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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 鋼鐵工業(yè)廢水中鐵回收系統(tǒng)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類(lèi)：
- 機(jī)械與控制
- 大類(lèi)：
- 科技發(fā)明制作A類(lèi)
- 簡(jiǎn)介：
- 思路： 根據(jù)磁鐵性質(zhì)，及其磁場(chǎng)的分布，設(shè)計(jì)出能充分、高效地回收鐵顆粒的組合吸收滾筒。 設(shè)計(jì)回收流程： 水流沖擊葉輪，組合滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，磁鐵吸引鐵顆粒，鐵顆粒隨滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，擋板把鐵顆粒刮下流入傳送帶，由傳送帶輸送到儲(chǔ)存地。 整體圖樣說(shuō)明： 動(dòng)力水能流過(guò)帶斜坡的水槽，增加動(dòng)能，推動(dòng)組合滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)上述回收流程。為了確保鐵屑被充分回收，水流再次流過(guò)一回收裝置。
- 詳細(xì)介紹：
- 鋼鐵工業(yè)廢水中鐵回收系統(tǒng)說(shuō)明書(shū) 設(shè)計(jì)背景： 作者曾在廣西柳州鋼鐵集團(tuán)（公司）參觀實(shí)習(xí)，注意到在煉鋼爐廢水中含有大量鐵顆粒和沙，據(jù)值班工人介紹他們每天由8個(gè)工人輪班打撈上來(lái)的鐵顆粒多達(dá)有3—4噸。 人工方式使用的工具（前端為環(huán)形磁鐵） 設(shè)計(jì)思路： 根據(jù)磁鐵性質(zhì)，及其磁場(chǎng)的分布情況，設(shè)計(jì)出能充分、高效地回收鐵顆粒。高爐冷卻水所具有的動(dòng)能可以驅(qū)動(dòng)吸收裝置的運(yùn)動(dòng)，從而保證整套系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。 設(shè)計(jì)回收流程： 冷卻水流沖擊葉輪，組合滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，磁鐵吸引鐵顆粒，鐵顆粒隨滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度后，擋板把鐵顆粒刮下流入傳送帶，由傳送帶輸送到儲(chǔ)存地。 葉輪：將水能轉(zhuǎn)化為設(shè)備的動(dòng)能。葉輪設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如下圖 ： 磁鐵形狀的設(shè)計(jì)、安裝位置及安裝方法： 條形磁鐵磁場(chǎng)分布情況 如上圖所示，為了便于安裝將條形磁鐵稍微變形為梯形磁鐵，但其梯形的上頂面為圓弧面，其弧度與磁鐵支持架弧度相同。 相鄰磁鐵磁極的選擇： 考慮到同名、異名磁鐵磁感線的分布情況，選擇相鄰磁鐵異名安裝。磁鐵南北極交替朝外安裝使整個(gè)吸收盤(pán)外弧面相對(duì)均勻的分布磁場(chǎng)，確保鐵顆粒完全吸收。 異名磁感應(yīng)線如下圖 吸收磁鐵支持架： 磁鐵支持架，外圓缺口用于安裝梯形磁鐵 磁鐵支持架材料的選擇： 由于鐵可以被磁化，且磁化后整個(gè)設(shè)備磁場(chǎng)將發(fā)生改變，所以不采用可被磁化的材料，但考慮到設(shè)備的成本及壽命可采用塑料等成本較低，易加工成型，能在耐熱水中工作較長(zhǎng)時(shí)間不易老化的材料。 磁鐵固定墊片： 下圖中磁鐵支持架兩側(cè)即是墊片 位于磁鐵支持架兩側(cè)，用于固定梯形磁鐵，防止其側(cè)向移動(dòng)。 滾輪輪軸： 組合吸收滾筒： 組合吸收滾筒由葉輪與磁鐵支架盤(pán)及固定墊圈組成一體，在極大的允許水流通過(guò)的情況下，有葉輪獲得動(dòng)力，并傳遞給軸，再由軸傳遞給磁鐵支架，使得組合吸收滾筒成為一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的整體。 組合吸收滾筒： 底板導(dǎo)流： 由于鐵、沙在水槽底部流動(dòng)，所以采用底部導(dǎo)流的方式，使鐵顆粒流過(guò)的路徑恰好為磁鐵圓盤(pán)所在區(qū)域的正下方，而葉輪正下方則沒(méi)有鐵顆粒流過(guò)。 分離擋板： 分離擋板嵌在水槽上，滾輪旋轉(zhuǎn)一定角度后經(jīng)擋板將鐵刮下，經(jīng)傳送帶運(yùn)走。 水槽前部進(jìn)水控水裝置： 水剛進(jìn)入水槽進(jìn)過(guò)傾斜擋板，擋板低于水槽的最大高度而達(dá)到控制水位高度，防止水溢出。 總裝配圖： 經(jīng)過(guò)處理后的污水進(jìn)過(guò)污水處理器進(jìn)行凈化后排放： 立式直通除污器 介質(zhì)從一側(cè)接管進(jìn)入筒體內(nèi)，另一側(cè)接管與筒體內(nèi)的過(guò)濾孔管相連 相連，過(guò)濾孔管有許多直徑為3 mm的小孔組成。介質(zhì)中的雜質(zhì)顆粒被孔濾出積存在筒體底部，無(wú)雜質(zhì)顆粒的介質(zhì)經(jīng)過(guò)從過(guò)濾孔出口流出。排污時(shí)打開(kāi)排污閥把雜質(zhì)顆粒排出。在除污器入口處與管道之間建議裝一閥門(mén)，排污時(shí)把其關(guān)閉，打開(kāi)排污閥，使其介質(zhì)從過(guò)濾網(wǎng)孔里流出，起到充洗的作用。