CN116949232A - 一种钢渣环保治理余热回收工艺及余热回收装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种钢渣环保治理余热回收工艺及余热回收装置，属于钢渣余热回收的技术领域，其包括，S1、对新出炉的钢渣进行处理，将液态钢渣处理成固态钢渣；S2、将处理后的钢渣运输至余热回收装置内，在余热回收装置内采用物物直接接触的换热方法；S3、对从余热回收装置内出来的钢渣进行二次处理，去除钢渣内游离的氧化镁和氧化钙，本申请具有提高钢渣显热回收利用率的效果。
Description
技术领域
本申请涉及钢渣余热回收的技术领域，尤其是涉及一种钢渣环保治理余热回收工艺及余热回收装置。
背景技术
炼钢过程中产生大量钢渣，部分呈现熔融态，部分呈现固态。钢渣温度：大约1100℃-1300℃，蕴含大量物理显热，钢渣余热资源的回收与利用一直是世界各国冶金界关注的焦点问题。
目前，由于钢渣碾压破碎技术适用于处理各种温度以及流动性的钢渣，国内较多企业采用。大多数企业采用间接换热的方式，即在碾压床下设置热交换管道，通过间接加热热水汽化的方式换热；或采用风冷热量置换，将钢渣的热量转换出来加以利用的方法。
针对上述中的相关技术，发明人认为目前现有的处理方式均为间接换热，间接换热会导致大量热量地损耗，存在有钢渣显热的回收利用率低的缺陷。
发明内容
为了提高钢渣显热回收利用率，本申请提供一种钢渣环保治理余热回收工艺及余热回收装置。
第一方面，本申请提供一种钢渣环保治理余热回收工艺，采用如下技术方案：
一种钢渣环保治理余热回收工艺，包括以下步骤：
S1、对新出炉的钢渣进行处理，将液态钢渣处理成固态钢渣；
S2、将处理后的钢渣运输至余热回收装置内，在余热回收装置内采用物物直接接触的换热方法；
S3、对从余热回收装置内出来的钢渣进行二次处理，去除钢渣内游离的氧化镁和氧化钙。
通过采用上述技术方案，吨渣蒸汽回收量：296kg，依据GB21256-2013折算，相当于吨渣减少28.95kg标煤；既回收了能源，又降低了污染过的乏蒸汽排放，保护了环境，更是降低了企业的碳排放；同时采用物物直接换热，减少了热量损耗，实现了提高钢渣显热回收利用率的效果。
可选的，所述S1中对新出炉的热态钢渣进行少量打水，然后经过碾压机进行碾压，最终将液态的钢渣凝固成固态钢渣。
通过采用上述技术方案，新出炉的钢渣内含有固态钢渣和液态钢渣，液态钢渣和固态钢渣均采用碾压破碎处理，对液态钢渣进行少量打水，使液态钢渣固结成固态钢渣。
可选的，所述对热态钢渣少量打水和碾压的过程中均处于密闭空间内，同时密闭空间处设置有除尘设备。
通过采用上述技术方案，钢渣在打水和碾压过程中会产生粉尘或黑色烟雾，在密闭空间内便于对粉尘或黑色烟雾进行处理，同时利用除尘设备将粉尘或黑色烟雾进行吸收处理后达标排放，从而解决了钢渣处理中的环保问题。
可选的，所述S2中钢渣进入余热回收装置前经过筛选机，筛选机将大块的钢渣筛出，小块的钢渣运送至余热回收装置内。
通过采用上述技术方案，筛选出的大块钢渣会检验内部铁的含量，将铁含量高的大块钢渣会回炉，实现了减少资源的浪费。
可选的，所述S1中钢渣都凝固成固态后运送至给料机，由给料机连续、均匀地输送至余热回收装置内。
通过采用上述技术方案，给料机能够缓存运送来的钢渣，从而将钢渣连续、均匀地送入余热回收装置内，进而使产生的蒸汽既连续又稳定，实现了提高蒸汽质量的效果。
可选的，所述S3中余热回收装置出来的钢渣收集至渣罐内，再将渣罐吊装至闷渣坑内，然后密封闷渣坑进行闷渣，在闷渣过程中向钢渣打水。
通过采用上述技术方案，钢渣在运送时选择直接吊装进闷渣坑，无需倾翻和搅拌，从而减少粉尘的产生，由此减少了对环境的污染，打水能够进一步降低钢渣的温度，提高钢渣的稳定性。
可选的，所述S2中向余热回收装置内充氮气，，余热回收装置内的压力稳定在0-50Pa正压。
