一种卧式扰动强化制粒装置及其方法制造方法及图纸

一种卧式扰动强化制粒装置，该装置包括筒体和设置在筒体内的搅拌制粒桨轴。所述筒体呈卧式倾斜设置。筒体上较高的一端设有进料口，筒体上较低的一端设有下料口。所述搅拌制粒桨轴位于筒体内，并贯穿筒体的两端。按照物料在筒体内的运动方向，所述搅拌制粒桨轴上依次设有扰动成核桨叶和制粒桨叶。本发明专利技术在现有圆筒制粒机的基础上，在筒体内部增设具有旋转作用的搅拌制粒桨轴，搅拌制粒桨轴上依次设有扰动成核桨叶和制粒桨叶，从而将传统的被动制粒转变成主动与被动耦合的扰动强化制粒，最终提高制粒效果及效率，降低系统能耗。降低系统能耗。降低系统能耗。

【技术实现步骤摘要】
一种卧式扰动强化制粒装置及其方法


[0001]本专利技术涉及物料的混匀制粒装置及方法，具体涉及一种卧式扰动强化制粒装置及其方法，属于散状物料制粒领域。

技术介绍

[0002]在钢铁行业，烧结是将不同成分、不同粒度的精矿粉、富矿粉及二次含铁原料烧结成块的过程。由于精矿粉、富矿粉及二次含铁原料都是颗粒细小的粉料，不能直接烧结，因而需要将原料加工成具有一定体积的颗粒状物料后才能使用。因此，制粒是烧结过程的重要工序。
[0003]现有技术烧结原料制粒主要采用圆筒制粒机，制粒过程中，物料从较高的一端进入，并随着筒体以一定的转速转动，进而带动筒体内的物料沿壁面抬升，当物料抬升到一定的高度使颗粒的抬升角大于物料的安息角，则造成料堆崩塌，使物料沿表面相对滑动，并在滑动过程中完成颗粒长大，实现造粒，最终从低端出料口排出。由于圆筒制粒机属于被动制粒设备，机械能转化为制粒的能力有限，相应的物料获得的制粒运动弱，使得设备制粒的效果差、效率低，系统能源消耗大，在一定程度上制约了烧结技术绿色、低耗的发展趋势。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术中的不足，本专利技术提出一种卧式扰动强化制粒装置及其方法。本专利技术在现有圆筒制粒机的基础上，在筒体内部增加具有旋转作用的搅拌制粒桨轴，搅拌制粒桨轴上依次设有扰动成核桨叶和制粒桨叶，从而将传统的被动制粒转变成主动与被动耦合的扰动强化制粒，形成卧式扰动强化制粒装置与制粒方法，提高最终制粒效果及效率，降低系统能耗。
[0005]根据本专利技术的第一种实施方案，提供一种卧式扰动强化制粒装置。
[0006]一种卧式扰动强化制粒装置，该装置包括筒体和设置在筒体内的搅拌制粒桨轴。所述筒体呈卧式倾斜设置。筒体上较高的一端设有进料口，筒体上较低的一端设有下料口。所述搅拌制粒桨轴位于筒体内，并贯穿筒体的两端。按照物料在筒体内的运动方向，所述搅拌制粒桨轴上依次设有扰动成核桨叶和制粒桨叶。
[0007]在本专利技术中，该装置还包括支撑系统、筒体驱动系统、桨轴驱动系统。所述支撑系统设置在筒体外的底部两侧，用于支撑筒体。所述筒体驱动系统设置在筒体外的底部中间，用于驱动筒体旋转。所述桨轴驱动系统设置在筒体外部，并与搅拌制粒桨轴连接，用于驱动搅拌制粒桨轴旋转。
[0008]在本专利技术中，所述扰动成核桨叶和制粒桨叶均为螺旋面结构叶片。其中，扰动成核桨叶和制粒桨叶两者叶片的旋向相反。
[0009]作为优选，在筒体内的搅拌制粒桨轴上，扰动成核桨叶的长度与制粒桨叶的长度比为1:5～12，优选为1:8～10。
[0010]在本专利技术中，该装置还包括设置在筒体内的加水系统。所述加水系统包括加水水
