CN213895909U - 一种适用于康斯迪电弧炉预热废钢系统的扰流结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电弧炉炼钢节能技术领域，具体涉及一种适用于康斯迪电弧炉预热废钢系统的扰流结构；为了解决康斯迪电弧炉换热效果不佳，中、下层废钢无法达到预期温度的问题；在康斯迪电弧炉的烟气通道内沿烟气走向布置有若干组阻流板，阻流板包括上层的固定板和下层的活动翻转板，活动翻转板的转轴垂直烟气流向水平设置，固定板封闭活动翻转板上部的烟气通道，活动翻转板的底边与固定板的底边与靠合。本实用新型在康斯迪电弧炉的基础上增加扰流结构，数次改变高温烟气流向，使高温烟气尽可能穿入废钢间隙，与废钢紧密接触，辐射、对流、传导三种传热方式直接与废钢同时进行，加快传热速度，提高废钢温度。

Description

一种适用于康斯迪电弧炉预热废钢系统的扰流结构

技术领域

本实用新型属于电弧炉炼钢节能技术领域，具体涉及一种适用于康斯迪电弧炉预热废钢系统的扰流结构。

背景技术

电弧炉炼钢过程首先将废钢熔化，然后脱碳、去杂质、合金化。电弧炉是将电能转化成热能，使废钢升温、熔化，是电弧炉炼钢过程耗能最高的环节。

为了减少电弧炉炼钢能耗，国内外冶金专家发明了多种预热废钢炼钢的方法。如日本料蓝法、日本双炉壳法、德国竖炉法、意大利康斯迪法等。

其中日本料蓝法已被环保叫停。德国竖炉法利用烟气完全穿透废钢间隙可将废钢预热到800°C，预热效果最好，但故障太多，我国引进十几套后不再引进。意大利康斯迪法，宣传资料能将废钢预热到600°C，但实际只能预热到200-300°C。我国已引进几十台套。目前仍是行业界较受欢迎的废钢炼钢炉型。

据附图1、附图2可见，康斯迪法烟气预热废钢工况是：欲预热的约600mm厚废钢在水冷夹套构成的几十米长巷道中，由震动底板传送向电炉方向移动，来自电弧炉的1200-1400°C的高温烟气与废钢逆向，在废钢上部空间迅速流过。

可见，康斯迪电弧炉预热废钢系统，主要靠高温烟气短暂的辐射传热，对流传热仅发生在废钢表面。表层废钢既受辐射传热亦受对流传热，表层废钢温度较高，中、下层废钢主要靠表层温度较高的废钢传导传热逐步加热。中、下层废钢温度较低，上、中、下层废钢平均温度200—300°C。

经此分析可能解释了意大利康斯迪炉，外方宣传预热废钢至600°C，可能指表层废钢温度。而我国用户普遍认为只能预热废钢至200—300°C，可能指上、中、下层废钢平均温度。

用1200—1400°C的高温烟气预热废钢，废钢平均温度仅200—300°C，主要原因是高温烟气与废钢接触不充分。

实用新型内容

本实用新型为了解决康斯迪电弧炉换热效果不佳，中、下层废钢无法达到预期温度的问题；本实用新型在康斯迪电弧炉原预热废钢系统的基础上增加扰流结构，数次改变高温烟气流向，加快传热速度，提高废钢温度。

本实用新型采用如下技术方案：一种适用于康斯迪电弧炉预热废钢系统的扰流结构，在所述康斯迪电弧炉的烟气通道内沿烟气走向布置有若干组阻流板。

进一步地，所述阻流板包括上层的固定板和下层的活动翻转板，活动翻转板的转轴垂直烟气流向水平设置，固定板封闭活动翻转板上部的烟气通道，活动翻转板的顶边与固定板的底边靠合。