通过采用上述技术方案，氮气减少高温钢渣与氧气的氧化反应，降低钢渣的氧化率，由此保证钢渣内铁的含量，实现了提高钢渣铁的回收率。
第二方面，本申请提供一种余热回收装置，采用如下技术方案：
一种余热回收装置，包括膜式水冷壁，膜式水冷壁围成封闭形状，且膜式水冷壁沿倾斜方向设置，膜式水冷壁与地面之间沿水平方向设置有底座，底座的两端分别固设有第一支座和第二支座，膜式水冷壁的两端分别与第一支座和第二支座之间转动连接，膜式水冷壁的周向侧壁固设有从动齿轮，膜式水冷壁的一侧设置有与从动齿轮啮合的主动齿轮，主动齿轮的一侧安装有带动主动齿轮转动的驱动电机，膜式水冷壁的一侧设置有用于回收蒸汽的汽包，汽包和膜式水冷壁之间连接有上升管和下降管，汽包的一侧设置有为汽包提供软化水的水箱。
通过采用上述技术方案，驱动电机通过主动齿轮和从动齿轮使膜式水冷壁转动，膜式水冷壁转动使内部的钢渣沿自身倾斜方向滑动；钢渣在滑动过程中，钢渣直接与膜式水冷壁换热，部分水在膜式水冷壁内汽化，同时膜式水冷壁吸收高温钢渣显热，膜式水冷壁将热量传送至汽包内，从而将汽包内的软化水汽化，同时生成的蒸汽品质较高，能够满足使用标准，从而对蒸汽高效利用。通过以上结构，实现了提高钢渣显热回收利用率的效果。
可选的，所述膜式水冷壁包括多个水冷管，膜式水冷壁内设置有翅片组，翅片组与膜式水冷壁为相同的封闭形状，翅片组包括多个防磨翅片，防磨翅片与水冷管固定连接。
通过采用上述技术方案，通过翅片组增大钢渣与水冷管的换热面积，从而提高传热系数，同时还能减少钢渣在运动中对膜式水冷壁的磨损。
可选的，所述膜式水冷壁的倾斜角度设置为2.5°～12.5°，膜式水冷壁的转速设置为0.5-1r/min；所述膜式水冷壁的周向侧壁套设有加强圈，加强圈与膜式水冷壁固定连接，加强圈设置有多个，膜式水冷壁(1)上套设有保温层，保温层与膜式水冷壁固定连接。
通过采用上述技术方案，膜式水冷壁倾斜角度在2.5°～12.5°之间时，既利于钢渣顺利流出，同时又能保证钢渣的填充率。加设保温层减少钢渣与外界的换热，从而进一步提高钢渣显热回收利用效率的效果。加设加强圈从而将膜式水冷壁箍紧，由此提高膜式水冷壁的强度。
附图说明
图1是本申请实施例一种钢渣环保治理余热回收工艺的流程图；
图2是本申请实施例一种余热回收装置的结构示意图；
图3是本申请实施例为体现膜式水冷壁内结构的局部剖视图。
附图标记说明：1、膜式水冷壁；11、保温层；12、从动齿轮；13、进料斗；14、出料斗；2、加强圈；3、底座；31、第一支座；32、第二支座；33、第一支板；34、第二支板；35、安装座；4、驱动电机；41、主动齿轮；5、汽包；51、上升管；52、下降管；521、强制循环泵；6、水箱；61、给水管；611、给水泵；7、翅片组；71、防磨翅片。
具体实施方式
以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种钢渣环保治理余热回收工艺。
参考图1，包括以下步骤：
S1、在密闭空间内对新出炉的热态钢渣进行少量打水，然后在密闭空间内利用碾压机对钢渣进行碾压，同时在密闭空间内设置有除尘设备，最终将钢渣都凝固成固态；
S2、钢渣都凝固成固态后，先经过筛选机将直径大于150mm的钢渣筛出，然后将直径小于等于150mm的钢渣运输至给料仓内，给料仓将钢渣连续、均匀地输送至余热回收装置内，在余热回收装置内采用物物直接接触的换热方式，钢渣进入余热回收装置的过程中，持续向余热回收装置内充氮气，氮气由钢渣进入余热回收装置的入口通入，氮气的出口接至除尘管道，同时在钢渣的出口设置有压力检测装置，保证余热回收器内的压力稳定在0-50Pa正压；
S3、余热回收装置出来的钢渣收集至渣罐内，再将渣罐吊装至闷渣坑内，然后密封闷渣坑进行闷渣，在闷渣过程中向钢渣打水，对从余热回收装置内出来的钢渣进行二次处理，去除钢渣内游离的氧化镁和氧化钙同时提高钢渣的稳定性。
