CN112430703B - 废钢炼钢炉系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种废钢炼钢炉系统，包括：电炉、水平加料装置、废钢预热竖井、烟气急冷装置和烟气净化装置；烟气净化装置包括：电凝装置和布袋除尘装置；废钢预热竖井的底部出口与水平加料装置连接，水平加料装置与电炉连接；废钢预热竖井的侧壁出口与烟气急冷装置连通，烟气急冷装置与电凝装置的入口连通，布袋除尘装置的入口与电凝装置的出口连接。本发明采用“废钢预热竖井+水平加料”的复合型废钢预热技术，大幅度降低了电炉能耗和预热故障率，可以减少设备热负荷，提高设备寿命和生产安全性；采用电凝并耦合布袋的新型除尘技术，使细颗粒物在较短时间内快速凝并成大粒径颗粒，从而提高除尘效率，稳定实现超低排放的要求。
Description
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，具体地，涉及一种废钢炼钢炉系统。
背景技术
以废钢为主要原料进行炼钢的主要是以炼钢电弧炉为主。
炼钢电弧炉目前的废钢预热的方式主要可分为水平预热和竖井式预热两大类，其中水平废钢预热主要有Consteel电炉、ECS电炉及水平连续废钢预热电炉，竖井式废钢预热主要包括Quantum电炉和双竖井Sharc电弧炉。水平预热的预热效果差，竖井预热的预热故障率高。
炼钢电弧炉目前的除尘系统主要是采用布袋除尘器的方式去除电炉烟气中烟尘，这种传统除尘方式很难达到超低排放的要求(≤5mg/Nm3)，且布袋的使用数量及占地面积都会大大增加。
发明内容
本发明实施例的主要目的在于提供一种废钢炼钢炉系统，以大幅度降低电炉能耗和预热故障率，提高设备寿命和生产安全性，稳定实现超低排放的要求，降低布袋的使用数量及占地面积。
为了实现上述目的，本发明实施例提供一种废钢炼钢炉系统，包括：
电炉、水平加料装置、废钢预热竖井、烟气急冷装置和烟气净化装置，其中：
废钢预热竖井的底部出口与水平加料装置连接，水平加料装置与电炉连接；
烟气净化装置包括电凝装置和布袋除尘装置，废钢预热竖井的侧壁出口与烟气急冷装置连通，烟气急冷装置与电凝装置的入口连通，布袋除尘装置的入口与电凝装置的出口连接；
废钢预热竖井中的废钢能从底部出口落入水平加料装置中，水平加料装置能将废钢输送至电炉中，且电炉冶炼废钢产生的烟气能通过水平加料装置进入废钢预热竖井中预热废钢预热竖井中的废钢，并通过侧壁出口进入烟气急冷装置中；烟气急冷装置用于对烟气进行急冷降温，电凝装置用于对经过急冷降温的烟气进行电凝处理，布袋除尘装置用于对经过电凝处理的烟气进行除尘处理。
在其中一种实施例中，还包括：电磁搅拌装置、多根炉壁枪、以及电极；
多根炉壁枪均位于电炉的侧壁上；
电磁搅拌装置位于电炉的底部；
电极从电炉的顶盖插入电炉中。
在其中一种实施例中，水平加料装置包括：给料小车、水平输送机和顶罩；
废钢预热竖井的侧壁出口位于水平输送机的上方；
顶罩位于给料小车、水平输送机和废钢预热竖井的底部出口的上方；
其中，废钢预热竖井中的废钢能从底部出口落入水平输送机上，水平输送机用于输送废钢至给料小车，给料小车用于输送废钢至电炉中。
在其中一种实施例中，还包括：
上层闸板和下层闸板；
上层闸板位于废钢预热竖井的顶部；
下层闸板位于废钢预热竖井中且在上层闸板的下方。
在其中一种实施例中，还包括：
液压推钢机；
液压推钢机位于废钢预热竖井的底部侧壁，用于将预热后的废钢推入水平输送机中。
在其中一种实施例中，还包括：废钢上料装置，位于废钢预热竖井的上方，用于输送废钢至废钢预热竖井中。
在其中一种实施例中，烟气急冷装置包括：
熔盐储热换热装置和急冷余热锅炉；
熔盐储热换热装置包括熔盐换热器；急冷余热锅炉包括余热锅炉换热器；
废钢预热竖井的侧壁出口与熔盐换热器的入口连通，熔盐换热器的出口与余热锅炉换热器的入口连通，余热锅炉换热器的出口与电凝装置的入口连通。
