CN104215078B - 一种带有余热回收装置的镁熔坨生产工艺及设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种带有余热回收装置的镁熔坨生产工艺及设备。所述设备包括1^#除尘器、物料预热塔、2^#除尘器、电弧炉、脱壳机、余热回收窑、引风机和鼓风机。利用单座余热回收窑对物料进行供热时，所述工艺包括当余热回收窑内的蓄热温度达到400～500℃时，开始通入自物料预热塔中排出的低温余热空气，至余热回收窑内的温度降低到250～350℃时停止供风，将余热回收窑内的空气用于预热物料。当该设备中含有三座余热回收窑时，每座窑的蓄热时间是1小时，供风时间是0.5小时，三座窑间歇工作，连续供风。根据本发明，可充分利用镁熔坨的余热。

Description

一种带有余热回收装置的镁熔坨生产工艺及设备

技术领域

本发明涉及菱镁矿熔炼电熔镁砂技术领域，特别涉及一种带有余热回收装置的镁熔坨生产工艺及设备。

背景技术

电熔镁熔炼完成后形成的镁熔坨含有大量的热能，利用电熔镁余热回收设备将镁熔坨含有的这部分热量回收利用是降低电熔镁行业能耗的有效手段。余热回收的目的在于最大化地吸收物体的余热，以用于其它路径。在实际生产中，由于镁熔坨的比表面积小、砂皮导热系数低等因素导致其散热较慢，致使其不能形成稳定的热流。

发明内容

为了克服镁熔坨不能形成稳定的热流、回收介质不连续的问题，本发明提出了一种带有余热回收装置的镁熔坨生产工艺及设备；该工艺通过余热回收窑的方式让镁熔坨内部的热量得到充分释放，并将其热量输送保存在中间换热体上，有利于镁熔坨能量的快速转移。另外，电熔镁熔炼过程中电弧炉所排放的烟气经除尘后直接送入物料预热塔内参与物料预热，使得整个工艺所产生的余热基本实现了全部回收和利用。

本发明的带有余热回收装置的镁熔坨生产设备主要由1^#除尘器、物料预热塔、2^#除尘器、电弧炉、脱壳机、余热回收窑、引风机和鼓风机组成。其中，用于镁熔坨脱壳的脱壳机摆放在电弧炉之后，脱壳机之后摆放有用于镁熔坨余热回收的余热回收窑，余热回收窑的窑头设有出风口，出风口与鼓风机相连通，鼓风机通过管道同置于电弧炉附近的物料预热塔底部相连通，2^#除尘器通过管道同物料预热塔的底部相连通，物料预热塔的顶部部分设有物料进料口，物料预热塔的顶部部分的侧面设有低温余热空气出口，并通过管道同1^#除尘器的入口相连通，1^#除尘器的出口通过管道同引风机的入口相连通，引风机的出口通过送风管道同余热回收窑的进风口相连通。

所述余热回收窑主要由进料门、翅片、门支架、滑轮、出风口、钢板、保温层、送风管道、出料门、进风口、轨道和摆渡小车组成。其中，余热回收窑的窑体为隧道式结构，窑体的外壳由钢板制成，钢板的内部安装有一定厚度的保温层，窑头设有进料门，进料门安装在门支架上，门支架的顶部设有负责进料门开启的滑轮，窑头顶部开有出风口，窑体的底部地面上安装有轨道，用于装载镁熔坨的摆渡小车安放在轨道上，窑体内的侧墙和窑顶上安装多组翅片，窑尾处的侧墙底部设有进风口，进风口同送风管道相连通，窑尾的端头设有出料门。

所述翅片由20～30片单片组成，单片翅片的长度为200mm，单片翅片的宽度为20mm，单片翅片的厚度为1mm，相邻的单片翅片之间的间距为5mm。

本发明将起到中间换热体作用的翅片安置在余热回收窑的侧墙和窑顶上，翅片作为中间传热体起到加快换热和蓄热的目的。镁熔坨通过辐射换热和对流换热，将其热量分别传递给翅片和空气，空气通过对流换热将热量也传递给翅片，不仅增加了窑内镁熔坨表面与墙体的辐射换热，同时使空气与翅片的换热面积得到增加，有利于镁熔坨内部热量的释放。

