專利名稱：一種用于高溫固態(tài)渣粒的冷卻罐的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種冷卻裝置，特別是用于冷卻鋼渣、高爐渣等高溫固態(tài)冶金渣
粒的冷卻罐，屬冶金設備技術領域。
背景技術：
鋼渣、高爐渣等冶金渣具有很高的顯熱，液態(tài)熔渣?；⒗鋮s成固態(tài)渣粒后，溫度 一般在800 IOO(TC，其顯熱的進一步回收決定著液態(tài)冶金渣顯熱的回收效率。因此，開 發(fā)高溫固態(tài)渣粒顯熱回收的高效設備具有重要意義?，F(xiàn)有技術，對固態(tài)渣粒進行顯熱回收 方式主要包括流化床式和普通填充床式，這些換熱設備一般都是與干法?；に囍械娘L淬 和離心?；O備相連接，其主體設備和顯熱回收工藝為(l)流化床式換熱工藝通過轉(zhuǎn)盤 或轉(zhuǎn)碟將液態(tài)高爐渣?；谓德溥^程中凝固成殼，并進入設備底部的一級流化床，在流 化床內(nèi)與空氣進行熱交換，渣粒溫度降至相變轉(zhuǎn)化溫度以下后進入二級流化床進行余熱回 收。這種流化床換熱方式是高效回收固渣顯熱的一種方式，但是采用流化床設備時需要保 證空氣流能夠?qū)⒐虘B(tài)渣粒流化。 一般來說，進入流化床的空氣壓力較高，而且隨著固態(tài)渣粒 粒徑增加，所需空氣壓力將急劇增加，空氣進入流化床就需要消耗更多能量。因此，盡管流 化床式換熱工藝盡管換熱效率較高，但能耗也較高。(2)普通填充床式換熱工藝使用鼓風 機將熔渣破碎?；笾苯哟等胝质藉仩t內(nèi)，在飛行過程中通過輻射和對流傳熱迅速凝固， 并散落于罩式鍋爐內(nèi)的普通填充床，固態(tài)渣粒通過傳導和對流方式將熱量傳遞給鍋爐管， 渣粒冷卻后通過輸送機轉(zhuǎn)移到儲渣槽。這種高溫固態(tài)渣粒的冷卻方式換熱效率較低，渣顯 熱只能提取40% 45%。 目前，廣泛應用于水泥、冶金、化工行業(yè)的單筒冷卻機是一種粒狀固體物料的冷卻 設備，粒狀固體物料進入單筒冷卻機后，在揚料裝置的作用下隨筒體一起轉(zhuǎn)動，將物料充分 帶起揚散，形成料幕，使物料與強化冷卻空氣進行充分熱交換，能快速將高溫粒狀固體物料 冷卻。單筒冷卻機的制造和運行工藝成熟，具有冷卻效果好、熱回收效率高、能耗較低的特 點。但是，目前應用的單筒冷卻機中運行的冷卻氣體主要為空氣，其漏風率一般在1%左右。 而對于采用氮氣等惰性氣體進行高溫固態(tài)渣粒冷卻工藝來說，1 %漏風率所造成的氮氣泄 漏量會危及操作人員，并對環(huán)境造成影響，同時在大風量冷卻情況下，氮氣補充量會大大增 加、提高運行成本。因此，采用惰性氣體進行高溫固態(tài)渣粒冷卻，同時考慮余熱回收效率時， 普通單筒冷卻機是不能滿足的密封性要求的。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種高溫固態(tài)渣粒的冷卻罐，該冷卻罐可 實現(xiàn)在密封狀態(tài)下利用惰性氣體對高溫固態(tài)渣粒進行強制冷卻，從而實現(xiàn)固態(tài)渣粒顯熱高 效回收。 本實用新型所稱問題是由以下技術方案解決的 —種用于高溫固態(tài)渣粒的冷卻罐，構成包括筒體、機頭、機尾和筒體驅(qū)動裝置，所
