CN219571884U - 一种利用铸铁机脱模生铁块余热烘干高炉水渣的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种利用铸铁机脱模生铁块余热烘干高炉水渣的系统及方法，包括辐射余热系统和轻对流余热系统；所述辐射余热系统包括余热集热器、热水主管、凝水箱、饱和蒸汽主管、过饱和蒸汽主管、汽包、高压分气缸；所述轻对流余热系统包括水渣干燥装置、除尘器、引风机、排气筒；本实用新型将辐射余热集热器与对流余热集热器有机融合，使其兼具辐射余热收集和对流余热收集双重功能；本实用新型可根据铸造高炉产能及铸铁机台数单台或多组集热器灵活组合，以满足不同工况需求；同时，由于本实用新型为余热能直接利用，不存在热能与电能的转换，其热效率较采用余热发电提升15％以上。

Description

一种利用铸铁机脱模生铁块余热烘干高炉水渣的系统

技术领域

本实用新型涉及高炉铁水经铸铁机连续浇铸、定型脱模后的铸造生铁块的余热回收利用技术，具体是指一种利用铸铁机脱模生铁块余热烘干高炉水渣的系统。

背景技术

随着我国节能减排技术的不断完善，国内中小型铸造用生铁高炉项目在生产运营中，均将余热、余气作为节能降耗的主要手段，目前已全面覆盖烧结、高炉、冲渣以及铸铁机等烟气、煤气、淬水余热等，节能减排效果显著。但传统的余热利用技术主要侧重于烟气、煤气、冲渣水、铸铁机蒸汽等高温热源，且收集技术主要集中在发电自用。而对于其他环节所产生的大量的中低温热源，因回收难度大、成本高且发电效率较低，故而多未被重视开发。在大量的中低温热源中，尤其是铸铁机浇铸定型的生铁块中存在大量余热，因其生产工艺为间歇性，热源不稳定等因素，而尚未被国内外重视并开发利用。刚经除铁机成型脱模后生铁块表面温度约550～620℃，内部温度约为720～780℃，平均温度在700℃左右，余热非常集中。但这些蕴含大量余热的生铁块，基本上均采用自然冷却方式降温至100℃以下，有些生产厂家为了加快生铁冷却速度，还采用机械通风或喷水等方式，不但将余热资源白白浪费，还导致生铁成品区温度高、粉尘多、作业环境差。高炉出铁和铸铁机铸造时间因工艺要求非常规律，故生铁产品中的余热资源，不但持续平稳，还热值较高，具有极高的回收利用价值。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种利用铸造生铁余热烘干高炉水渣的系统，以高效、充分利用与回收铸造生铁的余热资源。

具体的，本实用新型提供的技术方案为：一种利用铸铁机脱模生铁块余热烘干高炉水渣的系统，包括辐射余热系统和轻对流余热系统；所述辐射余热系统包括余热集热器、热水主管、凝水箱、饱和蒸汽主管、过饱和蒸汽主管、汽包、高压分气缸；所述轻对流余热系统包括水渣干燥装置、除尘器、引风机、排气筒；

所述余热集热器上下两端分别设置支管入口，并分别连接水汽混合支管、热水支管，所述水汽混合支管连接水汽混合主管，所述热水支管连接热水主管，所述水汽混合主管一端连接余热集热器，另一端连接汽包；

所述热水主管一端连接余热集热器的支管入口，另一端连接凝水箱的出水口，中间设循环水泵；

所述凝水箱入水端分汽包支管和凝水支管两条支管，其中汽包支管一端连接凝水箱的入口，另一端连接汽包下部的热水出口，中间设疏水器；

所述凝水支管一端连接凝水箱入口，另一端连接轻对流余热系统中散热器组环形凝水管出口，中间设疏水器；

所述饱和蒸汽主管一端连接汽包蒸汽出口，另一端连接屏式过热器入口支管；

所述过饱和蒸汽主管一端连接屏式过热器出口支管，另一端连接高压分气缸；

所述高压分气缸设工艺用户供气管口、安全阀、排气管和水渣烘干装置过饱和蒸汽主管，所述高压分气缸底部设热水支管出口，由热水主管将分气缸分离热水输送回汽包，热水管中间设疏水器；