在其中一种实施例中，烟气急冷装置还包括：
蒸汽过热器，蒸汽过热器包括蒸汽盘管和蒸汽过热槽；
熔盐储热换热装置还包括熔盐槽和熔盐盘管；
急冷余热锅炉还包括汽包和汽水盘管；
蒸汽盘管设置于蒸汽过热槽内，熔盐盘管设置于熔盐换热器内，汽水盘管设置于余热锅炉换热器内；
蒸汽过热槽的出口连通熔盐盘管的入口，熔盐盘管的出口连通熔盐槽的入口；熔盐槽的出口连通蒸汽过热槽的入口；
汽包的第一出口连通汽水盘管的入口，汽水盘管的出口连通汽包的入口；汽包的第二出口连通蒸汽盘管的入口。
在其中一种实施例中，烟气净化装置还包括：
活性炭喷射装置和喷射泵；
活性炭喷射装置与喷射泵连通，喷射泵分别与电凝装置的入口和烟气急冷装置连通。
在其中一种实施例中，烟气净化装置还包括：
除尘风机和烟囱；
除尘风机的入口与布袋除尘装置的烟气出口连通，除尘风机的出口与烟囱连通。
在其中一种实施例中，烟气净化装置还包括：
储灰仓；
布袋除尘装置的灰尘出口与储灰仓连接。
在其中一种实施例中，还包括：
柔性供电装置、液压装置和导电横臂；
柔性供电装置包括：隔离开关、柔性电源装置、短网、电炉控制装置、柔性电源控制装置和柔性电极控制装置；柔性电源装置包括整流变压器、交流直流转换器、电容和直流交流转换器；
隔离开关的一端连接电网、另一端连接整流变压器的原边；整流变压器的副边连接交流直流转换器的输入端，交流直流转换器的输出端连接直流交流转换器的输入端，直流交流转换器的输出端通过短网连接导电横臂的一端，导电横臂的另一端连接电极；电容连接直流交流转换器的输出端；
电炉控制装置连接柔性电源控制装置，柔性电源控制装置分别连接直流交流转换器的输出端和柔性电极控制装置；柔性电极控制装置连接液压装置，液压装置固定于导电横臂的下方。
在其中一种实施例中，还包括：沉降室；
沉降室的入口与废钢预热竖井的侧壁出口连通，沉降室的出口与熔盐换热器的入口连通。
在其中一种实施例中，还包括：增压风机；
增压风机的入口与余热锅炉换热器的出口连通，增压风机的出口与电凝装置的入口连通。
在其中一种实施例中，还包括：屋顶罩和除尘罩；
屋顶罩位于电炉的上方，屋顶罩的出口分别与除尘罩的出口和增压风机的出口连通；
除尘罩位于废钢预热竖井的上方，除尘罩的出口与增压风机的出口连通。
在其中一种实施例中，还包括：混流器；
混流器的入口分别与增压风机的出口、屋顶罩的出口和除尘罩的出口连通；混流器的出口与电凝装置的入口连通。
本发明实施例的废钢炼钢炉系统采用“废钢预热竖井+水平加料”的复合型废钢预热技术，大幅度降低了电炉能耗和预热故障率；废钢预热竖井远离炉体高温区，可以减少设备热负荷，提高设备寿命和生产安全性；采用电凝并耦合布袋的新型除尘技术，使细颗粒物在较短时间内快速凝并成大粒径颗粒，从而提高除尘效率，稳定实现超低排放的要求，降低布袋的使用数量及占地面积。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明第一实施例中废钢炼钢炉系统的示意图；
图2是本发明第二实施例中废钢炼钢炉系统的示意图；
图3是本发明第三实施例中废钢炼钢炉系统的示意图；
图4是本发明第四实施例中废钢炼钢炉系统的示意图；
图5是本发明第五实施例中废钢炼钢炉系统的示意图；
图6是本发明第六实施例中废钢炼钢炉系统的示意图；
图7是本发明第七实施例中废钢炼钢炉系统的示意图；
图8是本发明第八实施例中废钢炼钢炉系统的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
鉴于现有的废钢预热方式中水平预热的预热效果差，竖井预热的预热故障率高，且传统除尘方式很难达到超低排放的要求，布袋的使用数量及占地面积巨大，本发明实施例提供一种废钢炼钢炉系统，以大幅度降低电炉能耗和预热故障率，提高设备寿命和生产安全性，稳定实现超低排放的要求，降低布袋的使用数量及占地面积。以下结合附图对本发明进行详细说明。
