CN113564303A - 一种利用钢渣余热回收来预热废钢的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用钢渣余热回收来预热废钢的装置，钢渣破碎系统、余热回收系统、送风除尘系统和废钢加热系统；钢渣破碎系统设置在余热回收系统的上方，钢渣破碎系统的出口连接余热回收系统的余热回收炉炉口，钢渣破碎系统对转炉产生的钢渣进行破碎，破碎后的钢渣自余热回收炉炉口进入余热回收系统；余热回收系统通过送风除尘系统与废钢加热系统之间形成换热回路，将余热回收系统内的钢渣的余热通过气体预热的形式输入废钢加热系统，与废钢加热系统内废钢换热后的气体回到余热回收系统准备下一次换热过程；本装置回收转炉钢渣余热并利用回收的余热加热转炉入炉废钢。

Description

一种利用钢渣余热回收来预热废钢的装置
技术领域
本发明属于钢渣能量回收技术领域，尤其是一种利用钢渣余热回收来预热废钢的装置。
背景技术
转钢钢渣是转炉炼钢生产过程中的副产品，具有数量多、温度高、余热大的特征。目前我国转炉钢渣量约占钢水产量的10％-15％，2020年我国钢铁总产量11亿吨，而转炉炼钢在其中仍占主要地位。因此转炉钢渣余热回收有着极高的经济效益，以此预热入炉废钢，提高废钢比，减少铁水用量，对节能减排和环境保护方面的意义重大。
目前行业主流的钢渣处理方式有热闷法、热泼法、盘泼法、水淬法、风淬法等，这些方法均存在占地面积大、处理能力单一、热能回收率低等特征，不适合转炉车间的对钢渣热量的持续回收和利用，造成极大的能源浪费。
目前余热回收方面比较成熟的工艺是干熄焦锅炉和石灰余热发电。比热容对比焦炭：0.836KJ/(Kg·℃)、石灰：0.248KJ/(Kg·℃)、钢渣：0.8-1.2KJ/(Kg·℃)，从比热容对比上来看单位质量的钢渣所蕴含热量与焦炭相当，石灰蕴含热量相比较差，回收总热量相对较小。
废钢加热方面主要有煤气加热、天然气加热、电加热等。这些废钢加热方试有着加热速度快，升温幅度高等优势，但这些方法均有较大能源能源消耗和设备投入，以及较高的安全风险。
发明内容
为了解决现有技术中存在的不足，本发明提出了一种利用钢渣余热回收来预热废钢的装置，涉及转炉生产车间副产品余热回收、废钢预热、提高废钢比的处理，回收转炉钢渣余热并利用回收的预热加热转炉入炉废钢。
本发明所采用的技术方案如下：
一种利用钢渣余热回收来预热废钢的装置，钢渣破碎系统、余热回收系统、送风除尘系统和废钢加热系统；钢渣破碎系统设置在余热回收系统的上方，钢渣破碎系统的出口连接余热回收系统的余热回收炉炉口，钢渣破碎系统对转炉倒下的钢渣进行破碎，破碎后的钢渣自余热回收炉炉口进入余热回收系统；余热回收系统通过送风除尘系统与废钢加热系统之间形成换热其他回路，将余热回收系统内的钢渣的余热通过气体预热的形式输入废钢加热系统，与废钢加热系统内废钢换热后的气体回到余热回收系统准备下一次换热过程。
进一步，余热回收系统包括余热回收炉本体，余热回收炉本体的顶部为余热回收炉炉口，在余热回收炉炉口处设置炉口插板密封阀；余热回收炉本体的底部为排渣口，在排渣口设置排渣口插板密封阀；余热回收系统通过送风除尘系统连接废钢加热系统。
进一步，送风除尘系统包括热风管道、冷风管道和除尘器；
进一步，余热回收炉炉口还连接热风管道的入口，且热风管道入口处设置炉顶出风阀；余热回收炉本体的底部还连接冷风管道的出口，且在冷风管道出口处设置炉底进风阀；热风管道依次连通除尘器和废钢加热系统，冷风管道依次连通空气加压泵、除尘器和废钢加热系统。
