專利名稱：液體或漿料曝氣裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種裝置，其基本上包括噴灑噴嘴和具有懸掛鏈節(jié)的
鏈條簾，該鏈條簾的作用是由于例如表面張力和潤濕性、重力和可 塑性形態(tài)之類物理特性的組合而產生和捕獲氣泡，從而對液體或漿料 進行啄氣。該裝置特別地能以更加可靠的和經濟的方式在各種工業(yè)和 經濟領域中對水、液體、礦漿和/或有機漿料進行曝氣。
背景技術：
正如本領域技術人員所熟知的，在采礦領域，更加具體地，在鐵 礦石精細造粒領域，普遍了解的是一種稱為涂布的工藝，其中，將耐 火礦物覆蓋層施加到燒后的球粒上，以供直接還原使用。
使用直接還原工藝將鐵礦石或精鐵礦球粒轉變成金屬鐵的鋼廠必 須進行適應性改變，以面對所謂粘附的工藝瓶頸。
與鼓風爐相比，在直接還原爐中爐料在還原環(huán)境中被轉變成高溫 鐵。然而，在這種環(huán)境下，爐料不會熔化。還原氣體穿過爐料組分的 孔隙(球?；蝾w粒)，并且在受控的溫度下，形成熱化學還原，以將鐵 礦氧化物還原成金屬鐵，得到被稱為海綿鐵的固態(tài)海綿狀產品，其成 分保持了作為其原料的球粒或顆粒的原始形態(tài)。
為了優(yōu)化上述工藝的生產率，已經提高了操作溫度，作為該操作 條件的結果是粘附現象變得更加嚴重。
應該理解，該粘附過程涉及到形成大塊固體海綿鐵塊，它們是由 于在升高溫度下球?；蜩F顆粒的半熔化和表面熔化而形成的。由于這 種結塊，在爐內會產生性能缺陷，使其難以排出，從而使下游設備超 載。
為了解決這個問題，設計了一種稱為涂布的工藝，在燒(生產)后的其它階段以及在采用直接還原爐時進行熱化學還原前，將耐火材 料薄層施加到球粒表面上。該工藝還涉及在移動的球粒上噴灑該水性 漿料精磨耐火材料，以對球粒染色。為此，在各個位置有策略地布置 噴灑噴嘴，例如在傳送帶之間和傳送帶上方的傳送溜槽處布置。
該方法的缺陷在于會導致噴嘴連續(xù)阻塞，這是因為由于為了噴 灑效果，噴嘴開口較為狹小，因此噴嘴對耐火漿料中存在的任何異物 以及對耐火材料填料非常敏感，在涂布操作長期停工期間這些物質會 沉淀在噴嘴附近。
這些經常發(fā)生的阻塞使得該系統(tǒng)非常脆弱，對此進行糾正非常耗 時，使維護人員耗費極大的精力和體力，從而容易出現事故。由于許 多原因，并不總是可能在源頭就對該問題進行糾正，這導致不可接受 的時間間隔。
由于漿料流入噴嘴瓶頸部的速度很高，因此另 一個問題是噴嘴會 發(fā)生磨損。伴隨著含漿料礦物的磨損性，高速度會使這些噴嘴形狀變 寬，改變了漿料噴射的目標和流出，從而增加礦物的特定消耗，更加 難以將漿料均勻地分布在球粒上。
另一個缺陷是射流噴灑過程所需的壓力相對較高。高的壓力使得 難以防止?jié){料在彎曲部、結合部和閥門處以及在該工藝中所用離心泵 的機械密封處從分配回路中濺出。
這些缺陷的直接后果(單獨地或共同地)是導致涂布工藝的操作 不穩(wěn)定，從而導致球粒上產生大的涂布缺陷以及高粘附程度，使客戶 不滿意。
基于實驗室的樣品粘附率反映了如上所述的直接還原爐結塊。該 粘附率是基于在高溫、高壓以及熱化學還原情況下相對于初始自由質 量而言的結塊質量百分比。

發(fā)明內容
