总的来说，本实用新型涉及一种用于熔融物料的粒化设备。更 具体地，本实用新型涉及一种用于使液态高炉渣粒化的粒化设备。

用于液态高炉渣的现代粒化设备包括：注水装置（也被称为喷 吹箱），用于将粒化水注入到熔融炉渣流中并由此l吏熔融炉渣粒化； 粒化槽，用于收集粒化水和粒状炉渣并在位于注水装置下方的大型 水容器中冷却粒状炉渣；脱水单元，其中，粒化槽将粒状炉渣和水 排放到脱水单元中，并且脱水单元将粒状炉渣与水分离开；粒化水 回收槽（通常一皮称为热水槽），与脱水单元相耳关合以收集乂人粒状炉 渣中分离出的水；以及冷凝塔，位于粒化槽的上方，用于收集并冷 凝粒化槽中生成的蒸汽。该冷凝塔包括逆流蒸汽冷凝系统，该系统 包括：位于冷凝塔顶端的喷水装置，用于将冷凝水喷到冷凝塔中升 起的蒸汽中；以及冷凝水收集装置，位于注水装置的上方，用于收 集冷凝水和冷凝蒸汽。
在鼓风炉的出钢（tapping)操作过程中，炉渣的流速很不稳定。 据显示，峰值可比整个出钢操作过程的平均炉渣流速大四倍。为了 使用于粒化的能量消耗最优化，已知例如通过使用并行的多个泵和 /或4吏用具有可调节输送速率的泵来调节作为实际炉渣流速的函数
的粒化水流速和冷凝水流速。因而，在泵送能量消耗4皮最优化的粒 化设备中，存在粒化水流速和冷凝水流速的显著波动。
现代粒化设备还具有大型緩沖槽，该緩沖槽位于冷凝塔附近， 其中，由冷凝水收集装置收集到的水靠重力流入到该大型緩沖槽 中。在目前所运行的大多凄t粒化i殳备中，存在至少一个冷凝水循环 泵，该泵从緩冲槽中通过冷却设备泵送收集到的冷凝水，其中，冷 却设备出口处的冷水被再次用作粒化水和/或冷凝水。还建议将緩沖
槽中聚积的冷凝水直4妄再次用作用于注水装置的给水（feeding water )。在该后一种情况中，緩沖槽与注水装置之间连4妾有至少一 个粒化水泵，以便在至少2巴的压力下将来自緩冲槽的冷凝水供应 给注水装置。应该理解的是，在这两种情况中，大型緩冲槽的主要 目的是：（1 )总是保证多个冷凝水循环泵或粒化水泵（多个粒化水 泵）的抽吸侧上有足量的緩沖水（即，总是保证泵所需的NPSH); 以及（2)避免为了冷凝水流速的峰值而不得不将粒化设备和冷却 i殳备的尺寸设计得过大。
然而，通常具有至少40 1!13的容积的这种大型緩沖槽是一种非 常昂贵的设备并要求在紧邻冷凝塔处有非常大的空间，而此处的空 间通常都是4艮少的。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种用于熔融物料的粒化设备，本设 备不要求邻近冷凝塔的用于緩沖冷凝水收集装置中收集到的冷凝 水的大型緩沖设备。
一种根据本实用新型的用于熔融物料的粒化设备，包括（以本 身已为人所知的方式）：具有粒化水注入装置的粒化槽；具有粒化 水回收槽的脱水单元，其中，粒化槽通过炉渣/水排》文管连4妄至脱水
单元；以及位于粒化槽上方的冷凝塔。冷凝塔装备有蒸汽冷凝系统， 该系统包括：喷水装置，位于冷凝i^的顶端；以及冷凝水收集装置， 位于冷凝」t荅中且处于喷水装置的下方。本实用新型建议用重力供纟合 管（用于靠重力将冷凝水收集装置中收集到的冷凝水供应给注水装 置）和溢流管（用于使冷凝水的一部分绕行直4妄进入到粒化水回收 槽中）来替换这种粒化设备中的大型緩沖槽。重力供给管具有连接 至冷凝水收集装置的顶端和连接至注水装置的底端。重力供给管的 顶端中具有溢出口。溢流管具有连4妄至溢出口的顶端和氺M文到4立^b 水回收槽中的底端。如果重力供给管中的水位设立在溢出口的高度 处，则冷凝水的一部分就绕行溢流管直接进入到粒化水回收槽中。
应该理解的是，用于熔融物料的本粒化设备不要求邻近冷凝塔 的用于緩沖冷凝水收集装置中收集到的冷凝水的大型緩沖槽。事实 上，收集到的冷凝水的排放是靠重力发生的，因而无需保证供给有 冷凝水收集装置中收集到的冷凝水的冷凝水循环泵或粒化水泵的 最小NPSH。此外，冷凝水流速的峰值靠重力通过溢流管有效地排 放、直接进入到大型粒化水回收槽中，从而绕过了粒化槽和脱水单 元。因此，可大大减小脱水单元的尺寸，这进一步降4氐了本粒化i殳 备的成本并使本粒化设备更紧凑。