进一步，废钢加热系统包括废钢加热料篮本体，废钢加热料篮本体上部配有料篮密封盖，废钢加热料篮本体的底部为料篮篮底；料篮密封盖与冷风管道的入口连接，且在冷风管道的入口处设置料篮出风阀；料篮篮底与热风管道的出口连接，且在热风管道的出口设置料篮进风阀。
进一步，在料篮篮底处配有篮底液压油缸，通过篮底液压油缸推动料篮篮底活动，实现料篮篮底的开启和关闭。
进一步，还包括钢渣倾翻系统；
进一步，钢渣倾翻系统包括渣盆车，渣盆车上设有渣盆，且渣盆配有倾翻机构，利用倾翻机构带动渣盆翻转运动，利用渣盆承接上部转炉倒下的钢渣；渣盆车沿炉下轨道移动，将钢渣运输至钢渣破碎系统。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种利用钢渣余热回收来预热废钢的装置，采用钢渣余热回收装置加热废钢后，可使废钢比提升2.1％，废钢用量增加12.4％。且该方法无需额外能源消耗，完全利用转炉生产环节副产物自身余热回收实现废钢比的提升，具有较高的经济效益。
本装置有利于转炉炼钢环节减少能耗，降低铁水用量，提升能源利用率，降低碳排放，有助于转炉炼钢环节向超低排放的转型。此外，该方法设备投入较小，只需要在传统炼钢生产设备基础上增加余热回收炉及废钢加热料篮即可。设备原理简单，可靠性强，有利于实现自动化。
本装置运行环节安全性较高，该方法预热废钢无需高功率电极、电圈、煤气、天然气、氧气等危险物质介入，减少危险源的存在。该方法原理简单，易于实现远距离操控，无需人员及距离操作，提高运行过程的安全性。
附图说明
图1是本发明利用钢渣余热回收来预热废钢的装置的结构示意图；
图2是本发明利用钢渣余热回收来预热废钢的装置的工艺流程示意图；
图3是本发明钢渣破碎系统结构示意图，
图中，1、钢渣倾翻系统，2、钢渣破碎系统，3、余热回收系统，4、送风除尘系统，5、废钢加热系统，6、转炉，7、渣盆，8、倾翻机构，9、渣盆车，10、除尘罩，11、炉顶出风阀，12、炉口插板密封阀，13、余热回收炉炉口，14、余热回收炉本体，15、炉底进风阀，16、排渣口插板密封阀，17、排渣口，18、空气加压泵，19、冷风管道，20、除尘器，21、热风管道，22、料篮出风阀，23、料篮密封盖，24、废钢加热料篮本体，25、料篮篮底，26、料篮进风阀，27、篮底液压油缸，28、进渣口，29、对辊破碎机，30、链篦式筛分器，31、飞轮铡刀，32、铡台。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
发明利用钢渣余热回收来预热废钢的装置如图1和2所示，包括钢渣倾翻系统1、钢渣破碎系统2、余热回收系统3、送风除尘系统4和废钢加热系统5。
钢渣倾翻系统1包括渣盆车9，渣盆车9上设有渣盆7，且渣盆7配有倾翻机构8，利用倾翻机构8带动渣盆7翻转运动，倾翻机构8可将渣盆7倾翻135°-180°；利用渣盆7承接上部转炉6倒下的钢渣。渣盆车9沿炉下轨道移动，将钢渣运输至钢渣破碎系统2。渣盆内表面喷涂脱渣剂。
