CN117647113A - 一种用于棕刚玉接包的余热回收装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于棕刚玉接包的余热回收装置及方法，本余热回收装置包括隔热屏障和盖板，二者合围形成放置接包的封闭空腔，并且在盖板的内壁设置有流速可调的热交换部件，实现了热交换速率的有效控制；余热回收时，将接包放置在隔热屏障中，将棕刚玉熔融液倾倒入接包内，将固定有流速可调的热交换部件的盖板放置在隔热屏障上，使接包完全处于封闭空腔中，对热交换部件的流速进行调节，换热初期，控制换热介质以较低流速引入，流速逐步增加，一段时间后维持稳定工作流速通入换热介质，对余热回收装置内储存的余热进行有效回收；本装置能够在确保棕刚玉结晶性能保障的前提下，最大限度地回收冷却过程中散发的热量，从而实现能源的高效利用。

Description

一种用于棕刚玉接包的余热回收装置及方法

技术领域

本发明属于工业余热再利用领域，尤其涉及一种用于棕刚玉接包的余热回收装置及方法。

背景技术

棕刚玉，俗名又称金刚砂，是用铝矾土、碳素材料以及铁屑三种原料在三相电弧炉中经过2000摄氏度以上高温熔化还原而制成的人造刚玉。棕刚玉拥有强度高、优良的导热性能以及良好的抗氧化性能等特点，其主要应用在功能陶瓷、高级耐火材料、磨料以及冶金原料四大领域，棕刚玉作为工业生产中最基本的磨料，因其磨削性能好，适用范围广，价格便宜，被各产业广泛使用。

棕刚玉冶炼常用的电炉为固定炉和倾倒炉，二者使用比例约为4：3。相比于固定炉生产，倾倒炉加热熔炼完成后，将熔融棕刚玉倒入专用的接包后，可以继续加入原料进行熔炼，从而可以实现连续生产。倾倒炉接包接料后被拉至冷却区域进行自然风冷，由于出炉的棕刚玉熔融液温度可达2000摄氏度以上，自然冷却至固态会花费大量的时间(约为30小时)，且自然冷却会导致大量可用热量散失，一方面会使工厂工作环境恶化，尤其是在夏季，大量的辐射热会对工作人员的身体健康造成不利影响。另一方面，大量废热的排放不符合节能减排、低碳生产的理念。

现有棕刚玉行业的余热回收装置多致力于在倾倒炉接包本身进行设计改造，包括在接包内设置水冷层、在顶部设置风冷装置等。棕刚玉熔液需要确保4个小时左右的自然结晶时间，采用现有余热回收装置，在热回收过程中，会导致棕刚玉熔液冷却过快，造成棕刚玉结晶过快，内部杂质成分不易分离，此外，还会导致材料结晶体过小，性能无法满足实际需求。若考虑结晶性能，在四个小时之后再进行余热回收，会使前期冷却过程的大量热量散失，造成能源的浪费。除此之外，根据调研发现，现有余热回收装置回收产物品级较低，产物实际可利用量小，如现有内置水冷层接包在余热回收过程中其循环水出口温度约353K左右，仅可用于生活热水的使用，产物热利用率低。

发明内容

为了克服上述技术缺陷，本发明提供了一种用于棕刚玉接包的余热回收装置及方法，能够解决现有棕刚玉余热回收装置，在确保棕刚玉良好性能的前提下，很难对接包进行高效余热收回的技术问题。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术内容：