管、滴水加水喷嘴、雾化加水喷嘴、加水调节阀。所述加水水管从筒体的一端伸入筒体内部。滴水加水喷嘴设置在加水水管上，并位于扰动成核桨叶的上方。雾化加水喷嘴设置在加水水管上，并位于制粒桨叶的上方。加水调节阀设置在加水水管上，且位于筒体外部。
[0011]在本专利技术中，所述扰动成核桨叶的螺旋面叶片的迎料面与水平面之间的夹角为0～90
°
，优选为35～55
°
。
[0012]在本专利技术中，所述制粒桨叶的螺旋面叶片的迎料面与水平面之间的夹角为0～90
°
，优选为30～60
°
。
[0013]在本专利技术中，筒体的旋转方向与搅拌制粒桨轴的旋转方向相反。优选，筒体的转速小于优选为其中：R为筒体半径，g为重力加速度。
[0014]在本专利技术中，在筒体的下料口处设有物料粒径检测装置。
[0015]在本专利技术中，筒体的倾斜角度为1～10
°
，优选为1～5
°
。
[0016]根据本专利技术的第二种实施方案，提供一种卧式扰动强化制粒方法。
[0017]一种卧式扰动强化制粒方法或使用第一种实施方案所述装置进行强化制粒的方法，该方法包括以下步骤：
[0018]1)待制粒的物料经筒体较高一端的进料口进入筒体，物料随筒体一起转动，在转动过程中物料沿筒体壁面抬升，一定高度后，物料沿筒体壁面相对滑下，并向下料口方向运动。
[0019]2)物料首先进入旋转的扰动成核桨叶区域，扰动成核桨叶在旋转过程中与物料发生碰撞，获得指向下料口方向的轴向作用力F1和径向作用力F2，从而推动物料继续向下料口方向的轴向运动，同时物料在径向作用力F2和旋转筒体的作用下发生三维空间的滚动，在滚动过程中物料黏附细微颗粒成核，得到成核颗粒。
[0020]3)成核颗粒随后进入旋转的制粒桨叶区域，制粒桨叶在旋转过程中与成核颗粒发生碰撞，获得指向进料口方向的轴向作用力F3和径向作用力F4，成核颗粒在径向作用力F4和旋转筒体的共同作用下发生三维空间的滚动，在滚动过程中成核颗粒继续黏附细微颗粒长大成球，而在轴向作用力F3的作用下，成核颗粒滚动制粒的时间得到延长，最终完成制粒过程后的成粒物料从下料口排出。
[0021]在本专利技术中，通过设置在筒体下料口处的物料粒径检测装置对从下料口排出的成粒物料的粒径进行检测，检测粒径记为d0，mm。设定搅拌制粒桨轴的初始转速为Z0，r/min。根据工艺条件需要，设定成粒物料的平均粒径范围为[d
min
，d
max
]，mm。根据d0是否在设定粒径范围[d
min
，d
max
]内，调整搅拌制粒桨轴的实时转速Z1，r/min。其具体为：
[0022]当d0＞150％d
max
时，
[0023]当130％d
max
＜d0≤150％d
max
时，
[0024]当d
max
＜d0≤130％d
max
时，
[0025]当d
min
≤d0≤d
max
时，Z1＝Z0。
[0026]当80％d
min
＜d0＜d
min
时，
[0027]当50％d
min
＜d0≤80％d
min
时，
[0028]当d0≤50％d
min
时，
[0029]其中：k1、k2、k3、k4、k5、k6为搅拌制粒桨轴的转速调节系数，k1的取值范围为0.65
‑
0.9，k2的取值范围为0.35
‑
0.65，k3的取值范围为0.1
‑
0.35，k4的取值范围为0.15
‑
0.5，k5的取值范围为0.5
‑
0.9，k6的取值范围为0.9
‑
1.2。成粒物料的设定粒径范围[d
min
，d
max
]的取值为[3，8]mm。
[0030]实时检测d0的大小，调整搅拌制粒桨轴的实时转速为Z1，使得从下料口排出的成粒物料的粒径d0∈[d
min
