基本信息
- 项目名称：
- 钢铁工业废水中铁回收系统
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 思路： 根据磁铁性质，及其磁场的分布，设计出能充分、高效地回收铁颗粒的组合吸收滚筒。 设计回收流程： 水流冲击叶轮，组合滚筒转动，磁铁吸引铁颗粒，铁颗粒随滚筒转动一定角度，挡板把铁颗粒刮下流入传送带，由传送带输送到储存地。 整体图样说明： 动力水能流过带斜坡的水槽，增加动能，推动组合滚轮转动，进上述回收流程。为了确保铁屑被充分回收，水流再次流过一回收装置。
- 详细介绍：
- 钢铁工业废水中铁回收系统说明书 设计背景： 作者曾在广西柳州钢铁集团（公司）参观实习，注意到在炼钢炉废水中含有大量铁颗粒和沙，据值班工人介绍他们每天由8个工人轮班打捞上来的铁颗粒多达有3—4吨。 人工方式使用的工具（前端为环形磁铁） 设计思路： 根据磁铁性质，及其磁场的分布情况，设计出能充分、高效地回收铁颗粒。高炉冷却水所具有的动能可以驱动吸收装置的运动，从而保证整套系统稳定运转。 设计回收流程： 冷却水流冲击叶轮，组合滚筒转动，磁铁吸引铁颗粒，铁颗粒随滚筒转动一定角度后，挡板把铁颗粒刮下流入传送带，由传送带输送到储存地。 叶轮：将水能转化为设备的动能。叶轮设计结构如下图 ： 磁铁形状的设计、安装位置及安装方法： 条形磁铁磁场分布情况 如上图所示，为了便于安装将条形磁铁稍微变形为梯形磁铁，但其梯形的上顶面为圆弧面，其弧度与磁铁支持架弧度相同。 相邻磁铁磁极的选择： 考虑到同名、异名磁铁磁感线的分布情况，选择相邻磁铁异名安装。磁铁南北极交替朝外安装使整个吸收盘外弧面相对均匀的分布磁场，确保铁颗粒完全吸收。 异名磁感应线如下图 吸收磁铁支持架： 磁铁支持架，外圆缺口用于安装梯形磁铁 磁铁支持架材料的选择： 由于铁可以被磁化，且磁化后整个设备磁场将发生改变，所以不采用可被磁化的材料，但考虑到设备的成本及寿命可采用塑料等成本较低，易加工成型，能在耐热水中工作较长时间不易老化的材料。 磁铁固定垫片： 下图中磁铁支持架两侧即是垫片 位于磁铁支持架两侧，用于固定梯形磁铁，防止其侧向移动。 滚轮轮轴： 组合吸收滚筒： 组合吸收滚筒由叶轮与磁铁支架盘及固定垫圈组成一体，在极大的允许水流通过的情况下，有叶轮获得动力，并传递给轴，再由轴传递给磁铁支架，使得组合吸收滚筒成为一个转动的整体。 组合吸收滚筒： 底板导流： 由于铁、沙在水槽底部流动，所以采用底部导流的方式，使铁颗粒流过的路径恰好为磁铁圆盘所在区域的正下方，而叶轮正下方则没有铁颗粒流过。 分离挡板： 分离挡板嵌在水槽上，滚轮旋转一定角度后经挡板将铁刮下，经传送带运走。 水槽前部进水控水装置： 水刚进入水槽进过倾斜挡板，挡板低于水槽的最大高度而达到控制水位高度，防止水溢出。 总装配图： 经过处理后的污水进过污水处理器进行净化后排放： 立式直通除污器 介质从一侧接管进入筒体内，另一侧接管与筒体内的过滤孔管相连 相连，过滤孔管有许多直径为3 mm的小孔组成。介质中的杂质颗粒被孔滤出积存在筒体底部，无杂质颗粒的介质经过从过滤孔出口流出。排污时打开排污阀把杂质颗粒排出。在除污器入口处与管道之间建议装一阀门，排污时把其关闭，打开排污阀，使其介质从过滤网孔里流出，起到充洗的作用。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 目的： 为了减少钢铁工业生产中铁资源的浪费，减轻工人人工在热水槽打捞铁的劳动强度，最大效率的回收铁，并利用水流动作为动能，从而不需要外界能量的输入，节约回收成本。 思路： 根据磁铁性质，及其磁场的分布情况，设计出能充分、高效地回收铁颗粒的组合吸收滚筒。 回收装置图 设计回收流程： 水流冲击叶轮，组合滚筒转动，磁铁吸引铁颗粒，铁颗粒随滚筒转动一定角度后，挡板把铁颗粒刮下流入传送带，由传送带输送到储存地。 创新点： 节能，绿色环保无污染，操作简单方便，回收效率高，成本低，可长期使用等