将蒸汽冷凝系统、重力供i会管、溢流管以及注水装置的尺寸有 利地设计为，使得在粒化设备的正常运行中，在重力供给管中设立 基本恒定的水位。因此，在粒化设备的正常运行中，在注水装置处
总是可获得具有恒定高度的水柱，即，在注水装置处可获得基本恒 定的,争压。
蒸汽冷凝系统有利地包括并行的用于将冷凝水输送至喷水装 置的至少两个冷凝7K泵。这些冷凝水泵中的至少 一个的尺寸祐::没计
为，〗又当该冷;疑水泵运^亍时，流经溢流管的7jc的流速才在该泵的^r
送速率的1%到10%之间。因为^又当该;令凝7K泵运^f亍时，90%以上
的冷凝水才一皮直接再次用作注水装置中的粒化水，而没有中间的泵 送或冷却，所以该措施使得能量消耗能够最优化。
为了相同的流速，这两个冷凝水泵有利地都具有基本相同的总
压头（total head )，因而在运行中它们是可互换的。
可替换地，蒸汽冷凝系统还可包括具有输送速率控制装置的冷 凝水泵，该输送速率控制装置允许设定最小冷凝水输送速率，使得 溢流管中的流速在所述最小冷凝水llT送速率的1%到10%之间，并 且该输送速率控制装置允许冷凝水泵的冷凝水输送速率增大到最 大冷凝水输送速率，该最大冷凝水输送速率为最小冷凝水输送速率 的至少150% 。
注水装置有利地包4舌高压4妄头（connection)和j氐压4妻头。高 压接头连接到至少一个粒化水供给泵，以在至少1.5巴的压力下将 粒化水供应给注水装置，而低压接头连接至重力供给管。应该理解 的是，本实施例使得能够保证出色的粒化效果，并且使得能够不依 赖于冷凝水流速而同时调节粒化水流速，乂人而4吏得能够进一步优化 粒化设备的能量消耗。
优选的注水装置包括：高压室，装备有用于将粒化水注入到熔 融物料流中的至少一个高压喷嘴；以及低压室，装备有用于将粒化 水注入到熔融物料流中的至少一个低压喷嘴；其中，高压接头通向 高压室而低压接头通向低压室。
在前述优选的注水装置中，至少一个低压喷嘴位于至少一个高 压喷嘴的下方。因此，由高压喷嘴产生的^f立化水的4交强喷流首先撞 击熔融炉渣流并实现大部分的粒化，而由〗氐压喷嘴产生的粒化水的 较弱喷流主要具有冷却功能。应该理解的是，尽管在注水装置的低
压接头处可获得相对低的压力（即，约0.4巴-0.6巴的压力），但这 种注水装置仍保证了出色的粒化效果。
注水装置的低压接头与重力供给管的溢出口之间的高度差 (AH )优选地大于4 m。 AH通常在4m至6m的范围内。
通常，本粒化设备进一步包括冷却设备和用于从粒化水回收槽 通过冷却设备泵送水的至少一个水循环泵，其中：冷却设备的冷水
收集器与喷水装置之间连接有至少一个冷凝水泵；并且冷却设备的 冷水收集器与注水装置之间连接有至少 一 个粒化水供给泵。
附图说明
现在将参照附图以实例的方式描述本实用新型的优选实施例， 附图中：
图l是根据本实用新型的用于熔融物料的粒化设备的简图；以
及
图2是用于根据本实用新型的粒化设备的注水装置的优选实施
例的纵向^黄截面图。 具体实施方式
为了示出本实用新型，图1示出了粒化设备12的简图，其中， 在粒化水中对熔融高炉渣流14进4亍淬火以形成炉渣砂-。
图1中，：溶融炉淹流14 /人热流道（hot runner ) 16直4妾落到并立 化槽18中。由注水装置24 (通常也被称为"喷吹箱"）产生的粒化 水喷流20'、 20〃撞击到从热流道16落下的熔融炉渣14上。在旧时 的粒化设备（未示出）中，熔融炉渣流首先从热流道落到冷流道上，
其中，同样由注水装置产生的粒化水喷流带走落到冷流道上的熔融 炉渣流并沿冷流道将它输送到粒化槽中。
