CN104229839B - 一种镁熔坨余热回收工艺及装置 - Google Patents

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Abstract

一种镁熔坨余热回收工艺及装置，所使用的装置为隧道式结构，通过往复炉排将窑体分成上层通道和下层通道。操作时，熔炼完成后的高温镁熔坨被送入回收窑下层通道内，镁熔坨结晶凝固放热，物料被置于上层通道的往复炉排上，空气通过进风口进入下层通道内并与镁熔坨实现热交换，得到500℃的热风，然后通过往复炉排后加热物料，可将物料预热到200～300℃。

Description

一种镁熔坨余热回收工艺及装置
技术领域
本发明涉及菱镁矿熔炼生产电熔镁砂技术领域，特别涉及一种镁熔坨余热回收直接预热入炉前菱镁矿的工艺及装置。
背景技术
菱镁矿熔炼完成后，所生产出的镁熔坨的中心温度高达2800℃以上，皮砂层厚度约为150mm，外表面温度通常在600℃左右。熔炼完成后每吨镁熔坨存储能量折合成电能达1300kWh左右。回收镁熔坨余热用于物料干燥和预热，是电熔镁行业节能降耗的重要途径之一。
目前，电熔镁砂行业的镁熔坨余热回收利用手段多集中于利用换热器和中间热载体。但换热器本身热效率不高，中间热载体在输送过程中热量损失严重，致使整个余热回收系统能源利用效率比较低。另外换热器结构复杂、体积庞大、一次性投资较高，中间热载体在后续的使用过程中需要建立具有回收功能的单独设备，如余热锅炉、物料预热塔等，所需设备较多，系统工艺复杂。
发明内容
为了克服电熔镁砂行业余热回收中存在的换热效果不佳、系统复杂、一次性投资较高等不足，本发明提出了一种镁熔坨余热回收工艺及装置。应用该技术可以在不需要换热器和中间介质的条件下将镁熔坨的热量直接传递给物料。
本发明的镁熔坨余热回收装置的主体设备是余热回收窑，余热回收窑主要设置有窑头门、窑尾门、出料口、排气口、往复炉排、储料仓、传动机构、电机、进气口、摆渡小车轨道和摆渡小车。其中，窑体为隧道式结构，窑体分为上层通道和下层通道，通过往复炉排将其彼此分开，上层通道的窑头部设有出料口，上层通道的窑尾部和物料的储料仓相连通，上层通道的炉顶设置有多个与上层通道相连通的排气口，下层通道的窑头部设有窑头门，窑尾部设置有窑尾门，窑体侧壁位于下层通道位置开有多个进气口，装载在摆渡小车上的每个镁熔坨对应一个进气口，实现镁熔坨的快速冷却，在窑体下层通道的底部沿长度方向铺设有摆渡小车轨道，往复炉排的一端与传动机构相连接，传动机构和电机相连接，在电机的带动下，往复炉排沿着自身的轨道做往复运动。
余热回收窑配有摆渡小车，多台装有镁熔坨的摆渡小车在摆渡小车轨道上运动。
使用上述装置，可按如下工艺进行操作：将三相电弧炉熔炼生产的镁熔坨脱壳后，放到摆渡小车之上，并随摆渡小车一起通过窑头门进入下层通道内，沿摆渡小车轨道向窑体尾部运动，每12小时进入一个镁熔坨，余热回收窑的长度为25.6m,镁熔坨在下层通道的停留时间为96h，最后经冷却后的镁熔坨从窑尾门移出；在上层通道底部的往复炉排上布满由储料仓流入的物料，物料粒度为10cm左右，其料层厚度为300～400mm，孔隙率为30～40％，物料沿上层通道长度方向的运行速度为30mm/min，物料在上层通道的停留时间为12h，伴随往复炉排的往复运动将物料由窑尾输送到窑头，物料最终可获得200～300℃的预热温度，最后由设在上层通道窑头部的出料口排出，直接送入三相电弧炉内熔炼；外界空气从窑体侧壁下层通道位置开设的多个进气口流入到下层通道内，并自下而上经镁熔坨表面与之进行对流换热后温度逐步升高，再通过往复炉排的孔隙进入上层通道的料层内部，与料层进行对流换热后温度降低，然后由设在上层通道炉顶的排气口排出，此时控制通过料层的热风速度为3～4m/s。
本发明的优点在于：
(1)物料预热与镁熔坨余热回收一体化，往复炉排将物料预热区域与镁熔坨余热回收区域分开，使工艺过程更加简洁；
(2)置于炉排上的料层随着炉排的往复运动可以实现在往复炉排间的上下翻滚，有利于热量的传递，并能够保证料层温度均匀。
附图说明
图1是本项发明的余热回收窑主体结构图。
图2是沿图1中A-A线截取的剖视图。
附图中：1为出料口，2为排气口，3为物料，4为往复炉排，5为菱镁矿，6为储料仓，7为传动机构，8为电机，9为窑尾门，10为镁熔坨，11为进气口，12为摆渡小车轨道，13为摆渡小车，14为窑头门。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步说明。
如图1和图2所示，本发明的镁熔坨余热回收装置主要设置有窑头门14、窑尾门9、出料口1、排气口2、往复炉排4、储料仓6、传动机构7、电机8、进气口11和摆渡小车轨道12。其具体结构为：炉体为隧道式结构，通过往复炉排4将窑体分为上层通道和下层通道，其中上层通道的窑头部设置有出料口1，上层通道的炉尾部与物料的储料仓6相连通，上层通道的炉顶设置有多个与上层通道相连通的排气口2，下层通道的窑头部设置有窑头门14，下层通道的窑尾部设置有窑尾门9，窑体侧壁位于下层通道位置开有多个进气口11，在窑体下层通道的底部沿长度方向铺设有摆渡小车轨道12，往复炉排4的一端与传动机构7相连接，传动机构7和电机8相连接，在电机8的带动下，通过传动机构7带动往复炉排4沿着自身的轨道做往复运动。
余热回收窑配有摆渡小车13，多台摆渡小车13在摆渡小车轨道12上运动。
往复炉排4可具有孔隙。
使用上述装置的工艺可包括如下操作：将三相电弧炉熔炼生产的镁熔坨10脱壳后，放到摆渡小车13之上，并随摆渡小车13一起通过窑头门14进入下层通道内，沿摆渡小车轨道12向窑体尾部运动，最后经冷却后的镁熔坨10从窑尾门9移出；在上层通道底部的往复炉排4上布满由储料仓流入的物料3，其料层厚度为300～400mm，孔隙率为30～40％，伴随往复炉排4的往复运动将物料3由窑尾输送到窑头，最终可获得200～300℃的预热温度，最后由设在上层通道窑头部的出料口1排出；外界空气从窑体侧壁下层通道位置开设的多个进气口11流入到下层通道内，并自下而上经镁熔坨10表面与之进行对流换热后温度逐步升高，再通过往复炉排4的孔隙进入上层通道的料层内部，与物料3进行对流换热后温度降低，然后由设在上层通道炉顶的排气口2排出，此时控制通过料层的热风速度为3～4m/s。
根据本发明的实施例，窑体的长度可为25.6m，每12小时可将一个镁熔坨放入下层通道，镁熔坨在下层通道的停留时间可为96h，储料仓流入的物料的粒度可为10cm左右，物料沿上层通道长度方向的运行速度可为30mm/min，物料在上层通道的停留时间可为12h，物料在上层通道预热后可直接送入三相电弧炉内熔炼。其中，物料3可为菱镁矿5。