本申请实施例还公开一种余热回收装置。
参考图2和图3，一种余热回收装置包括底座3，底座3沿水平方向设置，底座3的两端沿竖直方向设置有第一支座31和第二支座32，第一支座31和第二支座32之间设置有膜式水冷壁1，膜式水冷壁1围成圆筒状，膜式水冷壁1的两端分别贯穿第一支座31和第二支座32，且膜式水冷壁1的两端分别与第一支座31和第二支座32之间转动连接，膜式水冷壁1沿倾斜方向设置，且膜式水冷壁1的倾斜角度设置为2.5°～12.5°，膜式水冷壁1的转速设置为0.5-1r/min，膜式水冷壁1的一侧设置有汽包5和水箱6。
钢渣在膜式水冷壁1内进行直接换热，膜式水冷壁1内产生大量热量；水箱6向汽包5内输送软化水，同时膜式水冷壁1内的热量传送至汽包5内，从而将软化水汽化产生蒸汽。
参考图2和图3，膜式水冷壁1的两端分别设置有进料斗13和出料斗14，进料斗13设置在膜式水冷壁1的顶端，出料斗14设置在膜式水冷壁1的底端，进料斗13和出料斗14均与膜式水冷壁1之间转动连接，进料斗13与底座3之间沿竖直方向固设有第一支板33，出料斗14与底座3之间沿竖直方向固设有第二支板34。
参考图2，膜式水冷壁1上套设有保温层11，本申请实施例中，保温层11选用硅酸铝材料，且膜式水冷壁1与保温层11二者固定连接；保温层11的周向侧壁固设有加强圈2，加强圈2设置有多个，多个加强圈2沿膜式水冷壁1的长度方向均匀间隔设置。
参考图2，第一支座31与第二支座32之间设置有从动齿轮12，从动齿轮12套设在保温层11的周向侧壁上且二者之间固定连接，膜式水冷壁1与底座3之间设置有安装座35，安装座35与底座3固定连接，安装座35背离底座3的一侧安装有驱动电机4，驱动电机4的输出轴固定连接有主动齿轮41，主动齿轮41与从动齿轮12啮合连接。
驱动电机4启动，驱动电机4带动主动齿轮41转动，主动齿轮41带动从动齿轮12转动，从动齿轮12转动带动膜式水冷壁1转动；钢渣从进料斗13处进入膜式水冷壁1内，在膜式水冷壁1内换热完成的钢渣从出料斗14流出。
参考图3，膜式水冷壁1内设置有翅片组7，翅片组7设置有多个，多个翅片组7沿膜式水冷壁1的长度方向设置，翅片组7包括多个防磨翅片71，多个防磨翅片7围成圆形，防磨翅片71与膜式水冷壁1之间存在夹角，且防磨翅片71的一侧与膜式水冷壁1固定连接。
钢渣进入膜式水冷壁1内后与翅片组7直接接触，膜式水冷壁1转动带动防磨翅片71转动，从而带动钢渣运动，同时钢渣沿膜式水冷壁1倾斜方向滑动，钢渣在滑动过程中与翅片组7充分接触换热。
参考图2，汽包5与膜式水冷壁1之间设置有上升管51和下降管52，上升管51和下降管52均将汽包5和膜式水冷壁1连通。上升管51的一端与汽包5固定连接，上升管51的另一端贯穿出料斗14，上升管51贯穿出料斗14的端部通过旋转接头安装在膜式水冷壁1上；下降管52的一端与汽包5固定连接，下降管52的另一端贯穿出料斗14，下降管52贯穿出料斗14的端部通过旋转接头安装在膜式水冷壁1上，且下降管52上安装有强制循环泵521。
参考图2，水箱6内盛有软化水，水箱6与软化水站相连，水箱6与汽包5之间固定连接有给水管61，给水管61上安装有给水泵611。
软化水站将软化水通过给水管61供给汽包5，同时上升管51将热量供给汽包5，从而将软化水汽化成蒸汽，汽包5内的水通过下降管52回流至膜式水冷壁1内。
本申请实施例一种余热回收装置的实施原理为：钢渣进入膜式水冷壁1后，膜式水冷壁1转动通过翅片组7带动钢渣转动，同时钢渣沿膜式水冷壁1倾斜角度滑动；钢渣在运动过程中与翅片组7充分接触换热，翅片组7将热量传递给膜式水冷壁1，然后膜式水冷壁1将热量输送至汽包5内，同时软化水进入汽包5内，从而软化水汽化成蒸汽。通过以上结构，实现了提高钢渣显热回收利用率的效果。
