CN103540698B - 钢渣粒化及余热回收装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钢渣粒化及余热回收装置，主要由用于缓冲和存储液态炉渣的渣包（2）、用于将液态钢渣进行粒化的粒化缶（4）、用于排除粒化渣的卸渣阀门（10）、用于提供冷却风的鼓风机（13）、用于去除细颗粒渣的除尘器（16）、用于产生高温高压蒸汽的余热锅炉（17）以及引风机（18）、烟囱（20）组成，利用本发明，钢渣粒化过程中没用新水的耗用，在钢渣粒化的同时可以有效地回收钢渣中的物理热焓产生蒸汽，可最大程度的减少污染物排放，此外，钢渣中的渣铁容易选出，废渣作为建筑原材料得到充分利用。

Description

钢渣粒化及余热回收装置
技术领域
本发明属于钢铁冶金技术范畴，涉及炼钢技术领域，特别涉及到钢渣粒化及余热回收装置。
背景技术
钢铁产业作为我国的支柱产业之一，既是能耗大户也是污染物排放大户，做好节能减排工作是保证我国钢铁工业可持续发展的最重要的前提和条件。毎炼一吨钢所产生的钢渣为80~120kg，液体钢渣的温度一般在1600℃左右，热焓量高。目前，对于钢渣的处理方法一般采用热泼渣再喷水冷却然后在破碎的方法，此方法带来的主要问题是：1、污染环境，大量的喷渣水及钢渣对周边的环境造成严重的负面影响，蒸汽中含有大量的O2S和H2S，排放到大气中，是造成酸雨的重要诱因；2、大量的优质二次能源被浪费，每吨液态钢渣的物理热焓量相当于60Kg标准煤，造成白白的浪费；3、造成大量新水的浪费；4、更重要的一点是，还需要大量破碎设备进行破碎后筛选残铁，该方法处理的钢渣二次利用非常困难，甚至根本没法直接利用。目前市场上虽然也出现了一种嘉恒法粒化装置，解决了钢渣的破碎问题，但是仍然没有解决前三项困难，且由于液态钢渣里面含有残余铁水，嘉恒法粒化装置由于是采用的水淬方式，残余铁水进入装置后极易发生爆炸，损害设备甚至危及周边安全，因而实际操作应用中效果不理想。
发明内容
为解决以上问题，本发明提供了钢渣粒化及余热回收装置，在解决现有技术钢渣处理问题的同时，将钢渣中的物理热焓高效回收利用。
为了达到上述目的，本发明由转运液态钢渣的渣罐（1）、用于缓冲和存储液态钢渣的渣包（2）、用于将液态钢渣进行粒化的粒化缶（4）、用于排除粒化渣的卸渣阀门（10）、用于提供冷却风的鼓风机（13）以及除尘器（16）、余热锅炉（17）、引风机（18）、烟囱（20）组成；渣包（2）安装于粒化缶（4）的一侧上方，两者之间采用可以控制流量的水口（3）连接；在粒化缶（4）的下方外侧渣斗底部装有用来排出粒化渣的卸渣阀门（10），其下方中部传动轴周围安装的冷风喷嘴（11）连接鼓风机（13）；在粒化缶（4）最顶部的热风出口（5）经除尘器（16）后，与余热锅炉（17）连接，在余热锅炉（17）的出口安装有引风机（18），废气通过烟囱（20）排空；余热锅炉（17）产生蒸汽后带动发电机（19）进行发电。
所述粒化缶（4）分为上下两部分，上部为半球形，其外壁为双层水冷结构，通过冷却水出口（6）和冷却水入口（9）连接系统冷却水，系统冷却水的温度优选20℃以下；在其中心部位安装高速旋转的旋转盘（7），旋转盘（7）通过传动轴连接到粒化缶（4）底部的变速箱（12）；粒化缶（4）下部为圆筒状结构，不设水冷壁，在圆筒的上方装有与传动轴同步旋转的粒化筛（8）；圆筒的底部连接倒三角形的渣斗，并通过卸渣阀门（10）排渣至运渣皮带（15）。其中旋转盘（7）为耐热钢制成，中间凹陷，其凹陷弧度R=1.5米，直径为1米，在其凹陷面敷嵌耐磨复合陶瓷材料。其中粒化筛（8）为圆盘形，采用高强度耐热型钢焊接成型，周边与粒化缶（4）的圆筒内壁设置滚珠进行滑动连接，中间与传动轴固定连接，与传动轴同步旋转。
