CN203128598U

CN203128598U - 一种高炉炼铁熔渣热量利用装置

Info

Publication number: CN203128598U
Application number: CN2013201458569U
Authority: CN
Inventors: 邢志光
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-03-28
Filing date: 2013-03-28
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2023-03-28

Abstract

本实用新型公开一种高炉炼铁熔渣热量利用装置，为解决目前炼铁高炉熔渣显热热量没有回收利用而设计。一种高炉炼铁熔渣热量利用装置主要包括炼铁熔渣、熔渣分配器、至少两条熔渣沟、进风口、进风单向阀、出风口、出风单向阀等。该种装置，以空气为介质，通过高温熔渣的热对流，加热熔渣沟耐材砌体横截面上设置的通风孔道中的空气，由于在进、出风单向阀间形成密闭空间，气体受热体积膨胀，压强增大，出风单项阀打开，气体喷出，推动做功设备做功，将热能转换成机械能。循环过程：吸气—加热—膨胀—喷气—冷却—吸气。高温熔渣不断交替流过两个熔渣沟，提供持续热源。该热量利用装置同样适用于铁水沟显热热量回收利用。

Description

一种高炉炼铁熔渣热量利用装置

技术领域

本实用新型涉及一种高炉炼铁熔渣热量利用装置，将炼铁熔渣显热热量通过热对流、热辐射等方式，由耐材砌体中设置的密闭空间，以空气作为介质，据气体受热膨胀的原理，推动做功设备(透平发电机等)，将热能转变成机械能、进而产生电能，从而达到熔渣热量回收利用的目的。

背景技术

钢铁企业通过高炉冶炼生铁，其产物为铁水和熔融状态的炉渣(熔渣)，高炉炉渣(熔渣)潜热很大，熔渣从高炉排除时温度在1400℃以上，据资料，一般情况下，1吨高炉炉渣含有显热1675MJ，大致相当于57kg标准煤燃烧所放出的热量，2010年我国生铁总产量达到5.8亿t，单位生铁的出渣量按0.35t计算，则可产生高炉渣2.03亿t，含有的显热大致相当于1157.1万t标准煤燃烧所发出的热量，熔渣潜热浪费巨大。

有效回收高炉熔渣(和铁水)显热热量，在不影响熔渣流动及粒化处理的情况下，将熔渣的显热热量加以回收利用，通过对熔渣沟耐材砌体的改造，利用气体的热膨胀原理，推动做功设备输出机械能，产生电力，这样利用了现有能源，为企业增加效益。

实用新型内容

为了将熔渣的热量加以回收利用，本实用新型提供一种高炉炼铁熔渣热量利用装置。

为了达到上述目的，本实用新型是通过以下措施实现的：一种高炉炼铁熔渣热量利用装置包括：炼铁熔渣、熔渣分配器、两条熔渣沟(熔渣沟1、熔渣沟15)、进风口、进风单向阀、出风口、出风单项阀等。

特别是，所述熔渣为炼铁高炉熔渣，是一种高温岩浆状物质，具有流动性。可沿着熔渣沟流动。

特别是，所述熔渣分配器位于两条熔渣沟的上方位置，熔渣分配器可以绕熔渣分配器轴转动一个角度，其位置为将从高炉出渣口流出的熔渣导入两个熔渣沟，在第一个时间段熔渣进入进入一个渣沟，下一时间段熔渣分配器转动一个角度，引导熔渣进入另一个渣沟，并重复这个动作。使两个熔渣沟耐材砌体交替重复加热-冷却过程。

特别是，所述熔渣沟由熔渣沟1、熔渣沟15两个独立的熔渣沟组成，熔渣沟从高炉出渣口到熔渣沟尾端(高炉平台边缘水渣粒化装置处)水平高度逐渐降低，形成一定倾斜坡度的沟槽。熔渣沟由耐火材料砌体构成。

特别是，所述熔渣沟耐火材料砌体，在熔渣沟耐火材料砌体断面上设置有密封性的通风孔道，并且通风孔道在整个熔渣沟耐火砖砌体长度方向上贯通，由通风孔道组成的密封空间具有一定的耐压性。