本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种钢渣环保治理余热回收工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1、对新出炉的钢渣进行处理，将液态钢渣处理成固态钢渣；
S2、将处理后的钢渣运输至余热回收装置内，在余热回收装置内采用物物直接接触的换热方法；
S3、对从余热回收装置内出来的钢渣进行二次处理，去除钢渣内游离的氧化镁和氧化钙。
2.根据权利要求1所述的一种钢渣环保治理余热回收工艺，其特征在于：所述S1中对新出炉的热态钢渣进行少量打水，然后经过碾压机进行碾压，最终将液态的钢渣凝固成固态钢渣。
3.根据权利要求2所述的一种钢渣环保治理余热回收工艺，其特征在于：所述对热态钢渣少量打水和碾压的过程中均处于密闭空间内，同时密闭空间处设置有除尘设备。
4.根据权利要求1所述的一种钢渣环保治理余热回收工艺，其特征在于：所述S2中钢渣进入余热回收装置前经过筛选机，筛选机将大块的钢渣筛出，小块的钢渣运送至余热回收装置内。
5.根据权利要求1所述的一种钢渣环保治理余热回收工艺，其特征在于：所述S1中钢渣都凝固成固态后运送至给料机，由给料机连续、均匀地输送至余热回收装置内。
6.根据权利要求1所述的一种钢渣环保治理余热回收工艺，其特征在于：所述S3中余热回收装置出来的钢渣收集至渣罐内，再将渣罐吊装至闷渣坑内，然后密封闷渣坑进行闷渣，在闷渣过程中向钢渣打水。
7.根据权利要求1所述的一种钢渣环保治理余热回收工艺，其特征在于：所述S2中向余热回收装置内充氮气，余热回收装置内的压力稳定在0-50Pa正压。
8.一种余热回收装置，适用于钢渣环保治理余热回收工艺，其特征在于：包括膜式水冷壁(1)，膜式水冷壁(1)围成封闭形状，且膜式水冷壁(1)沿倾斜方向设置，膜式水冷壁(1)与地面之间沿水平方向设置有底座(3)，底座(3)的两端分别固设有第一支座(31)和第二支座(32)，膜式水冷壁(1)的两端分别与第一支座(31)和第二支座(32)之间转动连接，膜式水冷壁(1)的周向侧壁固设有从动齿轮(12)，膜式水冷壁(1)的一侧设置有与从动齿轮(12)啮合的主动齿轮(41)，主动齿轮(41)的一侧安装有带动主动齿轮(41)转动的驱动电机(4)，膜式水冷壁(1)的一侧设置有用于回收蒸汽的汽包(5)，汽包(5)和膜式水冷壁(1)之间连接有上升管(51)和下降管(52)，汽包(5)的一侧设置有为汽包(5)提供软化水的水箱(6)。
9.根据权利要8所述的一种余热回收装置，其特征在于：所述膜式水冷壁(1)内设置有翅片组(7)，翅片组(7)与膜式水冷壁(1)为相同的封闭形状，翅片组(7)包括多个防磨翅片(71)，防磨翅片(71)与膜式水冷壁(1)固定连接。
10.根据权利要求8所述的一种余热回收装置，其特征在于：所述膜式水冷壁(1)的倾斜角度设置为2.5°～12.5°，膜式水冷壁(1)的转速设置为0.5-1r/min；所述膜式水冷壁(1)的周向侧壁套设有加强圈(2)，加强圈(2)与膜式水冷壁(1)固定连接，加强圈(2)设置有多个，膜式水冷壁(1)上套设有保温层(11)，保温层(11)与膜式水冷壁(1)固定连接。
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| CN202310980329.8A CN116949232A (zh) | 2023-08-05 | 2023-08-05 | 一种钢渣环保治理余热回收工艺及余热回收装置 |
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2023
- 2023-08-05 CN CN202310980329.8A patent/CN116949232A/zh active Pending
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