CN115196867B - 一种熔融高炉渣制渣棉收集装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种熔融高炉渣制渣棉收集装置，属于高炉渣利用技术领域。该装置包括筒体、进料单元、旋转破碎单元、压渣收集单元、耙渣成型单元和推渣传送单元，熔融高炉渣经旋转破碎单元切割成纤维状渣棉，进而在压渣收集单元中经过扫掠、搅拌、收集，使得纤维状渣棉向下进入耙渣成型单元，对于分散的渣棉进一步进行耙渣成团，最后经过推渣传送单元对其进行集棉输出，具有良好的收集渣棉效果，更有利于渣棉收缩成团输送，并且对于制渣集棉过程中产生的高温空气通过烟气出口进入余热锅炉进行发电，进而对热量进行再利用，有效降低能源成本，同时降低温室气体的排放，实现对于高炉渣成纤工艺的综合应用。

Description

一种熔融高炉渣制渣棉收集装置

技术领域

本发明属于高炉渣利用技术领域，更具体地说，涉及一种熔融高炉渣制渣棉收集装置。

背景技术

随着科技的不断进步，能源的需求逐渐增多，人类将面临着能源危机，作为主要能源的煤炭，石油和天然气濒临枯竭。当前，随着冶金行业的高速发展，高炉煤气，冶金渣都已经开始加以利用，高炉渣作为冶金行业内产生的一种数量庞大的副产品，对其进行处理再利用以及余热回收显得尤为重要。当前的高炉渣的出炉温度在1350-1550℃之间，热焓为1.8MJ/kg，且1t高炉熔渣含有显热1675MJ，约相当于57kg标准煤燃烧时放出的热量，我国2020年钢铁行业约产出8.88亿吨生铁，约产出2.664亿吨高炉渣，其中的发热值相当于0.1332亿吨标准煤当量，因此对于冶金行业所产生的高炉渣进行处理再利用具有重大意义。目前高炉渣大多采用水淬法处理，高炉渣的高温显热白白排放难以回收，且需消耗大量的水，而水淬时又会污染环境，产生H₂S、SO₂等有害气体，因此开展研究高炉渣干法的处理工艺成为国内外钢铁企业研究的热点。

研究发现对高炉渣高速离心破碎可以产生大量矿渣棉，矿渣棉是一种人造无机纤维，它具有重量轻，导热系数小，耐热性强和不燃等优良性能，其应用领域较广。据目前的调查统计，用于在建筑上的每使用一吨渣棉保温，则可节省至少相当一吨原油的能源。将钢铁冶炼过程中产生的热态熔融高炉渣进行离心甩丝成棉有望解决这一高能耗问题。

目前按照成纤工艺，熔制好的矿渣棉熔体，需经过纤维成型才能进一步制成矿物棉的成品，利用高炉渣制矿渣棉一般需要先对其进行粒化，如中国专利CN114042514A，公开了利用旋转切割单元对液态高炉渣进行粒化，生产的纤维成型工艺技术为：(1)离心法有盘式和多辊式，熔体流入高速旋转的圆盘或者多辊离心机的第一个辊子上，从第1辊往后转速逐渐加速提高，到第4辊时转速在可高达10000r/min左右。由于离心辊的逐级加速，熔渣依靠离心力的作用，将流股甩成矿渣棉纤维。由于成纤过程是在一瞬间完成的，所以只有65％～80％的熔渣转化为矿棉纤维，其余的熔渣还来不及转化为纤维而成为无用的渣球。在离心辊的后面设有风环，由风环吹出来的矿棉纤维被收集到集棉室内，集棉室的底部系一活动的输送网带，在网带的下方是抽风室，依靠抽风室形成的负压将矿棉纤维吸附在网带表面，再输送至下一工序。集棉室一般有平铺型和摆锤型两种形式，以后者较为先进。该工艺产品纤维长，杂质含量少，能耗低。缺点是多辊设备复杂、操作技术要求高，铺毡均匀性差，如中国专利CN103820588A、CN111041135A和CN111074019A。(2)离心吹制法该方法作为矿棉拉制成纤的主流工艺，在离心法设备的基础上设置高速喷嘴，熔体被离心力分散后，在未固化前被喷嘴中喷出的高速气流或水流拉制成纤维，如中国专利和CN102864252A该工艺产量大，纤维细纯净，可以生产出高质量的纤维制品，但也存在和离心法类似的缺点。(3)其他方法80年代，在改进熔制、成纤机制及由三角网带集锦、摆锤铺毡替代沉降集锦技术的基础上，国际上又发展了高级摆锤法生产工艺。高级摆锤法技术可生产优质矿渣棉，纤维更细长，渣球含量更少，简化复合板生产工艺，降低复合板生产成本。同时，还包括苏联提出的蒸汽吹制法、空气吹熔渣法、气流吹制法等工艺，但此类方法目前应用较少。

发明内容

1.要解决的问题

针对现有高炉渣离心法产生的渣棉难以收集的问题，本发明提供一种熔融高炉渣制渣棉收集装置，该装置有良好的收集渣棉效果。

2.技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

本发明的一种熔融高炉渣制渣棉收集装置，包括：

渣棉生产单元：所述渣棉生产单元包括筒体，其顶部开设有至少一个液态渣给料口，在其侧面底部开设有出渣口，在其侧面下方开设有烟气出口，在其侧面上方开设有空气进口，内部形成有用于熔融高炉渣制渣棉收集的腔体；

