CN110530165A - 一种钢渣余热利用装置和利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种钢渣余热利用装置和利用方法，所述钢渣余热利用装置包括：辊压机(1)、运输工具、风机(3)、高温块状钢渣取热装置(4)、钢渣槽车(5)、余热锅炉(6)和有压热闷罐(7)；将辊压破碎后的高温块状钢渣装入钢渣取热装置(4)，在钢渣取热装置中，利用空气与块状钢渣间的直接换热进行取热，将被钢渣加热后的空气通入余热锅炉(6)并产生蒸汽加以利用，降温后的钢渣返回钢渣辊压破碎‑有压热闷工艺的有压热闷罐(7)进行热闷处理，本发明优实现了钢渣余热的有效利用，对降低钢铁企业综合能耗具有重要意义。

Description

一种钢渣余热利用装置和利用方法
技术领域
本发明涉及一种钢渣余热利用装置和利用方法，属于钢渣余热回收领域。
背景技术
每生产1吨钢约产生0.12～0.14吨的钢渣，2018年我国钢渣产生量约为1.1亿吨，钢渣余热利用几乎为0，造成巨大的能量浪费。
钢渣辊压破碎-余热自解有压热闷工艺技术，在我国首次实现了钢渣处理的连续化、设备化和自动化，其处理过程主要分两步：约1400℃的高温熔融钢渣进入辊压破碎区，在辊压破碎的同时打水冷却。经过辊压破碎冷却后的钢渣约800℃；约800℃的钢渣进入有压热闷罐 (7)，在密闭的环境下间断式打水冷却，完成钢渣粉化，渣、钢分离等过程。在有压热闷环节，钢渣入罐温度大于300℃即可满足工艺需求，过高的入罐温度不仅延长有压热闷时间，同时容易产生安全问题。
从辊压破碎冷却后的800℃的钢渣，到有压热闷环节钢渣入罐温度300℃的工艺需求之间，有500℃的温差，具有很高的余热利用潜力。
因此，本发明工艺方法在钢渣辊压破碎-余热自解有压热闷工艺技术的基础上，可以实现高温块状钢渣的余热利用，节能的同时，降低有压热闷环节的安全隐患。
发明内容
本发明涉及一种钢渣余热利用装置和利用方法，对于钢渣辊压破碎-有压热闷技术装备，从辊压破碎冷却后的800℃的钢渣，到有压热闷环节钢渣入罐温度300℃的工艺需求之间，有 500℃的温差，本发明工艺可以实现此温度段的高温块状钢渣的余热利用。
本发明提供一种钢渣余热利用装置，所述钢渣余热利用装置包括：辊压机(1)、运输工具、风机(3)、高温块状钢渣取热装置(4)、钢渣槽车(5)、余热锅炉(6)和有压热闷罐(7)；所述辊压机(1)设置在运输工具的入料端，用于将辊压机(1)辊压破碎后的高温块状钢渣排出以输送到运输工具，所述运输工具的出料端连接高温块状钢渣取热装置(4)的入料口 (4-1)，用于将高温块状钢渣装入高温块状钢渣取热装置(4)中；风机(3)与高温块状钢渣取热装置的布风装置(4-8)连接，用于将冷风输送到高温块状钢渣取热装置(4)中以与高温块状钢渣进行热交换，高温块状钢渣取热装置(4)的热风出口(4-3)连接余热锅炉(6)，用于将热交换后的高温气体导入余热锅炉(6)进行余热利用；钢渣槽车(5)设置在高温块状钢渣取热装置(4)的底部并可在高温块状钢渣取热装置(4)和有压热闷罐(7)之间移动，用于将从高温块状钢渣取热装置底部排出的钢渣运送至有压热闷罐(7)。
其中，所述运输工具为所述高温块状钢渣连续上料装置(2)，其中运输工具的入料端位于低处，出料端位于高处。
其中，辊压机(1)具有出口，所述出口位于辊压机(1)的底部，并位于运输工具的入料端上部。
其中，所述运输工具为链式运输工具。
其中，高温块状钢渣取热装置(4)具有出料口，出料口位于高温块状钢渣取热装置(4) 的底部，并位于钢渣槽车(5)的上部。
其中，热风出口(4-3)位于高温块状钢渣取热装置(4)的顶部，并通过耐高温管道连接余热锅炉(6)。
其中，所述入料口(1)设置在高温块状钢渣取热装置(4)上部一侧，并面对运输工具的出料端。
本发明还涉及一种钢渣余热利用方法，优选采用上述的利用装置进行余热利用，包括如下步骤：
(1)将辊压机(1)辊压破碎后的高温块状钢渣排出到运输工具上，优选运输工具为高温块状钢渣连续上料装置(2)；
(2)通过运输工具将高温块状钢渣运至高处，并通过高温块状钢渣取热装置(4)的入料口装入高温块状钢渣取热装置(4)中；