根据本发明的一种使用带有余热回收装置的镁熔坨生产设备进行余热回收的工艺包括以下步骤：利用单座余热回收窑对物料预热塔进行供热，其中，单座余热回收窑采用间歇供风的取热方式，当装有镁熔坨的余热回收窑内的蓄热温度达到400～500℃时，开始由引风机向余热回收窑供入由物料预热塔排出的低温余热空气，低温余热空气与余热回收窑内的空气以及翅片进行换热，经换热变成温度为250～350℃的高温空气，该高温空气经管道进入物料预热塔，将物料预热塔内的物料预热到200～250℃，去除物料的部分水分后进入电弧炉内进行熔炼；每隔12h左右将一个镁熔坨通过摆渡小车经进料门移入余热回收窑内，每个镁熔坨在余热回收窑内平均滞留72小时左右，然后从余热回收窑尾部的出料门移出，余热回收窑的窑长为20m～26m。

在余热回收过程中，为了实现物料预热过程的连续性和稳定性，本发明的余热回收窑可以设有三至四座，当包括三座余热回收窑时，所述工艺还可包括以下步骤：三座余热回收窑中的一座余热回收窑对物料供风预热，其它余热回收窑进行蓄热，采用自动控制系统进行控制，当所述一座余热回收窑内的温度高于400℃时，在鼓风机的作用下开始向物料预热塔供热风，当所述一座余热回收窑供风的温度接近250℃时，鼓风机将停止向物料预热塔供风，所述一座余热回收窑开始蓄热，转为由另外一座余热回收窑供热，每座余热回收窑的蓄热时间为1小时，向物料预热塔供热风时间为0.5小时，即一个换热周期为1.5小时，三座余热回收窑交替供热和蓄热，实现生产连续，物料预热塔的供风量为10000m³/h。

本发明的优点在于以下几个方面。

(1)整个生产过程所产生的余热都得到了充分利用，主要用于物料预热，节约了电弧炉的能量消耗。

(2)余热回收窑采用翅片作为中间传热体，不仅能够加快窑内的换热，还能够有效地保存热量。采用间接式供风，可获得大量的高温热风，有利于物料的预热。

(3)多座余热回收窑交替工作，保证了设备供风的连续性，设备运行稳定。

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是本发明的设备布置及工艺流程图。

图2是余热回收窑的结构主视示意图。

图3是沿图2中的A-A线截取的余热回收窑的结构剖视图。

附图中：1为菱镁矿，2为1^#除尘器，3为物料预热塔，4为2^#除尘器，5为电弧炉，6为脱壳机，7为翅片，8为镁熔坨，9为余热回收窑，10为引风机，11为鼓风机，12为进料门，13为门支架，14为滑轮，15为出风口，16为钢板，17为保温层，18为送风管道，19为出料门，20为进风口，21为轨道，22为摆渡小车。

具体实施方式

本发明的主要目的在于将镁熔坨熔炼生产过程中释放的热量全部回收利用。熔炼过程中菱镁矿中的碳酸镁发生化学反应分解为二氧化碳和氧化镁，其中排出含有较高浓度的二氧化碳的烟气温度为400℃以上，具有很高的回收利用价值，而且，冶炼产物的镁熔坨中也含有相当数量的潜热可以回收。

现结合附图对本发明作出进一步的说明。

如图1所示，根据本发明的一种带有余热回收装置的镁熔坨生产设备主要由1^#除尘器2、物料预热塔3、2^#除尘器4、电弧炉5、脱壳机6、余热回收窑9、引风机10、鼓风机11组成。其中，用于镁熔坨脱壳的脱壳机6摆放在电弧炉5之后，脱壳机6之后摆放有用于镁熔坨余热回收的余热回收窑9，余热回收窑9的窑头设有出风口，出风口与鼓风机10相连通，鼓风机10通过管道同置于电弧炉5附近的物料预热塔3底部相连通，物料预热塔3包括主体部分和顶部部分，2^#除尘器4通过管道同物料预热塔3的底部相连通，物料预热塔3的顶部部分设有物料进料口，物料预热塔3的顶部部分的侧面设有低温余热空气出口，并通过管道同1^#除尘器2入口相连通，1^#除尘器2的出口通过管道同引风机10的入口相连通，引风机10的出口通过送风管道同余热回收窑9的进风口相连通。