进一步地，所述活动翻转板向烟气流入端倾斜设置。

进一步地，所述阻流板是含锆陶瓷纤维棉块，阻流板内纵向穿插不锈钢筋、横向穿插至少两根不锈钢管。

进一步地，在所述康斯迪电弧炉预热废钢巷道水冷壁上焊接有托槽，不锈钢管的两端搭置在托槽内。

进一步地，与所述固定板内的不锈钢管配合的第一托槽为U型，且第一托槽的开口朝向烟气流入端；活动翻转板内的不锈钢管作为支撑骨架和转轴，与转轴配合的第二托槽（9-2）为U型，且第二托槽的开口朝上，与支撑筋配合的第三托槽位于不锈钢管底部，为劣弧型。

进一步地，所述活动翻转板距废钢表面的距离沿烟气流动方向逐级递减。

与现有技术相比，本实用新型的优势在于：

本实用新型提供的一种适用于康斯迪电弧炉预热废钢系统的扰流结构，利用重量较轻的含锆耐高温陶瓷纤维棉块制成阻流板，利用不锈钢筋纵向穿透及不锈钢管横向穿透阻流板增加其强度，阻流板放置在康斯迪炉预热废钢巷道废钢上的空间内。通过阻流板数次改变高温烟气流向，使高温烟气尽可能穿入废钢间隙，与废钢紧密接触，辐射、对流、传导三种传热方式直接与废钢同时进行，加快传热速度，提高废钢温度。

本实用新型改造过程容易，利用更换炉壳零时停产的机会，进入换热通道，焊接好托槽，将阻流板塞入托槽即可；改造费用极低。

附图说明

图1为康斯迪炉预热废钢系统原理正面示意。

图2为康斯迪炉预热废钢系统原理侧面示意。

图3为本实用新型改进后的康斯迪炉预热废钢系统正面示意。

图4为本实用新型改进后的康斯迪炉预热废钢系统侧面示意。

图5为阻流板的正面结构示意图。

图6为阻流板的侧面结构示意图。

图中：1-废钢；2-烟气通道；3-水冷壁；4-震动底板；5-振动器；6-巷道弧形顶；7-固定板；8-活动翻转板；8-1-不锈钢管；8-2-不锈钢筋；9-托槽；9-1-第一托槽；9-2-第二托槽；9-3-第三托槽；10-热烟气；f1-热烟气流向；f2-废钢走向。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

如图3、图4所示；一种适用于康斯迪电弧炉预热废钢系统的扰流结构，在康斯迪电弧炉的烟气通道2内沿烟气走向布置有若干组阻流板；阻流板包括上层的固定板7和下层的活动翻转板8，活动翻转板8的转轴垂直烟气流向水平设置，固定板7封闭活动翻转板8上部的烟气通道2，活动翻转板8的顶边与固定板7的底边靠合，此处需要说明的是，此处的靠合是活动翻转板8在自然静置状态下顶边与固定板7的底边接触。

在康斯迪电弧炉预热废钢巷道水冷壁3上焊接有托槽9，不锈钢管8-1的两端搭置在托槽9内。与固定板7内的不锈钢管8-1配合的第一托槽9-1为U型，且第一托槽9-1的开口朝向烟气流入端；方便安装固定板7，只需将横向穿插的不锈钢管二头对准U形口，推入U形槽即可；开口与烟气流反方向的U形托槽，既可支撑固定板7不会掉落，又可顶住槽内的不锈钢管，固定板7不会被烟气压力推移。活动翻转板8内的不锈钢管8-1作为支撑骨架和转轴，与转轴配合的第二托槽9-2为U型，且第二托槽9-2的开口朝上，与支撑筋配合的第三托槽9-3位于不锈钢管8-1底部，为劣弧型。可见阻流板都是通过焊接在巷道两侧的水冷壁3上的托槽9支撑的，其中固定板7固定不移位，活动翻转板8会以最上面的第二托槽9-2为心顺烟气流向转动，转动的角度由烟气压力及废钢密度决定自动调整。活动翻转板8受烟气压力推动顺烟气流向旋转时，第二托槽9-2成为旋转中心点，活动翻转板8不会掉落，当废钢内部缝隙变大时（废钢密度减小），允许更多的烟气进入废钢间隙，烟气阻力减小，活动翻转板8自动向烟气流相反方向回转，最终被第三托槽9-3托住，确保活动翻转板8不会落到废钢表面，被废钢挂坏。