粒化过程始于粒化水喷流20'、 20〃撞击到熔融炉渣流14上。 该熔融炉渣流分裂成液滴，这些液滴落到〗呆持在粒化槽18中的大 型水容器26中。使熔渣液滴凝固并且使固化的炉渣砂通过与粒化 水的热交换而冷却。参考标号28标识出粒化槽18中的水位，将该 水位设立为略低于注水装置24。还应该注意的是，粒化水喷流20'、 20"被引导为朝向水面，因而它们有助于在粒化槽18中引发湍流状 态，这促使炉渣液滴和粒状的炉渣石少更快地冷却。
高炉渣的冷却导致粒化水升温。粒化水的局部过热导致大量蒸 汽的释放，该蒸汽中通常混杂有气态的硫化合物。为了降低大气污 染，粒化槽中释放的蒸汽净皮引入到位于粒化槽18上方的冷凝》荅30 中。该冷凝塔30装备有逆流蒸汽冷凝系统32，该系统包括喷水装 置34和冷凝水收集装置36。
喷水装置34位于冷凝纟荅30的顶端附近。该喷水装置包括用于 将冷凝水喷到冷凝塔30中升起的蒸汽和水蒸气中的多个喷嘴38。 这引起了蒸汽的冷凝和水蒸气的液化。
冷凝水收集装置36被布置在冷凝塔30中且位于喷水装置34 下方数米的垂直距离处。冷凝水收集装置收集来自冷凝水和冷凝蒸 汽的下落水滴，/人而防止该冷;疑水落入到并:M匕4曹18中并防止祠:乂人 粒化槽中排出的水的流速增大。如图1中示意性地表示的，冷凝水 收集装置36包括收集落下的水滴的至少一个漏斗形杯40，以及使 得蒸汽和水蒸气能够通过它而上升到冷凝塔30的上部中的多个开 口 42。图1中的虚线39用来表示喷水装置34与冷凝水收集装置 36之间的垂直距离，该距离通常比图1中所示的高4艮多。 在粒化槽18的底部，包含固化的炉渣石少的粒化水通过炉渣/水 排放管44排放到脱水单元46中。该脱水单元46的目的是从水中 分离出粒状物料（即，炉渣石少）。该脱水单元46例如可以是，但并 不一定是，旋转式滤鼓，同时，旋转式滤鼓在现有4支术中是众所周 知的，故在此不再进一步地描述，该脱水单元或者可以是能够实现 前述目的的任何其他静态或动态装置。箭头48示意性地标识出了 从脱水单元46中排出的至少部分脱水炉渣石少的流动。箭头50标识 出从炉渣砂、中分离出的水的流动。
粒化水回收槽52 (通常被称为"热水槽"）与脱水单元46相联 合以收集从粒状炉渣砂48中分离出的水流50。在多数情况下，该 粒化水回收槽52 一皮i人为是具有串4亍连4妄的至少两个分隔沉降室 (setting compartment) 54'、 54 "的;冗卩条才曹（setting tank )， it匕日于大告卩 分的无砂水溢过第一分隔沉降室54'的边界56进入到第二分隔沉降 室54〃中，而炉渣石少沉降在第一分隔沉降室54'中。
借助于至少一个水循环泵58从最后的分隔沉降室54〃通过冷 却设备60来泵送大部分的无砂水。冷却设备例如包括并行安装的 多个冷却i荅60'、 60"。
冷却设备60的出口处设置有冷水收集器62,该收集器具有连 ^妄至其的冷凝水管64和粒化水管66。冷凝水管64将喷水装置34 连接至冷水收集器62且有利地包括并行安装的一对冷凝水泵68'、 68",这对冷凝水泵也被认为是前述蒸汽冷凝系统32的一部分。粒 化水管66将注水装置24连接至冷水收集器62且包括至少一个粒 化水供给泵70。
参考标号76标识出重力供给管，该重力供给管具有连接至冷 凝水收集装置36的顶端和连4妄至注水装置24的低压4妄头78的底 端。该重力供给管76使得能够靠重力将冷凝水收集装置36中收集
到的冷凝水供应给注水装置24。至少重力供纟会管76的垂直部分优 选地是具有至少400 mm内径的管道。重力供^合管76的该垂直部分 可有利地布置在冷凝^荅30内。
参考标号82标识出溢流管，该溢流管具有连接至重力供给管 76的顶端中的溢出口 80的顶端，以及排放到所述粒化水回收槽52 中的底端84。因而，如果重力供给管76中的水位设立在溢出口 80 的高度处，则冷凝水收集装置36中收集到的冷凝水的一部分就绕 行溢流管82并靠重力直接供给到粒化水回收槽52中，从而绕过了 粒化槽18和脱水单元46。