图1是本发明第一实施例中废钢炼钢炉系统的示意图。如图1所示，废钢炼钢炉系统包括：
电炉1、水平加料装置2、废钢预热竖井3、烟气急冷装置5和烟气净化装置6，其中：
废钢预热竖井3的底部出口与水平加料装置2连接，水平加料装置2与电炉1连接；可以采用一个或更多个废钢预热竖井3对应一个水平加料装置2，以应用于更大容量的电炉1。
烟气净化装置6包括：电凝装置63和布袋除尘装置64；废钢预热竖井3的侧壁出口与烟气急冷装置5连通，烟气急冷装置5与电凝装置63的入口连通，布袋除尘装置64的入口与电凝装置63的出口连接；
其中，废钢预热竖井3中的废钢能从底部出口落入水平加料装置2中，水平加料装置2能将废钢输送至电炉1中，且电炉1冶炼废钢产生的烟气能通过水平加料装置2进入废钢预热竖井3中预热废钢预热竖井3中的废钢，大幅度降低了电炉能耗。烟气通过侧壁出口进入烟气急冷装置5中，烟气急冷装置5用于对烟气进行急冷降温，电凝装置63用于对经过急冷降温的烟气进行电凝处理，布袋除尘装置64用于对经过电凝处理的烟气进行除尘处理，并排出经过除尘处理的烟气。
本发明的废钢预热竖井通过水平加料装置与电炉相连接，实现了连续小批量加料，合理匹配废钢加入速率与熔化速率的关系，以确保全过程平熔池冶炼过程中不出现废钢堆积情况，为全过程平熔池冶炼条件下的吹氧喷碳生成高能烟气提供了有利保障，无需额外热源对烟气升温防止二噁英的生成，同时废钢预热竖井远离炉体高温区，可以减少设备热负荷，提高设备寿命和生产安全性。
本发明先采用电凝装置对经过急冷降温的烟气进行电凝处理，再采用布袋除尘装置对经过电凝处理的烟气进行除尘处理，可以使烟气中的细颗粒物在较短时间内快速凝并成大粒径颗粒,从而提高除尘器的除尘效率，将排放烟气中粉尘含量控制在≤5mg/Nm3，二噁英含量≤0.1ng/Nm3的水平，达到粉尘及二噁英的超净排放，提高了除尘效率，稳定实现超低排放的要求，降低布袋的使用数量及占地面积。
图2是本发明第二实施例中废钢炼钢炉系统的示意图。如图2所示，废钢炼钢炉系统还包括：多根炉壁枪11、电磁搅拌装置12和电极13。
多根炉壁枪11均位于电炉1的侧壁上。在电炉1中有30％～70％的留钢量的情况下，设置在电炉1炉壁上的多根炉壁枪按照氧气2000Nm3/h～4000Nm3/h、燃料气0Nm3/h～1000Nm3/h和碳粉0kg/min～80kg/min的喷吹速率向电炉1内喷氧气、燃料气和碳粉以生产一氧化碳，一氧化碳与电炉炉盖顶部加入的造渣料共同形成泡沫渣，之后泡沫渣中的一氧化碳会从泡沫渣逃溢形成高能烟气，可以实现电炉全过程平熔池冶炼，提高电弧加热效率，同时确保了冶炼全程产生高能烟气(高温和一氧化碳)。
电磁搅拌装置12位于电炉1的底部，可以对电炉1下炉壳里的钢液进行搅拌，通过改变电磁搅拌装置12的安装方向可以调整对钢液的搅拌方向，通过改变电磁搅拌装置12的电流大小可以改变钢液的搅拌强度。
电极13从电炉1的顶盖插入电炉1中。其中，电极13为三相电极，用于产生电弧加热电炉1中的废钢。电极13的高度可以随着电炉1中液面的波动而不断调整位置，以稳定电弧和熔化功率。
图3是本发明第三实施例中废钢炼钢炉系统的示意图。如图3所示，水平加料装置2包括：给料小车21、水平输送机22和顶罩23；废钢预热竖井3的侧壁出口位于水平输送机22的上方；顶罩23位于给料小车21、水平输送机22和废钢预热竖井3的底部出口的上方。
其中，废钢预热竖井3中的废钢能从底部出口落入水平输送机22上，水平输送机22用于输送废钢至给料小车21，给料小车21用于输送废钢至电炉1中。输送废钢的速度可根据生产周期要求在4t/min～20t/min进行设计，电炉1内的留钢量可以根据输送废钢的速度的不同在30％～70％之间进行设计。烟气还可以在顶罩23中二次燃烧，保证废钢预热后的烟气温度≥800℃，无需额外热源对烟气升温，减少烟气在经过沉降室8后因再升温造成的燃气消耗。
