一种具有热防护功能的粒化系统技术方案

本发明专利技术公开了一种具有热防护功能的粒化系统，一种具有热防护功能的粒化系统，包括转轴、辅助冷却风供应单元、温度监测单元和粒化器；粒化器固定在转轴的顶部；其特征在于：所述辅助冷却风供应单元为温度监测单元和粒化器提供冷却风；所述辅助冷却风供应单元包括风筒和进风管道；风筒通过进风管道与风机连接；所述温度监测单元和粒化器设置在风筒内；所述温度监测单元包括多个热电偶、过孔径导电滑环、止转片和止转装置；多个热电偶设置在所述粒化器内，止转装置设置在所述粒化器的下方；所述过孔径导电滑环套设在转轴上，并通过止转片固定在止转装置上；本发明专利技术可广泛应用在钢铁、冶金等领域。

【技术实现步骤摘要】
一种具有热防护功能的粒化系统
本专利技术涉及液态熔渣粒化
，特别涉及一种具有热防护功能的粒化系统。
技术介绍
根据《世界钢铁年鉴2017》发布的数据，可以看出2016年，世界生铁产量为16.28亿吨，其中，中国的生铁产量为8.03亿吨，约占世界产量的50％。在冶炼钢铁的过程中，炉渣高温余热资源约占钢铁企业高温余热资源的35％，其中，高炉渣占比28％。一般情况下，高炉渣的出渣温度在1400-1550℃之间，每吨高炉渣所蕴含的显热为1260-1880MJ，相当于60kg标准煤。在我国的现行技术下，生产每吨粗钢同时也会副产0.3吨高炉渣。2016年我国副产高炉渣约为2.43亿吨，其所含显热量相当于1455万吨标准煤，其热量回收效益相当可观。离心粒化法因其设备简单、动力消耗小、适应性好、产品粒度分布范围窄、同时能兼顾熔渣的余热回收和物料品质等优点，自提出以来，便得到了广泛的研究。离心粒化的基本过程是采用一个高速旋转的转盘或转杯作为粒化器,熔渣通过渣沟或管道注入到粒化器中心；粒化器在电动机的带动下高速旋转,熔渣由于离心力的作用从粒化器边缘飞出粒化，熔渣液滴在飞行的过程中与空气进行热交换至凝固，最后形成小颗粒。对于高炉渣离心粒化系统而言，粒化单元是整个系统的核心部分，其中粒化器的连续稳定运行对于后续的粒化过程至关重要。但目前液态熔渣的离心粒化过程中普遍还存在着一些问题：①基于熔渣中CaO，MgO，SiO2等成分，粒化器会有化学腐蚀的问题。另外，粒化器的工作温度通常在1450℃左右，长时间的运行会导致粒化器严重的高温熔蚀。这会影响粒化器的使用寿命和运行安全。②在离心粒化的过程中，粒化器的上表面都会有渣壳的生成，目前未能很好地控制渣壳的生成厚度和形貌，未能使其被很好地利用以用作粒化器的热防护。③由于粒化器的高速转动，难以在粒化器表面进行实时温度测量，未能实时反映粒化器的工作温度，从而不能为粒化器的热防护措施提供相应的技术指导。④少有设置对粒化器和转轴进行风冷，而且设置的风冷如若要保证较好的冷却效果和对粒化器边缘熔渣液丝的破碎效果，则需要较高的风速和较大的风量，空气的温升较小。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种具有热防护功能的粒化系统。为了解决上述技术问题，根据本专利技术的技术方案，一种具有热防护功能的粒化系统，包括转轴、辅助冷却风供应单元、温度监测单元和粒化器；粒化器固定在转轴的顶部；其特征在于：所述辅助冷却风供应单元为温度监测单元和粒化器提供冷却风；所述辅助冷却风供应单元包括风筒和进风管道；风筒通过进风管道与风机连接；所述温度监测单元和粒化器设置在风筒内；所述温度监测单元包括多个热电偶、过孔径导电滑环、止转片和止转装置；多个热电偶设置在所述粒化器内，止转装置设置在所述粒化器的下方；所述过孔径导电滑环套设在转轴上，并通过止转片固定在止转装置上；过孔径导电滑环的转子接线端连接所述热电偶的信号输出端；过孔径导电滑环的定子接线端连接外部数据采集器。