CN100500886C - 带钢连续退火炉烟气余热综合利用工艺及其装置 - Google Patents

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本发明带钢连续退火炉烟气余热综合利用工艺是在退火炉的排烟管道上设置两级换热器，一级用于加热干燥用空气，另一级用于加热脱脂段的各种溶液，退火炉烟气温度控制在150-160℃；本发明装置包括有退火炉的排烟管，若干干燥器，若干清洗溶液箱，特别是，在排烟管管道中接入两级换热器，一级为空气—烟气换热器，其进风口外接鼓风机，其出风口外接干燥主风管再经支风管通入各个干燥器；另一级为水—烟气换热器，其进水口外接给水泵、软水箱及回水管，其出水口外接热水管，在回水管和热水管之间并联接入换热管，通至各个清洗溶液箱中；本发明对退火炉烟气余热进行了充分利用，可降低投资费用、节约煤耗，主要用于冶金行业冷轧薄钢带的热处理。

Description

带钢连续退火炉烟气余热综合利用工艺及其装置
(一)技术领域：本发明涉及冶金行业冷轧薄钢带的热处理工艺技术。
(二)背景技术：带钢连续退火炉基本上分成两种类型，即卧式和立式。通过传送设备的输送，展开的带钢在炉内完成加热、均热(还原或脱碳)和冷却的整个热处理工艺过程。为避免带钢在炉内产生高温氧化，并在炉内获得光亮的表面，炉子供热主要采用两种方式：一种是采用全辐射管供热；另一种是采用无氧化炉与辐射管结合的方式，尤其以第一种方式居多。辐射管根据其形式可分为“I”型、“U”型、“W”型等。燃气和助燃空气通过烧嘴的组织在辐射管内燃烧将辐射管加热，辐射管将热量辐射至炉内加热，高温的烟气通过设置在辐射管出口的空气换热器将助燃空气预热后排出。由于辐射管的加热温度较高，而其空间有限，空气换热器的换热面积受到限制，所以从辐射管排出的烟气温度仍就很高，温度在550-600℃。现有退火炉的排烟方式是将辐射管的烟气掺入冷风将其温度将降至250℃以下排出，或直接采用高温风机排出。
冷轧薄钢带热处理机组上还有几个热能消耗点。一是在带钢入炉退火前需对带钢脱脂清洗并干燥，工艺过程是碱洗、电解清洗、水喷淋和热风干燥；二是带钢的后处理如光整、钝化后需对带钢进行热风干燥。为达到好的清洗效果，需将各种清洗液加热至60-80℃，目前的机组均采用蒸汽加热，干燥的热风也采用蒸汽加热，使用蒸汽管道通入干燥器及清洗溶液箱。通常一条年产25万吨的机组需配备一台4t/h的专用锅炉。
所以，对于整个机组而言，退火炉烟气余热并未充分利用，而其他耗能点需消耗新的能源，造成机组的工序能耗高。同时，锅炉房的投资成本也较高。
(三)发明内容：本发明的目的就是要解决现有冷轧薄钢带热处理工艺能耗高、机组投资大、运行成本高的问题，提供一种带钢连续退火炉烟气余热综合利用工艺及其装置。
本发明是通过对各能耗点的综合分析，进行机组的热平衡计算，结合钢带热处理机组的工艺特点而提出的一种独特的烟气余热综合利用技术。本发明一种带钢连续退火炉烟气余热综合利用新工艺，其特征是：在退火炉的排烟管道上设置两级换热器，并将排烟机设置在两级换热器后，所述两级换热器一级用于加热干燥用空气，通入各个干燥器，另一级用于加热脱脂段的各种溶液，通入各个清洗溶液箱，退火炉烟气温度控制在150-160℃。
本发明用于带钢连续退火炉烟气余热综合利用工艺中的一种装置，包括有退火炉的排烟管，若干干燥器，若干清洗溶液箱，其特征是：在排烟管管道中接入两级换热器，一级为空气—烟气换热器，其进风口外接鼓风机，其出风口外接干燥主风管再经若干支风管通入各个干燥器；另一级为水—烟气换热器，其进水口外接给水泵、软水箱及回水管，其出水口外接热水管，在回水管和热水管之间并联接入若干换热管，换热管分别置于各个清洗溶液箱中。
本发明的带钢连续退火炉烟气余热综合利用工艺中的一种装置中在水—烟气换热器的外部配有旁通阀和掺冷风阀，以调节经水—烟气换热器的烟气量和最终的排烟温度，防止软水超温。
