CN202201908U - 一种冶金熔渣机械粒化和余热回收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种冶金熔渣机械粒化和余热回收系统，包括渣罐倾翻机、渣罐、流渣槽、水冷机械粒化装置、集汽罩、第一热回收装置、第一清水给水泵、提升脱水装置、下料溜槽、水冷集渣池、冷却水、集水器、给料机、热水回水管、回水泵、循环水池、热水给水泵、回水管、粒化用给水泵、冷却水塔、第二清水给水泵、第二热回收装置、液压倾翻系统、粒化给水管和集汽烟囱。采用了本实用新型的技术方案，不仅实现了蒸汽热量的回收，而且减少了蒸汽排放，减少了粒化用水的消耗，降低了处理熔渣的吨渣耗水量，节约了水源。

Description

一种冶金熔渣机械粒化和余热回收系统

技术领域

本实用新型涉及冶金技术领域，尤其涉及一种冶金熔渣机械粒化和余热回收系统。

背景技术

钢铁是人类用量最大的结构材料和产量最高的功能材料，钢铁产业是我国主要的支柱产业，2010年我国粗钢产量已超过6亿吨，随着钢铁产量的高速增长，资源、能源和环境污染已成为制约我国钢铁产业持续发展的限制条件，在高炉、转炉、电炉冶炼工程中产生大量的高温冶金炉渣，高温冶金炉渣的有效处理和其中所含热量的回收，对于钢铁企业节约能耗、水耗和污染物排放具有重大意义。

以钢渣为例，国内外多数炼钢厂的钢渣处理系统仍采用干渣法、“I.sc”(盘泼水冷法)、热闷法、高压水淬法等传统工艺，大部分钢渣自然冷却，然后以干渣形态运往弃渣场，进行集中处理。弃渣场钢渣堆积如山，渣山需要上千亩土地和几千米铁路专用线，还需要铲车、推土机、吊车、汽车、重锤等重型专用设备和庞大的生产管理人员，投资大、占用大面积良田，同时，产生大量的烟尘和粉尘污染，由于对环境的污染，还承受巨额环保费用。如上所述，钢渣处理问题，长期以来一直是倍受关注的老大难问题。而且每冶炼1吨钢产生80到150kg钢渣，如此我国每年产生钢渣超过6000万吨。冶炼过程中产生的液体钢渣温度在1450℃到1650℃，钢渣热焓约为1670MJ/t，约相当于65kg标煤的发热量，属高品质的余热资源。以年产钢500万吨的钢铁企业为例，每年产生钢渣约60万吨，如能回收其中50％的余热，相当于每年节约标煤3.9万吨。这些余热资源因不能回收，而白白浪费。因此钢渣粒化和余热回收的效益非常可观。

现有钢渣处理方法主要是：(1)热泼工艺、(2)盘泼水冷(ISC法)、(3)钢渣水淬工艺、(4)风淬法。虽然有些钢企提到钢渣粒化处理，但是大多不完善，粒化效率低，而且没有钢渣的余热回收系统，没有真正的节能环保。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种冶金熔渣机械粒化和余热回收系统，不仅实现了蒸汽热量的回收，而且减少了蒸汽排放，减少了粒化用水的消耗，降低了处理熔渣的吨渣耗水量，节约了水源。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种冶金熔渣机械粒化和余热回收系统，包括渣罐倾翻机、渣罐、流渣槽、水冷机械粒化装置、集汽罩、第一热回收装置、第一清水给水泵、提升脱水装置、下料溜槽、水冷集渣池、集水器、给料机、热水回水管、回水泵、循环水池、热水给水泵、回水管、粒化用给水泵、冷却水塔、第二清水给水泵、第二热回收装置、液压倾翻系统、粒化给水管和集汽烟囱，

其中，渣罐位于渣罐倾翻机上方，渣罐倾翻机安装有液压倾翻系统，流渣槽位于渣罐倾翻机一侧，水冷机械粒化装置位于流渣槽槽口，水冷机械粒化装置的下方设置水冷集渣池，集汽罩位于水冷集渣池上方，并且把水冷机械粒化装置罩在里面，集汽罩的上方安装第一热回收装置和集汽烟囱，水冷集渣池的池底和给料机连接，给料机的另一侧安装提升脱水装置，提升脱水装置的上口连接下料溜槽，

水冷集渣池的下方设置集水器，集水器下方连接热水回水管和回水泵，回水泵的出口连接循环水池，循环水池与热水给水泵的进口连接，热水给水泵的出口分为两路，一路连接冷却水塔，一路连接第二热回收装置，冷却水塔的出口和第二热回收装置的出口分别与循环水池连接，循环水池与粒化用给水泵进口连接，粒化用给水泵的出口连接粒化给水管，粒化给水管与水冷机械粒化装置连接，