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种卧式扰动强化制粒装置，其特征在于：该装置包括筒体(1)和设置在筒体(1)内的搅拌制粒桨轴(2)；所述筒体(1)呈卧式倾斜设置；筒体(1)上较高的一端设有进料口(101)，筒体(1)上较低的一端设有下料口(102)；所述搅拌制粒桨轴(2)位于筒体(1)内，并贯穿筒体(1)的两端；按照物料在筒体(1)内的运动方向，所述搅拌制粒桨轴(2)上依次设有扰动成核桨叶(201)和制粒桨叶(202)。2.根据权利要求1所述的卧式扰动强化制粒装置，其特征在于：该装置还包括支撑系统(3)、筒体驱动系统(4)、桨轴驱动系统(5)；所述支撑系统(3)设置在筒体(1)外的底部两侧，用于支撑筒体(1)；所述筒体驱动系统(4)设置在筒体(1)外的底部中间，用于驱动筒体(1)旋转；所述桨轴驱动系统(5)设置在筒体(1)外部，并与搅拌制粒桨轴(2)连接，用于驱动搅拌制粒桨轴(2)旋转。3.根据权利要求1或2所述的卧式扰动强化制粒装置，其特征在于：所述扰动成核桨叶(201)和制粒桨叶(202)均为螺旋面结构叶片；其中，扰动成核桨叶(201)和制粒桨叶(202)两者叶片的旋向相反。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的卧式扰动强化制粒装置，其特征在于：在筒体(1)内的搅拌制粒桨轴(2)上，扰动成核桨叶(201)的长度与制粒桨叶(202)的长度比为1:5～12，优选为1:8～10。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的卧式扰动强化制粒装置，其特征在于：该装置还包括设置在筒体(1)内的加水系统(6)；所述加水系统(6)包括加水水管(601)、滴水加水喷嘴(602)、雾化加水喷嘴(603)、加水调节阀(604)；所述加水水管(601)从筒体(1)的一端伸入筒体(1)内部；滴水加水喷嘴(602)设置在加水水管(601)上，并位于扰动成核桨叶(201)的上方；雾化加水喷嘴(603)设置在加水水管(601)上，并位于制粒桨叶(202)的上方；加水调节阀(604)设置在加水水管(601)上，且位于筒体(1)外部。6.根据权利要求3
‑
5中任一项所述的卧式扰动强化制粒装置，其特征在于：所述扰动成核桨叶(201)的螺旋面叶片的迎料面与水平面之间的夹角为0～90
°
，优选为35～55
°
；和/或所述制粒桨叶(202)的螺旋面叶片的迎料面与水平面之间的夹角为0～90
°
，优选为30～60
°
。7.根据权利要求1
‑
6中任一项所述的卧式扰动强化制粒装置，其特征在于：筒体(1)的旋转方向与搅拌制粒桨轴(2)的旋转方向相反；优选，筒体(1)的转速小于优选为其中：R为筒体半径，g为重力加速度。8.根据权利要求1
‑
7中任一项所述的卧式扰动强化制粒装置，其特征在于：在筒体(1)的下料口(102)处设有物料粒径检测装置(7)；和/或筒体(1)的倾斜角度为1～10
°
，优选为1～5
°
。9.一种卧式扰动强化制粒方法或使用权利要求1
‑
8中任一项所述装置进行强化制粒的方法，该方法包括以下步骤：1)待制粒的物料经筒体(1)较高...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢兴福，张震，魏进超，戴波，谭潇玲，
申请(专利权)人：中冶长天国际工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：