一种用于棕刚玉接包的余热回收装置，包括隔热屏障；

所述隔热屏障包括由外而内设置的钢外壳、辐射层和保温层；

所述隔热屏障的顶部设置有盖板，所述隔热屏障与所述盖板组成封闭空腔，余热回收时，接包放置于所述封闭空腔中；

所述盖板包括由上至下设置的第一不锈钢层、中间层和第二不锈钢层；

所述盖板的内壁设置有流速可调的热交换部件。

进一步地，所述隔热屏障的底部连接有摆渡车，所述摆渡车设置于地轨上。

进一步地，所述摆渡车上分别设置有用于放置隔热屏障以及接包的凹槽；

两个凹槽之间的凸出部分设置有绝热层，所述绝热层采用硅酸铝纤维毯。

进一步地，所述流速可调的热交换部件采用冷却管道。

进一步地，所述冷却管道采用蛇形结构，通过支撑环固定于所述盖板的内壁。

进一步地，所述接包的顶部覆盖有接包盖。

进一步地，所述接包盖包括相连的不锈钢外壳和耐火材料层；所述不锈钢外壳上设置有接包盖吊耳。

进一步地，所述隔热屏障采用六边形立方体结构。

进一步地，所述钢外壳与所述第一不锈钢层均采用Q345不锈钢；所述辐射层和所述第二不锈钢层均采用316L不锈钢；所述保温层和所述中间层均采用硅酸铝纤维毯。

一种基于上述用于棕刚玉接包的余热回收装置的余热回收方法，包括：

将接包放置在隔热屏障中；

将棕刚玉熔融液倾倒入接包内；

将固定有流速可调的热交换部件的盖板放置在隔热屏障上，使得接包完全处于封闭空腔中；

对热交换部件的流速进行调节，对余热回收装置内储存的余热进行回收。

相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

本发明提供了一种用于棕刚玉接包的余热回收装置，本余热回收装置包括隔热屏障和盖板，二者合围形成放置接包的封闭空腔，并且在盖板的内壁设置有流速可调的热交换部件，实现了热交换速率的有效控制；余热回收时，将接包放置在隔热屏障中，将棕刚玉熔融液倾倒入接包内，将固定有流速可调的热交换部件的盖板放置在隔热屏障上，使接包完全处于封闭空腔中，对热交换部件的流速进行调节，换热初期，控制换热介质以较低流速引入，流速逐步增加，一段时间后维持稳定工作流速通入换热介质，对余热回收装置内储存的余热进行有效回收；本装置能够在确保棕刚玉结晶性能保障的前提下，最大限度地回收冷却过程中散发的热量，从而实现能源的高效利用；本装置结构简单，便于实施与运维，具有良好的推广应用价值。

优选地，本发明中，通过布置合适的地轨供摆渡车移动，从而可以便捷地将棕刚玉接包移动至适宜冷却的地方，摆渡车与地轨的配合，提高了装置的便捷性。

进一步优选地，本发明中，摆渡车设置了放置隔热屏障的凹槽以及放置接包的凹槽，这样设计，便于装配时的定位；另外，在凹槽之间的凸出部分设置了绝热层，有效防止了余热从接包底部的流失，保证了余热回收利用率。

优选地，本发明中，流速可调的热交换部件采用冷却管道，并且冷却管道采用蛇形结构，这样可以在有限空间内增加冷却水的流通时间以及换热面积，从而确保冷却水充分换热，兼顾了管道布置的难易程度、经济性以及热回收效果。

优选地，本发明中，采用在接包的顶部覆盖接包盖，接包盖的存在，一方面可以减少顶部熔液与空气的换热，造成大量热量的散失；另一方面，相比于在接包内或顶部设置循环水冷却，可以避免在运载和换热过程中，高温熔融棕刚玉溢出或泄露，与水接触爆炸造成不可评估的危害，提升了运输以及换热过程中的安全性。

进一步优选地，本发明中，接包盖采用不锈钢外壳和耐火材料层的双层结构，与现有技术以及自然冷却情况对比，其可以在不影响棕刚玉结晶性能的前提下，最大化保证了余热回收装置的热回收效果。

优选地，本发明中，隔热屏障采用六边形立方体结构，在同等垂直间距下，其在材料用量以及封闭腔体积上均优于常规使用的方形立方体、三角形立方体，采用六边形立方体使得换热效果得到有效保证，且便于实际生产和布置应用，能够在优化成本和生产的同时，使得封腔内换热效果最大化。