给料单元，其包括液态渣流道，所述液态渣流道前端与液态渣给料口相匹配；

旋转破碎单元，其包括至少一个动力输出构件A以及通过旋转传动轴A与动力输出构件A连接的旋转切割叶片，所述旋转切割叶片伸入腔体且位于液态渣给料口的下方；

还包括：压渣收集单元，位于旋转破碎单元下方，用于收集渣棉，其包括动力输出构件C以及通过旋转传动轴C与动力输出构件C连接的旋转横杆，所述旋转横杆与栅条通过转环连接，伸入旋转切割叶片的下方；

耙渣成型单元，位于压渣收集单元下方，用于渣棉成型，其包括动力输出构件D以及通过旋转传动轴D与动力输出构件D连接的齿轮齿条升降设备，所述齿轮齿条升降设备与伸缩支杆固定连接，所述伸缩支杆前端设有耙片，耙片向上伸入所述栅条的下方，所述耙片底面与伸缩支杆通过支撑骨架连接，所述伸缩支杆上套设有滑套，耙片与支撑骨架和伸缩支杆通过滑套铰接，通过控制动力输出构件D实现齿轮齿条升降设备的往复运动；

推渣传送单元，位于耙渣成型单元下方，用于传送渣棉，其包括动力输出构件E以及通过推料杆与动力输出构件E连接的推渣板，实际操作中，所述推渣板由两块钢板相隔组成，所述推料杆与推渣板交叉固定连接以达到运动时避开伸缩套筒，动力输出构件E带动推料杆推动推渣板在底座上做往复运动，用于将渣棉推至出渣口，所述出渣口末端连接输料传送带。

所述动力输出构件A包括电动机A和控制电动机A的变频器A，所述电动机A为三相交流高速电动机，所述变频器A可对电动机A转速进行0-2800r/min的变速控制，设备实际运行转速为n1，n1的取值范围为1800-2800r/min。

所述动力输出构件C包括电动机C和控制电动机C的变频器C，所述电动机C为三相交流电动机，旋转传动轴C的最高转速为5r/min，旋转传动轴C实际运行转速为n3，n3的取值范围为0-5r/min。

所述动力输出构件D包括电动机D和控制电动机D的变频器D，所述电动机D为三相交流电动机，所述变频器D调控电动机D控制齿轮齿条升降设备的往复运动，齿条的实际运行速度为n4，n4的取值范围为50-65mm/s。

所述动力输出构件E包括电动机E和控制电动机E的变频器E，所述电动机E为三相交流电动机，通过调控电动机E控制推料杆做往复推拉运动，使得推渣板的实际运行速度为n5，n5的取值范围为15-25mm/s。

所述旋转切割叶片为竖直叶片，叶片长度为L1，叶片长度L1的取值范围为250-350mm，叶片间隔角度为α1，α1的取值范围为20-40°，叶片数量为N1，N1的取值范围为10-14。

所述栅条是竖直圆柱形钢条，且栅条从筒体壁面侧到旋转传动轴C方向各个单位长度都相同，栅条长度为L2，L2的取值范围为500-2000mm，从旋转中心沿着旋转横杆方向的一侧栅条数量为N2，N2的取值范围为6-8，栅条之间的间隔为D2，D2的取值范围为100-200mm，围绕安装插口圆周方向均匀安装N3条旋转横杆，每条旋转横杆上连接的栅条数目相同且围绕旋转中心均匀分布，N3的取值范围为1-4。

所述栅条随着旋转传动轴C的运动而摇摆时相对于竖直方向的摇摆角度为α2，α2的取值范围为0-10°。

所述旋转横杆与转环通过双环扣结，所述转环与栅条通过双环扣结连接。

所述耙片围绕伸缩支杆顶端均匀分布，所述耙片的数量为N4，N4的取值范围8-12，每根耙片的长度为L3，L3的取值范围为500mm-1200mm。

所述液态渣给料口的开口宽度为D1，D1的取值范围为150-200mm，所述液态渣流道开口方向与水平方向夹角为β，β的取值范围为20-45°。

所述筒体为耐高温圆筒，筒壁倾斜方向角度为α3，垂直方向角度规定为0°，向外倾斜为正角度，向内倾斜为负角度，α3的取值范围为-30°-30°。

所述耙片和推渣板由耐磨钢板制成。

所述腔体的底部为柔性钢丝刷底座。

熔融高炉渣直接制棉时可回收显热80％以上，对于钢铁企业来说，是一种经济可行的干法处理工艺，因此本装置在设计方面对制备渣棉为重点进行研究，同时实现余热的收集。本装置设计是在高炉渣离心法成纤背景下开展的，针对该方法操作技术要求高与铺毡均匀性差等缺点，通过一系列的装置设计改造去解决渣棉的机械化收集与输送问题，同时使高炉渣余热资源得到充分利用，从而实现了对于高炉渣制得渣棉的综合应用。