(3)风机(3)送风，通过高温块状钢渣取热装置(4)的布风装置(4-8)将冷空气送入高温块状钢渣取热装置(4)内部并与其内的高温块状钢渣进行换热；
(4)换热升温后的高温空气从高温块状钢渣取热装置(4)顶部的热风出口(4-3)排出后导入到热余热锅炉(6)进行余热利用；
(5)风机(3)停止送风，将降温后的钢渣从高温块状钢渣取热装置(4)底部出料口(4-10) 排出并装入钢渣槽车(5)，
(6)所述钢渣槽车(5)将降温后的钢渣送至有压热闷罐(7)进行热闷处理。
其中，利用流场均匀性自动调节布风系统调控高温块状钢渣取热装置内部气流，使气流在所述高温块状钢渣取热装置内部横截面上分布稳定。
其中，余热利用对象为经过所述辊压机辊压破碎后的高温块状钢渣，但不限于高温块状钢渣，一切高温块状材料均可采用本工艺方法进行余热利用。
本发明优点是实现了钢渣余热的有效利用，对降低钢铁企业综合能耗具有重要意义。
附图说明
图1是一种钢渣余热利用装置整体示意图。
图2是高温块状钢渣连续上料装置示意图。
图3是高温块状钢渣取热装置示意图。
图4是布风装置俯视示意图。
1.辊压机 2.高温块状钢渣连续上料装置 (2-1.钢渣供料斗 2-2.铰链式上料车2-3.轨道 2-4.主动轮装置 2-5.从动轮装置 2-6.钢渣出料溜槽) 3.风机 4.高温块状钢渣取热装置 (4-1. 入料口 4-2.入料口阀门 4-3.热风出口 4-4.热风出口阀门 4-5.温度和/或压力无线传感器 4-6. 装置外壳 4-7.取热釜 4-8.布风装置 (4-8-1.布风总管 4-8-2.布风总管阀门 4-8-3.布风围管 4-8-4.布风支管阀门 4-8-5.布风支管 4-8-6.空气流量计) 9.出料口阀门 4-10. 出料口 4-11.检修孔) 5.钢渣槽车 6.余热锅炉 7.热闷罐8.流场均匀性自动调节布风系统。
具体实施方式
如图1-3所示，本发明提供一种钢渣余热利用装置，所述钢渣余热利用装置包括：辊压机1、运输工具，优选为所述高温块状钢渣连续上料装置2、风机3、高温块状钢渣取热装置4、钢渣槽车5、余热锅炉6和有压热闷罐7；所述辊压机1设置在运输工具的入料端，用于将辊压机1辊压破碎后的高温块状钢渣排出以输送到运输工具，所述运输工具的出料端连接高温块状钢渣取热装置4的入料口4-1，用于将高温块状钢渣装入高温块状钢渣取热装置4中；风机3与高温块状钢渣取热装置的布风装置4-8连接，用于将冷风输送到高温块状钢渣取热装置4中以与高温块状钢渣进行热交换，高温块状钢渣取热装置4的热风出口4-3连接余热锅炉6，用于将热交换后的高温气体导入余热锅炉6进行余热利用；钢渣槽车5设置在高温块状钢渣取热装置4的底部并可在高温块状钢渣取热装置4和有压热闷罐7之间移动，用于将从高温块状钢渣取热装置底部排出的钢渣运送至有压热闷罐7。其中，所述运输工具为所述高温块状钢渣连续上料装置2，其中运输工具的入料端位于低处，出料端位于高处。其中，辊压机1具有出口，所述出口位于辊压机1的底部，并位于运输工具的入料端上部。其中，所述运输工具为链式运输工具。其中，高温块状钢渣取热装置4具有出料口，出料口位于高温块状钢渣取热装置4的底部，并位于钢渣槽车5的上部。其中，热风出口4-3位于高温块状钢渣取热装置4的顶部，并通过耐高温管道连接余热锅炉6。其中，所述入料口1 设置在高温块状钢渣取热装置4上部一侧，并面对运输工具的出料端。优选，还包括流场均匀性自动调节布风系统8，其可以为公知的系统，只要能够实现流场均匀性即可。利用流场均匀性自动调节布风系统8调控所述高温块状钢渣取热装置4的所述取热釜4-7内部气流，使气流在所述取热釜4-7内部横截面上分布均匀。
