[發明專利]一種金屬制粒系統及方法

在審

• 申請號: 201710919726.9
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN107520454A
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發明（設計）人: 李朋;程淑明;雍海泉
• 申請（專利權）人: 重慶賽迪熱工環保工程技術有限公司;中冶賽迪技術研究中心有限公司
• 主分類號: B22F9/08
• 分類號: B22F9/08
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司11275
• 代理人: 趙榮之

技術領域

本發明屬于金屬制粒領域，涉及一種金屬制粒系統及方法。

背景技術

鐵合金是鐵與一種或幾種元素組成的中間合金，主要用于鋼鐵冶煉。在鋼鐵工業中，一般把所有煉鋼用的中間合金，不論含鐵與否都稱為“鐵合金”。習慣上還把某些純金屬添加劑及氧化物添加劑包括在內。鐵合金在鋼鐵工業中的用途有：①脫氧劑。在煉鋼過程中脫除鋼水中的氧，某些鐵合金還可脫除鋼中的其他雜質如硫、氮等。②合金添加劑。按鋼種成分要求，添加合金元素到鋼內以改善鋼的性能。③孕育劑。在鑄鐵澆鑄前加進鐵水中，改善鑄件的結晶組織。此外，還用作以金屬熱還原法生產其他鐵合金和有色金屬的還原劑，有色合金的合金添加劑，還少量用于化學工業和其他工業。

作為煉鋼過程的主要添加物，煉鋼要求鐵合金具有一定的塊度，以縮短加入鋼液中的熔化時間，使合金元素分布均勻。通常鐵合金生產廠生產的鐵合金(如硅鐵、鎳鐵等)鑄成大塊，須人工或機械破碎才能運出，這樣合金損失很大、工人勞動強度大、粉塵大、成本高，而且鋼廠在使用前還要再次破碎，而且，鐵合金在鑄造和破碎過程中，會摻雜部分雜質，導致煉鋼過程夾雜物數量增加。同時，由于人工破碎導致鐵合金粒度不均勻，從而導致后續煉鋼環節因粒度不均使得熔煉時間增加，消耗大量能量，因此，該過程不僅造成了環境污染，浪費了人力，而且消耗了大量的能源。

此外，目前存在的部分金屬粒化工藝技術，獲得的金屬粒徑寬度范圍有限，因此急需一種可靈活應用于生產的寬粒徑范圍金屬制粒技術。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供了一種金屬制粒系統及方法，該系統及方法可將液態金屬處理成1mm～60mm的金屬顆粒，克服金屬制粒生產過程中，工人勞動強度大、成本高、環境污染、及粒鐵質量不高、粒徑分布范圍窄等缺點。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種金屬制粒系統，包括中間包、中間包平移裝置、中間包升降裝置、粒化器、旋轉電機、旋轉傳動機構、顆粒收集倉、循環水泵、循環水管路、顆粒提升機、顆粒脫水裝置和循環水倉；

所述中間包位于粒化器的上方，在中間包平移裝置和中間包升降裝置的作用下實現中間包的升降和平移，粒化器與旋轉傳動機構連接，旋轉傳動機構由旋轉電機驅動，顆粒收集倉位于粒化器的周邊，將粒化器包圍在內部，且內部充滿水；顆粒提升機位于顆粒收集倉旁，將顆粒收集倉輸送出的粒化顆粒提升到一定高度，并輸送至顆粒脫水裝置內，顆粒脫水裝置的下部設有循環水倉，顆粒脫水裝置將顆粒脫水后的水分收集到循環水倉內，循環水倉通過管路與顆粒收集倉相連，并通過管路上的循環水泵實現顆粒收集倉和循環水倉的水循環利用。

進一步，所述中間包呈漏斗狀，底部開有澆注孔，澆注孔的直徑范圍為15～45mm。

進一步，所述中間包升降裝置，實現中間包的上下移動，從而調整與粒化器的距離，實現液態金屬的有效粒化，升降高度的范圍為0～500mm。

進一步，所述粒化器為杯型粒化器或平盤型粒化器；所述杯型粒化器用于制造粒徑為1～10mm的金屬顆粒，所述平盤型粒化器用于制造粒徑為10～60mm的顆粒；粒化器內部均為成型耐材，外部為耐熱鋼，通過便攜式接口與旋轉傳動機構連接。

進一步，所述旋轉電機和粒化器工作狀態包括旋轉狀態和靜止狀態；當工作狀態為旋轉狀態時，旋轉電機和粒化器轉速為50～1200r/min，用于制造粒徑為1～10mm的金屬顆粒；當工作狀態為靜止狀態時，旋轉電機和粒化器轉速為0r/min，用于制造粒徑為10～60mm的金屬顆粒。

進一步，所述顆粒提升機的下部設有空腔并與顆粒收集倉相連，該空腔以連通器原理保持與顆粒收集倉的水位高度一致，保證顆粒提升機上的顆粒進一步冷卻；所述顆粒提升機設有收集篩，用于將金屬顆粒篩離水面。

基于所述系統的金屬制粒方法，包括以下步驟：

S1：對高溫液態金屬進行破碎：將高溫液態金屬傾倒至中間包內，通過中間包底部的澆注孔落入粒化器內；當生產粒徑為1～20mm的金屬顆粒時，在轉杯型粒化器轉速為50～1200r/min的離心作用下，連續的金屬液股變為金屬液滴；當生產粒徑為10～60mm的金屬顆粒時，在平盤型粒化器轉速為0r/min的噴濺作用下，連續的金屬液股變為金屬液滴；

S2：對經步驟S1處理后的金屬液滴進行冷卻：脫離開粒化器的金屬液滴在重力作用下落入顆粒收集倉內的循環水中，在循環水的冷卻下凝固成為金屬顆粒；

S3：輸送金屬顆粒：冷卻后的金屬顆粒沿顆粒收集倉的斜面滑落到底部，進入顆粒提升機的收集篩中，通過收集篩將金屬顆粒篩離水面。