本专利技术通过外部电动机带动转轴转动；转轴带动粒化器旋转，粒化器旋转实现液态熔渣的铺展和粒化；并通过热电偶实现粒化器内表面的温度测量；并通过设置高温热电偶套管对热电偶进行保护；设置过孔径导电滑环可以解决在转动过程中测量端导线的缠绕问题，同时实现信号的传输；同时通过辅助冷却风供应单元为温度监测单元和粒化器提供冷却风，能够实现粒化器外壁面的强制加速冷却，有利于粒化器表面渣壳厚度的控制，有助于粒化器的热防护，同时，辅助冷却风能够实现对粒化器边缘的液膜的破碎和液滴的冷却，有利于后续粒化过程。根据本专利技术所述的一种具有热防护功能的粒化系统的优选方案，所述粒化器包括粒化器主体和空心圆柱套筒，空心圆柱套筒连接在粒化器主体底部，空心圆柱套筒套设在转轴的顶部并通过套筒紧固螺钉固定；粒化器底部与转轴顶部之间设置有空隙；空心圆柱套筒的侧壁沿径向设置有若干小孔，该粒化器内表面设置有微小锉齿结构，外壁面装设有翅片。本专利技术在空心圆柱套筒的侧壁沿径向设置若干小孔，辅助冷却风可从小孔进入空气层，在一定程度上对粒化器底部起到冷却作用，有利于转轴与粒化器底部空隙空气层的流动，同时，安装在粒化器内表面底部的热电偶信号输出线可从小孔引出，实现粒化器底部的温度测量；粒化器底部与转轴顶部之间设置有空隙，以削弱粒化器向转轴导热；空心圆柱套筒直接套设在转轴上，并通过套筒紧固螺钉固定，安装简单易行，且更换方便。粒化器内表面设置有微小锉齿结构，有利于防止粒化器表面产生的渣壳脱落，外壁面装设有翅片，可以增大粒化器与外部环境的换热面积，强化粒化器换热。根据本专利技术所述的一种具有热防护功能的粒化系统的优选方案，辅助冷却风供应单元还包括轴套支承环和下风筒盖板；所述风筒包括上风筒和下风筒；上风筒位于粒化器外侧；上风筒的下方设置有轴套支承环，轴套支承环套设于轴套上，以限定轴套由于转轴转动过程中引起的振动；轴套支承环的下方设置有下风筒，轴套支承环通过第二螺栓固定在上风筒和下风筒之间；下风筒的底部通过第三螺栓与下风筒盖板连接；下风筒盖板固定在外部整体支架上；下风筒侧面焊接有进风管道，进风管道接风机。根据本专利技术所述的一种具有热防护功能的粒化系统的优选方案，在转轴上套设有轴承，轴承由轴套固定；轴套底部通过第四螺栓固定在下风筒盖板上；过孔径导电滑环包括定子和转子，定子位于转子外侧；转子套设在转轴上，并通过滑环紧固螺钉固定；定子底部装设有止转片，定子通过止转片固定在止转装置上，所述止转装置通过螺钉固定在轴套上。本专利技术通过装设在定子底部的止转片来固定定子，防止其随转子转动，实现定子接线端位置固定。转轴、轴承和轴套相互配合，实现转轴平稳转动。根据本专利技术所述的一种具有热防护功能的粒化系统的优选方案，在转子与转轴之间装设有隔热套筒或者布置保温棉作为隔热保温层，以保证过孔径导电滑环处于正常工作温度区间。根据本专利技术所述的一种具有热防护功能的粒化系统的优选方案，轴套支承环具有同心的空心内环和空心外环，空心内环与空心外环通过连接筋连接；该连接筋上设置有引线孔，过孔径导电滑环定子接线端通过轴套支承环连接筋上的引线孔伸出，并穿过下风筒盖板，再连接外部数据采集器，避免从粒化仓走线，防止连接导线被粒化仓的高温颗粒烫坏。