优选地，本发明中，隔热屏障和盖板均采用含有保温层的三层结构以减少与外界的热交换，从而最大化降低热损失；整体所形成的紧凑型的封闭腔结构也充分利用了辐射换热，紧凑型的封闭腔结构强化了面与面之间的辐射换热，提高了换热产物温度；由于外壁面面积减小，与外界的热交换损失也相对较低。

本发明还提供了一种用于棕刚玉接包的余热回收方法，基于上述余热回收装置，本方法通过将接包放置在由隔热屏障和盖板围成的封闭空腔中，并通过对热交换部件的流速进行调节，实现了先慢后快的热交换速率的控制，保证了棕刚玉产品良好性能的前提下，最大限度地回收冷却过程中散发的热量，实现了能源的高效利用。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种用于棕刚玉接包的余热回收装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的处于余热回收工作状态的余热回收装置结构示意图；

图3为本发明实施例提供的余热回收装置的摆渡车结构示意图；

图4为本发明实施例提供的余热回收装置的隔热屏障结构示意图；

图5为本发明实施例提供的余热回收装置的盖板以及冷却管道结构示意图；

图6为本发明实施例提供的余热回收装置的接包盖结构示意图；

图7为本发明实施例提供的不同接包盖材料下熔液凝固速率示意图；

图8为本发明实施例提供的不同接包盖材料下顶部盖板温度示意图；

图9为本发明实施例提供的棕刚玉熔液在自然冷却情况下熔液凝固速率和接包外壁面温度示意图；

图10为本发明实施例提供中的不同封腔结构下装置内的换热效果示意图；

图11为本发明实施例提供中的循环水为1m/s下出口温度示意图；

图12为本发明实施例提供中的装置内不同高度下的温度分布情况示意图；

图13为本发明实施例提供中的循环水为1m/s下熔液凝固速率与自然冷却情况下差值的示意图；

图14为本发明实施例提供的循环水为0.5m/s下出口温度示意图。

附图标记：

1、摆渡车；101、绝热层；102、摆渡车身；103、滚轮；2、地轨；3、接包；4、接包盖；401、接包盖吊耳；402、不锈钢外壳；403、耐火材料层；5、隔热屏障；501、钢外壳；502、辐射层；503、保温层；6、冷却管道；601、冷却水入口管道；602、冷却水出口管道；7、盖板；701、盖板吊耳；702、第一不锈钢层；703、中间层；704、第二不锈钢层；705、支撑环。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题，技术方案及有益效果更加清楚明白，以下具体实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

本发明提供了一种用于棕刚玉接包的余热回收装置，包括运载棕刚玉接包3的摆渡车1和盖板7，摆渡车1上留有安装隔热屏障5以及放置倾倒炉接包的凹槽，凹槽之间凸出部分设置有绝热层101；盖板7在内壁面处设置有多个支撑环705用来固定蛇形的冷却管道6。

其中，摆渡车1上绝热层101的材料为厚度20mm的硅酸铝纤维毯，摆渡车下对称安装有四个滚轮103，便于余热回收装置整体在地轨2上进行运动。

摆渡车1上承载倾倒炉的接包3，依据所需承载的接包3规格设计相应的接包盖4，接包盖4分为双层结构，自内向外分别是厚度为100mm碳化硅材质的耐火材料层403和厚度为20mm的316L不锈钢材质的不锈钢外壳402，不锈钢外壳402上对外焊接有两个对称的接包盖吊耳401。

隔热屏障5由六个大小相等的独立板块组成，其整体为等边六边形，独立板块之间通过焊接连接，独立板块为三层结构，分别为厚度为10mm的316L不锈钢材质的辐射层502、厚度为60mm的硅酸铝纤维毯材质的保温层503和厚度为16mm的Q345不锈钢材质的钢外壳501。