科学性、先进性
- 条形磁铁磁场分布情况 利用永磁铁设计出滚筒形能最大限度的利用磁感线均匀、发散分布在组合滚筒圆周发挥出最佳的分离效果，达到最好的回收效益 。整套设备不需要外界能量收入，动力从水流动能转移获得。完全可以设计制作出能达到预计成果的设备并应用于生产的实际当中，无能耗，却能最大效率的回收铁。从而实现节约能源、减少资源浪费的巨大意义。 参考文献： 1.王绍文等编著.钢铁工业废水资源回用技术与应用.冶金工业出版社.2008 2.沈丽娜， 陈文敬. 炼钢废水治理及回用.《中国给水排水》2010年02期 3.罗振海.炼钢废水的治理与回用.《中国给水排水》.1994年04期 4.邱俊，绿宪俊，陈平， 胡术刚. 铁矿选矿技术.第一版.化学化工出版社，2009 5.[英]R.S.特贝尔，D.J.克雷克. 磁性材料.第一版.科学出版社，1979 7.孙可文.带式输送机的传动理论与计算.第一版.煤炭工业出版社，1991
获奖情况及鉴定结果
- 获第四届南华大学“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛二等奖、衡阳市第四届大学生科技创新大赛南华大学初赛二等奖。
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 自主研发
作品可展示的形式
- 模型、图纸、磁盘、现场演示、图片、录像 、样品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用说明： 水流进入水槽经过滚轮上磁铁的吸引，转动一定角度经过挡板而被刮下，打开传送带开关，磁铁经传送带而被运走。 技术特点： 利用永磁铁设计出滚筒形能最大限度的利用磁感线均匀、发散分布在组合滚筒圆周发挥出最佳的分离效果，达到最好的回收效益 。整套设备不需要外界能量收入，动力从水流动能转移获得。同时此装置不仅适用于吸收铁，任何的能够被磁铁吸收的物质都适用。 经济效应预测： 钢铁工业是典型的高能耗、高排放的过程工业。在钢铁工业规模不断扩大,钢产量持续高速增长的今天,钢铁工业的发展受到铁矿资源、能源和水资源等生产要素的严重制约,资源的回收利用正日益受到人们的关注和重视。如何有效地利用钢铁冶金生产流程中产生的不同类型、不同形式的废钢铁,对于降低生产成本、提高资源利用率、节约能源、保护环境具有十分重要的意义。此装置的制作成本不高，仪器的制作以及操作使用也不是很复杂，不需要外界能量收入，同时设立两个滚轮吸收装置铁回收效率高，所以市场价值可观。
同类课题研究水平概述
- 当今没有成熟的回收钢铁工业废水中铁的方法，主要采用的方法主要是利用活性炭的吸附性吸附废水的铁，根据资料显示钢铁工业中废水含有的主要有铁，锰，炼铁矿石，焦炭，石灰石等，所以利用活性炭的吸附性吸上来的物质含有许多杂质，得到铁不纯，同时废水中铁颗粒的大小一般比较大，所以利用活性炭的可能对于大颗粒物质无法吸附，从而浪费了铁资源。