如图2所示，所述高温块状钢渣连续上料装置包括：钢渣供料斗2-1、铰链式上料车2-2、轨道2-3、主动轮装置2-4、从动轮装置2-5和钢渣出料溜槽2-6。所述钢渣供料斗2-1设置在辊压机1的底部出口下部，用于将辊压机1辊压破碎后的高温块状钢渣排出以输送到钢渣供料斗2-1中，所述钢渣供料斗2-1设置在所述铰链式上料车2-2上方，用于将所述钢渣供料斗2-1中的高温块状钢渣倾倒入所述铰链式上料车2-2中，所述主动轮装置2-4有两个功能，一是提供动力，拉动所述铰链式上料车2-3在所述轨道2-3上移动，二是所述铰链式上料车2-2经过所述主动轮装置2-4后发生翻转，将所述铰链式上料车2-2中高温块状钢渣倾倒入钢渣出料溜槽2-6上，钢渣出料溜槽2-6连接高温块状钢渣取热装置4的入料口4-1。主动轮装置2-4和从动轮装置2-5分别设置在铰链式上料车2-3的上游侧和下游侧，用于引导铰链式上料车2-3在所述轨道2-3上循环移动。可选，任何的公知的运输工具都可以用于将用于将高温块状钢渣装入高温块状钢渣取热装置4中，比如耐高温的带式运输工具等。
如图3-4所示，高温块状钢渣取热装置4包括：入料口4-1、热风出口4-3、传感器4-5，优选传感器4-5为温度和/或压力无线传感器、装置外壳4-6、取热釜4-7、布风装置4-8和出料口4-10；所述取热釜4-7的由装置外壳4-6支撑；所述入料口4-1设置在所述取热釜4-7上部一侧，用于将待取热的高温块状钢渣从所述入料口4-1输送进所述取热釜4-7；所述布风装置4-8安装在所述取热釜4-7下部，如图3-4所示，所述布风装置4-8包括布风总管4-8-1、布风围管4-8-3和多个布风支管4-8-5，所述布风围管4-8-3为环形，并环状套装在取热釜4-7的圆周外部，布风总管4-8-1连接在布风围管4-8-3的环形外侧，用于将冷风输送到布风围管4-8-3中，布风支管4-8-5的一端连接在布风围管4-8-3的环形内侧，布风支管4-8-5 从布风围管4-8-3的环形内侧斜向下延伸；布风支管4-8-5的另一端与所述取热釜4-7连通，用于将冷风经过所述布风围管4-8-3和所述布风支管4-8-5后沿圆周方向均匀送入所述取热釜4-7中并与所述取热釜4-7内的高温块状钢渣进行换热；所述热风出口4-3设置在所述取热釜4-7顶部，用于将换热后形成的热风通过所述热风出口4-3排出以进行余热利用；所述出料口4-10安装在所述取热釜4-7底部，用于将换热后形成的冷渣通过所述出料口4-10排出；所述传感器4-5安装在所述取热釜4-7中上部，所述传感器4-5的数量与所述布风支管4-8-5的数量相同，所述传感器4-5圆周方向上的安装位置与所述布风支管4-8-5圆周方向上的安装位置在角度上一一对应。由于每个布风支管上部的温度和/或压力都需要准确测量，因此需要传感器的安装位置和布风支管的安装位置一一对应。
其中，所述高温块状钢渣取热装置还包括出料口阀门4-9，所述出料口阀门4-9安装在所述出料口4-10上，用于控制出料口4-10的开闭。如图2所示，所述布风支管4-8-5的轴线与所述布风围管4-8-3的环形轴线围成的圆形平面之间的夹角为20°至30°，其通过设置一定角度有利于冷风从圆周方向均匀的、阻力较小的输送到取热釜中。
其中，所述高温块状钢渣取热装置还包括热风出口阀门4-4，所述热风出口阀门4-4安装在所述热风出口4-3上，用于控制所述热风出口4-3的开闭。其中，所述入料口4-1根据来料方向安装在所述取热釜4-7上部一侧；所述高温块状钢渣取热装置还包括入料口阀门4-2，所述入料口阀门4-2安装在所述入料口4-1上，用于控制所述入料口4-1的开闭。其中，所述高温块状钢渣取热装置还包括检修孔4-11，所述检修孔4-11安装在所述取热釜4-7中部，所述传感器4-5的安装高度位于所述入料口4-1和所述检修孔4-11之间；布风装置4-8的安装高度位于检修孔4-11和出料口4-10之间；所述取热釜4-7是空心柱状结构。
其中，如图4所示，所述布风装置4-8还包括：布风总管阀门4-8-2、布风支管阀门4-8-4 和空气流量计4-8-6；布风总管阀门4-8-2设置在布风总管4-8-1上，用于控制布风总管4-8-1 的开闭；布风支管阀门4-8-4设置在各布风支管4-8-5上，用于控制各布风支管4-8-5的开闭；空气流量计4-8-6设置在布风总管4-8-1上，用于对送风量进行实时测量。其中，所述布风支管阀门4-8-4和所述布风支管4-8-5的数量根据所述装置外壳4-6的直径大小进行布置，布风支管4-8-5的数量为3个或更多个；优选，所述高温块状钢渣取热装置的取热对象包括但不限于高温块状钢渣，一切温度高于150℃且低于所述取热对象熔点的块状固体均可采用本装置进行取热。