3述機頭、機尾分別位于筒體兩端，筒體驅(qū)動裝置與筒體傳動連接，特別之處是所述機頭、機 尾分別與筒體兩端以迷宮式結構連接，在上述兩連接處分別設有氣體壓力平衡裝置，所述 機頭設有進渣通道，機頭端部設有冷卻氣體出口 ，所述機尾下部設有出渣口 ，出渣口下部設 有星型卸料閥，機尾端部設有冷卻氣體入口 。 上述用于高溫固態(tài)渣粒的冷卻罐，所述氣體壓力平衡裝置包括風機、調(diào)節(jié)閥、送風 環(huán)管、測壓環(huán)管和控制機構，所述測壓環(huán)管和送風環(huán)管分別與迷宮式結構密封連接，所述風 機與送風環(huán)管連通，所述調(diào)節(jié)閥位于風機送風管處，所述控制機構由依次連接的伺服放大 器、控制器、差壓變送器組成，控制機構的信號輸入端分別連接測壓環(huán)管和送風環(huán)管，信號 輸出端連接調(diào)節(jié)閥。 上述用于高溫固態(tài)渣粒的冷卻罐，所述筒體傾斜設置，筒體與水平方向夾角為 5-8° 。 本實用新型屬于高溫固態(tài)渣粒冷卻設備，其主要特點如下1.高溫固態(tài)渣粒冷 卻在密閉狀態(tài)下進行，減少了粉塵污染；2.冷卻氣體泄漏率很低，因而可采用惰性氣體對 高溫固態(tài)渣粒進行冷卻，在避免惰性氣體泄漏帶來的對環(huán)境和操作人員的危害的同時，可 以減少循環(huán)氮氣的補充量；3.高溫固態(tài)渣粒在筒體內(nèi)形成料幕，與冷卻氮氣充分接觸，其 氣_固換熱效率遠高于普通填充床的換熱效率；4.筒體內(nèi)冷卻氣體阻損小，冷卻氣體的供 氣壓力小，循環(huán)氣體所需能耗遠遠低于流化床換熱的供氣能耗；5.冷卻氣體與高溫固態(tài)渣 粒逆流換熱，提高了出口氮氣溫度，可實現(xiàn)固態(tài)渣粒顯熱的高效回收。

圖1是本實用新型結構示意圖； 圖2是氣體壓力平衡裝置結構示意圖。
附圖中標號表示如下1.冷卻氣體入口 ；2.機尾；3.迷宮式結構；4.氣體壓力平
衡裝置；4-1.風機；4-2.調(diào)節(jié)閥；4-3.伺服放大器；4-4.控制器；4-5.差壓變送器；4-6.
測壓環(huán)管；4-7.送風環(huán)管；5.筒體；6.大齒輪；7.機頭；8.進渣通道；9.冷卻氣體出口 ； 10.電機；ll.減速器；12.小齒輪；13.揚料器；14.出渣口 ；15.星型卸料閥。
具體實施方式參看圖l，本實用新型構成包括筒體5、機頭7、機尾2和筒體驅(qū)動裝置，機頭、機尾 分別位于筒體兩端，筒體以機頭高于機尾的方式傾斜設置，筒體與水平方向夾角5-8° 。筒 體驅(qū)動裝置包括電機10、減速器11、大齒輪5和小齒輪12，電機帶動減速器，減速器帶動小 齒輪，小齒輪與大齒輪嚙合傳動，大齒輪固接筒體，在筒體驅(qū)動裝置的帶動下，筒體可轉(zhuǎn)動。 所述機頭7和機尾2由支架支撐，它們分別與筒體5兩端以迷宮式結構3連接，在上述兩連 接處分別設有氣體壓力平衡裝置4。所述機頭設有進渣通道8，機頭端部設有冷卻氣體出口 9，所述機尾下部設有出渣口 14，出渣口下部設有星型卸料閥15，機尾端部設有冷卻氣體入 □ 1。 參看圖2，所述氣體壓力平衡裝置4為兩套，它們分別安裝在機頭、機尾與筒體的 連接處。氣體壓力平衡裝置包括風機4-l、調(diào)節(jié)閥4-2、送風環(huán)管4-7、測壓環(huán)管4-6和控制 機構，所述測壓環(huán)管和送風環(huán)管分別與迷宮式結構3密封連通，所述風機的送風環(huán)管與送風環(huán)管連通，所述調(diào)節(jié)閥位于風機送風管處。所述控制機構由依次連接的伺服放大器4-3、 控制器4-4、差壓變送器4-5組成，控制機構的信號輸入端分別連接測壓環(huán)管和送風環(huán)管， 信號輸出端連接調(diào)節(jié)閥。 本實用新型工作過程如下啟動筒體驅(qū)動裝置，筒體5旋轉(zhuǎn)。啟動冷卻氣體(氮 氣)加壓設備，冷卻氣體經(jīng)冷卻氣體入口 l經(jīng)機尾2進入筒體向機頭7的方向運動，并由冷 卻氣體出口 9排出。高溫固態(tài)渣粒由進渣通道8進入筒體，筒體旋轉(zhuǎn)過程中，固態(tài)渣粒在揚 料器13的作用下形成料幕，并逐漸向機尾2方向運動，與冷卻氣體形成逆流換熱，在提高 渣_氣換熱效率的同時，提高出口氣體溫度，為固渣顯熱回收創(chuàng)造條件。