所述渣罐（1）和渣包（2）内壁主要采用耐火砖砌筑，并设有包盖以尽量减少液态钢渣物理焓热的散失。
所述冷风喷嘴（11）安装于粒化缶（4）下方中部传动轴周围，喷嘴设置数量为4个以上，并朝上方且向外倾斜15o~35o喷射冷风。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
图1所示为本发明示例性实施的钢渣粒化和余热回收示意图。
图2是图1的局部放大视图。
图中标注说明
1：渣罐，       2：渣包，           3：水口，        4：粒化缶，  5：热风出口，    6：冷却水出口，     7：旋转盘，      8：粒化筛， 9：冷却水入口， 10：卸渣阀门，       11：冷风喷嘴，    12：变速箱， 13：鼓风机，    14：电动机，        15：运渣皮带，    16：除尘器， 17：余热锅炉，  18：引风机，        19：发电机，      20：烟囱 
 具体实施方式
参照图1和图2，本发明的钢渣粒化装置包括转运液态钢渣的渣罐（1）、用于缓冲和存储液态钢渣的渣包（2）、用于将液态钢渣进行粒化的粒化缶（4）、用于排除粒化渣的卸渣阀门（10）、用于提供冷却风的鼓风机（13）以及除尘器（16）、余热锅炉（17）、引风机（18）、烟囱（20）组成；渣包（2）安装于粒化缶（4）的一侧上方，两者之间采用可以控制流量的水口（3）连接；在粒化缶（4）的下方外侧渣斗底部安装用来排除粒化渣的卸渣阀门（10），其下方中部传动轴周围安装的冷风喷嘴（11）连接鼓风机（13）；在粒化缶（4）最顶部的热风出口（5）经除尘器（16）后，与余热锅炉（17）连接，在余热锅炉（17）的出口安装有引风机（18），废气通过烟囱（20）排空；余热锅炉（17）产生蒸汽后带动发电机（19）进行发电。
渣罐（1）是用来容纳炼钢中产生的液态炉渣，可以通过渣罐车将渣罐（1）运送到钢渣处理车间，用提升机或吊车将容纳在渣罐（1）中的液态炉渣倒入渣包（2）中。渣罐的内部材质主要为耐火砖，可以使用钢厂现有渣罐。
渣包（2）下部设置有可以调节流量的水口，以控制渣液流向粒化缶的流量，保证钢渣粒化的质量和余热回收的效率，另外渣包设有包盖用以减少热量损失。渣包的内部材质主要为耐火砖。
粒化缶（4）分为上下两部分，上部为半球形，其外壁为双层水冷结构，通过冷却水出口（6）和冷却水入口（9）连接系统冷却水，系统冷却水的温度优选20℃以下；在其圆心部位安装高速旋转的旋转盘（7），旋转盘（7）通过传动轴连接到粒化缶（4）底部的变速箱（12）；粒化缶（4）下部为圆筒状结构，不设水冷壁，在圆筒的上方装有与传动轴同步旋转的粒化筛（8）；圆筒的底部连接倒三角形的渣斗，并通过卸渣阀门（10）排渣至运渣皮带（15）。其中旋转盘（7）为耐热钢制成，中间凹陷，其凹陷弧度R=1.5米，直径为1米，在其凹陷面敷嵌耐磨复合陶瓷材料。其中粒化筛（8）为圆盘形，采用高强度耐热型钢焊接成型，周边与粒化缶（4）的圆筒内壁设置滚珠进行滑动连接，中间与传动轴固定连接，和传动轴同步旋转。
冷风喷嘴（11）安装于粒化缶（4）下方中间部传动轴周围，喷嘴设置数量为4个以上，并朝上方且向外倾斜15o~35o喷射冷风。所有冷风喷嘴（11）连接到冷风环管后连接到鼓风机（13）。