所述水渣烘干装置的过饱和蒸汽主管由分气缸引出，与散热器组环形蒸汽主管入口连接；

进一步地，所述余热集热器底部侧面设置进风口及风量调节阀；所述余热集热器顶端为集气支管入口，集气管另一端为屏式过热器入口；

所述屏式过热器出口并联排风主管道，所述排风主管道另一端接水渣干燥装置热风入口；所述水渣干燥装置末端顶部设排气出口接引风主管道，引风主管道另一端接除尘器入口；所述除尘器另一端出口接引风机，所述引风机另一端接排气筒。

所述余热集热器为倾斜设置的中空筒状装置，所述余热集热器包括铸钢外壳、设置于铸钢外壳内的加厚绝热层，所述绝热层内侧间隔设置铸钢内壳，所述铸钢内壳外侧设置若干盘管密翼；所述绝热层与铸钢内壳之间设置密集平铺的单根螺旋型盘管，所述盘管和密翼之间保留一定距离并与外壳可靠连接固定。

进一步地，所述盘管上下两端为支管出入口，分别连接热水支管和汽水混合支管，所述热水支管和汽水混合支管均设置有球阀、流量调节阀和逆止阀。

进一步地，所述余热集热器的数量为多组，各余热收集器并联于热水主管和水汽混合主管之间。

进一步地，所述余热集热器顶部设置高温铁块入料口，底部设置低温铁块排料口，所述低温铁块排料口底部还设置链板输送机。

进一步地，所述水渣干燥装置包括水渣干燥室，所述水渣干燥室内设置耐高温带式输送机，所述耐高温带式输送机外周向设置数个散热器，所述渣干燥室一端设置水渣给料口、另一端设置干渣排料口，所述耐高温带式输送机上部设置数个翻料板。

进一步地，所述散热器一端连接环形凝水主管，另一端连接环形过饱和蒸汽主管。

本实用新型与现有技术相比的优点在于：1、倾斜筒式重型余热集热器：本实用新型将辐射余热集热器与对流余热集热器有机融合，使其兼具辐射余热收集和对流余热收集双重功能；

2、倾斜式筒型设计，使得生铁依靠重力就可实现在集热器中的自上而下移动，再通过排出装置，实现铸铁块的连续给料和排料，彻底解决生铁连续余热利用过程中物料难以高效给排料的行业难题；

3、双余热水渣干燥装置：水渣干燥装置为固定式中空筒型封闭结构，外部为保温层，内部为环筒壁设置的一字型散热器，最大限度的增加过饱和蒸汽高效换热面积；同时，该装置设进风口和排风口，利用干燥热空气在装置内形成对流并与水渣物料表面充分接触，有效提升水渣水发蒸发效率；

4、本实用新型采用带式输送+翻料器翻料的生产方式，改变了传统的回转窑式物料转运翻转方式，以较小的输送能耗，完成水渣的翻转和移动；使得含水水渣仅需通过该输送装置，到末端卸料时就全部完成脱水干燥全过程。

5、轻对流形成高温气体技术：采用小风量、慢风速，使得空气通过余热回收器后可持续升温成高温干燥气体，最大限度的收集对流过程余热，用以加入饱和蒸汽形成过饱和蒸汽，提高余热利用效率。

6、组合方式设计：本实用新型可根据铸造高炉产能及铸铁机台数单台或多组集热器灵活组合，以满足不同工况需求；同时，由于本实用新型为余热能直接利用，不存在热能与电能的转换，其热效率较采用余热发电提升15％以上。

附图说明

图1是本实用新型一种利用铸铁机脱模生铁块余热烘干高炉水渣的系统的示意图。

图2是本实用新型一种利用铸铁机脱模生铁块余热烘干高炉水渣的系统中余热集热器的示意图。

图3是本实用新型一种利用铸铁机脱模生铁块余热烘干高炉水渣的系统中高压分气缸的示意图。

图4是本实用新型一种利用铸铁机脱模生铁块余热烘干高炉水渣的系统中水渣干燥装置的示意图。

图5是本实用新型一种利用铸铁机脱模生铁块余热烘干高炉水渣的系统中余热集热器的截面示意图。

图6是本实用新型一种利用铸铁机脱模生铁块余热烘干高炉水渣的系统中水渣干燥装置的截面示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该实用新型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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”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”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，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。