本装置是用熔融高炉渣经过高速离心法成纤、进行渣棉收集的一种处理工艺，熔融高炉渣被高速离心切割成纤维状渣棉，进而在压渣收集单元中经过扫掠、搅拌、收集等多项工艺，使得纤维状渣棉向下进入耙渣成型单元，对于分散的渣棉进一步进行耙渣成团，使其更便于收集处理，最后经过推渣传送单元的推渣装置对其进行集棉输出。通过一体化的收集加工渣棉的过程，采用了装置中的压渣收集单元与耙渣成型单元对于纤维状渣棉收集，避免了传统制备渣棉装置的不易收集的缺点，使装置一体化，处理工艺更简明，减少设备的安装投入，同时减少生产成本，便于对其控制和后期维修，在对其进行集渣处理的过程中，也减少了能源的消耗。

对于在冶金生产过程中会出现高炉排渣量不稳定，本发明在旋转破碎单元中通过变频器A对电动机A转速进行调节从而配合实际生产，实现对于得到均匀连续渣粒渣丝量产的调控；在压渣收集单元中可以通过调控电动机C转速进行调节旋转传动轴C的转速从而配合来自旋转破碎单元中收集的非连续渣棉纤维；在耙渣成型单元中可以通过变频器D对电动机D转速进行调节从而配合收集渣棉并使之收缩成型，提高了装置的可控性；在推渣传送单元中可以通过变频器E对电动机E转速进行调节从而配合推渣板的往复运动速度，有利于配合成团渣棉输出时量的控制，从而节约能源，完善渣棉出库的连续性。

本发明的一种熔融高炉渣制渣棉收集装置，采用熔融高炉渣作为生产渣棉的原料，通过调控液态渣给料口的开口宽度控制液态渣下落的厚度，再与旋转切割叶片的转速、叶片数量配合，形成粒化程度较好的渣丝分散于装置内部，本装置的栅条与转环是通过双环扣结连接，不会限制栅条旋转扫掠时的摆动角度，有利于更有效地收集不同位置的渣棉，提高了渣棉收集量；而设置的耐高温筒体的筒壁倾斜角度不同可以适用不同工况情景下渣棉的集棉输出。

栅条左下方筒壁处开有烟气出口，对于造渣收集过程中产生的高温气体通过烟气出口进入锅炉进行发电等，进而对热量进行再利用，有效降低了能源成本，也降低了温室气体的排放。当前的高炉渣的出炉温度在1350-1550℃之间，热焓为1.8MJ/kg，每吨渣的显热相当于60kg标准煤当量的热值。我国2020年钢铁行业约产出8.88亿吨生铁，约产出2.664亿吨高炉渣，其中的发热值相当于0.1332亿吨标准煤当量，对其进行余热再利用可以极大节约当前的能源消耗量，有极高的经济价值。耐高温筒体右上方开有空气进口配合出渣口使空气量足够进行余热回收，在烟气出口设置引风机使装置中形成负压，排烟更有效率，同时烟气出口温度达300-500℃以上，充分利用余热以及保证了工作环境的安全。设计的栅条长度统一的结构，且通过转环过孔穿过连接，保证了扫渣集棉的良好效果同时运行时较慢的运行速度使得栅条也不会打到筒壁上，这样既解决了渣棉粘附在设备壁面影响设备运行的问题，又解决了冷却速度过快造成渣丝固化壁面的难以剥落问题，所以这种处理方法很好的实现了将材料的加工过程一体化。

本发明的一种熔融高炉渣制渣棉收集装置，本发明中利用高炉热态熔渣制备渣棉，通过使用机械结构的耙渣成型单元收集被扫掠下来的不连续渣棉，这与风选法以及离心吹制法相比，有效的增加了整个装置的收集面积，提高了渣丝的收集效率，使其很好的收缩成团，能够更好的收集，较慢的可控的运行速度相比其他方法更好的节约能源，耙片的开合伸缩机械结构对压渣收集装置收集的不连续渣棉进行耙拉作用，很好的解决了渣棉分布不均匀导致的不便于成团的缺点，且因耙片被施加在伸缩支杆的作用力通过伸缩支杆中心再予以均匀分散，不但连续强度好，不易损坏，还使设备便于操作、设备实用性更强，并能够更好的将成团渣棉收纳到推渣传送单元。成团渣棉被输运到推渣传送单元中，推渣板推送渣棉时在通过柔性钢丝刷底座时，可以防止推渣传送单元损坏以达到延长设备使用寿命的效果，推渣传送单元的一体化结构，达到设备机身的稳定运行、保证了高效的集棉输出。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明的一种熔融高炉渣制渣棉收集装置，在压渣收集单元通过栅条实现扫渣集棉，其中栅条与转环通过双环扣结连接，不会限制栅条旋转扫掠时的摆动角度，有利于收集不同位置的渣棉，提高了渣棉收集量，同时较慢的运行速度使得栅条也不会打到筒壁上，既解决了渣棉粘附在设备壁面影响设备运行的问题，又解决了冷却速度过快造成渣丝固化壁面的难以剥落问题；

(2)本发明的装置是将熔融高炉渣经过旋转切割叶片切割成纤维状渣棉，进而在压渣收集单元中经过扫掠、搅拌、收集，使得纤维状渣棉向下进入耙渣成型单元，对于分散的渣棉进一步进行耙渣成团，最后经过推渣传送单元的推渣装置对其进行集棉输出，有利于渣棉的成团输出；

