[发明专利]一种熔渣粒化反应器

说明书

本发明提供了一种熔渣粒化反应器，属于冶金与动力机械技术领域。该反应器包括环形弹簧、上圆盘、下圆盘、转动支架、上轴承、下轴承、固定轴等，上圆盘、下圆盘、转动支架固定连接，转动支架由上轴承和下轴承支承于固定轴上，可绕固定轴转动，环形弹簧位于上圆盘和下圆盘组成的圆环形空腔内形成螺旋形通道；在上圆盘的内圆上设有熔渣通道，外圆上设有渣汽出口，下圆盘塞内圆上设有进水口和进水通道。本发明熔渣粒化反应器是改变现有熔渣粒化工艺的关键设备，粒化效果好，水蒸汽和炉渣的余热可回收利用，资源消耗少，无粉尘污染，设备占地面积小，在高炉生产中有重要的应用前景。

技术领域

本发明属于冶金与动力机械技术领域，具体涉及一种熔渣粒化反应器。

背景技术

钢铁冶金过程中产生大量的高温废渣，主要是高炉渣和钢渣(简称炉渣)。其中高炉渣的温度在1450℃左右，热焓约为1700MJ/t，钢渣的温度约为1450-1650℃，热焓约为1670MJ/t，它们属于高品质的余热资源，具有很高的回收价值。高炉渣缓慢冷却时形成晶体相，快速冷却时形成玻璃相，急冷处理得到的玻璃态高炉渣具有良好的水硬活性，可作水泥原料。因此目前绝大部分高炉渣都采用水淬粒化工艺(简称水淬法)，如拉萨(Rasa)法、印巴(INBA)法和图拉(Tyna)法等，对应于这些工艺的粒化反应都是在开放的空间内进行，虽然粒化反应器的结构简单、投资小，能满足高炉生产的处理能力要求，但存在新水消耗大，不能回收熔渣余热，系统维护工作量大；粉磨时，湿渣烘干仍要消耗能源等问题。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种熔渣粒化反应器，解决现有高炉渣粒化处理中存在的不足，获得一种熔渣的粒化效果好，余热和水蒸汽可回收利用，资源消耗少，设备占地面积小的高炉渣高效处理关键设备。

为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案予以实现的。

本发明所提供的一种熔渣粒化反应器包括环形弹簧、上圆盘、下圆盘、转动支架、上轴承、下轴承、固定轴。所述环形弹簧是圆柱形螺旋弹簧首尾相连形成的圆环形结构，位于上圆盘和下圆盘之间的环形空腔内，其钢丝的断面是圆断面或矩形断面。所述上圆盘和下圆盘的轴线重合，上圆盘位于下圆盘的上部，通过螺栓固定在转动支架上，上圆盘的下表面设有断面为半圆的环形槽、进渣槽和出渣槽，进渣槽和出渣槽和下圆盘的上表面接合组成进渣通道S1和渣汽通道S2。所述下圆盘位于转动支架的上部，轴线与转动支架的回转轴线重合，下圆盘的上表面设有断面为半圆的环形槽和进水通道W1；下圆盘的环形槽和上圆盘的环形槽轴线重合并组成上述的环形空腔。所述转动支架分别通过上轴承和下轴承支承在固定轴上，可相对于固定轴转动。

进一步的，所述的环形弹簧的螺距稍大于进渣槽和出渣槽的宽度，环形弹簧与上圆盘和下圆盘之间的环形空腔形成紧配合。

进一步的，所述的上圆盘的进渣槽位于其环形槽的内侧，而出渣槽位于其环形槽的外侧，进渣槽和出渣槽的数量相等，均匀分布在上圆盘的圆周上，但周向分布的相位差设有N个环形弹簧的螺距，N≥2，出渣槽沿径向的中心线是平面螺旋线，螺旋的方向与圆盘的转向相反。

进一步的，所述的下圆盘的进水通道W1位于其环形槽的内侧且位于进渣通道S1出口的正下方，进水通道W1入口位于下圆盘的内圆柱面上，而进水通道W1出口位于下圆盘的环形槽内侧，出水方向与进渣通道S1的出渣方向的夹角大于80°而小于90°，进水通道W1和出渣槽的数量相等，均匀分布在下圆盘的圆周上。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

1、熔渣处理效率高，粒化效果好。熔渣高速流过圆盘上的进渣通道，在环形螺旋形空腔内与水进行连续的水爆反应，渣粒与水和环形螺旋形槽发生多次高速碰撞，粒化效率高，渣颗粒小。

2、余热利用率高，资源消耗少。水爆反应在有限的空间内进行，热量损失少，传热效率高，由此产生的高压流体的动能和热能有利于有效吸收和利用，排出的水蒸汽也可回收再利用。