在本实用新型实施例的描述中，“多个”代表至少2个。

在本实用新型实施例的描述中，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实用新型中的具体含义。

实施例：

结合附图，本实施公开一种铸造生铁余热烘干配套高炉水渣的系统，由辐射余热系统和轻对流余热系统组成。辐射余热系统采用水介质，由余热集热器1、屏式过热器20、环管一字型散热器32、汽包12、凝水器、凝水箱13、管路、控制阀门、循环水泵14等组成；轻对流余热系统采用空气介质，由新风管、对流室、过热器室、排风主管道28、水渣干燥室、引风管、引风机、除尘器和排气筒等组成。

本实施例的辐射余热系统，其特征在于：余热集热器1为倾斜筒状装置，并为重型结构，外壁为铸钢壳体101，外壳内附加厚绝热层102，绝热层102内侧间隔设置铸钢内壳104，铸钢内壳104外侧设置若干密翼105，沿绝热层102内侧设置密集平铺单根螺旋型盘管103，铸钢内壳104与密翼105紧密贴合或一体浇铸，使得盘管103和密翼105之间保留一定距离并与外壳101可靠连接固定；盘管103上下两端为支管出入口，分别连接热水支管2和汽水混合支管3，热水支管2和汽水混合支管3上依次设球阀4、流量调节阀5和逆止阀6，出入支管分别连接热水主管7和水汽混合主管8；余热集热器1顶部设置高温铁块入料口9，底部设置低温铁块排料口10，低温铁块排料口10底部还设置链板输送机11。

系统为多组余热集热器1时，各余热收集器并联于热水主管7和水汽混合主管8之间；

水汽混合主管8一端连接余热集热器1支管，另一端连接汽包12；

热水主管7一端连接余热集热器1支管入口，另一端连接凝水箱13出水口，中间设循环水泵14；凝水箱13入水端分汽包支管15和凝水支管16两条支管，其中汽包支管15一端连接凝水箱13入口，另一端连接汽包12下部热水出口，中间设疏水器17；

凝水支管16一端连接凝水箱13入口，另一端连接散热器32组环形凝水管18出口，中间设疏水器17；

饱和蒸汽主管19一端连接汽包12蒸汽出口，另一端连接屏式过热器20入口支管；过饱和蒸汽主管25一端连接屏式过热器20出口支管，另一端连接高压分气缸21；高压分气缸21设工艺用户供气管口22、安全阀23、排气管24和水渣烘干装置过饱和蒸汽主管25，分气缸底部设热水支管2出口，由热水主管7将分气缸分离热水输送回汽包12，热水管中间设疏水器17；水渣烘干装置过饱和蒸汽主管25由高压分气缸21引出，与散热器32组环形蒸汽主管入口连接。

余热集热器1底部侧面为进风口及风量调节阀27；余热集热器顶端为集气支管入口，集气管另一端为屏式过热器20入口；屏式过热器20出口并联排风主管道28，排风主管道28另一端接水渣干燥室装置热风入口；水渣干燥室装置末端顶部设排气出口接引风主管道27，引风主管道27另一端接除尘器入口28；除尘器28另一端出口接引风机29，引风机29另一端接排气筒30。

水渣干燥装置包括水渣干燥室26，水渣干燥室26内设置耐高温带式输送机31，耐高温带式输送机31外周向设置数个散热器32，渣干燥室26一端设置水渣给料口33、另一端设置干渣排料口34，耐高温带式输送机31上部设置数个翻料板35。

在具体实施时，应用本实施例系统的铸造生铁余热烘干高炉水渣的方法，包括以下步骤：

(1)凝水池的热水经循环泵送至热水主管7，流经余热集热器1，将高温生铁余热通过辐射吸收，生产汽水混合物，通过汽水混合主管进入汽包12分配器；

(2)汽水混合物在汽包12分配器中进行汽水分离。蒸汽从汽包12顶部蒸汽出口沿饱和蒸汽主管19进入屏式过热器20，吸收轻对流高温余热后，变成过饱和蒸汽，过饱和蒸汽进入分气缸，进行再次汽水分离，蒸汽进入水渣干燥系统散热器32，散热完成后，由凝水管至疏水器17，完成汽水分离，凝水回流至凝水池；分气缸分离热水通过热水管疏水器17进行汽水分离后，汇入凝水池；汽包12分配器分离的热水，由热水管输送至凝水池循环使用；