本專利申請不同于上面提到的那些方法，本申請的目的是提供一 種裝置，該裝置能夠對由水和精磨礦物構成的純礦漿、或者對這種礦漿與例如石灰、石灰石、純橄欖巖、礬土、水泥之類材料的混合物、 和在鐵礦石球粒涂布(熱或冷)的造粒廠中評價和/或使用的任何礦物 進行曝氣。
為此，基于純粹的物理原理例如表面張力、潤濕性、重力等等以 及基于通常所用的金屬或非金屬輸入裝置例如鏈、管、板、螺栓和螺 母，設計出了該裝置。
因此，本發(fā)明的另一個目的是提供一種裝置，該裝置能夠有助于 對如上所述在鐵礦石球粒涂布的造粒廠中使用的礦漿進行啄氣。該裝 置還有助于把這種漿料施加到在輸送帶上移動的粒料上，以使?jié){料沿 粒料均勻地橫向分布并滲透，進而到達底部輸送帶粒料。
為此，該裝置被設計成成套設備，包括下面列出的五個模塊，該 裝置能夠容易地適用于任何情形，只要輸送帶沿其路徑具有四米高的 自由部分，優(yōu)選地靠近給料部。
為了實現在球粒上均勻地橫向分布和底部滲透，應用模塊具有鏈 條，用于形成橫跨整個粒料傳送帶范圍的簾。
因此，本發(fā)明的另一個目的是能夠對在造粒廠的鐵礦石球粒涂布 系統(tǒng)中使用的礦漿進行膝氣，以便防止工藝外的異物阻塞噴嘴端部或 任何其它部分，從而確保操作穩(wěn)定性和在所使用系統(tǒng)全程上的施料同 質性。
為了實現該目的，該裝置具有散布噴嘴，其開口為矩形，尺寸足 夠大以便不會將工藝外的異物保持在內部。
因此，本發(fā)明的另一個目的是對在造粒廠的鐵礦石球粒涂布系統(tǒng) 中使用的礦漿進行膝氣，以便防止溢出和不希望的濺灑，從而抑制浪 費、臟污和環(huán)境問題。
為了實現這個目的，該裝置設計成滿足三個要求
a) 對于工藝，該裝置定位成使得簾的端部非常接近粒料；
b) 曝氣過程緩沖了漿料下落速度，從而當漿料接觸球粒時避免 突然壓縮其給定部分，以便抑制射出。
c) 氣泡用作緩沖，緩和漿料和球粒之間的沖擊。因此，本發(fā)明的另一個目的是對在造粒廠的鐵礦石球粒涂布系統(tǒng) 中使用的礦漿進行膝氣，以便能長期操作使用，并且不需要因過早的 磨損而進行維護和部件更換。
為了實現這個目的，該裝置特意地具有加強部件，例如規(guī)格80 直徑為3〃的鋼管散布端、焊接的短鏈節(jié)、5mm厚的鋼容納溜槽，但 是也可以使用與此不同的材料和尺寸，以確保裝置的高負荷特性。
因此，本發(fā)明的另一個目的是對在造粒廠的鐵礦石球粒涂布系統(tǒng) 中使用的礦漿進行曝氣，以便可以在從準備開始一直到在低壓下施料 的整個過程操作漿料泵送系統(tǒng)，以減小泵送能量負載，以及防止從輸 送管和泵密封系統(tǒng)例如墊圏和機械密封的泄露。
為了實現這個目的，該裝置的噴嘴合適地具有直徑為3〃的施料管 和無瓶頸的噴嘴，除了適當尺寸的漿料分配線路以外，該噴嘴確保沿 從均質儲罐到滲濾器的整個回路的低負載損失水平，從而保持低的泵 送壓力。
通過以下方式實現本發(fā)明的這些和其他目的當從散布噴嘴將液 體或漿料射出到鏈流上時，并且當液體漿料流過鏈節(jié)時，由于在所涉 及的三種表面(固體/鏈流，液體/漿料和氣體/空氣)之間的表面張力 和潤濕性的相互作用而形成膜，利用例如表面張力、潤濕性和可塑性 形態(tài)之類物理特性的組合來捕獲液體或漿料中的氣泡。該膜形成在每 個鏈節(jié)內、形成在每個鏈節(jié)之間以及形成在鏈條之間。關于流出而言， 這些膜自身之間最終相互作用以捕獲它們之間的剩余空氣，從而形成 大量的氣泡，從而通過鏈條排出來形成液體或發(fā)泡的漿料。


