CN102345983B - 电熔镁熔砣余热回收利用技术及装置 - Google Patents
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Abstract
一种电熔镁熔砣余热回收利用技术及装置。其特征是将电熔镁砂生产工艺中熔炼后的高温镁熔砣，经在隧道式热交换室内进行整体冷却后，使之快速完成镁砂晶体结晶和凝固，同时获得被预热至200～300℃的中低温热风。凝固后的镁熔砣在高温状态进行脱皮破碎产生高温块料。采用循环风冷却方式将冷风和来自隧道式热交换室的中低温热风送入高温热交换塔内与高温块料进行热交换，产生1000℃以上的高温热风送至矿料预热塔，将菱镁矿预热至500℃以上，实现热料入炉。
Description
所属技术领域
本发明涉及菱镁矿熔炼电熔镁砂技术领域，特别涉及电熔镁熔砣的余热回收利用技术及装置。
背景技术
镁产业是我国独具特色的资源性优势产业，年产各种镁砂及制品1500万吨，产量居世界首位。以菱镁矿为原料熔炼的电熔镁砂在镁质材料产业中具有举足轻重的地位，是许多镁质材料的基础原料，对材料的性能有决定性的影响。然而，菱镁矿熔炼电熔镁砂存在着严重的高耗能、高污染问题。目前，我国菱镁矿熔炼基本仍在沿用国际上个世纪七、八十年代粗放的落后生产技术、工艺和装备。菱镁矿熔炼电熔镁普遍使用三相矿热电弧炉，我国现有菱镁矿熔炼炉平均单耗2900千瓦时以上，比国际先进水平高20％以上，电耗成本约占产品总成本的60％。菱镁矿经过熔炼后，由于MgO熔点高达2800℃，MgO熔体形成十余吨重的高温镁熔砣。受现有技术条件限制，高温镁熔砣内所含巨大的余热资源未能回收利用，大量热能白白损失。
镁熔砣体积和重量较大，存在外层皮砂导热能力差和热交换面积小等因素，热量难以集中回收，所以对镁熔砣余热回收国外尚未有相关的研究。国内曾有人采用在一个相对封闭的空间内对高温镁熔砣进行间歇风冷，以获得高温热风对原料进行预热，但受其热交换表面积小，外层皮砂导热能力差的缺陷，最终难以获得连续的大流量的高温热风，回收的能量极其有限。
发明内容
为了有效的回收利用镁熔砣的大量余热资源，本发明提出了一套全新的余热回收技术路线及装置设计方案。应用本技术可以将30％以上的镁熔砣余热回收，并将菱镁矿原料预热至500℃以上，实现电熔镁砂生产综合节能10％以上，同时获得部分饱和蒸汽。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：经过三相电弧炉熔炼生产的镁熔砣，经移动小车移入隧道式余热回收室，与空气进行脉冲式强化热交换，产生的约300℃高温热风经引风机送入高温热交换塔，在高温热交换塔内与被破碎后的高温物料进行热交换后，获得1000℃以上的高温热风进入矿料预热塔，对矿料进行预热。预热塔经与物料进行热交换后的低温空气(约150℃)一部分经循环风机送回隧道式余热回收室循环使用。
经约2天整体取热后的镁熔砣经隧道式余热回收室冷却至完成结晶凝固后，移出隧道式余热回收室进入高温脱皮破碎工序。熔砣脱皮砂后，在脱皮机上镁熔砣通过车刀的机械传动装置产生自转，同时刮刀在刀架上上下移动完成脱皮砂。在破碎平台上推倒后裂成较大块体，经空气锤破碎成40mm以下平均温度约为1200℃的块料，经溜槽在自重作用下或经斗提装置进入高温热交换塔。在塔内与来自矿料预热塔的循环风进行热交换。高温块料被冷却至100℃以下后用皮带输送至产品分选工序，分选后的成品送入成品库。出高温冷却塔约1000℃的高温热风大部分进入矿料预热塔用来预热矿料，多余部分进入余热锅炉，用于产生蒸汽。
经过矿料预热塔的矿料可预热至500℃以上，经给料系统送至三相电弧炉进行熔炼。
本发明的有益效果是：(1)镁熔砣自身携带能量1300kWh/t的30％能量获得回收，回收的能量主要用于菱镁矿入炉前的预热，可将矿料预热至500℃以上，实现节电300kWh/t的节能效果；(2)镁熔砣实现了机械脱皮和破碎，提高了生产过程的机械化水平，减轻了劳动强度。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进行进一步说明。
图1是本发明的工艺技术流程图。
