CN113265506A - 一种转炉用烟气冷却装置 - Google Patents

一种转炉用烟气冷却装置 Download PDF

Info

Publication number
CN113265506A
CN113265506A CN202011188160.5A CN202011188160A CN113265506A CN 113265506 A CN113265506 A CN 113265506A CN 202011188160 A CN202011188160 A CN 202011188160A CN 113265506 A CN113265506 A CN 113265506A
Authority
CN
China
Prior art keywords
water
sub
flue gas
water tank
cooling device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202011188160.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113265506B (zh
Inventor
范振宇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HUNAN SHUIKOUSHAN NONFERROUS METALS GROUP CO Ltd
Original Assignee
HUNAN SHUIKOUSHAN NONFERROUS METALS GROUP CO Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HUNAN SHUIKOUSHAN NONFERROUS METALS GROUP CO Ltd filed Critical HUNAN SHUIKOUSHAN NONFERROUS METALS GROUP CO Ltd
Priority to CN202011188160.5A priority Critical patent/CN113265506B/zh
Publication of CN113265506A publication Critical patent/CN113265506A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113265506B publication Critical patent/CN113265506B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/38Removal of waste gases or dust
    • C21C5/40Offtakes or separating apparatus for converter waste gases or dust
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/42Constructional features of converters
    • C21C5/46Details or accessories
    • C21C5/4646Cooling arrangements
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)

Abstract

一种转炉用烟气冷却装置,转炉顶部设置烟罩,烟罩底部与转炉内部连通,烟罩侧面设置排烟道,烟罩为箱体结构,烟罩侧面分别为A面、B面、C面和D面,所述排烟道斜向设置于A面,A面和B面相对设置,C面和D面相对设置,所述烟罩的顶部为E面,所述烟气冷却装置包括水冷套结构、水箱和水冷壁结构,所述水冷套结构可拆卸设置于所述排烟道上,所述水箱包括多个独立的子水箱,所述A面上设置有子水箱,所述B面上设置有水冷壁结构,所述C面和D面上均设置有子水箱和水冷壁结构,C面和D面上的子水箱、水冷壁结构衔接并占据整个壁面,所述E面上设置有子水箱。本发明设计独特巧妙,能有效降低烟尘温度,减少腐蚀,延长烟罩及冷却装置的使用寿命。