特别是，所述进风口，熔渣沟在靠近水渣粒化装置位置的熔渣沟尾部设置进风口，进风口耐火砖砌体上设置风道。进风口耐火砖砌体风道与熔渣沟耐火砖砌体通风孔相通。

特别是，所述出风口，熔渣沟在靠近高炉出渣口设置出风口，在出风口耐火砖砌体上设置风道。出风口耐火砖砌体风道与熔渣沟耐火砖砌体通风孔相通。

特别是，在进风口处，设置进风单项阀，将风流方向设置为只能从外部大气流向熔渣沟通风孔密闭空间，反向则密封；在出风口处，设置出风单项阀，将风流方向设置为只能从熔渣沟通风孔密闭空间流向外部大气，反向则密封。

特别是，在出风单向阀外设置做功机械(如透平发电机)，将风能压差转化成机械能和电能。

特别是，熔渣沟、铁水沟同时安装上述装置，将有4条热量收集沟槽，输出的膨胀气体流量增大，输出功率得到很大提高。

本实用新型提供一种高炉炼铁熔渣热量利用装置。其基本原理是通过利用熔渣的显热热量加热耐材砌体，在耐材砌体内部设置通风孔道，以空气为介质，加热耐材砌体密闭空间的气体，气体体积膨胀，压强增大，来推动做功机械，通过机械能产生电能。实现高炉炼铁熔渣热量的回收和利用。上述装置同样适用于铁水沟显热热量利用。

附图说明

图1为本实用新型一种高炉炼铁熔渣热量利用装置最佳实施例示意图。

图2为图1所示最佳实施例中熔渣沟1示意图。

图3为图2所示最佳实施例中熔渣沟1的A-A剖面示意图(除去进风口和出风口部位)。

图4为图2所示最佳实施例中熔渣沟与进风口连接处，熔渣沟耐材砌体端部B-B剖面示意图。

图5为图2所示最佳实施例中进风口C-C剖面示意图(出风口相同)。

图6为图2所示最佳实施例D-D剖面示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式做详细描述。

如图1所示，一种高炉炼铁熔渣热量利用装置，包括熔渣沟1、熔渣沟15、熔渣分配器14、熔渣分配器轴13、在两条熔渣沟靠近粒化水渣端部设置进风口3、进风单向阀9、在两条熔渣沟靠近高炉出渣口端设置出风口4、出风单项阀10。

特别是熔渣分配器14可以绕熔渣分配器轴13转动一个角度，交替将熔渣导入熔渣沟1和熔渣沟15中。

特别是两条熔渣沟进口、出口做成弧形，有利于熔渣的分流和粒化处理。熔渣沟主体为位置并列、结构相同的两个独立体。

如图2所示，为图1中熔渣沟1的示意图，包括熔渣沟1、熔渣2、进风口3、进风单向阀9、出风口4、出风单项阀10。

如图3所示，为图2中熔渣沟1的A-A剖面图(部位为中间部位，不包括进风口、出风口)，包括熔渣沟1、熔渣2、熔渣沟通风孔5.

特别是，熔渣沟1由耐材砌体构成，熔渣沟耐材砌体横断面设置多个通风孔5，且通风孔5在熔渣沟1长度上贯通，孔道保持密封，当有气体时，由于熔渣沟耐材砌体被加热，通风孔中的气体同时被加热。

如图4所示，为图2的B-B剖面(位置在进风口3上方，不包括进风口3)，为熔渣沟1的两个端部与进风口3(出风口4与进风口3结构相同)结合部位剖面示意图，包括熔渣沟1、熔渣2、通风孔5、熔渣沟进风通风室6。熔渣沟进风通风室6为一个与通风孔5的各各孔道相连接的空间。熔渣沟进风通风室6的结构与熔渣沟出风通风室11的结构相同。

如图5所示，为图2的C-C剖面图，是进风口3(出风口4与之结构相同)的剖面图，包括进风口风道7、进风口3，进风口风道7与熔渣沟进风通风室6相连接，构成风流通道。

如图6所示，为图2的D-D剖面图，包括熔渣沟1、熔渣2、进风口3、进风单向阀9、出风口4、出风单项阀10、熔渣沟通风孔5、熔渣沟进风通风室6、进风口风道7、熔渣沟出风通风室11、出风口风道12。

说明：由进风单向阀9，进风口3的风道7、熔渣沟1的进风通风室6、熔渣沟1的通风孔5、熔渣沟1的出风通风室11、出风口风道12、出风单项阀10所形成的密闭气体空间，称为系统。由于本装置包含熔渣沟1和熔渣沟15两个结构相同的密闭气体空间，所以本装置中有两套系统。熔渣沟1所在的系统称为系统1，熔渣沟15所在的系统称为系统2.