本发明的余热利用原理如下：
为充分利用退火炉的烟气余热，在退火炉的排烟管道上设置两级换热器，第一级为空气—烟气换热器，其进风口外接鼓风机，冷风经换热器预热至150℃左右，经干燥主风管、支风管送到机组上各个干燥器用于热处理工艺中的热风干燥。
第二级为水—烟气换热器，考虑到每个清洗槽溶液成份不同，不能混合，而且为防止换热器管内结垢，宜采用软水作为导热载体，设置一个软水箱，采用给水泵将软水送入换热器加热，高温软水通过热水管送入每个清洗溶液箱内的换热管完成对清洗溶液的加热，低温软水返回至软水箱进行循环使用。清洗溶液加热温度的控制通过调节软水的循环量来进行，同时为防止软水超温，可通过调节旁通阀和掺冷风阀以调节经过水—烟气换热器的烟气量和最终的排烟温度。
本发明对带钢连续退火炉的烟气进行了余热利用，不需配备专用蒸汽锅炉房及锅炉设备，大大节省了投资费用，特别是节省燃耗运行成本，一条年产25万吨的机组，每年可节约4000吨标准煤，节约生产成本约320万元。
(四)附图说明：
附图是本发明装置系统结构示意图。
图中：1-空气—烟气换热器，2-水—烟气换热器，3-鼓风机，4-旁通阀，5-排烟机，6-给水泵，7-软水箱，8-清洗溶液箱，9-换热管，10-掺冷风阀，11-回水管，12-热水管，13-调节阀，14-排烟管，15-干燥主风管，16-调节风门，17-支风管，18-干燥器。
(五)具体实施方式：
本发明带钢连续退火炉烟气余热综合利用新工艺是在退火炉的排烟管道上设置两极换热器，一级用于加热干燥用空气，通入各个干燥器，另一级用于加热脱胎段的各种溶液，通入各个清洗溶液箱，退火炉烟气温度控制在150-160℃。
本发明用于带钢连续退火炉烟气余热综合利用新工艺中的装置参见附图，包括有退火炉的排烟管14，三个(或更多的)干燥器18，三个(或更多的)清洗溶液箱8，特别是在排烟管14的管道中串接有两级换热器1和2，排烟管14的尾端接装有排烟机5；其中第一级换热器为空气—烟气换热器1，其进风口外接鼓风机3，其出风口外接干燥主风管15，再从主风管15分接三根(或更多的)支风管17分别通入各个干燥器18。其中第二级换热器为水—烟气换热器2，其进水口依次外接给水泵6、软水箱7、回水管11，其出水口外接热水管12；在回水管11和热水管12之间并联接入三个(或更多的)换热管9，换热管9分别置于各个清洗溶液箱8中，对清洗溶液进行加热。为防止软水超温，本发明在第二级水—烟气换热器2的外部配有调节旁通阀4和掺冷风阀10。
为控制清洗溶液的加热温度在换热管9的进、出端设置有调节阀13以调节软水的循环量。为控制干燥器18的温度，在各支风管17中设有调节风门16以控制热风量。

Claims (3)

1.一种带钢连续退火炉烟气余热综合利用工艺，其特征是：在退火炉的排烟管道上设置两级换热器，并将排烟机设置在两级换热器后，所述两级换热器一级用于加热干燥用空气，通入各个干燥器，另一级用于加热脱脂段的各种溶液，通入各个清洗溶液箱，退火炉烟气温度控制在150-160℃。
2.用于根据权利要求1所述带钢连续退火炉烟气余热综合利用工艺中的一种装置，包括有退火炉的排烟管，若干干燥器，若干清洗溶液箱，其特征是：在排烟管管道中接入两级换热器，一级为空气—烟气换热器，其进风口外接鼓风机，其出风口外接干燥主风管再经若干支风管通入各个干燥器；另一级为水—烟气换热器，其进水口外接给水泵、软水箱及回水管，其出水口外接热水管，在回水管和热水管之间并联接入若干换热管，换热管分别置于各个清洗溶液箱中。
3.根据权利要求2所述带钢连续退火炉烟气余热综合利用工艺中的一种装置，其特征是：在水—烟气换热器的外部配有旁通阀和掺冷风阀。
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