之后，固態(tài)渣粒進 入機尾處的出渣口 14，經(jīng)其下部的星型卸料閥15密封排出。在筒體旋轉(zhuǎn)過程中，機頭7和機 尾2固定不動，此時機頭和機尾與筒體連接處的迷宮式結構3將是冷卻氣體主要泄漏之處。 啟動氣體壓力平衡裝置4，當測壓環(huán)管4-6的壓力高于送風環(huán)管4-7的壓力時，該差壓信號 由差壓變送器4-5傳送給控制器4-4，由伺服放大器4-3將調(diào)節(jié)信號傳送給調(diào)節(jié)閥4-2，調(diào) 節(jié)風機4-l進入送風環(huán)管的空氣量，提高與送風環(huán)管相連迷宮處的氣體壓力，從而保證送 風環(huán)管4-7壓力高于測壓環(huán)管4-6的壓力，避免筒體內(nèi)惰性氣體經(jīng)迷宮結構外泄；當送風環(huán) 管壓力略高于測壓環(huán)管壓力時，送風環(huán)管提供的空氣將從迷宮處外排，以盡量保持送風環(huán) 管壓力與測壓環(huán)管壓力平衡；當送風環(huán)管壓力遠遠高于測壓環(huán)管壓力時，差壓信號同樣由 差壓變送器傳遞給控制器，由伺服放大器將調(diào)節(jié)信號傳給調(diào)節(jié)閥，降低進入送風環(huán)管的氣 量，從而使從迷宮處外泄空氣量降低。
權利要求一種用于高溫固態(tài)渣粒的冷卻罐，構成包括筒體、機頭、機尾和筒體驅(qū)動裝置，所述機頭、機尾分別位于筒體兩端，筒體驅(qū)動裝置與筒體傳動連接，其特征在于所述機頭(7)、機尾(2)分別與筒體(5)兩端以迷宮式結構(3)連接，在上述兩連接處分別設有氣體壓力平衡裝置(4)，所述機頭設有進渣通道(8)，機頭端部設有冷卻氣體出口(9)，所述機尾下部設有出渣口(14)，出渣口下部設有星型卸料閥(15)，機尾端部設有冷卻氣體入口(1)。
2. 根據(jù)權利要求1所述的用于高溫固態(tài)渣粒的冷卻罐，其特征在于所述氣體壓力平 衡裝置(4)包括風機(4-1)、調(diào)節(jié)閥(4-2)、送風環(huán)管(4-7)、測壓環(huán)管(4-6)和控制機構，所 述測壓環(huán)管和送風環(huán)管分別與迷宮式結構(3)密封連接，所述風機與送風環(huán)管連通，所述 調(diào)節(jié)閥位于風機送風管處，所述控制機構由依次連接的伺服放大器(4-3)、控制器(4-4)、 差壓變送器(4-5)組成，控制機構的信號輸入端分別連接測壓環(huán)管和送風環(huán)管，信號輸出 端連接調(diào)節(jié)閥。
3. 根據(jù)權利要求1所述的用于高溫固態(tài)渣粒的冷卻罐，其特征在于所述筒體(5)傾 斜設置，筒體與水平方向夾角為5-8° 。
專利摘要一種用于高溫固態(tài)渣粒的冷卻罐，屬冶金設備技術領域。用于解決現(xiàn)有冷卻設備漏風問題。構成包括筒體、機頭、機尾和筒體驅(qū)動裝置，特別之處是機頭、機尾分別與筒體兩端以迷宮式結構連接，在上述兩連接處分別設有氣體壓力平衡裝置，機頭設有進渣通道，機頭端部設有冷卻氣體出口，機尾下部設有出渣口，出渣口下部設有星型卸料閥，機尾端部設有冷卻氣體入口。本實用新型可實現(xiàn)高溫固態(tài)渣粒的冷卻在密閉狀態(tài)下進行，冷卻氣體泄漏率很低，因而可采用惰性氣體對高溫固態(tài)渣粒進行冷卻，冷卻氣體與高溫固態(tài)渣粒逆流換熱，提高了出口氮氣溫度，為固態(tài)渣粒顯熱的高效回收創(chuàng)造了條件。
文檔編號C21B3/08GK201495233SQ20092010460
公開日2010年6月2日 申請日期2009年9月10日 優(yōu)先權日2009年9月10日
發(fā)明者張玉柱, 李俊國, 胡長慶, 邢宏偉, 韓志杰, 龍躍 申請人:河北理工大學