图4是本发明第四实施例中废钢炼钢炉系统的示意图。如图4所示，废钢炼钢炉系统还包括：上层闸板31和下层闸板32；上层闸板31位于废钢预热竖井3的顶部；下层闸板32位于废钢预热竖井3中且在上层闸板的下方。
上层闸板31和下层闸板32均由电机驱动，可以实现不开盖加料，令废钢加入废钢预热竖井3的过程中无外部冷空气混入。废钢上料装置4上料时，上层闸板31打开，下层闸板32关闭以接收废钢。废钢上料装置4暂停上料时，上层闸板31关闭，下层闸板32打开，下层闸板32上的废钢落入废钢预热竖井3。
如图4所示，废钢炼钢炉系统还包括：液压推钢机33和废钢上料装置4；液压推钢机33位于废钢预热竖井3的底部侧壁，用于将预热后的废钢按一定的频率推入水平输送机22中。废钢上料装置4位于废钢预热竖井3的上方，用于输送废钢至废钢预热竖井3中。
图5是本发明第五实施例中废钢炼钢炉系统的示意图。如图5所示，烟气急冷装置5包括：熔盐储热换热装置52和急冷余热锅炉53；熔盐储热换热装置52包括熔盐换热器521；急冷余热锅炉53包括余热锅炉换热器532。
废钢预热竖井3的侧壁出口与熔盐换热器521的入口连通，熔盐换热器521的出口与余热锅炉换热器532的入口连通，余热锅炉换热器532的出口与电凝装置63的入口连通。
如图5所示，烟气急冷装置5还包括：蒸汽过热器51，蒸汽过热器51包括蒸汽盘管511和蒸汽过热槽512；熔盐储热换热装置52还包括熔盐槽522和熔盐盘管523；急冷余热锅炉53还包括汽包531和汽水盘管533。
蒸汽盘管511设置于蒸汽过热槽512内，熔盐盘管523设置于熔盐换热器521内，汽水盘管533设置于余热锅炉换热器532内。蒸汽过热槽512的出口连通熔盐盘管523的入口，熔盐盘管523的出口连通熔盐槽522的入口；熔盐槽522的出口连通蒸汽过热槽512的入口；汽包531的第一出口连通汽水盘管533的入口，汽水盘管533的出口连通汽包531的入口；汽包531的第二出口连通蒸汽盘管511的入口。
具体实施时，烟气进入熔盐换热器521中与熔盐盘管523进行换热，令熔盐换热器521出口处的烟气温度维持在800°左右。之后，烟气进入余热锅炉换热器532中与汽水盘管533进行换热以急速冷却烟气，令余热锅炉换热器532出口处的烟气温度维持在200°左右。
其中，汽包531中存有汽水，汽水进入汽水盘管533中以与烟气进行热交换，与烟气热交换后的汽水进入的蒸汽盘管511。熔盐槽522和熔盐盘管523中有流动的熔盐，熔盐进入蒸汽过热槽512中以对蒸汽盘管511中的蒸汽进行加热，蒸汽可以供外部使用。
本发明实施例的急冷余热锅炉53的冷却速率≥300℃/s，可在2s以内将烟气由800℃降至200℃以下，避开二噁英产生的温度区间，从源头杜绝二噁英产生。同时，熔盐储热换热装置52设置在急冷余热锅炉53的入口处，可以平衡烟气温度波动，当烟气温度远高于800℃时，熔盐可以用来吸热控制急冷余热锅炉53的入口温度，既避免因超温引起的粉尘粘结，又抑制因温度较低引起的二噁英生成。本发明还可以不依赖外部能源输入，提取熔盐蓄热实现蒸汽过热，在消除二噁英的同时回收蒸汽约100kg/t，提升蒸汽品质，提高能源利用效率。
图6是本发明第六实施例中废钢炼钢炉系统的示意图。如图6所示，烟气净化装置6还包括：活性炭喷射装置61、喷射泵62、除尘风机66、烟囱67和储灰仓65。
活性炭喷射装置61与喷射泵62连通，喷射泵62分别与电凝装置63的入口和烟气急冷装置5连通。除尘风机66的入口与布袋除尘装置64的烟气出口连通，除尘风机66的出口与烟囱67连通。布袋除尘装置64的灰尘出口与储灰仓65连接。