Description

一种转炉用烟气冷却装置
技术领域
本发明涉及冶金设备技术领域,具体涉及一种转炉用烟气冷却装置。
背景技术
现有技术中,用转炉处理铜渣较为常见,如公开号为CN101358286B的中国专利公开了一种用转炉处理铜浮渣的方法,其将铜浮渣、纯碱、铁屑或硫铁矿和烟煤按照一定比率配料,加入转炉内还原熔炼,控制温度700~800℃,冶炼1.5-2小时,使铜浮渣中的金属形态铅与铜分离,尔后提高温度至渣过热温度1100-1250℃,冶炼2.5-3小时,使铅的化合物还原生成金属铅,铜则进入冰铜实现了铜、铅分离。该操作在转炉内进行,铜和铅分离彻底,可解决当前铜浮渣处理过程中存在的能耗高、污染环境严重、金属回收率低和生产成本高等问题。
在此类工艺的处理过程中,转炉一般采用25%~40%的富氧助燃天然气燃烧加热,烟气温度极高,然而转炉中的烟气口大都采用浇注料砌筑,如镁铬质骨料,而水冷烟罩采用的是膜式水冷壁,膜式水冷壁由膜式水冷管组成,因此在冷却过程中烟气中还含有2%~5%的SO2,高温烟气直接对水冷烟罩进行硫化物高温腐蚀,烟尘对水冷壁管壁的冲刷侵蚀等原因,浇注料逐步剥蚀,烟气口逐步扩大,烟气口的使用寿命仅1~2个月,此外烧损炉窑壳体,烟罩使用寿命也仅仅为3-5月,使用周期短,维修强度大;此外,膜式水冷壁内壁加工复杂,价格昂贵,用在高温及带腐蚀性气体环境,性价比不高,并且膜式水冷壁管内部容易结垢而造成堵塞,散热效果差;高温侵蚀,造成管壁穿孔漏水,后期维修频繁,不得不停炉更换,严重制约了生产,同时水冷壁安装方式为多块水冷壁整体焊接,不利于维修及更换。因此,本发明旨在开发一种针对转炉的冷却装置,以更好地满足生产需要。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种转炉用烟气冷却装置,以解决上述背景技术中的问题。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现:
一种转炉用烟气冷却装置,转炉顶部设置烟罩,烟罩底部与转炉内部连通,烟罩侧面设置排烟道,烟罩为箱体结构,烟罩侧面分别为A面、B面、C面和D面,所述排烟道斜向设置于A面,所述A面和B面相对设置,所述C面和D面相对设置,所述烟罩的顶部为E面,所述烟气冷却装置包括水冷套结构、水箱和水冷壁结构,所述水冷套结构可拆卸设置于所述排烟道上,所述水箱包括多个独立的子水箱,所述A面上设置有子水箱,所述B面上设置有水冷壁结构,所述C面和D面上均设置有子水箱和水冷壁结构,C面和D面上的子水箱、水冷壁结构衔接并占据整个壁面,所述E面上设置有子水箱。
进一步的,所述水冷套结构为整体式的铜水套结构。
进一步的,每个所述子水箱上均设置有进水口和出水口,箱体内设置有平行布置且错开设置的隔板。
进一步的,所述水冷壁结构包括内衬板以及固定于内衬板上的蛇形水冷管道,蛇形水冷管道在所述内衬板朝向所述烟罩外部侧连续满焊固定。
进一步的,所述C面和D面上的子水箱靠近所述排烟道的高温区设置,C面和D面上的水冷壁结构远离所述排烟道的低温区设置。
进一步的,所述A面、B面、C面、D面、E面的换热面积之比为3~4:3~4:11~12:11~12。
进一步的,所述C面和D面上,子水箱的换热面积与水冷壁的换热面积之比为6~7:4~5。
有益效果:本发明所述的一种转炉用烟气冷却装置,其采用可拆卸的水冷套结构固定于排烟道上,整体式结构安装、更换更加便捷,水路简易可靠,相较于传统的排烟道更为经久耐用,且具有更好的降温效果;水冷套结构与排烟道为直插式连接,无水平拐角,不存在积灰死角区,烟气流通更顺畅。烟罩采用水箱和水冷壁结构结合的方式,通过对水箱和水冷壁结构换热面积的合理分区布局和巧妙设计,与传统的膜式换热相比,大大节省了换热棉结,同时提高了设备的耐用程度。其中烟气靠近排烟道的高温区设置为水箱式,远离排烟道的低温区设置为壁挂式的水冷壁结构,蛇形水冷管道焊接在锅炉钢板外壁上,与烟气在烟罩外进行线性热交换,蛇形水冷管道不与烟气接触,既保证了烟罩内壁的光滑,内壁不容易积灰,不会造成酸性腐蚀,又带走了部分热量,保证了钢板在耐热范围内不被烧穿,水箱在材料及结构上进行了优化,水箱底板选用锅炉钢板,大大增强了烟罩的耐高温性能。本发明所述的转炉用烟气冷却装置使用寿命可达1年以上。
附图说明
图1为转炉用烟气冷却装置的整体结构示意图。
图2为本发明中水冷套结构的结构示意图。
图3为本发明中子水箱的俯视结构示意图。
图4为本发明中子水箱的内部结构示意图。
图5为本发明中水冷壁结构的结构示意图。
图6为本发明中蛇形水冷管道与内衬板间的连接示意图。
图7为本发明中第一连接件的结构示意图。
图8为本发明中第二连接件的结构示意图。
其中:1、墙面;2、转炉;3、排烟道;4、烟罩;5、子水箱;51、隔板;6、水冷壁结构;61、内衬板;62、蛇形水冷管道;7、第一连接件;8、第二连接件;9、水冷套结构。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施例进一步阐述本发明。
参考图1~图8所示,本实施例所述的转炉用烟气冷却装置,转炉2顶部设置烟罩4,烟罩4底部与转炉2内部连通,烟罩4侧面设置排烟道3,烟罩4为箱体结构,烟罩4侧面分别为A面、B面、C面和D面,所述排烟道斜向设置于A面,所述A面和B面相对设置,所述C面和D面相对设置。
烟气冷却装置包括水冷套结构9、水箱和水冷壁结构6,其中水冷套结构9可拆卸设置于排烟道3上,本实施例中,水冷套结构9为整体式的铜水套结构,水冷套结构9与排烟道3为直插式卡接,无水平拐角,不存在积灰死角区,烟气流通更顺畅,且插设于排烟道3内部,从而可防止含硫化物的高温烟气对浇注烟道的损伤,从而延长使用寿命,并且拆卸方便。
子水箱5上均设置有进水口和出水口,箱体内设置有平行布置且错开设置的隔板51,隔板用于延长冷却水在箱体内的流动路程。