钢渣破碎系统2设置在余热回收系统3的上方，钢渣破碎系统2的出口连接余热回收系统3的余热回收炉炉口13。如图3所示的钢渣破碎系统2包括对辊破碎机29和链篦式筛分器30，链篦式筛分器30倾斜设置，与水平方向呈15°-60°夹角，且链篦式筛分器30的上端位于对辊破碎机29的下方，用于承接对辊破碎机29破碎后的钢渣并对碎块进行筛选；链篦式筛分器30的底端设置铡台32，链篦式筛分器30下端端部与铡台32紧靠但不接触；铡台32配套装有飞轮铡刀31，飞轮铡刀31的刀刃与铡台33的边缘紧靠但不接触；超过链篦式筛分器30筛选尺寸的碎块被送至铡台32，在飞轮铡刀31的作用下进行二次破碎。破碎后的钢渣自余热回收炉炉口13进入余热回收系统3。如各类装置按图3所示位置装配，链篦式筛分器30则可顺时针转动，将对辊破碎机29破碎后的钢渣进行筛分，不大于50mm的渣块直接掉落，大于50mm的渣块随链篦式筛分器30转动被输送至铡台32，经飞轮铡刀31切削后形成不大于50mm的渣块掉落；除尘烟罩10处在进渣口28正上方，可将钢渣破碎过程中产生的烟尘完全吸除。
余热回收系统3包括余热回收炉本体14，余热回收炉本体14的顶部为余热回收炉炉口14，在余热回收炉炉口14处设置炉口插板密封阀12；余热回收炉本体14的底部为排渣口17，在排渣口17设置排渣口插板密封阀16，采用电动动力或气动动力控制开合，关闭状态下密闭性良好；余热回收系统3通过送风除尘系统4连接废钢加热系统5。余热回收炉炉口13处在余热回收炉本体14上方中心位置，直径为余热回收炉本体14内部上段直径的30％-70％；余热回收炉本体14整体为圆柱形，内部分为两段，上段纵剖面为长方形，下段纵剖面为倒梯形，梯形下端长度为上端长度的50％-70％，余热回收炉本体14内部体积为单炉破碎后钢渣体积的2-3倍，内部采用敷设耐火砖等保温隔热材料；排渣口17为圆形，直径与上述倒梯形下端长度一致，高度为200mm-500mm；
送风除尘系统4包括热风管道21、冷风管道19和除尘器20；余热回收炉炉口14还连接热风管道21的入口，且热风管道21入口处设置炉顶出风阀11，炉顶出风阀11设置2-3个，位置设在炉口13上，位置设在炉口插板密封阀12下方，围绕炉口13均匀分布，；排渣口17还连接冷风管道19的出口，且在冷风管道19出口处设置炉底进风阀15，炉底进风阀15设置2-4个，位置设在炉底靠近在排渣口边缘位置，围绕排渣口17均匀分布；热风管道21依次连通除尘器20和废钢加热系统5，冷风管道19依次连通空气加压泵18、除尘器20和废钢加热系统5。
废钢加热系统5包括废钢加热料篮本体24，废钢加热料篮本体24上部配有料篮密封盖23，直径略大于废钢加热料篮本体24，可与废钢加热料篮本体24上边缘紧密契合，料篮密封盖23下表面采用保温隔热材料降低热损失，料篮密封盖23上方与提升、旋转装置相连接，可以被提升、旋转，完全离开废钢加热料篮本体24。废钢加热料篮本体24的底部为料篮篮底25；形状为锥形或鸭嘴型，分左右两部分，两部分各与一只篮底液压油缸27相连接，通过篮底液压油缸27控制开合，打开后可保证料篮内的废钢完全落下，料篮篮底25下表面采用保温隔热材料降低热损失。料篮密封盖23与冷风管道19的入口连接，且在冷风管道19的入口处设置料篮出风阀22；料篮篮底25与热风管道21的出口连接，且在热风管道21的出口设置料篮进风阀26。料篮进风阀26数量为2-4个，设置在料篮篮底25上，均匀分布，料篮进风阀26下端与送风除尘系统4的热风管道21相连接；料篮出风阀22数量为2-4个，设置在料篮密封盖23上，均匀分布，料篮出风阀22上端与送风除尘系统4的冷风管道19相连接。在本实施例中，废钢加热料篮本体24为圆柱形，其内部体积为单炉生产所需废钢体积的1.5-3倍，外表面采用保温隔热材料降低热损失；
为了更清楚的说明本装置，以下结合本装置的工作过程做进一步说明：