活性炭喷射装置61可以将适量的活性炭喷入烟气净化装置前的管道内，确保烟气与活性炭充分均匀混合，同时吸附烟气中的气相和固相二噁英物质，可以稳定实现超低排放的要求，而且能够有效回收烟气热量。烟气经过电凝装置63和布袋除尘装置64，经过滤除的灰尘汇集在储灰仓65中储存，净化后的烟气通过除尘风机66后由烟囱67排到大气中，确保了二噁英排放浓度优于欧标(≤0.1ng/Nm3)水平。
目前包括交流和直流两种供电方式向电炉供电，即采用交流电直接供电或交流变直流供电，这两种供电方式的功率因数最高仅有0.86，电弧稳定性差，对电网冲击大。
本申请提供一种废钢炼钢炉系统以解决上述技术问题。图7是本发明第七实施例中废钢炼钢炉系统的示意图。如图7所示，废钢炼钢炉系统还包括：柔性供电装置7、液压装置14和导电横臂15。柔性供电装置7包括：隔离开关71、柔性电源装置72、短网73、电炉控制装置、柔性电源控制装置和柔性电极控制装置；柔性电源装置72包括整流变压器721、交流直流转换器722、电容和直流交流转换器723。
其中，柔性电源装置72连接电网(35KV)，用于将电网的交流进行降压及交流-直流-交流变换，变换后的交流电经短网73后进入电炉1的电极13，在电炉1内产生电弧电流。短网73包括水冷电缆和水冷统管。
交流直流转换器722可以由二极管三相全控桥构成；直流交流转换器723可以由多个电力电子功率器件构成，其中，电力电子功率器件包括IGBT、IGCT、IEGT等。直流交流转换器723还可以采用三相全桥PWM逆变器。
隔离开关71的一端连接电网、另一端连接整流变压器721的原边；整流变压器721的副边连接交流直流转换器722的输入端，用于将电网的交流电进行降压后输送至交流直流转换器722的输入端。交流直流转换器722的输出端连接直流交流转换器723的输入端，用于将降压后的交流电变换为直流电。
直流交流转换器723的输出端通过短网73连接导电横臂15的一端，导电横臂15的另一端连接电极13。直流交流转换器723用于将交流直流转换器722输出的直流电变换为频率和幅值可调的交流电(0.5KV～1.5KV，80KA)，通过短网73和导电横臂15供给电极13，产生电弧电流。电容连接直流交流转换器723的输出端，用于交流直流转换器722输出的直流电进行滤波，得到稳定的直流电。
电炉控制装置连接柔性电源控制装置，柔性电源控制装置分别连接直流交流转换器723的输出端和柔性电极控制装置；柔性电极控制装置连接液压装置14，液压装置14固定于导电横臂15的下方。
具体实施时，电炉控制装置提供预先设定的功率至柔性电源控制装置，柔性电源控制装置接收来自直流交流转换器723的实时电流和电压以计算实时功率，并将实时功率与预先设定的功率进行比较。当实时功率小于预先设定的功率时，柔性电源控制装置输出上升信号至柔性电极控制装置，柔性电极控制装置根据上升信号控制液压装置14上升，进而令电极13上升；当实时功率大于预先设定的功率时，柔性电源控制装置输出下降信号至柔性电极控制装置，柔性电极控制装置根据下降信号控制液压装置14下降，进而令电极13下降。
综上，本发明采用了一种柔性供电技术替代目前的电炉变压器+SVC或SVG补偿的供电系统，本发明能将柔性供电装置的功率因数由目前的0.85提升至0.95～1，电弧稳定性大幅提高，对电网冲击大幅减少，可以降低对电网短路容量的要求；同时还可以减少供电回路损耗5％～8％(14Wh/t～22kWh/t)、降低电极损耗10％～20％。
图8是本发明第八实施例中废钢炼钢炉系统的示意图。如图8所示，废钢炼钢炉系统还包括：沉降室8；沉降室8的入口与废钢预热竖井3的侧壁出口连通，沉降室8的出口与熔盐换热器521的入口连通。烟气通过废钢预热竖井3的侧壁出口进入沉降室8内，烟气中的大颗粒粉尘在重力作用下被收集在沉降室8的底部，沉降后的气体进入熔盐换热器521中。
如图8所示，废钢炼钢炉系统还包括：增压风机81、屋顶罩83、除尘罩84和混流器82。