此外，將參考附圖描述本發(fā)明，其中
圖l是液體或漿料的曝氣裝置的立體圖2是利用該液體或漿料膝氣裝置產生發(fā)泡液體的詳圖3是在該液體或漿料曝氣裝置中使用的防阻塞散布噴嘴的詳圖4是利用該液體或漿料曝氣裝置來分布液體和使其均勻化的詳 圖；以及
圖5是利用該液體或漿料曝氣裝置來分布液體泥漿和使其均勻化 的詳圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的裝置設計用來實現上述目的，并且以適當尺寸安裝以便 在造粒廠使用，該裝置包括五個模塊
1. 施料模塊或施料器(l)，包括三個部分第一部分由一個直徑 為3〃、長度為0.8m的管子構成；第二部分是施料噴嘴，其與第一部 分連接，也是由管子構成，該管子具有一扁平端部，該扁平端部具有 20x210mm的矩形開口，該施料噴嘴可沿其軸線自由轉動以便進行最 佳的定位；第三部分是施料器支架，由于其特定的構造特性，該施料 器支架允許最佳地定位以滿足鏈流需要，例如到鏈流(C)的距離、 角度、對準和高度。
2. 曝氣和散布模塊(2)，它是本原型的主要部分，包括3m長的 彼此相鄰的鏈條組(C)，這些鏈條組排列起來并形成簾，當掛起來時， 形成有附著力的和足夠海綿性的組件，以便允許曝氣現象，并且能夠 隨意地便于自清潔和臨時清洗。
3. 引導模塊(3)，包括前板和輕輕倚靠在鏈條(C)上的后板， 它們形成夾層結構，以便使從漿料(P)逸出的逸流改變方向并能使 其沿簾的跨度均勻分布。
4. 接收器模塊(4)，包括位于由鏈條支撐的施料模塊下方的箱子。 該接收器模塊也有助于漿料(P)的分布，并容納從施料器(1)灑出 的偶然濺灑物。
5. 結構模塊(5)，包括金屬型材，用于支撐和加強系統(tǒng)，以使系 統(tǒng)的各個構件穩(wěn)固地安置，同時允許進行快速和安全的機械檢查和干 預。
在低壓下到達該設備的礦漿(p)通過施料器(1)，該施料器將礦漿自由地射出到鏈條簾上，以在鏈條簾上均勻分布。當流體在重力 作用下流出鏈條簾時，其體積(P)進一步地分布，以便從下端離開， 從而覆蓋了在傳送帶上的燒后球粒層的整個橫向范圍。
當漿料(P)與鏈條(c)相互作用并從而進行曝氣時，并且由于
通過氣泡而獲得的隔熱效果，漿料(p)快速地濾過并流到傳送帶上 的粒料下端，同時伴隨有由于球粒超過沸水的溫度而開始的蒸發(fā)過程。 該現象稱為膝氣滲濾。因此，該方法有助于將礦物顏料很好地染色和 粘附到在該裝置下面行進的粒料上，從而確保高程度的覆蓋。
盡管特別地對包括液體(10)和漿料曝氣裝置的成套設備進行了
描述和例示，但是應該注意，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，結構性 的和適用性的改變是可行的且可以實施的。
權利要求
1. 一種液體或漿料曝氣裝置，其特征在于，該曝氣裝置能夠通過其散布噴嘴將液體或漿料(P)射出到鏈條簾(C)上，并且當液體或漿料流過鏈節(jié)時由于所涉及的三種表面(固體/料流，液體/漿料和氣體/空氣)之間的表面張力和潤濕性的相互作用而形成膜，從而該曝氣裝置能捕獲液體或漿料(P)中的氣泡；就流出而言，這些膜自身之間最終相互作用以捕獲膜之間的剩余空氣，從而形成大量的氣泡，導致了由于鏈的排出(C)而形成液體或發(fā)泡的漿料(P)。