使用中，菱镁矿1经物料预热塔3预热后，送入电弧炉5内熔炼，熔炼过程中电弧炉5产生的高温废气经2^#除尘器4除尘处理后通过连接管道直接供入物料预热塔3的底部。熔炼后产生的镁熔坨8经过脱壳机6脱壳后送入到余热回收窑9中，经换热后得到的热风送入物料预热塔3内对菱镁矿1进行预热。物料预热塔3排出的低温余热空气经过1^#除尘器2除尘后，由引风机10通过送风管道供入余热回收窑9内循环使用。物料预热塔3的供风量为10000m³/h，菱镁矿1预热后的温度可达200℃以上。

如图2和图3所示，本发明的镁熔坨余热回收装置的主体设备是余热回收窑，所述的余热回收窑主要由翅片7、进料门12、门支架13、滑轮14、出风口15、钢板16、保温层17、送风管道18、出料门19、进风口20、轨道21和摆渡小车22组成。其中，余热回收窑9的窑体为隧道式结构，窑体的外壳由钢板16制成，钢板16的内部安装有一定厚度的保温层17，窑体侧墙和窑顶上安装多组翅片7，窑头设有进料门12，进料门12安装在门支架13上，门支架13的顶部设有负责进料门开启的滑轮14，窑头顶部开有出风口15，窑体的底部地面上安装有轨道21，用于装载镁熔坨的摆渡小车22安放在轨道21上，窑尾处的侧墙底部设有进风口20，进风口20同送风管道18相连通，窑尾的端头设有出料门19。

根据本发明，虽然在附图中未示出，但是镁熔坨余热回收装置中可以有并排设置的3座余热回收窑9，它们的进风口20与引风机10相连通，它们的出风口15与鼓风机11相连通。

根据本发明的示例性实施例，安装在窑内侧墙和窑顶的翅片7由20～30片单片组成，单片翅片的长度为200mm，单片翅片的宽度为20mm，单片翅片的厚度为1mm，相邻的单片翅片之间的间距为5mm。

镁熔坨8通过辐射传热对翅片7进行加热，当二者处于热平衡后，冷空气经过送风管道18流入进风口20，并被吹入余热回收窑9中，与翅片7和镁熔坨8进行对流换热。经过换热后得到的热风从出风口15离开余热回收窑9，镁熔坨8经过72h去热后，经回收室的出料门19送出。

根据本发明的利用带有余热回收装置的镁熔坨生产设备进行余热回收的工艺包括以下步骤：利用单座余热回收窑9对物料预热塔3进行供热，单座余热回收窑9采用间歇供风的取热方式，当装有镁熔坨8的余热回收窑9内的蓄热温度达到400～500℃时，开始由引风机10向余热回收窑供入由物料预热塔3排出的低温余热空气，低温余热空气在余热回收窑9内经与余热回收窑9内的空气和翅片7换热变成温度为250～350℃的高温空气，然后经管道进入物料预热塔3，将物料预热塔3内的物料预热到200～250℃后，将物料进入电弧炉5内进行熔炼；每隔12小时左右将一个镁熔坨8通过摆渡小车22经进料门12移入余热回收窑9内，每个镁熔坨8在余热回收窑9内平均滞留72小时左右，然后从余热回收窑9尾部的出料门19移出，余热回收窑9的窑长为20m-26m。

在余热回收过程中，为了实现物料预热过程的连续性和稳定性，本发明的余热回收窑可以设有三至四座，其中一座余热回收窑对物料供热，其它余热回收窑进行蓄热，采用自动控制系统进行控制。

当利用三座余热回收窑对物料预热塔3进行供热时，所述工艺还可包括以下步骤：三座余热回收窑中的一座余热回收窑对物料供热，其它余热回收窑进行蓄热，采用自动控制系统进行控制，其中，当所述一座余热回收窑内的温度高于400℃时，在鼓风机的作用下开始向物料预热塔3供热，当所述一座余热回收窑供风的温度为250℃时，鼓风机将停止向预热塔供风，所述一座余热回收窑开始蓄热，转为由另外一座余热回收窑供热，按上述规律，三座余热回收窑交替供热和蓄热，每座余热回收窑的蓄热时间为1小时，向物料预热塔3的供热风时间为0.5小时，物料预热塔3的供风量为10000m³/h。