增压风机81的入口与余热锅炉换热器532的出口连通，增压风机81的出口与电凝装置63的入口连通。屋顶罩83位于电炉1的上方，屋顶罩83的出口分别与除尘罩84的出口和增压风机81的出口连通；除尘罩84位于废钢预热竖井3的上方，除尘罩84的出口与增压风机81的出口连通。混流器82的入口分别与增压风机81的出口、屋顶罩83的出口和除尘罩84的出口连通；混流器82的出口与电凝装置63的入口连通。
具体实施时，来自余热锅炉换热器532的烟气进入增压风机81进行加压，并与来自屋顶罩83和除尘罩84的冷烟气在混流器82内充分混合，以利于活性炭吸附二噁英。
本发明的具体流程如下：
1、废钢上料装置4上料时，上层闸板31打开，下层闸板32关闭以接收废钢。废钢上料装置4暂停上料时，上层闸板31关闭，下层闸板32打开，下层闸板32上的废钢落入废钢预热竖井3。
2、液压推钢机33将预热后的废钢按一定的频率推入水平输送机22中，水平输送机22输送废钢至给料小车21，给料小车21输送废钢至电炉1中。
3、电炉1冶炼废钢产生烟气。具体实施时，电极13产生电弧加热电炉1中的废钢，多根炉壁枪按照氧气2000Nm3/h～4000Nm3/h、燃料气0Nm3/h～1000Nm3/h和碳粉0kg/min～80kg/min的喷吹速率向电炉1内喷氧气、燃料气和碳粉以生产一氧化碳，一氧化碳与电炉炉盖顶部加入的造渣料共同形成泡沫渣，之后泡沫渣中的一氧化碳会从泡沫渣逃溢形成烟气，烟气通过水平加料装置2进入废钢预热竖井3中预热废钢预热竖井3中的废钢。
4、烟气通过废钢预热竖井3的侧壁出口进入沉降室8内，烟气中的大颗粒粉尘在重力作用下被收集在沉降室8的底部，沉降后的气体进入熔盐换热器521中。
5、烟气进入熔盐换热器521中与熔盐盘管523进行换热，令熔盐换热器521出口处的烟气温度维持在800°左右。
6、烟气进入余热锅炉换热器532中与汽水盘管533进行换热以急速冷却烟气。
7、来自余热锅炉换热器532的烟气进入增压风机81进行加压，并与来自屋顶罩83和除尘罩84的冷烟气在混流器82内充分混合，以利于活性炭吸附二噁英。
8、活性炭喷射装置61将适量的活性炭喷入烟气净化装置前的管道内，确保烟气与活性炭充分均匀混合。
9、电凝装置63对经过急冷降温的烟气进行电凝处理，布袋除尘装置64对经过电凝处理的烟气进行除尘处理，并排出经过除尘处理的烟气。
综上所述，本发明实施例提供的废钢炼钢炉系统具有以下有益效果：
(1)实现了连续小批量加料，合理匹配废钢加入速率与熔化速率的关系，以确保全过程平熔池冶炼过程中不出现废钢堆积情况，为全过程平熔池冶炼条件下的吹氧喷碳生成高能烟气提供了有利保障，无需额外热源对烟气升温防止二噁英的生成，同时废钢预热竖井3远离炉体高温区，可以减少设备热负荷，提高设备寿命和生产安全性；
(2)提高除尘器的除尘效率，将排放烟气中粉尘含量控制在≤5mg/Nm3，二噁英含量≤0.1ng/Nm3水平，达到粉尘及二噁英的超净排放，提高了除尘效率，稳定实现超低排放的要求，降低布袋的使用数量及占地面积；
(3)实现不开盖加料，令废钢加入废钢预热竖井3的过程中无外部冷空气混入；
(4)冷却速率≥300℃/s，可在2s以内将烟气由800℃降至200℃以下，避开二噁英产生的温度区间，从源头杜绝二噁英产生。平衡烟气温度波动，控制急冷余热锅炉的入口温度，既避免因超温引起的粉尘粘结，又抑制因温度较低引起的二噁英生成。
(5)不依赖外部能源输入，提取熔盐蓄热实现蒸汽过热，在消除二噁英的同时回收蒸汽约100kg/t，提升蒸汽品质，提高能源利用效率；
(6)烟气与活性炭充分均匀混合，同时吸附烟气中的气相和固相二噁英物质，可以稳定实现超低排放的要求，而且能够有效回收烟气热量；
(7)采用了一种柔性供电技术替代目前的电炉变压器+SVC或SVG补偿的供电系统，能将柔性供电装置的功率因数由目前的0.85提升至0.95～1，电弧稳定性大幅提高，对电网冲击大幅减少，可以降低对电网短路容量的要求；同时还可以减少供电回路损耗5％～8％(14Wh/t～22kWh/t)、降低电极损耗10％～20％。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (13)