盖板7自内向外的材料分别为厚度为20mm的316L不锈钢材质的不锈钢层702、厚度为30mm的硅酸铝纤维毯材质的中间层703和厚度为10mm的Q345不锈钢层704，盖板7内壁面处焊接有一定数量的支撑环705，支撑环705的材料为316L不锈钢，支撑环用来固定蛇形的冷却管道6，冷却管道6的材料为紫铜，其两端分别冷却水入口管道601和冷却水出口管道602。

下面结合附图和实施例对本发明进行进一步解释说明：

如图1所示，本实施例提供了一种用于棕刚玉接包的余热回收装置，包括摆渡车1、隔热屏障5、接包3、接包盖4、盖板7和冷却管道6；

如图2所示，余热回收装置处于余热回收工作状态，隔热屏障5与盖板7以及底部的摆渡车1围成封闭空腔，接包3位于其中，上面覆盖了接包盖4；盖板7的内壁上设置了冷却管道6进行换热从而完成余热回收。

如图3所示，本实施例中，摆渡车1包括摆渡车身102以及其底部设置的多个滚轮103，用于在地轨2上移动；摆渡车身的顶面开设有凹槽，以供放置隔热屏障5和接包3，凹槽之间凸出部分设置绝热层101，用于底部热量的保温。

如图4所示，隔热屏障5整体为等边六边形，独立板块之间通过焊接连接，独立板块为三层结构，分别为厚度为10mm的316L不锈钢材质的辐射层502、厚度为60mm的硅酸铝纤维毯材质的保温层503和厚度为16mm的Q345不锈钢材质的钢外壳501，保证了隔热屏障5的隔热效果。隔热屏障采用六边形立方体结构，在同等垂直间距下，其在材料用量以及封闭腔体积上均优于常规使用的方形立方体、三角形立方体，采用六边形立方体使得换热效果得到有效保证，且便于实际生产和布置应用，能够在优化成本和生产的同时，使得封腔内换热效果最大化。

如图5所示，盖板7自内向外的材料分别为厚度为20mm的316L不锈钢材质的不锈钢层702、厚度为30mm的硅酸铝纤维毯材质的中间层703和厚度为10mm的Q345不锈钢层704，盖板7内壁面处焊接有一定数量的支撑环705，支撑环705的材料为316L不锈钢，为了便于起吊，在不锈钢层702上焊接有盖板吊耳701；支撑环705用来固定蛇形的冷却管道6，冷却管道6的材料为紫铜，其两端分别冷却水入口管道601和冷却水出口管道602。蛇形管道的设计，可以在有限空间内增加冷却水的流通时间以及换热面积，从而确保冷却水充分换热，兼顾了管道布置的难易程度、经济性以及热回收效果。

如图6所示，接包盖4分为双层结构，自内向外分别是厚度为100mm碳化硅材质的耐火材料层403和厚度为20mm的316L不锈钢材质的不锈钢外壳402，不锈钢外壳402上对外焊接有两个对称的接包盖吊耳401，便于接包盖4的起吊。接包盖的存在，一方面可以减少顶部熔液与空气的换热，造成大量热量的散失；另一方面，相比于在接包内或顶部设置循环水冷却，可以避免在运载和换热过程中，高温熔融棕刚玉溢出或泄露，与水接触爆炸造成不可评估的危害，提升了运输以及换热过程中的安全性。