2. —種液體或漿料啄氣裝置，其特征在于，該曝氣裝置包括五個 模塊i)施料模塊或施料器(1); ii)曝氣和散布模塊(2); iii)引 導模塊(3); iV)接收器模塊(4);以及V)結構模塊(5)。
3. 如權利要求2所述的液體或漿料曝氣裝置，其特征在于，施料 模塊或施料器(1)包括三個不同部分第一部分由管子構成；第二部 分是施料噴嘴，其與第一部分連接，也是由管子構成，該構成施料噴 嘴的管子具有一扁平端部，該扁平端部具有矩形開口，該施料噴嘴能 沿其軸線自由轉動以便進行最佳的定位；第三部分是施料器支架，由 于特定的構造特性，該施料器支架允許最佳地定位以滿足料流需要， 例如到料流(C)的距離、角度、對準和高度。
4. 如權利要求2所述的液體或漿料曝氣裝置，其特征在于，曝氣 和散布模塊(2)包括彼此相鄰的鏈條組(C)，這些鏈條組排列起來 并形成簾，當掛起來時，形成有附著力的和足夠海綿性的組件，以便 允許曝氣現象，并且能夠隨意地便于自清潔和臨時清洗。
5. 如權利要求2所述的液體或漿料曝氣裝置，其特征在于，引導 模塊(3)包括前板和輕輕倚靠在鏈條(C)上的后板，它們形成夾層 結構，以便使從漿料(P)逸出的逸流改變方向并能使?jié){料沿簾的跨 度均勻分布。
6. 如權利要求2所述的液體或漿料曝氣裝置，其特征在于，接收 器模塊(4)包括位于由鏈條支撐的施料模塊下方的箱子，該接收器模塊也有助于漿料(P)的分布，并容納從施料器(1)灑出的偶然濺灑 物。
7. 如權利要求2所述的液體或漿料曝氣裝置，其特征在于，結構 模塊(5)包括金屬型材，用于支撐和加強系統(tǒng)，以使系統(tǒng)的各個構件 穩(wěn)固地安置，同時允許進行快速和安全的機械檢查和干預。
8. 如權利要求1所述的液體或漿料曝氣裝置，其特征在于，在低 壓下到達該設備的礦漿(P)通過施料器(1)，該施料器將礦漿自由 地射出到鏈條簾上，以使礦漿在鏈條簾上均勻分布；當流體在重力作 用下流出鏈條簾時，其體積(P)進一步地分布，以便從下端離開， 從而覆蓋了在傳送帶上的燒后球粒層的整個橫向范圍。
9. 如權利要求l所述的液體或漿料曝氣裝置，其特征在于，漿料 (P)與鏈條(C)相互作用并從而進行曝氣，并且由于通過氣泡而獲得的隔熱效果，漿料(P)快速地濾過并流到傳送帶上的粒料下端， 同時伴隨有由于球粒超過沸水的溫度而開始的蒸發(fā)過程。
全文摘要
一種液體或漿料曝氣裝置，該曝氣裝置通過散布噴嘴將液體或漿料(P)射出到鏈條簾(C)上，并且當流體在重力作用下流出鏈節(jié)(C)時由于所涉及的三種表面之間的表面張力和潤濕性的相互作用而形成膜，從而該曝氣裝置從液體或漿料(P)中捕獲氣泡。就流出而言，這些膜自身之間最終相互作用以在它們之間捕獲剩余空氣，從而形成大量的氣泡，導致了由于鏈的排出(C)而形成液體或發(fā)泡的漿料(P)。
文檔編號C22B1/00GK101522923SQ200780038430
公開日2009年9月2日 申請日期2007年8月22日 優(yōu)先權日2006年8月22日
發(fā)明者A·F·佩雷拉多斯·桑托斯, A·G·尤尼奧爾, A·巴博薩達·西爾瓦, C·M·O·切薩里奧, E·M·福斯蒂諾, E·威廉德卡瓦洛, E·瓦萊里亞諾多斯·桑托斯, G·L·羅沙, J·A·阿爾維斯厄西爾瓦·雷斯, J·馬婭, L·斯特格米勒, R·S·阿澤雷多·德熱蘇斯, R·V·費雷拉 申請人:瓦利·德·利奧多斯公司