镍铁细颗粒收集仓。
2.根据权利要求1所述的镍铁粒化处理方法，其特征在于：所述镍铁粒化处理步骤D中，经喷射气流破碎、冷却形成较小的镍铁颗粒在抛物线形下落过程中撞击到转筒式二次粒化器中的转筒上被进一步破碎。
3.一种镍铁粒化处理装置，包括粒化罐体、盘式粒化器，提升脱水器；其特征在于：所述粒化罐体的顶部设置镍铁水注入口，粒化罐体的上部设置粒化烟尘收集仓，粒化罐体的中部设置粒化处理仓，粒化罐体的下部设置水淬处理仓，该水淬处理仓的底部与所述的提升脱水器底部连通；所述粒化处理仓中设置所述盘式粒化器，该盘式粒化器的顶部设置水平旋转粒化盘，该盘式粒化器的下部设置驱动装置；所述水淬处理仓的上部设置格栅过滤器，所述水淬处理仓的中部设置喷水装置，所述水淬处理仓的顶部设置溢流回水装置；所述粒化处理仓内设置喷气式空气冷却装置。
4.根据权利要求3所述的镍铁粒化处理装置，其特征在于：所述盘式粒化器中的水平旋转粒化盘周围设置转筒式二次粒化器；所述粒化烟尘收集仓内的顶面上设置有圆环形吊架，该圆环形吊架上通过吊杆垂挂多个转筒；所述转筒包括一个筒体、与筒体的内壁固定的水平上支架和水平下支架、位于筒体中心的竖轴，所述水平上支架和水平下支架通过轴承与所述竖轴安装在一起，所述水平上支架和水平下支架上设置输水孔道；所述竖轴顶端与所述吊杆底端固定连接；所述筒体的外表面上设置多个破碎桩头。
5.根据权利要求4所述的镍铁粒化处理装置，其特征在于：所述转筒式二次粒化器中的转筒的筒体内壁上设置内齿圈，所述竖轴中部设置一个驱动装置安装架，该驱动装置安装架一侧设置驱动电机，该电机输出轴上设置驱动小齿轮，所述驱动装置安装架另称一侧设置平衡配重体，所述驱动小齿轮与所述内齿圈啮合安装。
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