本实施例提供了一种用于棕刚玉接包的余热回收装置，具体工作方法如下：

以用于可容纳6m³棕刚玉熔液的接包的余热回收装置，供暖及生活用水为目的的使用为例，首先，根据不同厂房的实际情况在地面上安装好地轨2，以便运载倾倒炉接包3的摆渡车1移动；然后在倾倒炉熔炼完成前将承载空包的摆渡车1移动至倾倒炉前，通过接包盖吊耳401吊起接包盖4，等待棕刚玉熔融液的倾倒；倾倒炉内棕刚玉熔炼完成后将熔融液倾倒至接包3内，倾倒完成后，再次通过接包盖吊耳401将接包盖4放置在接包3上，再通过起吊装置将固定有蛇形冷却管道6的顶部盖板7放置在隔热屏障5上，完成余热回收装置整体的封闭。然后移动摆渡车1至冷却区域，将冷却水入口管道601与水泵连接，水泵与冷水箱连接，冷却水出口管道602与储水箱连接，全部连接完成后，先以低流速引入冷却水，约8分钟流速从0逐步提升到1m/s，然后以1m/s的流速稳步工作，从而对装置内储存的余热进行回收，回收后的高温水流入储水箱以供生活用水和供暖使用。

在换热过程结束后，断开水管的连接，通过起吊装置依次吊起顶部盖板7、接包盖4以及接包3后，置入新的接包，然后移动至倾倒炉前，等待下一包熔融液的倾倒，以此循环，充分利用本余热回收装置。本余热回收装置也可以通过调控流速或者提高循环水入口温度来获得高温蒸汽用于制冷或发电等用途。

下面结合实验数据对采用本实施例的效果进行进一步解释说明：

本实施例提供了一种用于棕刚玉接包的余热回收装置，具有如下有益效果：

1、本实施例中，可以通过布置合适的地面轨道供摆渡车移动，从而可以便捷地将棕刚玉接包移动至适宜冷却的地方。

2、本实施例中，熔炼完成的熔融棕刚玉倒入接包后，通过起吊装置实现接包的封闭，接包盖的存在，一方面可以减少顶部熔液与空气的换热，造成大量热量的散失；另一方面，相比于在接包内或顶部设置循环水冷却，可以避免在运载和换热过程中，高温熔融棕刚玉溢出或泄露，与水接触爆炸造成不可评估的危害，提升了运输以及换热过程的安全性。

3、本实施例中，不同接包盖材料的选取，可以控制装置内熔融棕刚玉热量释放以及凝固速率的快慢，采用数值模拟的方式对比其具体效果，具体如图7和图8所示，相比于自然冷却过程，接包盖的存在可以减缓熔液凝固速率，从而适当缓解冷却水的引入对熔液凝固速率的影响。当接包盖中含有莫来石保温层时，可以最大化的减缓熔液凝固速率，但也在一定程度上抑制了熔液热量的散失，从而会导致余热回收产物品级较差；单层316L不锈钢的接包盖会出现峰值温度较高导致材料熔化的情况。综合对比，选取双层结构接包盖，与现有技术以及自然冷却情况对比，其可以在不影响棕刚玉结晶性能的前提下，最大化余热回收装置的热回收效果。

4、本实施例中，接包盖闭合后，通过起吊装置将固定有蛇形的冷却管道的盖板安装在余热回收装置顶部，从而实现余热回收装置内腔的封闭。如图9所示，自然冷却过程中接包外壁面温度最高可达750K，其与空气进行大量辐射及对流换热，造成大量热量的损失，本实施例中由于盖板和隔热屏障中间均设置有硅酸铝纤维毡保温层，相比于在接包内部或顶部设置换热途径的方式，其可以减少在运输和换热过程中壁面温度与外部空气换热造成的热损失，从而最大化对熔融棕刚玉所释放的热量进行回收。

5、本实施例中，采取六边形立方体结构形式的隔热屏障，在同等垂直间距下，其在材料用量以及封闭腔体积上均优于常规使用的方形立方体、三角形立方体，与圆柱体结构相似。如图10所示，相比之下，六边形立方体以及圆柱体结构的换热效果最佳。与圆柱体相比，六边形立方体结构在实际生产和布置冷却水管方面较为简单，故综合考虑选用六边形立方体结构，相比于其他常规结构，可以在优化成本和生产的同时，最大化封腔内换热效果。