工作过程简述如下：初始状态，两个系统中均充满空气。

系统1喷气过程：熔渣首先经熔渣分配器流入熔渣沟1，熔渣沟1的耐材砌体被加热，系统1中封闭在两个单向阀之间的气体被加热，据理想气体状态方程：PV＝nRT，体积不变，温度升高，压强增大，当压力达到出风单向阀设定的压力时，出风单向阀打开(可做成具有一定延时功能)，气流喷出，推动做功机械(如透平发电机等)做功，完成喷气过程。

吸气过程：在系统1中气流喷出后，熔渣分配器接到换向指令换向，将熔渣引导流入熔渣沟15。熔渣流入熔渣沟15后，熔渣沟1中的熔渣断流，剩余熔渣逐渐流出，耐材砌体的温度降低，系统1的气体压强降低，出风单项阀关闭。系统1封闭，随着耐材砌体和系统1中气体温度进一步降低，系统1形成部分真空，压力小于外界大气压力，进风单向阀打开，空气流入系统1，当与外界大气压力相同时，进风单向阀关闭，完成吸气过程。

系统2喷气过程：在系统1中气流喷出后，熔渣分配器接到换向指令换向，将熔渣引导流入熔渣沟15，熔渣沟15的耐材砌体被加热，系统2中封闭在两个单向阀之间的气体被加热，据理想气体状态方程：PV＝nRT，体积不变，温度升高，压强增大，当压力达到出风单向阀设定的压力时，出风单向阀打开(可做成具有一定延时功能)，气流喷出，推动做功机械(如透平发电机等)做功，完成喷气过程。

吸气过程：在系统2中气流喷出后，熔渣分配器接到换向指令换向，将熔渣引导流入熔渣沟1。熔渣流入熔渣沟1后，熔渣沟15中的熔渣断流，剩余熔渣逐渐流出，耐材砌体的温度降低，系统2的气体压强降低，出风单项阀关闭。系统2封闭，随着耐材砌体温度和系统2中气体温度的进一步降低，系统2形成部分真空，压力小于外界大气压力，进风单向阀打开，空气流入系统2，当与外界大气压力相同时，进风单向阀关闭，完成吸气过程。

系统1、系统2气体循环过程均为：吸气-加热-膨胀-喷气-冷却-吸气两个系统循环过程相同，并交替进行，通过做功设备实现整个系统从热量到机械能的转换。

上述实用新型一种高炉炼铁熔渣辐射热量利用装置同样适用于铁水沟显热热量回收利用，熔渣沟、铁水沟两条热源，四条密闭气体流通通道同时运行，增大了输出功率。

以上，仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，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所界定的保护范围为准。

Claims

1.一种高炉炼铁熔渣热量利用装置，包括炼铁熔渣、熔渣分配器、至少两条熔渣沟、进风口、进风单项阀、出风口、出风单项阀等，其特征在于：熔渣沟从高炉出渣口到熔渣沟尾端(炼铁平台边缘粒化水渣设备处)水平高度逐渐降低，形成连贯倾斜的平滑沟槽，炼铁熔渣在熔渣沟内流动。

2.根据权利要求书1所述的一种高炉炼铁熔渣热量利用装置，其特种在于：熔渣分配器绕熔渣分配器轴线转动，将熔渣分别导入两条或两条以上熔渣沟。

3.根据权利要求书1所述的一种高炉炼铁熔渣热量利用装置，其特征在于：在熔渣沟、进风口、进风单向阀、出风口、出风单项阀上设置有贯通的具有一定气密性的气体孔道。

4.根据权利要求书1所述的一种高炉炼铁熔渣热量利用装置，其特征在于：熔渣沟两端分别设有进风口及进风单向阀、出风口及出风单项阀。

5.根据权利要求书1所述的一种高炉炼铁熔渣热量利用装置，同样适用于高炉铁水沟。