(3)本发明的一种熔融高炉渣制渣棉收集装置，通过使用机械结构的耙渣成型单元收集被扫掠下来的不连续渣棉，有效增加了整个装置的收集面积，提高了渣丝的收集效率，使其很好的收缩成团；利用耙片的开合伸缩机械结构对不连续渣棉进行耙拉作用，实现渣棉的均匀分布，有利于渣棉成团；

(4)本发明的一种熔融高炉渣制渣棉收集装置，成团渣棉被输运到推渣传送单元中，推渣板推送渣棉时在通过柔性钢丝刷底座时，可以防止推渣传送单元损坏以达到延长设备使用寿命的效果，推渣传送单元的一体化结构，达到设备机身的稳定运行、保证了高效的集棉输出；

(5)本发明的一种熔融高炉渣制渣棉收集装置，通过调控液态渣给料口的开口宽度控制液态渣下落的厚度，再与旋转切割叶片的转速、叶片数量配合，有利于熔融高炉渣的粒化；

(6)本发明的一种熔融高炉渣制渣棉收集装置，栅条左下方筒壁处开有烟气出口，将制渣收集过程中产生的高温气体通过烟气出口通入锅炉进行发电，对热量进行再利用，有效降低了能源成本，降低了温室气体的排放；耐高温筒体右上方开设有空气进口配合出渣口使空气量足够进行余热回收，在烟气出口设置引风机使装置中形成负压，排烟更有效率。

附图说明

以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本发明范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。

图1为本发明的一种熔融高炉渣制渣棉收集装置示意图；

图中：

100、筒体；110、液态渣给料口；120、出渣口；130、烟气出口；140、空气进口；

200、进料单元；210、液态渣流道；

300、旋转破碎单元；310、电动机A；311、变频器A；312、联轴器A；313、旋转传动轴A；320、电动机B；321、变频器B；330、旋转切割叶片；

400、压渣收集单元；410、电动机C；411、变频器C；412、联轴器C；413、旋转传动轴C；420、旋转横杆；430、转环；440、栅条；450、安装插口；

500、耙渣成型单元；510、电动机D；511、变频器D；512、联轴器D；513旋转传动轴D；520、齿轮齿条升降设备；530、伸缩支杆；540、滑套；550、耙片；560、支撑骨架；570、伸缩套筒；

600、推渣传送单元；610、电动机E；611、变频器E；612、联轴器E；620、推料杆；630、推渣板；640、输料传送带；650、柔性钢丝刷底座；

700、渣棉。

具体实施方式

下文对本发明的示例性实施例的详细描述参考了附图，该附图形成描述的一部分，在该附图中作为示例示出了本发明可实施的示例性实施例。尽管这些示例性实施例被充分详细地描述以使得本领域技术人员能够实施本发明，但应当理解可实现其他实施例且可在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明作各种改变。下文对本发明的实施例的更详细的描述并不用于限制所要求的本发明的范围，而仅仅为了进行举例说明且不限制对本发明的特点和特征的描述，以提出执行本发明的最佳方式，并足以使得本领域技术人员能够实施本发明。因此，本发明的范围仅由所附权利要求来限定。

下文对本发明的详细描述和示例实施例可结合附图来更好地理解，其中本发明的元件和特征由附图标记标识。

实施例1

本发明的一种熔融高炉渣制渣棉收集装置的方法，包括以下步骤：

S1、投料：将熔融高炉渣温度控制在1350～1550℃；打开液态渣给料口110，将熔融高炉渣经液态渣流道210由液态渣给料口110流入旋转破碎单元300中高速旋转的旋转切割叶片330上；

S2、甩丝：熔融高炉渣在高速运动的旋转切割叶片330的离心力与切应力的作用下，沿旋转切割叶片330的边缘飞出，经离心溅射飞向筒体的壁面上；在向壁面飞行过程中，与冷空气充分接触发生热交换，熔融高炉渣温度急剧下降，通过旋转切割叶片330的离心力和切应力实现高速切割旋转，将液态的熔融高炉渣甩成非连续性的渣棉700；

S3、扫棉集棉：对于甩丝过程粘附在壁面和结网在腔体内部的渣棉700，通过驱动压渣收集单元400进行旋转扫掠收集，由于所制得渣棉700质量较轻且易于成团，各栅条440随着旋转横杆420转动做旋转运动，使分散的渣棉700均匀分布在栅条440上或是直接被扫落下来，栅条440上的渣棉700在重力作用下经过光滑的栅条440落入耙渣成型单元500；

S4、耙棉成型：对于从压渣收集单元400中掉落的不成型的渣棉700，通过驱动齿轮齿条升降设备520，使得伸缩支杆530带动耙片550开合进行往复运动，其中，滑套540与支撑骨架560带动耙片550产生向上运动闭合，向下运动张开，使得分散的条状渣棉700向下运动时向中心靠拢形成团状渣棉700，最后成团的渣棉在耙片550的拖拉力和自身重力的共同作用下，降落到推渣传送单元600；