图2是矿料预热塔结构原理图
图3是隧道式余热回收室结构原理图
图4是脱皮砂机结构原理图
图5是破碎装置结构原理图
图6是高温热交换塔联余热锅炉结构原理图
图1中：1.菱镁矿，2.除尘器，3.矿料预热塔，4.电弧炉，5.循环风机1，6.镁熔砣，7.隧道式余热回收室，8.脱皮砂机，9.空气锤，10.高温热交换塔，11.循环风机2，12.余热锅炉。
图2中：13.上料斗提机，14.下料斗，15.立柱，16.耐火材料，17.钢板，18.预热区，19.热风入口，20.矿石出口，21.平台，22.扶梯，23.热风出口。
图3中：24.滑轮，25.换热室门，26.门支架，27.入风孔，28.出风口，29.钢轨，30.钢板，31.保温层。
图4中：32.剥皮刀，33.旋转平台。
图6中：34.破碎篦筛，35.下料漏斗，36.料块入口，37.换热区，38.冷砂出口，39.旋风除尘器，40.循环热风，41.高温热风，42.空气放散管。
具体实施方式
在图1中，菱镁矿(1)经矿料预热塔(3)预热后送入电弧炉(4)内熔炼，熔炼结束后产生的镁熔砣(6)送入隧道式余热回收室(7)与空气进行脉冲式强化热交换，待镁熔砣结晶凝固后，移出隧道式余热回收室(7)在脱皮砂机(8)上脱皮，又经空气锤(9)破碎成块料后送入高温热交换塔(10)，在塔内与来自矿料预热塔(3)和余热锅炉(12)的循环风进行热交换后分选、成品。出高温热交换塔(10)的高温热风大部分进入矿料预热塔(3)用来预热矿料，多余部分进入余热锅炉(12)产生蒸汽。
在图2所示实施例中，矿料经上料斗提机(13)送入预热区(18)与来自高温热交换塔(10)的高温热风进行换热，换热后经矿石出口(20)送出。
在图3所示实施例中，镁熔砣(6)通过钢轨(29)滑入余热回收室(7)与入风孔(27)喷入的空气进行脉冲式强化热交换，待镁熔砣(6)结晶凝固后，移出隧道式余热回收室(7)。
在图4所示实施例中，从隧道式余热回收室(7)移出的结晶完成的镁熔砣(6)在脱皮砂机(8)上随旋转平台(33)产生自转，同时剥皮刀(32)在刀架上上下移动完成脱皮砂。
在图5所示实施例中，在破碎平台上推倒后裂成较大块体，经空气锤(9)破碎成40mm以下平均温度约为1200℃的块料，经溜槽在自重作用下或经斗提装置进入高温热交换塔(10)。
在图6所示实施例中，在高温热交换塔(10)内与来自矿料预热塔(3)和余热锅炉(12)的循环热风(40)进行热交换后分选、成品。出高温热交换塔(10)的高温热风大部分进入矿料预热塔(3)用来预热矿料，多余部分进入余热锅炉(12)产生蒸汽。
Claims (6)
1.一种电熔镁熔砣余热回收利用方法，其特征是将电熔镁砂生产工艺中熔炼后的高温镁熔砣经在隧道式热交换室内进行整体冷却后，使之快速完成镁砂晶体结晶和凝固，同时获得被预热至200-300℃的中低温热风，凝固后的镁熔砣在高温状态通过脱皮机进行脱皮砂和通过空气锤进行破碎产生高温块料，采用循环风冷却方式将冷风和来自隧道式热交换室的中低温热风送入高温热交换塔内与高温块料进行热交换，产生1000℃以上的高温热风送至矿料预热塔，将菱镁矿预热至500℃以上。
2.根据权利要求1所述的镁熔砣余热回收利用方法，其特征是高温镁熔砣破碎分为脱皮砂和破碎两工序完成，脱皮砂是将镁熔砣在脱皮机上通过车刀的机械传动装置产生自转，同时刮刀在刀架上上下移动完成脱皮砂；熔砣脱皮砂后，先在破碎平台上推倒后裂成较大块体，再经空气锤破碎成粒度为40mm以下平均温度约为1200℃的块料。
3.根据权利要求1所述的镁熔砣余热回收利用方法，其特征是矿料预热塔采用竖炉结构形式。
4.根据权利要求1所述的镁熔砣余热回收利用方法，其特征是高温热交换塔采用竖炉结构形式。
5.根据权利要求1所述的镁熔砣余热回收利用方法，其特征是镁熔砣余热直接用于矿料预热，余热锅炉为余热回收系统的辅助装备，在系统中调节能量平衡。
6.根据权利要求1所述的镁熔砣余热回收利用方法，其特征是余热回收系统采用了热风循环和能量的梯级利用，来自隧道式热交换室的中低温热风经高温热交换塔进一步加热后再进行循环使用。
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