接通电动机（14）工作电源，电动机通过变速箱（12）经传动轴带动旋转盘（7）和粒化筛（8）高速旋转，打开水口（3）渣包内的渣液流向高速旋转的旋转盘（7），渣液在旋转盘（7）的离心作用下甩成渣滴，迅速溅向粒化缶（4）的半球形内壁上，被摔成片状，受冷却壁的冷却作用，片状渣粒表层迅速结壳，此时由于渣粒的内外温差较大，渣粒被再次破裂，同时在重力的作用下，渣粒下落，当到达粒化筛（8）时较大的渣粒被高速旋转的粒化筛（8）再次击碎，落入渣斗中；鼓风机（13）鼓出的冷风经粒化缶（4）底部的冷风喷嘴（11）吹向下落的渣粒，与渣粒进行温度交换，冷风温度升至150℃以上，气流继续上升，通过粒化筛（8）后再次与半球形内部的热渣进行热量交换，温度达到700℃左右经热风出口（5）进入除尘器（16），从而去除细颗粒钢渣，除尘器（16）可选用多管除尘或其他旋风除尘器。除尘后的气体进入余热锅炉（17），产生高温高压蒸汽，可通过发电机（19）进行利用，或并入蒸汽管网进行工艺应用。换热后锅炉排出的尾气由引风机引出排入烟囱（20），但本发明不限于此，还可以将尾气直接引入冷风喷嘴（11）以减少热量的耗散；渣斗中的渣粒经过停留后，其热量进一步的散发，然后通过卸渣阀门（10）排渣至运渣皮带（15），最终排出渣粒温度低于150℃。渣粒经过磁选后筛选出渣铁掺入废钢中二次应用，废渣可作为建筑原材料应用。
利用本发明，钢渣粒化过程中没用新水的耗用，在钢渣粒化的同时可以有效地回收钢渣中的物理热焓产生蒸汽，可最大程度的减少污染物排放，此外，钢渣中的渣铁容易选出，废渣作为建筑原材料得到充分利用。

Claims (4)

1.钢渣粒化及余热回收装置，主要由用于缓冲和存储液态钢渣的渣包（2）、用于将液态钢渣进行粒化的粒化缶（4）、用于排除粒化渣的卸渣阀门（10）、用于提供冷却风的鼓风机（13）以及除尘器（16）、余热锅炉（17）、引风机（18）、烟囱（20）组成，其特征在于渣包（2）安装于粒化缶（4）的一侧上方，两者之间采用可以控制流量的水口（3）连接；在粒化缶（4）的下方外侧渣斗底部装有用来排出粒化渣的卸渣阀门（10），其下方中部传动轴周围安装的冷风喷嘴（11）连接鼓风机（13）；在其中心部位安装高速旋转的旋转盘（7），旋转盘（7）通过传动轴连接到粒化缶（4）底部的变速箱（12）；在粒化缶（4）最顶部的热风出口（5）经除尘器（16）后，与余热锅炉（17）连接，在余热锅炉（17）的出口安装有引风机（18），废气通过烟囱（20）排空；余热锅炉（17）产生蒸汽后带动发电机（19）进行发电。
2.根据权利要求1所述钢渣粒化及余热回收装置，粒化缶（4）分为上下两部分，上部为半球形，其外壁为双层水冷结构，通过冷却水出口（6）和冷却水入口（9）连接系统冷却水，系统冷却水的温度优选20℃以下；粒化缶（4）下部为圆筒状结构，不设水冷壁，在圆筒的上方装有与传动轴同步旋转的粒化筛（8）；其中旋转盘（7）为耐热钢制成，中间凹陷，其凹陷弧度R=1.5米，直径为1米，在其凹陷面敷嵌耐磨复合陶瓷材料；其中粒化筛（8）为圆盘形，采用高强度耐热型钢焊接成型，周边与粒化缶（4）的圆筒内壁设置滚珠进行滑动连接，中间与传动轴固定连接，与传动轴同步旋转。
3.根据权利要求1所述的钢渣粒化及余热回收装置，渣包（2）内壁主要采用耐火砖砌筑，并设有包盖。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的钢渣粒化及余热回收装置，冷风喷嘴（11）安装于粒化缶（4）下方中部传动轴周围，喷嘴设置数量为4个以上，并朝上方且向外倾斜15o~35o喷射冷风。
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