S5、压棉出渣：对于落入推渣传送单元600的成团渣棉700，驱动推渣板630将成团的渣棉700以均匀速度连续被挤压到出渣口120，进而通过输料传送带640对后续的成团渣棉700进行打包入库。

对于制渣棉700过程中产生的热量通过空气进口140以及出渣口120送风形成高温气体，烟气出口130设置引风机产生负压使高温气体进入余热锅炉进行发电，进而对热量进行再利用，有效降低了能源成本，也降低了温室气体的排放。

如图1所示，本实施例的一种熔融高炉渣制渣棉收集装置，它包括渣棉生产单元、压渣收集单元400、耙渣成型单元500和推渣传送单元600，所述渣棉生产单元包括：筒体100、进料单元200和旋转破碎单元300。

所述筒体100顶部开设有至少一个液态渣给料口110，在其侧面底部开设有出渣口120，在其侧面下方开设有烟气出口130，在其侧面上方开设有空气进口140，内部形成有用于熔融高炉渣制渣棉收集的腔体。

所述进料单元200包括液态渣流道210，所述液态渣流道210前端与液态渣给料口110相匹配，通过液态熔融高炉渣经液态渣给料口110加入腔体内，所述液态渣给料口110的开口宽度为D1，D1的取值为150mm，所述液态渣流道210开口方向与水平方向夹角为β，β的取值20°。

液态熔融高炉渣由液态渣给料口110落入旋转破碎单元300，所述旋转破碎单元300包括电动机A 310、控制电动机A 310的变频器A 311以及通过联轴器A 312、旋转传动轴A 313与电动机A 310连接的旋转切割叶片330，以及电动机B 320、控制电动机B 320的变频器B 321以及通过联轴器B、旋转传动轴B与电动机B 320连接的旋转切割叶片330，所述旋转切割叶片330伸入腔体且位于液态渣给料口110的下方；其中，电动机A 310、变频器A 311、电动机B 320和变频器B 321与其他单元通过耐高温筒体100单独分隔开，所述电动机A 310和变频器A 311位于耐高温筒体100外面左上方，所述电动机B 320和变频器B 321位于耐高温筒体100外面右上方，从而避免了电动机A 310与电动机B 320直接与熔融高炉渣制渣棉收集装置接触，提高了设备运行安全性。电动机A 310与电动机B 320都为三相交流高速电动机，最高转速为2800r/min。所述变频器A 311可对电动机A 310转速进行0-2800r/min的变速控制，设备实际运行转速为n1，n1取值为1800r/min，所述变频器B 321可对电动机B320转速进行0-2800r/min的变速控制，设备实际运行转速为n2，n2取值为1800r/min。对于在冶金生产过程中会出现高炉排渣量不稳定，本发明通过变频器A 311对电动机A 310转速进行调节以及变频器B 321对电动机B 320转速进行调节从而配合实际生产，实现均匀具有连续渣丝的渣棉700的制备。旋转切割叶片330为竖直叶片，叶片长度为L1，L1的取值为250mm，叶片间隔角度为α1，α1的取值为20°，叶片数量为N1，N1的取值为14。通过液态渣给料口110的开口宽度控制液态渣下落的厚度，与旋转切割叶片330的转速、叶片数量配合，形成粒化程度较好的液态熔融高炉渣，有助于进一步的换热。熔融高炉渣进入耐高温筒体100内后，旋转切割叶片330对连续的液态熔融高炉渣流进行切割分段，再通过旋转切割叶片330的高速旋转对熔融高炉渣进行离心破碎，破碎后的高炉渣高速甩出与空气换热以及固化拉丝成非连续纤维状渣棉700，形成的纤维状渣棉700粘附在耐高温筒体100壁面上以及散布在设备主体内部。

所述压渣收集单元400包括电动机C 410、控制电动机C 410的变频器C 411以及通过联轴器C 412、旋转传动轴C 413与电动机C 410连接的旋转横杆420，所述旋转横杆420与栅条440通过转环430连接，伸入旋转切割叶片330的下方，所述转环430与栅条440通过双环扣结连接，不会限制栅条440旋转扫掠时的摆动角度，有利于更有效地收集成团的渣棉700，提高了渣棉700收集量。电动机C 410与联轴器C 412固定连接，使电动机C 410与耐高温筒体100壁之间隔开，联轴器C 412再与旋转传动轴C 413相连，首先可以提高设备操作的安全性，同时又使设备便于操作。电动机C 410为三相交流电动机，控制旋转传动轴C413的最高转速为5r/min，电动机C 410可对旋转传动轴C413的转速进行0-5r/min的变速控制，设备实际运行转速为n3，n3的取值为1r/min，通过变频器C 411对电动机C 410转速进行调节从而配合收集实际产生的非连续渣棉700量。所述栅条440为竖直圆柱形钢条，且所有栅条440的长度都相等，保证旋转时栅条440侧向扫掠时能够有足够大的收集面积，栅条440长度为L2，L2的取值500mm，且每条栅条440相对于旋转横杆420是可以随着旋转传动轴C 413的运动而产生相对于竖直方向的摇摆角度为α2，且α2的取值为1°，栅条440数量为N2，N2的取值为6，栅条440之间的间隔为D2，D2的取值为100mm。所述栅条440与转环430是通过双环扣结且变频器C 411控制的电动机C 410旋转速度很慢，保证了扫渣集棉的良好效果，这样既解决了渣棉700粘附在设备壁面影响设备运行的问题，又解决了冷却速度过快造成渣棉700在壁面固化，难以剥落的问题，实现了将材料的加工过程一体化。围绕安装插口450圆周方向均匀地可安装N3条旋转横杆420，每条旋转横杆420上连接的栅条440数目都相同且围绕旋转中心均匀分布，N3的取值为1，可以根据工况来控制安装的旋转横杆420的条数，进而提高了装置的可操性。通过驱动压渣收集单元400对粘附在耐高温筒体100壁面上以及散布在设备主体内部的渣棉700进行旋转扫掠，各栅条440随着旋转横杆420转动开始做旋转运动，使分散的渣棉700均匀分布在栅条440上或是直接被扫落下来，渣棉700在重力作用下经过光滑的栅条440落入耙渣成型单元500。