如图5、图6所示；其中，阻流板是含锆陶瓷纤维棉块，阻流板内纵向穿插不锈钢筋8-2、横向穿插至少两根不锈钢管8-1。可见阻流板由不锈钢管8-1横向穿透增加其横向强度，由不锈钢筋8-2纵向穿透增加其纵向强度。以便于纤维棉块能够在相当长时间内抵抗高温烟气的压力，提高使用寿命，延长更换的时间。所有不锈钢管8-2的长度要略大于纤维棉块的宽度，确保挂入托槽内，即阻流板不会整体掉落；确保第三托槽9-3可以支撑住活动翻转板8，活动翻转板8也不可反向转动落在废钢表面，被移动的废钢挂坏。所有不锈钢筋8-2的长度基本与纤维棉块纵向尺寸相等，而且每根不锈钢筋8-2两端头都要车螺纹，纵向穿透纤维棉块后，每根不锈钢筋两端头都要拧上螺母，使纤维棉块形成一个整体不可变形散开

具体地，固定板7是在预热废钢巷道顶部的弧形空间内，热烟气通道2的弧形顶部增设数组与烟气流方向垂直的固定大棉块阻流板，固定板7的顶边与弧形顶部贴合，也为弧形，基本阻断弧形顶部的气流。在热烟气通道2的矩形通道对应部位增设数组矩形活动翻转板8，活动翻转板8横向尺寸略小于热烟气通道2即巷道宽度，每个活动翻转板8分别安设在固定板7的下方，从上至下向烟气流方向倾斜一定角度，倾斜角度的大小要保证活动翻转板8最低位相距废钢一定距离。

其中活动翻转板8的纵向长度，顺烟气流向是逐个增大的，或者说顺烟气流向是逐个离废钢表面距离减小的，因为烟气体积随烟温逐步降低而逐步减小，在相同阻力情况下，为了尽可能多的高温烟气穿入废钢间隙有效预热废钢，就必须逐步减小烟气自由流动空间（阻流板与废钢之间的空间）。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种适用于康斯迪电弧炉预热废钢系统的扰流结构，其特征在于：在康斯迪电弧炉的烟气通道（2）内沿烟气走向布置有若干组阻流板；阻流板包括上层的固定板（7）和下层的活动翻转板（8），活动翻转板（8）的转轴垂直烟气流向水平设置，固定板（7）封闭活动翻转板（8）上部的烟气通道（2），活动翻转板（8）的顶边与固定板（7）的底边靠合，活动翻转板（8）向烟气流入端倾斜设置。

2.根据权利要求1所述一种适用于康斯迪电弧炉预热废钢系统的扰流结构，其特征在于：所述阻流板是含锆陶瓷纤维棉块，阻流板内纵向穿插不锈钢筋、横向穿插至少两根不锈钢管。

3.根据权利要求2所述的一种适用于康斯迪电弧炉预热废钢系统的扰流结构，其特征在于：在所述康斯迪电弧炉的预热废钢巷道水冷壁上焊接有托槽，不锈钢管（8-1）的两端搭置在托槽（9）内。

4.根据权利要求3所述的一种适用于康斯迪电弧炉预热废钢系统的扰流结构，其特征在于：与所述固定板（7）内的不锈钢管（8-1）配合的第一托槽（9-1）为U型，且第一托槽（9-1）的开口朝向烟气流入端；活动翻转板（8）内的不锈钢管（8-1）作为支撑骨架和转轴，与转轴配合的第二托槽（9-2）为U型，且第二托槽（9-2）的开口朝上，与支撑筋配合的第三托槽（9-3）位于不锈钢管（8-1）底部，为劣弧型。

5.根据权利要求1所述的一种适用于康斯迪电弧炉预热废钢系统的扰流结构，其特征在于：所述活动翻转板（8）距废钢表面的距离沿烟气流动方向逐级递减。

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