事实上，蒸汽冷凝系统32、重力供^^管76、溢流管82以及注 水装置24的液压尺寸被设计为，使得在粒化设备12正常运行时， 将重力供给管76中的基本恒定的冷凝水位设立在溢出口 80的高度 处（图1中，AH表示注水装置24与重力供给管76的顶端中的溢 出口 80之间的高度差）。因此，在粒化设备12正常运行时，在注 水装置24的低压接头78处可获得具有基本恒定的高度AH的水柱， AH通常在4m至6m的范围内。换言之，在粒化设备12正常运行 时，溢流管82保证在注水装置24的〗氏压接头78处可获得基本恒 定的^争压，该压力通常在0.4巴至0.6巴的范围内。
考虑到两个冷凝水泵68'、 68"的尺寸，应该注意的是，这两个 泵68'、 68"的尺寸都被有利地设计为，当仅有它们中的一个运行时， 流经溢流管82的水的流速在运行的泵68'、 68〃的输送速率的1%到 10%之间。因此一个泵68'、 68"足以保证将重力供给管76中的基 本恒定的冷凝:水4立i殳立在溢出口 80的高度处。还应该注意的是， 两个冷凝水泵68'、 68"都优选地具有相同的泵特性，即，为了相同 的流速，它们保i正相同的总压头，且因此在运4亍中是可互换的。
如图2中所示，除了^f氐压4妄头（用箭头78示意性;也表示该4氐 压接头）之外，注水装置24还包括高压接头（用箭头86示意性地 表示该高压^妄头）。该高压4妄头86连4妄至粒化水供乡会泵（多个粒化 水供给泵）70的排放侧（同样参见图1 )。
^f氐压接头78通向低压室88,该^氐压室装备有用于将粒化水注 入到熔融炉渣流14中的多个低压喷嘴90。这些低压喷嘴卯例如可 由布置在板92中的多个小孔构成。该板92有利地被认为是磨损部 分且因此可拆卸地附着在低压室88的前侧中的开口 94上。除了具 有多个低压喷嘴90之外，低压室88还可装备有单个喷嘴，该喷嘴 例如具有水平狭缝（未示出）的形式。
高压接头86通向高压室96,该高压室装备有用于将粒化水注 入到熔融炉渣流14中的至少一个高压喷嘴98。图2中所示的高压 喷嘴98的优选实施例是可调节的狭缝型喷嘴，例如像EP 1402299 中所描述的那样。这种可调节的狭缝型喷嘴包括椭圓形的喷嘴通道 100，其中，具有椭圆形才黄截面的椭圓形流动控制体102布置在该 通道的中央。应该注意的是，流动控制体102可绕它的中心轴线枢 转，以使形成在控制体102的下方以及上方的喷嘴狭缝的高度是可 调节的。
还应该注意的是，低压喷嘴卯有利地位于高压喷嘴98的下方， 以使由高压喷嘴98产生的粒化水的较强喷流20"(例如以大约1.5 巴-2.5巴的压力供纟会该4交强喷流）首先撞击熔融炉渣流并实现大部 分的粒化，而/人Y氐压喷嘴90喷出的粒化水的4交弱喷流20'(例如<又 以约0.4巴-0.6巴的压力供给该较弱喷流）主要具有冷却功能。尽 管在注水装置24的〗氐压4妄头78处可获^f寻约0.4巴-0.6巴的相对l氐 的压力，-f旦这仍保证了出色的粒化效果。
参考标号"i兌明
12 粒化设备 14 炫融炉渣流
16 热流道 18 粒化槽
20'、 20" 4立4匕水喷流 24 注水装置
26 18中的大型水容器 28 18中的水4立
30 冷凝塔 32 蒸汽冷凝系统
34 喷水装置 36 冷凝水收集装置
38 喷嘴 39 虛线
40 漏斗形杯 42 36中的开口
44 炉渣/水排;改管 46 脱水单元
48 标识出脱水炉渣石少的箭头 50 标识出从炉渣石少中分 的水的箭头
52 粒化水回收槽 54'、 54" 分隔;冗降室
56 54'的边界 58 水循环泵
60 冷却设备 60'、 60" 冷却塔
62 冷水收集器 64 冷凝水管
66 粒化水管 68'、 68" 冷凝水泵
70 粒化水供给泵 76 重力供给管
78 24的低压接头 80 溢出口
82 溢流管 84 80的底端
86 高压接头 88 低压室
90 低压喷嘴 92 其中具有喷嘴卯的板
94 88的前侧中的开口 96 高压室
98 高压喷嘴 100 喷嘴通道
102 流动纟空制体。