第一清水给水泵与第一热回收装置连接，第二清水给水泵与第二热回收装置连接。

还包括中间存储仓、给料器、运输皮带、电磁滚筒、布料溜槽、金属仓、成品渣仓，下料溜槽下方依次设置中间存储仓、给料器和运输皮带，运输皮带的头轮采用电磁滚筒，电磁滚筒的下方设置布料溜槽，布料溜槽下方分别连接金属仓和成品渣仓。

水冷集渣池是倒四棱锥形。

集水器设置有滤网。

提升脱水装置采用不锈钢滤网脱水斗，提升脱水装置设置尾部节段、封闭节段、敞开节段、头部传动节段和提升斗。

第一热回收装置和第二热回收装置是热管换热器。

渣罐倾翻机的液压倾翻系统包括倾翻托圈、倾翻液压缸或液压马达、液压泵站、锁紧装置和支柱。

水冷机械粒化装置包括旋转水冷粒化轮、传动结构、喷淋水冷装置和粒化装置罩体，喷淋水冷装置位于旋转水冷粒化轮上方。

采用了本实用新型的技术方案，不仅解决了熔融的冶金炉渣的机械粒化，而且有效可行的回收了熔渣粒化冷却过程中的热量。熔融的冶金炉渣的机械粒化，不但降低的工人的劳动强度，避免了冶金炉渣处理过程中爆炸等事故，而且节约了大量的人力、物力、土地，降低了污染和排放，降低了吨渣的耗电量和耗水量，节约了能源。同时有效可行的余热回收系统，将熔渣的热量充分回收，进一步提升了该系统的节能减排的效果，真正做到了节能、环保、安全、高效，为企业带来不菲的经济效益同时，为社会节能、环保做巨大贡献。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式中冶金熔渣机械粒化和余热回收系统的结构示意图。

图2是本发明具体实施方式中冶金熔渣机械粒化和余热回收流程图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

本实用新型技术方案的主要思想是冶金熔渣经流渣槽，进入带有串流水冷机械粒化装置，熔渣机械粒化的同时用水冷机械粒化装置中的喷淋水冷装置喷淋冷却，然后落入水冷集渣池，在水冷集渣池内充分冷却释放热量，然后经给料机和提升脱水装置把粒化并冷却的粒化渣从水冷集渣池中捞出，提升过程中充分脱水，然后通过下料溜槽进入中间存储仓或者直接落地存储，实现了熔融的冶金炉渣快速粒化、冷却、换热、脱水的过程。粒化渣从中间存储仓经给料器，进入运输皮带，运输皮带的滚筒采用电磁滚筒，对粒化渣进行初步的磁选，然后经布料溜槽粒化渣中的金属物落入金属仓，其它落入成品渣仓。粒化过程中熔渣经喷淋水冷装置和水冷集渣池充分冷却释放热量，95％以上的热量转移到了水中，产生大量蒸汽和循环热水，因此通过集汽罩上方和循环水池处的第一热回收装置和第二热回收装置，与清水换热，制取清洁的高温热水或蒸汽，实现冶金熔渣机械粒化过程中的余热回收。

图1是本实用新型具体实施方式中冶金熔渣机械粒化和余热回收系统的结构示意图。如图1所示，该冶金熔渣机械粒化和余热回收系统包括渣罐倾翻机1、渣罐2、流渣槽3、水冷机械粒化装置4、集汽罩6、第一热回收装置7、第一清水给水泵8、提升脱水装置9、下料溜槽10、中间存储仓11、给料器12、运输皮带13、电磁滚筒14、布料溜槽15、金属仓16、成品渣仓17、水冷集渣池18、集水器20、给料机22、热水回水管23、回水泵24、循环水池25、热水给水泵26、回水管27、粒化用给水泵28、冷却水塔29、第二清水给水泵30、第二热回收装置31、液压倾翻系统32、粒化给水管33和集汽烟囱34。

水冷机械粒化装置进一步包括旋转水冷粒化轮、传动结构、喷淋水冷装置5和粒化装置罩体，喷淋水冷装置位于旋转水冷粒化轮上方。

其中，渣罐位于渣罐倾翻机上方，渣罐倾翻机安装有液压倾翻系统，渣罐倾翻机的液压倾翻系统包括倾翻托圈、倾翻液压缸或液压马达、液压泵站、锁紧装置和支柱，通过比例调速倾翻液压缸或者液压马达来控制倾翻速度。流渣槽位于渣罐倾翻机一侧，水冷机械粒化装置位于流渣槽槽口，水冷机械粒化装置的旋转水冷粒化轮上方安装喷淋水冷装置，水冷机械粒化装置的下方设置水冷集渣池，集汽罩位于水冷集渣池上方，并且把水冷机械粒化装置罩在里面，集汽罩的上方安装第一热回收装置和集汽烟囱，水冷集渣池的池底和给料机连接，给料机的另一侧安装提升脱水装置，提升脱水装置的上口连接下料溜槽，下料溜槽下方依次设置中间存储仓、给料器和运输皮带，运输皮带的头轮采用电磁滚筒，电磁滚筒的下方设置布料溜槽，布料溜槽下方分别连接金属仓和成品渣仓。