6、本实施例中，整体采取含有保温层的隔热屏障以及盖板来减少与外界的热交换，从而最大化的降低热损失，整体所形成的紧凑型的封闭腔结构也充分利用了辐射换热。现有技术在对电熔镁进行余热回收时设计了可以容纳三个电熔镁坨的余热回收室，循环水以1m/s流速流通，在含有三个内热源温度为2800K情况下其余热回收产物温度约为353K左右。相比之下，本实施例中所采用的紧凑型封闭腔结构，强化了面与面之间的辐射换热，提高了换热产物温度；由于外壁面面积减小，与外界的热交换损失也相对较低。如图11所示，采取同样的循环水流速，本实施例中，换热产物峰值温度可以达到396K左右，进一步提升了换热产物的温度和品级。

7、本实施例中，经过数值计算发现，与已有余热回收方式情况一致，换热初期由于装置内整体处于升温状态，释放热量多被装置内结构吸收，回收产生的热水温度较低，无法直接利用。循环水以1m/s流速进行流通时，在约30分钟左右后出口水温方才达到353K以上，如若在30分钟之后才进行循环水的引入会导致内部结构温度过高，存在很大的安全隐患。在结构耐热温度允许情况下，在30分钟之前循环水以低流速引入，流速缓步提高至1m/s，经过数值计算，在约8分钟左右时，温度即可达353K，上述方式进一步提高了热利用效率。

8、本实施例中，冷却管道的布置采用蛇形管，这样可以在有限空间内增加冷却水的流通时间以及换热面积，从而确保冷却水充分换热。依据数值计算，如图12所示，方腔内自下而上热量逐步上升，综合考虑管道布置的难易程度、经济性以及热回收效果，在盖板处布置蛇形冷却管道。

9、本实施例中，由于封闭腔以及接包盖的存在，会对棕刚玉熔液整体的结晶速率有一定程度的抑制效果，而冷却水的引入在一定程度上会加快结晶速率，经过模拟计算，如图13所示，由于接包盖的存在，二者结合后，相比于自然冷却，其整体凝固速率几乎一致，凝固速率快慢差异在0.5％范围内，故可以在余热回收的同时保障棕刚玉产物的性能。

10、本实施例中，如图14所示，以一包6m³熔融棕刚玉冷却过程为例，可以通过降低循环水流速的方式，如以0.5m/s流速引入循环水，可以获得近15个小时400K以上的高温水蒸气经过理论计算，余热回收效率可达58.9％，而现有技术针对电熔镁砂余热回收设计的余热回收室回收效率仅为30％左右。综合图11和图14，不同循环水流速可以获取不同温度的余热产物，依据使用季节和场景不同，可以用于生活热水、供暖、制冷以及发电等。

11、本实施例中，在换热过程中后期熔融棕刚玉温度较低时，可以采取循环换热或者多接包串联的方式，进行循环换热或者串联换热，从而尽可能的回收有用的余热。经过计算，当棕刚玉凝固至外壁面温度小于900K左右时，整体换热效果较差，此时便可以通过起吊装置依次将顶部盖板、接包盖以及接包取出，倾倒出棕刚玉固体块，进行后续的破碎和筛分工艺。

12、本实施例中，取出降温后的接包后可以将新的接包吊入余热回收装置中，运载至三相电弧炉处进行新熔液的接取，并重复上述余热回收流程。相比于现有余热回收装置，本实施例由于不改变接包盖结构，相比于现有余热回收装置，其整体操作简单，短时间内重复利用简便。

13、本实施例中，余热回收装置在回收余热的同时也整体加快了棕刚玉熔液的凝固速率，以循环水流速为1m/s为例，相比于自然冷却30小时的凝固时间，根据数值计算，在余热回收装置中仅需要约24小时左右。在多包串联的情况下，循环水流速可以进一步提升，在保障换热产物出口温度的同时，进一步减少棕刚玉冷却所需时间。