所述耙渣成型单元500包括电动机D 510、控制电动机D 510的变频器D 511以及通过联轴器D 512、旋转传动轴D 513与电动机D 510连接的齿轮齿条升降设备520，所述齿轮齿条升降设备520与伸缩支杆530固定连接，所述伸缩支杆530前端设有耙片550，耙片550向上伸入所述栅条440的下方，所述耙片550底面与伸缩支杆530通过支撑骨架560连接，所述伸缩支杆530上套设有滑套540，耙片550与支撑骨架560和伸缩支杆530通过滑套540铰接，通过控制变频器D 511实现齿轮齿条升降设备520的往复运动。耙片550的开合运动对于压渣收集单元400收集的不连续渣棉700的耙拉过程解决了渣棉700分布不均匀导致的不便于成团的缺点，且因耙片550被施加在伸缩支杆530的作用力通过伸缩支杆530中心再予以均匀分散，不但连续强度好，不易损坏，还使设备便于操作、设备实用性更强；所述电动机D510为三相交流电动机，所述变频器D 511可对电动机D 510转速进行变速控制，进而调控电动机D 510控制齿轮齿条升降设备520的往复运动，齿条的实际运行速度为n4，n4的取值为50mm/s，通过变频器D 511对电动机D 510的转速进行调节从而配合收集成型实际产生的非连续渣棉700量。耙片550为耐磨钢板制成，耙片550围绕伸缩支杆530顶端一周均匀分布的耙片数量为N4，N4的取值为8，每根耙片550的长度为L3，L3的取值范围为1200mm。对于从压渣收集单元400中进入的不成型的渣棉700，驱动齿轮齿条升降设备520使得伸缩支杆530带动耙片550往复运动，渣棉700重力与大面积的团状渣棉700接触时使得耙片550产生向上运动闭合，向下运动张开的上下平滑运动，促使分散且质量很轻的纤维状渣棉700向下靠拢形成团状渣棉700，最后成团的渣棉700在耙片550的拉力和自身重力的共同作用下，降落到推渣传送单元600；

对于落入推渣传送单元600的成团渣棉700，驱动推渣板630将成团成型的渣棉700以均匀速度连续被挤压到出渣口120，进而通过输料传送带640对后续的成团渣棉700进行打包入库。所述推渣传送单元600包括电动机E 611，控制电动机E 611的变频器E 612以及通过联轴器E 612、推料杆620与电动机E 611连接的推渣板630，所述推渣板630由两块钢板相隔组成，所述推料杆620与推渣板630交叉固定连接，用于将渣棉700推至出渣口120，所述出渣口120末端连接输料传送带640，推渣板630推送物料时通过柔性钢丝刷底座650时，可以防止推渣传送单元600损坏以达到延长设备使用寿命的效果，推渣传送单元600的一体化结构，达到设备机身的稳定运行、保证了高效的集棉输出。所述电动机E 611为三相交流电动机，进而调控电动机E 611控制推料杆620做往复推拉运动，使得推渣板630的实际运行速度为n5，n5的取值范围为15mm/s。通过变频器E 612对电动机E 611转速进行调节从而配合推渣板630的往复运动速度，有利于配合成团渣棉700输出量的控制，从而节约了能源，完善了渣棉700出库的连续性。

耐高温筒体100的筒壁倾斜方向角度为α3，α3的取值为-30°，在耐高温筒体100的左下方处开有烟气出口130，烟气出口130处设置引风机可以排出高炉渣余温并可对其进行余热利用，耐高温筒体100右上方开有空气进口140以及出渣口120可以提供足够的空气量携带热量，使装置中形成负压，使排烟更有效率。当前熔融高炉渣的出炉温度在1350-1550℃之间，热焓为1.8MJ/kg，每吨渣的显热相当于60kg标准煤的热值，通过离心粒化法对于熔融高炉渣处理后的余热回收率一般在70％以上，从而可以充分利用余热以及保证工作环境的安全。

实施例2

本实施例与实施例1基本相同，其不同之处在于，所述渣棉生产单元为渣棉破碎装置(见中国专利CN111074019A)，经渣棉破碎装置处理得到的渣棉700落入压渣收集单元400，对渣棉700进行收集处理。

实施例3

本实施例与实施例1基本相同，其不同之处在于，所述渣棉生产单元为离心辊(见中国专利CN102211861A)，经离心辊处理得到的渣棉700落入压渣收集单元400，对渣棉700进行收集处理。