水冷集渣池的下方设置集水器，集水器下方连接热水回水管和回水泵，回水泵的出口连接循环水池，循环水池与热水给水泵的进口连接，热水给水泵的出口分为两路，一路连接冷却水塔，一路连接第二热回收装置，冷却水塔的出口和第二热回收装置的出口分别与循环水池连接，循环水池与粒化用给水泵进口连接，粒化用给水泵的出口连接粒化给水管，粒化给水管分别接到水冷机械粒化装置的旋转水冷粒化轮和喷淋水冷装置。

第一清水给水泵与第一热回收装置连接，第二清水给水泵与第二热回收装置连接。

水冷集渣池是倒四棱锥形，根据所粒化的熔渣不同锥角相应变化，水冷集渣池下口与给料机相连，给料机另一侧与提升脱水装置连接。水冷集渣池设有集水器，集水器设有滤网，防止粒化渣进入，粒化用水通过回水泵输送到循环水池。

提升脱水装置采用不锈钢滤网脱水斗，提升脱水装置设置尾部节段、封闭节段、敞开节段、头部传动节段和提升斗。

第一热回收装置和第二热回收装置是热管换热器，也可以采用其它形式的换热器。

图2是本发明具体实施方式中冶金熔渣机械粒化和余热回收流程图。如图2所示，该系统的运行流程如下：

冶金熔渣既可以是高炉熔渣，也可以是转炉钢渣，或者是铁合金等电炉渣。如是高炉熔渣直接经流渣槽进入到带有串流水冷的机械粒化器；如是转炉钢渣或者铁合金等电炉渣，一般是盛放在渣罐中，渣罐坐在渣罐倾翻机上，渣罐倾翻机带有液压倾翻系统，冶金熔渣经带有液压倾翻系统的渣罐倾翻机倒入流渣槽，流渣槽口下面是带有串流水冷机械粒化装置。水冷机械粒化装置的旋转水冷粒化轮上面是喷淋水冷装置，下面是水冷集渣池，集汽罩坐在水冷集渣池上，并且把水冷机械粒化装置罩在里面。集汽罩的上面是第一热回收装置和集汽烟囱。水冷集渣池保有一定液面的冷却水19，水冷集渣池的池底和给料机连接，给料机的另一侧是提升脱水装置，熔融的冶金炉渣在水冷集渣池内充分冷却释放热量，粒化渣21在水冷集渣池中冷却后，经给料机和提升脱水装置从水冷集渣池中捞出，提升过程中充分脱水。提升脱水装置的上口接下料溜槽，下面依次是中间存储仓、给料器、运输皮带，运输皮带头轮采用电磁滚筒，对粒化渣进行磁选。电磁滚筒的下面是布料溜槽，布料溜槽下面是金属仓和成品渣仓。经提升脱水器的粒化渣通过下料溜槽也可以直接落地，外运处理。实现了熔融的冶金炉渣快速粒化、冷却、换热、脱水的过程。此时的粒化渣温度30℃左右，粒度3-8mm，粒度3-5mm约占95％，含水率小于8％。

粒化过程中熔渣经喷淋水冷装置和水冷集渣池充分冷却释放热量，95％以上的热量转移到了水中，产生大量蒸汽和循环热水，因此在水冷集渣池上设置集汽罩，集汽罩上方设有热回收的第一热回收装置，蒸汽通过第一热回收装置与第一清水给水泵供给的冷水换热，制取清洁的高温生活热水或蒸汽。蒸汽由于换热而冷凝，冷凝水回流到水冷集渣池，只有少量蒸汽高空排放。此过程不仅实现了蒸汽热量的回收，而且减少了蒸汽排放，相当于减少了粒化用水的消耗，降低了处理熔渣的吨渣耗水量，节约了水源。

水冷集渣池的下面设有集水器，集水器下面是热水回水管和回水泵，回水泵出水口连接循环水池。循环水池上设有冷却水塔和第二热回收装置，热水给水泵进口与循环水池连接，出口分为两路，一路接冷却水塔，一路接第二热回收装置，经冷却水塔或者第二热回收装置冷却水回流到循环水池。粒化用给水泵进口接循环水池，出口接粒化给水管，分别接到串流水冷机械粒化装置的旋转水冷粒化轮和喷淋水冷装置，然后粒化水经水冷集渣池、集水器、回水管、回水泵回到循环水池，实现用水循环。第一热回收装置和第二热回收装置一侧通过第一清水给水泵和第二清水给水泵进冷水，换热，制取高温热水或蒸汽。