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 目的： 為了減少鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)中鐵資源的浪費(fèi)，減輕工人人工在熱水槽打撈鐵的勞動(dòng)強(qiáng)度，最大效率的回收鐵，并利用水流動(dòng)作為動(dòng)能，從而不需要外界能量的輸入，節(jié)約回收成本。 思路： 根據(jù)磁鐵性質(zhì)，及其磁場(chǎng)的分布情況，設(shè)計(jì)出能充分、高效地回收鐵顆粒的組合吸收滾筒。 回收裝置圖 設(shè)計(jì)回收流程： 水流沖擊葉輪，組合滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，磁鐵吸引鐵顆粒，鐵顆粒隨滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度后，擋板把鐵顆粒刮下流入傳送帶，由傳送帶輸送到儲(chǔ)存地。 創(chuàng)新點(diǎn)： 節(jié)能，綠色環(huán)保無(wú)污染，操作簡(jiǎn)單方便，回收效率高，成本低，可長(zhǎng)期使用等
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 條形磁鐵磁場(chǎng)分布情況 利用永磁鐵設(shè)計(jì)出滾筒形能最大限度的利用磁感線均勻、發(fā)散分布在組合滾筒圓周發(fā)揮出最佳的分離效果，達(dá)到最好的回收效益 。整套設(shè)備不需要外界能量收入，動(dòng)力從水流動(dòng)能轉(zhuǎn)移獲得。完全可以設(shè)計(jì)制作出能達(dá)到預(yù)計(jì)成果的設(shè)備并應(yīng)用于生產(chǎn)的實(shí)際當(dāng)中，無(wú)能耗，卻能最大效率的回收鐵。從而實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源、減少資源浪費(fèi)的巨大意義。 參考文獻(xiàn)： 1.王紹文等編著.鋼鐵工業(yè)廢水資源回用技術(shù)與應(yīng)用.冶金工業(yè)出版社.2008 2.沈麗娜， 陳文敬. 煉鋼廢水治理及回用.《中國(guó)給水排水》2010年02期 3.羅振海.煉鋼廢水的治理與回用.《中國(guó)給水排水》.1994年04期 4.邱俊，綠憲俊，陳平， 胡術(shù)剛. 鐵礦選礦技術(shù).第一版.化學(xué)化工出版社，2009 5.[英]R.S.特貝爾，D.J.克雷克. 磁性材料.第一版.科學(xué)出版社，1979 7.孫可文.帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)理論與計(jì)算.第一版.煤炭工業(yè)出版社，1991
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 獲第四屆南華大學(xué)“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽二等獎(jiǎng)、衡陽(yáng)市第四屆大學(xué)生科技創(chuàng)新大賽南華大學(xué)初賽二等獎(jiǎng)。
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 自主研發(fā)
作品可展示的形式
- 模型、圖紙、磁盤(pán)、現(xiàn)場(chǎng)演示、圖片、錄像 、樣品
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 使用說(shuō)明： 水流進(jìn)入水槽經(jīng)過(guò)滾輪上磁鐵的吸引，轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度經(jīng)過(guò)擋板而被刮下，打開(kāi)傳送帶開(kāi)關(guān)，磁鐵經(jīng)傳送帶而被運(yùn)走。 技術(shù)特點(diǎn)： 利用永磁鐵設(shè)計(jì)出滾筒形能最大限度的利用磁感線均勻、發(fā)散分布在組合滾筒圓周發(fā)揮出最佳的分離效果，達(dá)到最好的回收效益 。整套設(shè)備不需要外界能量收入，動(dòng)力從水流動(dòng)能轉(zhuǎn)移獲得。同時(shí)此裝置不僅適用于吸收鐵，任何的能夠被磁鐵吸收的物質(zhì)都適用。 經(jīng)濟(jì)效應(yīng)預(yù)測(cè)： 鋼鐵工業(yè)是典型的高能耗、高排放的過(guò)程工業(yè)。在鋼鐵工業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大,鋼產(chǎn)量持續(xù)高速增長(zhǎng)的今天,鋼鐵工業(yè)的發(fā)展受到鐵礦資源、能源和水資源等生產(chǎn)要素的嚴(yán)重制約,資源的回收利用正日益受到人們的關(guān)注和重視。如何有效地利用鋼鐵冶金生產(chǎn)流程中產(chǎn)生的不同類(lèi)型、不同形式的廢鋼鐵,對(duì)于降低生產(chǎn)成本、提高資源利用率、節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境具有十分重要的意義。此裝置的制作成本不高，儀器的制作以及操作使用也不是很復(fù)雜，不需要外界能量收入，同時(shí)設(shè)立兩個(gè)滾輪吸收裝置鐵回收效率高，所以市場(chǎng)價(jià)值可觀。
同類(lèi)課題研究水平概述
- 當(dāng)今沒(méi)有成熟的回收鋼鐵工業(yè)廢水中鐵的方法，主要采用的方法主要是利用活性炭的吸附性吸附廢水的鐵，根據(jù)資料顯示鋼鐵工業(yè)中廢水含有的主要有鐵，錳，煉鐵礦石，焦炭，石灰石等，所以利用活性炭的吸附性吸上來(lái)的物質(zhì)含有許多雜質(zhì)，得到鐵不純，同時(shí)廢水中鐵顆粒的大小一般比較大，所以利用活性炭的可能對(duì)于大顆粒物質(zhì)無(wú)法吸附，從而浪費(fèi)了鐵資源。