实施例4

本实施例与实施例1基本相同，其不同之处在于，所述旋转破碎单元300中的变频器A 311可对电动机A 310转速进行0-2800r/min的变速控制，设备实际运行转速为n1，n1取值为2300r/min，变频器B 321可对电动机B 320转速进行0-2800r/min的变速控制，设备实际运行转速为n2，n2取值为2300r/min。旋转切割叶片330为竖直叶片，叶片长度为L1，L1的取值为300mm，叶片间隔角度为α1，α1的取值为30°，叶片数量为N1，N1的取值为12。所述进料单元200包括液态渣流道210，所述液态渣流道210前端与液态渣给料口110相匹配，所述液态渣给料口110的开口宽度为D1，D1的取值为200mm，所述液态渣流道210开口方向与水平方向夹角为β，β的取值为30°。

所述压渣收集单元400中电动机C 410为三相交流电动机，旋转传动轴C 413的最高转速为2r/min，耐高温筒体100的筒壁倾斜方向角度为α3，α3的取值为0°。所述变频器C411可对旋转传动轴C 413的转速进行0-5r/min的变速控制，旋转传动轴C 413的实际运行转速为n3，n3的取值为3r/min，所述栅条440为竖直圆柱形钢条，栅条440长度为L2，L2的取值1500mm，且每条栅条440相对于旋转横杆420是可以随着旋转传动轴C 413的运动而产生相对于竖直方向的摇摆角度为α2，且α2的取值为5°，栅条440的数量为N2，N2的取值为7，栅条440之间的间隔为D2，D2的取值为150mm；围绕安装插口450可安装N3条旋转横杆420，每条旋转横杆420上连接的栅条440数目都相同且围绕旋转中心均匀分布，N3的取值为2。

所述耙片550为耐磨钢板制成，耙片550围绕伸缩支杆530一周的耙片数量为N4，N4的取值为10，每根耙片550的长度为L3，而L3的取值为850mm，所述耙渣成型单元500中的电动机D 510为三相交流电动机，所述变频器D 511可对电动机D 510转速进行变速控制，进而调控电动机D 510控制齿轮齿条升降设备520的往复运动，齿条的实际运行速度为n4，n4的取值为58mm/s。

所述推渣传送单元600中的电动机E 610为三相交流电动机，进而调控电动机E610控制推料杆620做往复推拉运动，使得推渣板630的实际运行速度为n5，n5的取值为20mm/s。

实施例5

本实施例与实施例1基本相同，其不同之处在于，所述旋转破碎单元300中的变频器A 311可对电动机A 310转速进行0-2800r/min的变速控制，设备实际运行转速为n1，n1取值为2800r/min，变频器B 321可对电动机B 320转速进行0-2800r/min的变速控制，设备实际运行转速为n2，n2取值为2800r/min。旋转切割叶片330为竖直叶片，叶片长度为L1，L1的取值为350mm，叶片间隔角度为α1，α1的取值为40°，叶片数量为N1，N1的取值为10。所述进料单元200包括液态渣流道210，所述液态渣流道210前端与液态渣给料口110相匹配，所述液态渣给料口110的开口宽度为D1，D1的取值为250mm，所述液态渣流道210开口方向与水平方向夹角为β，β的取值45°。

所述压渣收集单元400中电动机C 410为三相交流电动机，旋转传动轴C 413的最高转速为5r/min，耐高温筒体100的筒壁倾斜方向角度为α3，α3的取值为30°。所述变频器C411可对旋转传动轴C 413的转速进行0-5r/min的变速控制，旋转传动轴C 413的实际运行转速为n3，n3的取值为5r/min，所述栅条440为竖直圆柱形钢条，栅条440长度为L2，L2的取值2000mm，且每条栅条440相对于旋转横杆420是可以随着旋转传动轴C 413的运动而产生相对于竖直方向的摇摆角度为α2，且α2的取值为10°，栅条440的数量为N2，N2的取值为8，栅条440之间的间隔为D2，D2的取值为200mm。围绕安装插口450可安装N3条旋转横杆420，每条旋转横杆420上连接的栅条440数目都相同且围绕旋转中心均匀分布，N3的取值为4。

所述耙片550为耐磨钢板制成，耙片550围绕伸缩支杆530设备一周的耙片数量为N4，N4的取值为12，每根耙片550的长度为L3，而L3的取值范围为500mm，所述耙渣成型单元500中的电动机D 510为三相交流电动机，所述变频器D 511可对电动机D 510转速进行变速控制，进而调控电动机D 510控制齿轮齿条升降设备520的往复运动，齿条的实际运行速度为n4，n4的取值为65mm/s。

所述推渣传送单元600中的电动机E 610为三相交流电动机，进而调控电动机E610控制推料杆620做往复推拉运动，使得推渣板630的实际运行速度为n5，n5的取值范围为25mm/s。

以上，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对发明做其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (5)

1.一种熔融高炉渣制渣棉收集装置，包括渣棉生产单元，

其特征在于，还包括压渣收集单元(400)，位于渣棉生产单元下方，用于收集渣棉(700)，其包括动力输出构件C以及通过旋转传动轴C(413)与动力输出构件C连接的旋转横杆(420)，所述旋转横杆(420)与栅条(440)通过转环(430)连接，伸入旋转切割叶片(330)的下方；