水冷集渣池中的热水一部分产生了蒸汽，另一部分通过集水器、热水回水管、回水泵，回到循环水池中，此时的水温较高一般在80℃以上，通过热水给水泵，一路供给冷却水塔，一路供给第二热回收装置。首先选择是供给第二热回收装置，将循环水池的高温水通过第二热回收装置，与第二清水给水泵供给的冷水换热，吸收热量产生高温生活热水。高温水经过换热水温降低，通过回水管重新回到循环水池，供粒化系统用水循环。如热回收装置出现检修情况，可用冷却水塔降温，以满足粒化系统低温用水循环的要求。

粒化系统的用水，采用粒化用给水泵从循环水池中抽取低温水，经粒化给水管，供给水冷机械粒化装置的旋转水冷粒化轮和喷淋水冷装置用水，然后经水冷集渣池、集水器、回水管、和回水泵粒化用水又回到循环水池，如此循环。回水泵可根据工程情况决定是否设置，可采用自然回流。

本实用新型结构简单，布置合理，占地面积小，即实现了冶金熔渣的快速的机械粒化，避免了冶金熔渣处理过程中的爆炸等事故，而且节约了大量的人力、物力、土地，降低了污染和排放，降低了吨渣的耗电量和耗水量，节约了能源。同时有效可行实现了粒化过程中的余热回收，进一步提升了该系统的节能减排的效果，真正做到了节能、环保、安全、高效。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本实用新型所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种冶金熔渣机械粒化和余热回收系统，其特征在于，包括渣罐倾翻机、渣罐、流渣槽、水冷机械粒化装置、集汽罩、第一热回收装置、第一清水给水泵、提升脱水装置、下料溜槽、水冷集渣池、集水器、给料机、热水回水管、回水泵、循环水池、热水给水泵、回水管、粒化用给水泵、冷却水塔、第二清水给水泵、第二热回收装置、液压倾翻系统、粒化给水管和集汽烟囱，

其中，渣罐位于渣罐倾翻机上方，渣罐倾翻机安装有液压倾翻系统，流渣槽位于渣罐倾翻机一侧，水冷机械粒化装置位于流渣槽槽口，水冷机械粒化装置的下方设置水冷集渣池，集汽罩位于水冷集渣池上方，并且把水冷机械粒化装置罩在里面，集汽罩的上方安装第一热回收装置和集汽烟囱，水冷集渣池的池底和给料机连接，给料机的另一侧安装提升脱水装置，提升脱水装置的上口连接下料溜槽，

水冷集渣池的下方设置集水器，集水器下方连接热水回水管和回水泵，回水泵的出口连接循环水池，循环水池与热水给水泵的进口连接，热水给水泵的出口分为两路，一路连接冷却水塔，一路连接第二热回收装置，冷却水塔的出口和第二热回收装置的出口分别与循环水池连接，循环水池与粒化用给水泵进口连接，粒化用给水泵的出口连接粒化给水管，粒化给水管与水冷机械粒化装置连接，

第一清水给水泵与第一热回收装置连接，第二清水给水泵与第二热回收装置连接。

2.根据权利要求1所述的一种冶金熔渣机械粒化和余热回收系统，其特征在于，还包括中间存储仓、给料器、运输皮带、电磁滚筒、布料溜槽、金属仓、成品渣仓，下料溜槽下方依次设置中间存储仓、给料器和运输皮带，运输皮带的头轮采用电磁滚筒，电磁滚筒的下方设置布料溜槽，布料溜槽下方分别连接金属仓和成品渣仓。

3.根据权利要求1所述的一种冶金熔渣机械粒化和余热回收系统，其特征在于，水冷集渣池是倒四棱锥形。

4.根据权利要求1所述的一种冶金熔渣机械粒化和余热回收系统，其特征在于，集水器设置有滤网。

5.根据权利要求1所述的一种冶金熔渣机械粒化和余热回收系统，其特征在于，提升脱水装置采用不锈钢滤网脱水斗，提升脱水装置设置尾部节段、封闭节段、敞开节段、头部传动节段和提升斗。

6.根据权利要求1所述的一种冶金熔渣机械粒化和余热回收系统，其特征在于，第一热回收装置和第二热回收装置是热管换热器。

7.根据权利要求1所述的一种冶金熔渣机械粒化和余热回收系统，其特征在于，渣罐倾翻机的液压倾翻系统包括倾翻托圈、倾翻液压缸或液压马达、液压泵站、锁紧装置和支柱。

8.根据权利要求1所述的一种冶金熔渣机械粒化和余热回收系统，其特征在于，水冷机械粒化装置包括旋转水冷粒化轮、传动结构、喷淋水冷装置和粒化装置罩体，喷淋水冷装置位于旋转水冷粒化轮上方。

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