如图1-4所示，本发明还涉及一种钢渣余热利用方法，优选采用上述的利用装置进行余热利用，包括如下步骤：
(1)将辊压机1辊压破碎后的高温块状钢渣排出到运输工具上，优选运输工具为高温块状钢渣连续上料装置2；
(2)通过运输工具将高温块状钢渣运至高处，并通过高温块状钢渣取热装置4的入料口装入高温块状钢渣取热装置4中；
(3)风机3送风，通过高温块状钢渣取热装置4的布风装置4-8将冷空气送入高温块状钢渣取热装置4内部并与其内的高温块状钢渣进行换热；
(4)换热升温后的高温空气从高温块状钢渣取热装置4顶部的热风出口4-3排出后导入到热余热锅炉6进行余热利用；
(5)风机3停止送风，将降温后的钢渣从高温块状钢渣取热装置4底部出料口4-10排出并装入钢渣槽车5，
(6)所述钢渣槽车5将降温后的钢渣送至有压热闷罐7进行热闷处理。

Claims (8)

1.一种钢渣余热利用装置，其特征在于，所述钢渣余热利用装置包括：辊压机(1)、运输工具、风机(3)、高温块状钢渣取热装置(4)、钢渣槽车(5)、余热锅炉(6)和有压热闷罐(7)；所述辊压机(1)设置在运输工具的入料端，用于将辊压机(1)辊压破碎后的高温块状钢渣排出以输送到运输工具，所述运输工具的出料端连接高温块状钢渣取热装置(4)的入料口(4-1)，用于将高温块状钢渣装入高温块状钢渣取热装置(4)中；风机(3)与高温块状钢渣取热装置的布风装置(4-8)连接，用于将冷风输送到高温块状钢渣取热装置(4)中以与高温块状钢渣进行热交换，高温块状钢渣取热装置(4)的热风出口(4-3)连接余热锅炉(6)，用于将热交换后的高温气体导入余热锅炉(6)进行余热利用；钢渣槽车(5)设置在高温块状钢渣取热装置(4)的底部并可在高温块状钢渣取热装置(4)和有压热闷罐(7)之间移动，用于将从高温块状钢渣取热装置底部排出的钢渣运送至有压热闷罐(7)。
2.根据权利要求1所述的一种钢渣余热利用装置，其特征在于，所述运输工具为所述高温块状钢渣连续上料装置(2)，其中运输工具的入料端位于低处，出料端位于高处。
3.根据权利要求1-2之一所述的一种钢渣余热利用装置，其特征在于，辊压机(1)具有出口，所述出口位于辊压机(1)的底部，并位于运输工具的入料端上部。
4.根据权利要求1-2之一所述的一种钢渣余热利用装置，其特征在于，所述运输工具为链式运输工具。
5.根据权利要求1-2之一所述的一种钢渣余热利用装置，其特征在于，高温块状钢渣取热装置(4)具有出料口，出料口位于高温块状钢渣取热装置(4)的底部，并位于钢渣槽车(5)的上部。
6.根据权利要求1-2之一所述的一种钢渣余热利用装置，其特征在于，热风出口(4-3)位于高温块状钢渣取热装置(4)的顶部，并通过耐高温管道连接余热锅炉(6)。
7.根据权利要求1-2之一所述的一种钢渣余热利用装置，其特征在于，所述入料口(1)设置在高温块状钢渣取热装置(4)上部一侧，并面对运输工具的出料端。
8.一种钢渣余热利用方法，优选采用权利要求1-7之一所述的利用装置进行余热利用，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将辊压机(1)辊压破碎后的高温块状钢渣排出到运输工具上，优选运输工具为高温块状钢渣连续上料装置(2)；
(2)通过运输工具将高温块状钢渣运至高处，并通过高温块状钢渣取热装置(4)的入料口装入高温块状钢渣取热装置(4)中；
(3)风机(3)送风，通过高温块状钢渣取热装置(4)的布风装置(4-8)将冷空气送入高温块状钢渣取热装置(4)内部并与其内的高温块状钢渣进行换热；
(4)换热升温后的高温空气从高温块状钢渣取热装置(4)顶部的热风出口(4-3)排出后导入到热余热锅炉(6)进行余热利用；
(5)风机(3)停止送风，将降温后的钢渣从高温块状钢渣取热装置(4)底部出料口(4-10)排出并装入钢渣槽车(5)，
(6)所述钢渣槽车(5)将降温后的钢渣送至有压热闷罐(7)进行热闷处理。
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