1.一种废钢炼钢炉系统，其特征在于，包括：
电炉（1）、水平加料装置（2）、废钢预热竖井（3）、烟气急冷装置（5）和烟气净化装置（6），其中：
所述废钢预热竖井（3）的底部出口与所述水平加料装置（2）连接，所述水平加料装置（2）与所述电炉（1）连接；
所述烟气净化装置（6）包括电凝装置（63）和布袋除尘装置（64），所述废钢预热竖井（3）的侧壁出口与所述烟气急冷装置（5）连通，所述烟气急冷装置（5）与所述电凝装置（63）的入口连通，所述布袋除尘装置（64）的入口与所述电凝装置（63）的出口连接；
所述废钢预热竖井（3）中的废钢能从所述底部出口落入所述水平加料装置（2）中，所述水平加料装置（2）能将所述废钢输送至所述电炉（1）中，且所述电炉（1）冶炼所述废钢产生的烟气能通过所述水平加料装置（2）进入所述废钢预热竖井（3）中预热所述废钢预热竖井（3）中的废钢，并通过所述侧壁出口进入所述烟气急冷装置（5）中；所述烟气急冷装置（5）用于对所述烟气进行急冷降温，所述电凝装置（63）用于对经过急冷降温的烟气进行电凝处理，所述布袋除尘装置（64）用于对经过电凝处理的烟气进行除尘处理；
所述水平加料装置（2）包括：给料小车（21）、水平输送机（22）和顶罩（23）；
所述废钢预热竖井（3）的侧壁出口位于所述水平输送机（22）的上方；
所述顶罩（23）位于所述给料小车（21）、所述水平输送机（22）和所述废钢预热竖井（3）的底部出口的上方；
其中，所述废钢预热竖井（3）中的废钢能从所述底部出口落入所述水平输送机（22）上，所述水平输送机（22）用于输送所述废钢至所述给料小车（21），所述给料小车（21）用于输送所述废钢至所述电炉（1）中；
所述烟气急冷装置（5）包括：
熔盐储热换热装置（52）和急冷余热锅炉（53）；
所述熔盐储热换热装置（52）包括熔盐换热器（521）；所述急冷余热锅炉（53）包括余热锅炉换热器（532）；
所述废钢预热竖井（3）的侧壁出口与所述熔盐换热器（521）的入口连通，所述熔盐换热器（521）的出口与所述余热锅炉换热器（532）的入口连通，所述余热锅炉换热器（532）的出口与所述电凝装置（63）的入口连通；
所述烟气净化装置（6）还包括：
活性炭喷射装置（61）和喷射泵（62）；
所述活性炭喷射装置（61）与所述喷射泵（62）连通，所述喷射泵（62）分别与所述电凝装置（63）的入口和所述烟气急冷装置（5）连通。
2.根据权利要求1所述的废钢炼钢炉系统，其特征在于，还包括：电磁搅拌装置（12）、多根炉壁枪（11）、以及电极（13）；
所述多根炉壁枪（11）均位于所述电炉（1）的侧壁上；
所述电磁搅拌装置（12）位于所述电炉（1）的底部；
所述电极（13）从所述电炉（1）的顶盖插入所述电炉（1）中。
3.根据权利要求1所述的废钢炼钢炉系统，其特征在于，还包括：
上层闸板（31）和下层闸板（32）；
所述上层闸板（31）位于所述废钢预热竖井（3）的顶部；
所述下层闸板（32）位于所述废钢预热竖井（3）中且在所述上层闸板的下方。
4.根据权利要求1所述的废钢炼钢炉系统，其特征在于，还包括：
液压推钢机（33）；
所述液压推钢机（33）位于所述废钢预热竖井（3）的底部侧壁，用于将预热后的废钢推入所述水平输送机（22）中。
5.根据权利要求1所述的废钢炼钢炉系统，其特征在于，还包括：废钢上料装置（4），位于所述废钢预热竖井（3）的上方，用于输送废钢至所述废钢预热竖井（3）中。
6.根据权利要求1所述的废钢炼钢炉系统，其特征在于，所述烟气急冷装置（5）还包括：
蒸汽过热器（51），所述蒸汽过热器（51）包括蒸汽盘管（511）和蒸汽过热槽（512）；