综上，本发明提供了一种用于棕刚玉接包的余热回收装置及方法，相比现有的余热回收装置，本发明具有如下优势：

本余热回收装置包括隔热屏障和盖板，二者合围形成放置接包的封闭空腔，并且在盖板的内壁设置有流速可调的热交换部件，实现了热交换速率的有效控制；余热回收时，将接包放置在隔热屏障中，将棕刚玉熔融液倾倒入接包内，将固定有流速可调的热交换部件的盖板放置在隔热屏障上，使接包完全处于封闭空腔中，对热交换部件的流速进行调节，换热初期，控制换热介质以较低流速引入，流速逐步增加，一段时间后维持稳定工作流速通入换热介质，对余热回收装置内储存的余热进行有效回收；本装置能够在确保棕刚玉结晶性能保障的前提下，最大限度地回收冷却过程中散发的热量，从而实现能源的高效利用；本装置结构简单，便于实施与运维，具有良好的推广应用价值。

上述实施例仅仅是能够实现本发明技术方案的实施方式之一，本发明所要求保护的范围并不仅仅受本实施例的限制，还包括在本发明所公开的技术范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员所容易想到的变化、替换及其他实施方式。

Claims (10)

1.一种用于棕刚玉接包的余热回收装置，其特征在于，包括隔热屏障(5)；

所述隔热屏障(5)包括由外而内设置的钢外壳(501)、辐射层(502)和保温层(503)；

所述隔热屏障(5)的顶部设置有盖板(7)，所述隔热屏障(5)与所述盖板(7)组成封闭空腔，余热回收时，接包(3)放置于所述封闭空腔中；

所述盖板(7)包括由上至下设置的第一不锈钢层(702)、中间层(703)和第二不锈钢层(704)；

所述盖板(7)的内壁设置有流速可调的热交换部件。

2.根据权利要求1所述的一种用于棕刚玉接包的余热回收装置，其特征在于，所述隔热屏障(5)的底部连接有摆渡车(1)，所述摆渡车(1)设置于地轨(2)上。

3.根据权利要求2所述的一种用于棕刚玉接包的余热回收装置，其特征在于，所述摆渡车(1)上分别设置有用于放置隔热屏障(5)以及接包(3)的凹槽；

两个凹槽之间的凸出部分设置有绝热层(101)，所述绝热层(101)采用硅酸铝纤维毯。

4.根据权利要求1所述的一种用于棕刚玉接包的余热回收装置，其特征在于，所述流速可调的热交换部件采用冷却管道(6)。

5.根据权利要求4所述的一种用于棕刚玉接包的余热回收装置，其特征在于，所述冷却管道(6)采用蛇形结构，通过支撑环(705)固定于所述盖板(7)的内壁。

6.根据权利要求1所述的一种用于棕刚玉接包的余热回收装置，其特征在于，所述接包(3)的顶部覆盖有接包盖(4)。

7.根据权利要求6所述的一种用于棕刚玉接包的余热回收装置，其特征在于，所述接包盖(4)包括相连的不锈钢外壳(402)和耐火材料层(403)；所述不锈钢外壳(402)上设置有接包盖吊耳(401)。

8.根据权利要求1所述的一种用于棕刚玉接包的余热回收装置，其特征在于，所述隔热屏障(5)采用六边形立方体结构。

9.根据权利要求1所述的一种用于棕刚玉接包的余热回收装置，其特征在于，所述钢外壳(501)与所述第一不锈钢层(702)均采用Q345不锈钢；所述辐射层(502)和所述第二不锈钢层(704)均采用316L不锈钢；所述保温层(503)和所述中间层(703)均采用硅酸铝纤维毯。

10.一种基于权利要求1-9任一项所述用于棕刚玉接包的余热回收装置的余热回收方法，其特征在于，包括：

将接包(3)放置在隔热屏障(5)中；

将棕刚玉熔融液倾倒入接包(3)内；

将固定有流速可调的热交换部件的盖板(7)放置在隔热屏障(5)上，使得接包(3)完全处于封闭空腔中；

对热交换部件的流速进行调节，对余热回收装置内储存的余热进行回收。