1、转炉一炉钢水吹炼完毕后，采用传统炉下渣盆或渣罐接渣方式收集钢渣。转炉6向下方的渣盆车9倒渣结束后，渣盆车9通过炉下轨道开至渣对辊破碎机29处，利用渣盆车9上安装的倾翻机构8将渣盆7内的钢渣倾倒至余热回收炉上方的钢渣破碎系统的进渣口28，通过钢渣破碎系统将进入余热回收炉的钢渣破碎成小于50mm的碎块。
2、倒渣结束后，渣盆车9的倾翻机构8将渣盆7复位，并沿炉下轨道回到转炉6下，准备下一炉接渣工作。破渣结束后，关闭炉口插板密封阀12和排渣口插板密封阀16，使余热回收炉本体14形成密闭环境。然后利用冷风管19道上的空气加压泵18将空气通过余热回收炉本体14的炉底进风阀15通入炉中，进入炉内的空气在上升过程中与钢渣接触升温。
3、升温后的热空气，从炉顶出风阀11进入热风管道21。经热风管道21上的除尘器20除尘后通过料篮篮底25上的料篮进风阀26进入废钢加热料篮本体24，并从料篮密封盖23上的料篮出风阀22进入冷风管道19。热空气在废钢加热料篮本体24内向上的运行过程中完成与废钢的热交换。
4、从料篮出风阀22进入冷风管道19的冷空气经除尘器20除尘以及空气加压泵18的加压后，重新进入余热回收炉本体14，进行下一循环的热交换。
5、当转炉6到达下一炉倒渣环节，余热回收工作停止，进入余热回收炉排渣环节。余热回收炉空气加压泵18停止工作，同时切断炉底进风阀15和炉顶出风阀11，余热回收炉炉本体14下冷渣接渣盆准备到位。打开炉下排渣口插板密封阀16，使钢渣落入冷渣接渣盆。排渣结束后关闭排渣口插板密封阀16，准备下一步的余热回收炉进渣操作。
6、对废钢加热料篮的操作与第5步同时，开启料篮密封盖23，切断密封盖上的出风阀22和料篮篮底的进风阀26，将载有废钢斗的平板车开入废钢加热料篮正下方，准备废钢入斗操作。打开料篮篮底25，使废钢进入废钢斗，以备炉前使用。废钢加热料篮出料完成后关闭出料门，进入加热料篮填装废钢环节。
7、与第6步同时，准备启用另外一座已经填装好废钢的料篮，关闭料篮密封盖，打开料篮进风阀和料篮出风阀，待余热回收炉进渣完毕后进入下一循环的余热回收。
本发明提供了一种利用钢渣余热回收来预热废钢的装置，采用钢渣余热回收装置加热废钢后，可使废钢比提升2.1％，废钢用量增加12.4％。且该方法无需额外能源消耗，完全利用转炉生产环节副产物自身余热回收实现废钢比的提升，具有较高的经济效益。
该方法有利于转炉炼钢环节减少能耗，降低铁水用量，提升能源利用率，降低碳排放，有助于转炉炼钢环节向超低排放的转型。此外，该方法设备投入较小，只需要在传统炼钢生产设备基础上增加余热回收炉及废钢加热料篮即可。设备原理简单，可靠性强，有利于实现自动化。
运行环节安全性较高，该方法预热废钢无需高功率电极、电圈、煤气、天然气、氧气等危险物质介入，减少危险源的存在。该方法原理简单，易于实现远距离操控，无需人员及距离操作，提高运行过程的安全性。
环保效益预算：
以150t转炉为例，采用该装置和方法后，每炉可增加3t废钢用量，减少3t铁水用量。铁水碳含量C以4.5％计算，C年＝(365×24×60×η/t)×3×4.5％
η：设备运转率；取95％
t：冶炼周期；取30min/炉
C年＝2247t
全年减少碳排放相当于2247吨焦炭。