Claims (4)

1.一种镁熔坨余热回收装置，该镁熔坨余热回收装置为隧道式结构，其特征在于，所述镁熔坨余热回收装置主要设置有窑头门、窑尾门、出料口、排气口、具有孔隙的往复炉排、储料仓、传动机构、电机、进气口、摆渡小车轨道和摆渡小车，其中，所述装置的窑体分为上层通道和下层通道，通过往复炉排将上层通道和下层通道彼此分开，上层通道的窑头部设置有出料口，上层通道的窑尾部和物料的储料仓相连通，上层通道的炉顶设置有多个与上层通道相连通的排气口，下层通道的窑头部设有窑头门，窑尾部设置有窑尾门，窑体侧壁的位于下层通道的位置开有多个进气口，在窑体下层通道的底部沿长度方向铺设有摆渡小车轨道，往复炉排在窑头和窑尾之间作往复运动，往复炉排的一端与传动机构相连接，传动机构和电机相连接。
2.根据权利要求1所述的一种镁熔坨余热回收装置，其特征在于，装载在摆渡小车上的每个镁熔坨对应于一个进气口。
3.一种使用如权利要求1所述的镁熔坨余热回收装置的镁熔坨余热回收工艺，其特征在于，包括以下操作：
三相电弧炉熔炼生产的镁熔坨在脱壳后，放到摆渡小车之上，并随摆渡小车一起通过窑头门进入下层通道内，沿摆渡小车轨道向窑体尾部运动，最后经冷却后的镁熔坨从窑尾门移出；
在上层通道底部的往复炉排上布满由储料仓流入的物料，其料层厚度为300～400mm，孔隙率为30～40％，伴随往复炉排的往复运动将物料由窑尾输送到窑头，物料最终可获得200～300℃的预热温度，最后由设在上层通道窑头部的出料口排出；
外界空气从窑体侧壁下层通道位置开设的多个进气口流入到下层通道内，并自下而上经镁熔坨表面与之进行对流换热后温度逐步升高，再通过往复炉排的孔隙进入上层通道的料层内部，与料层进行对流换热后温度降低，然后由设在上层通道炉顶的排气口排出，此时控制通过料层的热风速度为3～4m/s。
4.根据权利要求3所述的镁熔坨余热回收工艺，其特征在于，窑体的长度为25.6m，每12小时将一个镁熔坨放入下层通道，镁熔坨在下层通道的停留时间为96h，储料仓流入的物料的粒度为10cm左右，物料沿上层通道长度方向的运行速度为30mm/min，物料在上层通道的停留时间为12h，物料在上层通道预热后直接送入三相电弧炉内熔炼。
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