所述熔盐储热换热装置（52）还包括熔盐槽（522）和熔盐盘管（523）；
所述急冷余热锅炉（53）还包括汽包（531）和汽水盘管（533）；
所述蒸汽盘管（511）设置于所述蒸汽过热槽（512）内，所述熔盐盘管（523）设置于所述熔盐换热器（521）内，所述汽水盘管（533）设置于所述余热锅炉换热器（532）内；
所述蒸汽过热槽（512）的出口连通所述熔盐盘管（523）的入口，所述熔盐盘管（523）的出口连通所述熔盐槽（522）的入口；所述熔盐槽（522）的出口连通所述蒸汽过热槽（512）的入口；
所述汽包（531）的第一出口连通所述汽水盘管（533）的入口，所述汽水盘管（533）的出口连通所述汽包（531）的入口；所述汽包（531）的第二出口连通所述蒸汽盘管（511）的入口。
7.根据权利要求1所述的废钢炼钢炉系统，其特征在于，所述烟气净化装置（6）还包括：
除尘风机（66）和烟囱（67）；
所述除尘风机（66）的入口与所述布袋除尘装置（64）的烟气出口连通，所述除尘风机（66）的出口与所述烟囱（67）连通。
8.根据权利要求1所述的废钢炼钢炉系统，其特征在于，所述烟气净化装置（6）还包括：
储灰仓（65）；
所述布袋除尘装置（64）的灰尘出口与所述储灰仓（65）连接。
9.根据权利要求2所述的废钢炼钢炉系统，其特征在于，还包括：
柔性供电装置（7）、液压装置（14）和导电横臂（15）；
所述柔性供电装置（7）包括：隔离开关（71）、柔性电源装置（72）、短网（73）、电炉控制装置、柔性电源控制装置和柔性电极控制装置；所述柔性电源装置（72）包括整流变压器（721）、交流直流转换器（722）、电容和直流交流转换器（723）；
所述隔离开关（71）的一端连接电网、另一端连接所述整流变压器（721）的原边；所述整流变压器（721）的副边连接所述交流直流转换器（722）的输入端，所述交流直流转换器（722）的输出端连接所述直流交流转换器（723）的输入端，所述直流交流转换器（723）的输出端通过所述短网（73）连接所述导电横臂（15）的一端，所述导电横臂（15）的另一端连接所述电极（13）；所述电容连接所述直流交流转换器（723）的输出端；
所述电炉控制装置连接所述柔性电源控制装置，所述柔性电源控制装置分别连接所述直流交流转换器（723）的输出端和所述柔性电极控制装置；所述柔性电极控制装置连接所述液压装置（14），所述液压装置（14）固定于所述导电横臂（15）的下方。
10.根据权利要求1所述的废钢炼钢炉系统，其特征在于，还包括：沉降室（8）；
所述沉降室（8）的入口与所述废钢预热竖井（3）的侧壁出口连通，所述沉降室（8）的出口与所述熔盐换热器（521）的入口连通。
11.根据权利要求1所述的废钢炼钢炉系统，其特征在于，还包括：增压风机（81）；
所述增压风机（81）的入口与所述余热锅炉换热器（532）的出口连通，所述增压风机（81）的出口与所述电凝装置（63）的入口连通。
12.根据权利要求11所述的废钢炼钢炉系统，其特征在于，还包括：屋顶罩（83）和除尘罩（84）；
所述屋顶罩（83）位于所述电炉（1）的上方，所述屋顶罩（83）的出口分别与所述除尘罩（84）的出口和所述增压风机（81）的出口连通；
所述除尘罩（84）位于所述废钢预热竖井（3）的上方，所述除尘罩（84）的出口与所述增压风机（81）的出口连通。
13.根据权利要求12所述的废钢炼钢炉系统，其特征在于，还包括：混流器（82）；
所述混流器（82）的入口分别与所述增压风机（81）的出口、所述屋顶罩（83）的出口和所述除尘罩（84）的出口连通；所述混流器（82）的出口与所述电凝装置（63）的入口连通。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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