以上实施例仅用于说明本发明的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本发明的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种利用钢渣余热回收来预热废钢的装置，其特征在于，钢渣破碎系统(2)、余热回收系统(3)、送风除尘系统(4)和废钢加热系统(5)；钢渣破碎系统(2)设置在余热回收系统(3)的上方，钢渣破碎系统(2)的出口连接余热回收系统(3)的余热回收炉炉口(13)，钢渣破碎系统(2)对转炉(6)产生的钢渣进行破碎，破碎后的钢渣自余热回收炉炉口(13)进入余热回收系统(3)；余热回收系统(3)通过送风除尘系统(4)与废钢加热系统(5)之间形成换热回路，将余热回收系统(3)内的钢渣的余热通过气体预热的形式输入废钢加热系统(5)，与废钢加热系统(5)内废钢换热后的气体回到余热回收系统(3)准备下一次换热过程。
2.根据权利要求1所述的一种利用钢渣余热回收来预热废钢的装置，其特征在于，余热回收系统(3)包括余热回收炉本体(14)，余热回收炉本体(14)的顶部为余热回收炉炉口(13)，在余热回收炉炉口(13)处设置炉口插板密封阀(12)；余热回收炉本体(14)的底部为排渣口(17)，在排渣口(17)设置排渣口插板密封阀(16)；余热回收系统(3)通过送风除尘系统(4)连接废钢加热系统(5)。
3.根据权利要求2所述的一种利用钢渣余热回收来预热废钢的装置，其特征在于，送风除尘系统(4)包括热风管道(21)、冷风管道(19)和除尘器(20)。
4.根据权利要求1所述的一种利用钢渣余热回收来预热废钢的装置，其特征在于，余热回收炉炉口(13)还连接热风管道(21)的入口，且热风管道(21)入口处设置炉顶出风阀(11)；余热回收炉本体(14)的底部还连接冷风管道(19)的出口，且在冷风管道(19)出口处设置炉底进风阀(15)；热风管道(21)依次连通除尘器(20)和废钢加热系统(5)，冷风管道(19)依次连通空气加压泵(18)、除尘器(20)和废钢加热系统(5)。
5.根据权利要求1所述的一种利用钢渣余热回收来预热废钢的装置，其特征在于，废钢加热系统(5)包括废钢加热料篮本体(24)，废钢加热料篮本体(24)上部配有料篮密封盖(23)，废钢加热料篮本体(24)的底部为料篮篮底(25)；料篮密封盖(23)与冷风管道(19)的入口连接，且在冷风管道(19)的入口处设置料篮出风阀(22)；料篮篮底(25)与热风管道(21)的出口连接，且在热风管道(21)的出口设置料篮进风阀(26)。
6.根据权利要求5所述的一种利用钢渣余热回收来预热废钢的装置，其特征在于，在料篮篮底(25)处配有篮底液压油缸(27)，通过篮底液压油缸(27)推动料篮篮底(25)活动，实现料篮篮底(25)的开启和关闭。
7.根据权利要求1所述的一种利用钢渣余热回收来预热废钢的装置，其特征在于，还包括钢渣倾翻系统(1)。
8.根据权利要求7所述的一种利用钢渣余热回收来预热废钢的装置，其特征在于，钢渣倾翻系统(1)包括渣盆车(9)，渣盆车(9)上设有渣盆(7)，且渣盆(7)配有倾翻机构(8)，利用倾翻机构(8)带动渣盆(7)翻转运动，利用渣盆(7)承接上部转炉(6)倒下的钢渣；渣盆车(9)沿炉下轨道移动，将钢渣运输至钢渣破碎系统(2)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114058746A (zh) * 2022-01-17 2022-02-18 中冶节能环保有限责任公司 一种钢渣破碎处理系统及方法

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