本专利技术所述的一种具有热防护功能的粒化系统的有益效果是：本专利技术利用粒化器表面生成的渣壳来对粒化器进行热防护，通过在粒化器内表面设置微小锉齿结构来防止转动过程中渣壳的脱落，通过粒化器外壁面的翅片，优化了粒化器的换热情况，在一定程度上减少了粒化器的高温熔蚀和化学腐蚀的现象，延长了粒化器的使用寿命，且粒化器易于更换；本专利技术通过设置过孔径导电滑环，解决了热电偶测温过程中的绕线问题，实现了热电偶电信号的传输，完成了对粒化器表面温度的采集，从而指导调节粒化过程中的操作参数；本专利技术通过辅助冷却风在上风筒出口处拥有的较大速度，对熔渣液滴、液丝或液膜起到了很好的破碎和冷却作用；而且整个测温系统的走线都在辅助冷却风的风道内，能够防止被粒化的高温熔渣液滴或颗粒烧坏；本专利技术可广泛应用在钢铁、冶金等领域。附图说明图1是本专利技术所述的一种具有热防护功能的粒化系统的结构示意图。图2是本专利技术所述的温度监测单元和粒化器的结构示意图。图3是本专利技术所述的过孔径导电滑环套的安装示意图。图4是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有热防护功能的粒化系统，包括转轴(3)、辅助冷却风供应单元、温度监测单元和粒化器(1)；粒化器(1)固定在转轴(3)的顶部；其特征在于：所述辅助冷却风供应单元为温度监测单元和粒化器(1)提供冷却风；所述辅助冷却风供应单元包括风筒(2、8)和进风管道(11)；风筒通过进风管道(11)与风机连接；所述温度监测单元和粒化器(1)设置在风筒内；所述温度监测单元包括多个热电偶(210)、过孔径导电滑环(4)、止转片(204)和止转装置(219)；多个热电偶(210)设置在所述粒化器(1)内，止转装置(219)设置在所述粒化器(1)的下方；所述过孔径导电滑环套设在转轴(3)上，并通过止转片(204)固定在止转装置(219)上；过孔径导电滑环的转子接线端(205)连接所述热电偶(210)的信号输出端；过孔径导电滑环的定子接线端(7)连接外部数据采集器10。

【技术特征摘要】
1.一种具有热防护功能的粒化系统，包括转轴(3)、辅助冷却风供应单元、温度监测单元和粒化器(1)；粒化器(1)固定在转轴(3)的顶部；其特征在于：所述辅助冷却风供应单元为温度监测单元和粒化器(1)提供冷却风；所述辅助冷却风供应单元包括风筒(2、8)和进风管道(11)；风筒通过进风管道(11)与风机连接；所述温度监测单元和粒化器(1)设置在风筒内；所述温度监测单元包括多个热电偶(210)、过孔径导电滑环(4)、止转片(204)和止转装置(219)；多个热电偶(210)设置在所述粒化器(1)内，止转装置(219)设置在所述粒化器(1)的下方；所述过孔径导电滑环套设在转轴(3)上，并通过止转片(204)固定在止转装置(219)上；过孔径导电滑环的转子接线端(205)连接所述热电偶(210)的信号输出端；过孔径导电滑环的定子接线端(7)连接外部数据采集器10。2.根据权利要求1所述的一种具有热防护功能的粒化系统，其特征在于，所述粒化器(1)包括粒化器主体(105)和空心圆柱套筒(101)，空心圆柱套筒(101)连接在粒化器主体(105)底部，空心圆柱套筒(101)套设在转轴(3)的顶部并通过套筒紧固螺钉(214)固定；粒化器底部与转轴(3)顶部之间设置有空隙(215)；空心圆柱套筒(101)的侧壁沿径向设置有若干小孔(102)，该粒化器主体(105)内表面设置有微小锉齿结构(104)，外壁面装设有翅片(103)。3.根据权利要求1或2所述的一种具有热防护功能的粒化系统，其特征在于，辅助冷却风供应单元还包括轴套支承环(6)和下风筒盖板(13)；所述风筒包括上风筒(2)和下风筒(8)；上风筒(2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱恂，代茂林，王宏，谢震廷，廖强，丁玉栋，付乾，夏奡，张彪，张亮，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50