水冷壁结构6包括内衬板61以及固定于内衬板61上的蛇形水冷管道62,蛇形水冷管道62在内衬板朝向所述烟罩4外部侧连续满焊固定,因此,蛇形水冷管道62是悬挂固定于烟罩4外部,与烟气在烟罩4外进行线性热交换,蛇形水冷管道62不与烟气接触,既保证了烟罩4内壁的光滑,内壁不容易积灰,不会造成酸性腐蚀。又带走了部分热量,保证了钢板在耐热范围内不被烧穿。
水箱包括多个独立的子水箱5,A面上仅设置有子水箱5,所述B面上设置有水冷壁结构6,所述C面和D面上均设置有子水箱5和水冷壁结构6,C面和D面上的子水箱5、水冷壁结构6衔接并占据整个壁面,C面和D面上的子水箱5靠近所述排烟道3的高温区设置,本实施例中,C面和D面上均设置有3个并列布置的子水箱5,3个子水箱均自烟罩4的底部延伸至顶部,相邻子水箱5间通过第一连接件7和第二连接件8连接,连接方式如图1所示,C面和D面上的水冷壁结构6远离所述排烟道3的低温区设置。烟罩4的顶部为E面,所述E面上设置有所述子水箱5。
为了达到既定的降温效果,A面、B面、C面、D面、E面的换热面积之比为3~4:3~4:11~12:11~12。C面和D面上,子水箱的换热面积与水冷壁的换热面积之比为6~7:4~5。
具体举例说明。
某工厂转炉上的水冷烟罩原设计采用膜式水冷壁,换热面积为43m2,经试生产测试,使用寿命为3~5月,后期出现大面积泄漏,备件及维修成本较高。高温气体对水冷壁冲刷侵蚀作用,使得水冷壁后期会出现大面积变薄,甚至泄漏。改进后采用本发明所的烟气冷却装置。
水箱内壁选用14mm锅炉钢板,外壁使用12mm钢板,内部设置3块隔板。水冷壁水管外部附着式设计,采用42mm钢板做内衬壁面,外部蛇形水冷管道选用
Figure BDA0002752010370000041
钢管。管壁与内衬板采用连续满焊,熔池深度控制在8-10mm。此设计一方面,防止高温烟气直接侵蚀管壁;另一方面,为满足后期修复方便,直接对烧损内侧衬板进行焊补即可。
其中进入烟罩的烟气量为
Figure BDA0002752010370000051
其中
Figure BDA0002752010370000052
为烟罩的漏风系数,取0.1,;V′为炉内燃烧产生烟气量,单位m3/h。
进入烟罩的烟气焓为:I′=Iy′+I′c,Iy′是由铜水套进入水冷烟罩的烟气焓,Ic′为进入水冷烟罩的烟尘焓,单位kJ/N m3,空气和烟气组分的平均比热如下表所示。
表1 空气及烟尘焓值表
Figure BDA0002752010370000053
根据热平衡计算,其中水箱面积为25.13m2,水冷壁结构面积12.68m2,换热面积总共37.81m2,分布结构如表2所示。
表2 水箱和水冷壁的分布结构及结构参数表
Figure BDA0002752010370000054
调试结果。
开炉测试水冷情况,供水水压0.25~0.3Mpa,水流量,水路温度、烟气出口温度趋势,如表3所示,在该工况下,铜浮渣转炉能较好地满足生产需求,炉况运行平稳。
表3 水冷烟罩运行数据表
Figure BDA0002752010370000061
铜浮渣转炉采用本发明所述的烟气冷却装置,解决了烟道口烧损严重问题,炉窑本体可以稳定运行,炉寿可达8月以上,烟罩寿命整体寿命可达1年以上。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种转炉用烟气冷却装置,转炉顶部设置烟罩,烟罩底部与转炉内部连通,烟罩侧面设置排烟道,其特征在于,烟罩为箱体结构,烟罩侧面分别为A面、B面、C面和D面,所述排烟道斜向设置于A面,所述A面和B面相对设置,所述C面和D面相对设置,所述烟罩的顶部为E面,所述烟气冷却装置包括水冷套结构、水箱和水冷壁结构,所述水冷套结构可拆卸设置于所述排烟道上,所述水箱包括多个独立的子水箱,所述A面上设置有子水箱,所述B面上设置有水冷壁结构,所述C面和D面上均设置有子水箱和水冷壁结构,C面和D面上的子水箱、水冷壁结构衔接并占据整个壁面,所述E面上设置有子水箱。
2.根据权利要求1所述的烟气冷却装置,其特征在于,所述水冷套结构为整体式的铜水套结构。
3.根据权利要求1所述的烟气冷却装置,其特征在于,每个所述子水箱上均设置有进水口和出水口,箱体内设置有平行布置且错开设置的隔板。
4.根据权利要求1所述的烟气冷却装置,其特征在于,所述水冷壁结构包括内衬板以及固定于内衬板上的蛇形水冷管道,蛇形水冷管道在所述内衬板朝向所述烟罩外部侧连续满焊固定。
5.根据权利要求1所述的烟气冷却装置,其特征在于,所述C面和D面上的子水箱靠近所述排烟道的高温区设置,C面和D面上的水冷壁结构远离所述排烟道的低温区设置。
6.根据权利要求1所述的烟气冷却装置,其特征在于,所述A面、B面、C面、D面、E面的换热面积之比为3~4:3~4:11~12:11~12。
7.根据权利要求6所述的烟气冷却装置,其特征在于,所述C面和D面上,子水箱的换热面积与水冷壁的换热面积之比为6~7:4~5。
CN202011188160.5A 2020-10-30 2020-10-30 一种转炉用烟气冷却装置 Active CN113265506B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011188160.5A CN113265506B (zh) 2020-10-30 2020-10-30 一种转炉用烟气冷却装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011188160.5A CN113265506B (zh) 2020-10-30 2020-10-30 一种转炉用烟气冷却装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113265506A true CN113265506A (zh) 2021-08-17
CN113265506B CN113265506B (zh) 2022-09-27