所述渣棉生产单元包括：

筒体(100)，其顶部开设有至少一个液态渣给料口(110)，在其侧面底部开设有出渣口(120)，内部形成有用于熔融高炉渣制渣棉(700)收集的腔体，所述筒体(100)为耐高温圆筒，筒体(100)侧面下方开设有烟气出口(130)，筒体(100)侧面上方开设有空气进口(140)，筒壁倾斜方向角度为α3，垂直方向角度规定为0°，向外倾斜为正角度，向内倾斜为负角度，α3的取值范围为-30°-30°；

进料单元(200)，其包括液态渣流道(210)，所述液态渣流道(210)前端与液态渣给料口(110)相匹配；

旋转破碎单元(300)，其包括至少一个动力输出构件A以及通过旋转传动轴A(313)与动力输出构件A连接的旋转切割叶片(330)，所述旋转切割叶片(330)伸入腔体且位于液态渣给料口(110)的下方；

还包括耙渣成型单元(500)，位于压渣收集单元(400)下方，用于使渣棉(700)成型，其包括动力输出构件D以及通过旋转传动轴D(513)与动力输出构件D连接的齿轮齿条升降设备(520)，所述齿轮齿条升降设备(520)与伸缩支杆(530)固定连接，所述伸缩支杆(530)前端设有耙片(550)，耙片(550)向上伸入所述栅条(440)的下方，所述耙片(550)底面与伸缩支杆(530)通过支撑骨架(560)连接，所述伸缩支杆(530)上套设有滑套(540)，耙片(550)与支撑骨架(560)和伸缩支杆(530)通过滑套(540)铰接，通过控制动力输出构件D实现齿轮齿条升降设备(520)的往复运动；

还包括推渣传送单元(600)，位于耙渣成型单元(500)下方，用于传送渣棉(700)，其包括动力输出构件E以及通过推料杆(620)与动力输出构件E连接的推渣板(630)，所述推料杆(620)与推渣板(630)固定连接，用于将渣棉(700)推至出渣口(120)，所述出渣口(120)末端连接输料传送带(640)，所述推渣板(630)由两块钢板相隔组成，所述推料杆(620)与推渣板(630)交叉固定连接。

2.根据权利要求1所述一种熔融高炉渣制渣棉收集装置，其特征在于，所述动力输出构件A包括电动机A(310)和控制电动机A(310)的变频器A(311)，所述电动机A(310)为三相交流高速电动机，所述变频器A(311)可对电动机A(310)转速进行0-2800r/min的变速控制，设备实际运行转速为n1，n1的取值范围为1800-2800r/min；

所述动力输出构件C包括电动机C(410)和控制电动机C(410)的变频器C(411)，所述电动机C(410)为三相交流电动机，旋转传动轴C(413)的最高转速为5r/min，旋转传动轴C(413)实际运行转速为n3，n3的取值范围为0-5r/min；

所述动力输出构件D包括电动机D(510)和控制电动机D(510)的变频器D(511)，电动机D(510)为三相交流电动机，所述变频器D(511)调控电动机D(510)控制齿轮齿条升降设备(520)的往复运动，齿条的实际运行速度为n4，n4的取值范围为50-65mm/s；

所述动力输出构件E包括电动机E(610)和控制电动机E(610)的变频器E(611)，电动机E(610)为三相交流电动机，通过调控电动机E(610)控制推料杆(620)做往复推拉运动，使得推渣板(630)的实际运行速度为n5，n5的取值范围为15-25mm/s。

3.根据权利要求1所述一种熔融高炉渣制渣棉收集装置，其特征在于，所述旋转切割叶片(330)为竖直叶片，叶片长度为L1，叶片长度L1的取值范围为250-350mm，叶片间隔角度为α1，α1的取值范围为20-40°，叶片数量为N1，N1的取值范围为10-14；

所述栅条(440)为竖直圆柱形钢条，栅条(440)长度为L2，L2的取值范围为500-2000mm，围绕安装插口(450)圆周方向均匀安装N3条旋转横杆(420)，N3的取值范围为1-4，每条旋转横杆(420)上的栅条(440)数量为N2，N2的取值范围为6-8，栅条(440)之间的间隔为D2，D2的取值范围为100-200mm；所述栅条(440)随着旋转传动轴C(413)的运动而摇摆时相对于竖直方向的摇摆角度为α2，α2的取值范围为0-10°；

所述耙片(550)围绕伸缩支杆(530)顶端均匀分布，所述耙片(550)的数量为N4，N4的取值范围8-12，每根耙片(550)的长度为L3，L3的取值范围为500mm-1200mm。

4.根据权利要求1所述一种熔融高炉渣制渣棉收集装置，其特征在于，所述液态渣给料口(110)的开口宽度为D1，D1的取值范围为150-200mm，所述液态渣流道(210)开口方向与水平方向夹角为β，β的取值范围为20-45°。

5.根据权利要求1所述一种熔融高炉渣制渣棉收集装置，其特征在于，所述腔体的底部为柔性钢丝刷底座(650)。