Claims (6)

1.一种带有余热回收装置的镁熔坨生产设备，该种生产设备包括熔炼菱镁矿的电弧炉，其特征在于，所述镁熔坨生产设备还包括1^#除尘器、物料预热塔、2^#除尘器、脱壳机、余热回收窑、引风机和鼓风机，其中，用于镁熔坨脱壳的脱壳机摆放在电弧炉之后，脱壳机之后摆放有用于镁熔坨余热回收的余热回收窑，余热回收窑的窑头设有出风口，出风口与鼓风机相连通，鼓风机通过管道同置于电弧炉附近的物料预热塔底部相连通，2^#除尘器通过管道同物料预热塔的底部相连通，物料预热塔的顶部部分设有物料进料口，物料预热塔的顶部部分的侧面设有低温余热空气出口，并通过管道同1^#除尘器的入口相连通，1^#除尘器的出口通过管道同引风机的入口相连通，引风机的出口通过送风管道同余热回收窑的进风口相连通。

2.根据权利要求1所述的带有余热回收装置的镁熔坨生产设备，其特征在于，所述余热回收窑包括进料门、翅片、门支架、滑轮、出风口、钢板、保温层、送风管道、出料门、进风口、轨道和摆渡小车，其中，余热回收窑的窑体为隧道式结构，窑体的外壳由钢板制成，钢板的内部安装有一定厚度的保温层，窑头设有进料门，进料门安装在门支架上，门支架的顶部设有负责进料门开启的滑轮，窑头顶部开有出风口，窑体的底部地面上安装有轨道，用于装载镁熔坨的摆渡小车安放在轨道上，窑体内的侧墙和窑顶上安装多组翅片，窑尾处的侧墙底部设有进风口，进风口同送风管道相连通，窑尾的端头设有出料门。

3.根据权利要求2所述的带有余热回收装置的镁熔坨生产设备，其特征在于，所述镁熔坨生产设备中有3座余热回收窑。

4.根据权利要求2所述的带有余热回收装置的镁熔坨生产设备，其特征在于，安装在窑体内的侧墙和窑顶的翅片由20～30片单片组成，单片翅片的长度为200mm，单片翅片的宽度为20mm，单片翅片的厚度为1mm，相邻的单片翅片之间的间距为5mm。

5.一种使用根据权利要求1所述的带有余热回收装置的镁熔坨生产设备进行余热回收的工艺，其特征在于，所述工艺包括以下步骤：

利用单座余热回收窑对物料预热塔进行供热，其中，单座余热回收窑采用间歇供风的取热方式，当装有镁熔坨的余热回收窑内的蓄热温度达到400～500℃时，开始由引风机向余热回收窑供入由物料预热塔排出的低温余热空气，低温余热空气在余热回收窑内经换热变成温度为250～350℃的高温空气，然后经管道进入物料预热塔，将物料预热塔内的物料预热到200～250℃后，将物料送入电弧炉内进行熔炼；

每隔12小时左右将一个镁熔坨通过摆渡小车经进料门移入余热回收窑内，每个镁熔坨在余热回收窑内平均滞留72小时，然后从余热回收窑尾部的出料门移出，余热回收窑的窑长为20m～26m。

6.一种根据权利要求5所述的工艺，其特征在于，镁熔坨生产设备中有三座余热回收窑，所述工艺还包括以下步骤：

三座余热回收窑中的一座余热回收窑对物料供热，其它余热回收窑进行蓄热，采用自动控制系统进行控制，其中，当所述一座余热回收窑内的温度高于400℃时，在鼓风机的作用下开始向物料预热塔供热，当所述一座余热回收窑供风的温度为250℃时，鼓风机将停止向物料预热塔供风，所述一座余热回收窑开始蓄热，转为由另外一座余热回收窑供热，按上述规律，三座余热回收窑交替供热和蓄热，每座余热回收窑的蓄热时间为1小时，向物料预热塔供热风时间为0.5小时，物料预热塔的供风量为10000m³/h。