Family

ID=77227767

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011188160.5A Active CN113265506B (zh) 2020-10-30 2020-10-30 一种转炉用烟气冷却装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113265506B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007278587A (ja) * 2006-04-06 2007-10-25 Nippon Steel Corp 水冷排煙ダクトの操業方法
CN200993379Y (zh) * 2006-11-24 2007-12-19 中国恩菲工程技术有限公司 一种膜式烟罩结构
CN102134626A (zh) * 2011-03-04 2011-07-27 北京硕人海泰能源环境技术有限公司 转炉烟气余热回收装置及利用该装置回收烟气余热的方法
CN202460393U (zh) * 2012-01-19 2012-10-03 大连贝斯特环境工程设备有限公司 一种矿热炉降温正压反吸风大布袋除尘装置
CN102899444A (zh) * 2012-10-26 2013-01-30 通化市五一环保科技股份有限公司 转炉烟气处理系统及处理方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007278587A (ja) * 2006-04-06 2007-10-25 Nippon Steel Corp 水冷排煙ダクトの操業方法
CN200993379Y (zh) * 2006-11-24 2007-12-19 中国恩菲工程技术有限公司 一种膜式烟罩结构
CN102134626A (zh) * 2011-03-04 2011-07-27 北京硕人海泰能源环境技术有限公司 转炉烟气余热回收装置及利用该装置回收烟气余热的方法
CN202460393U (zh) * 2012-01-19 2012-10-03 大连贝斯特环境工程设备有限公司 一种矿热炉降温正压反吸风大布袋除尘装置
CN102899444A (zh) * 2012-10-26 2013-01-30 通化市五一环保科技股份有限公司 转炉烟气处理系统及处理方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113265506B (zh) 2022-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102782096B (zh) 用于冷却从气化器产生的合成气的系统和方法
CN100549525C (zh) 用于锅炉孔口的冷却系统
US5478440A (en) Method and apparatus for improving the safety of a spent liquor recovery boiler
CN110530152B (zh) 一种具有环形热气保温层的金属熔化系统及金属熔化工艺
CN201737972U (zh) 氩氧脱碳转炉全燃法烟气余热回收装置
CN209763110U (zh) 低空气比高温燃烧水冷炉排
CN109321280B (zh) 一种流化床反应器的布风装置及其使用方法
CN113265506B (zh) 一种转炉用烟气冷却装置
CN203980868U (zh) 一种热风富氧燃气节能环保熔炼竖炉
CN116753505A (zh) 一种能板式余热锅炉装置
CN2852009Y (zh) 外热送风无炉衬水冷冲天炉
WO2020077957A1 (zh) 一种垃圾焚烧炉的水冷炉排
CN109609195A (zh) 粉煤烧嘴及安装方式
CN101892354B (zh) 氩氧脱碳转炉全燃法烟气余热回收系统
CN209326337U (zh) 水冷盖板装置
CN206494908U (zh) 一种用于固定床液态排渣气化炉的侧面排渣装置
CN106352707A (zh) 一种顶吹式熔池熔炼炉油水冷却喷枪系统及冷却方法
CN111578715A (zh) 浸没式喷枪及侧吹炉
CN206247873U (zh) 一种顶吹式熔池熔炼炉油水冷却喷枪系统
CN201285222Y (zh) 冶金炉
CN220471583U (zh) 一种能板式余热锅炉装置
CN217737255U (zh) 一种锅炉受热面用耐腐蚀抗结焦陶瓷涂层结构
CN209906856U (zh) 一种铅锭生产用熔炼装置
CN107906549B (zh) 一种电站锅炉置换炉底漏风降低空预器排烟温度的系统
CN2171830Y (zh) 水冷无炉衬冲天炉

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CB03 Change of inventor or designer information
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Fan Zhenyu

Inventor after: Yan You

Inventor after: Zuo Changhu

Inventor after: Tang Zhibo

Inventor after: Hu Weiwen

Inventor after: Cao Huan

Inventor before: Fan Zhenyu