(3)在利用辐射余热利用的同时，为更好的提升水渣烘干效果，还同步配套了轻对流余热利用系统。即利用余热集热器1防护套与生铁铁块之间的空隙以及铁块间的空隙形成对流通道，由余热集热器1侧底部设进风口，通过小风量、慢风速，使得空气通过余热回收器升温成高温干燥气体，再通过屏式过热器20完成饱和蒸汽的加热后，再将其送入水渣烘干装置，形成空气对流对水渣进行干燥，湿热余气通过引风管进入除尘器除尘净化，由引风机送至排气筒排放，完成物料轻对流干燥工艺；

(4)水渣通过输送带进行水平输送，水平输送带上设多道翻料器，物料运行到翻料器部位，由翻料器铲起翻转，增加物料与对流空气的接触面积，提升干燥速度；

(5)为保证铸铁余热的连续稳定性，余热集热器1采用自动给排料方式，铸铁机脱模高温生铁自集热器顶部连续卸入，降温生铁由集热器底部的链板出料装置连续排出，完成余热利用工艺环节。

以上对本实用新型及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种利用铸铁机脱模生铁块余热烘干高炉水渣的系统，其特征在于，包括辐射余热系统和轻对流余热系统；所述辐射余热系统包括余热集热器、热水主管、凝水箱、饱和蒸汽主管、过饱和蒸汽主管、汽包、高压分气缸；所述轻对流余热系统包括水渣干燥装置、除尘器、引风机、排气筒；

所述余热集热器上下两端分别设置支管入口，并分别连接水汽混合支管、热水支管，所述水汽混合支管连接水汽混合主管，所述热水支管连接热水主管，所述水汽混合主管一端连接余热集热器，另一端连接汽包；

所述热水主管一端连接余热集热器的支管入口，另一端连接凝水箱的出水口，中间设循环水泵；

所述凝水箱入水端分汽包支管和凝水支管两条支管，其中汽包支管一端连接凝水箱的入口，另一端连接汽包下部的热水出口，中间设疏水器；

所述凝水支管一端连接凝水箱入口，另一端连接轻对流余热系统中散热器组环形凝水管出口，中间设疏水器；

所述饱和蒸汽主管一端连接汽包蒸汽出口，另一端连接屏式过热器入口支管；

所述过饱和蒸汽主管一端连接屏式过热器出口支管，另一端连接高压分气缸；

所述高压分气缸设工艺用户供气管口、安全阀、排气管和水渣烘干装置过饱和蒸汽主管，所述高压分气缸底部设热水支管出口，由热水主管将分气缸分离热水输送回汽包，热水管中间设疏水器；

所述水渣烘干装置的过饱和蒸汽主管由分气缸引出，与散热器组环形蒸汽主管入口连接；

所述余热集热器底部侧面设置进风口及风量调节阀；所述余热集热器顶端为集气支管入口，集气管另一端为屏式过热器入口；

所述屏式过热器出口并联排风主管道，所述排风主管道另一端接水渣干燥装置热风入口；所述水渣干燥装置末端顶部设排气出口接引风主管道，引风主管道另一端接除尘器入口；所述除尘器另一端出口接引风机，所述引风机另一端接排气筒。

2.根据权利要求1所述的一种利用铸铁机脱模生铁块余热烘干高炉水渣的系统，其特征在于，所述余热集热器为倾斜设置的中空筒状装置，所述余热集热器包括铸钢外壳、设置于铸钢外壳内的加厚绝热层，所述绝热层内侧间隔设置铸钢内壳，所述铸钢内壳外侧设置若干盘管密翼；所述绝热层与铸钢内壳之间设置密集平铺的单根螺旋型盘管，所述盘管和密翼之间保留一定距离并与外壳可靠连接固定。

3.根据权利要求2所述的一种利用铸铁机脱模生铁块余热烘干高炉水渣的系统，其特征在于，所述盘管上下两端为支管出入口，分别连接热水支管和汽水混合支管，所述热水支管和汽水混合支管均设置有球阀、流量调节阀和逆止阀。

4.根据权利要求1所述的一种利用铸铁机脱模生铁块余热烘干高炉水渣的系统，其特征在于，所述余热集热器的数量为多组，各余热收集器并联于热水主管和水汽混合主管之间。

5.根据权利要求1所述的一种利用铸铁机脱模生铁块余热烘干高炉水渣的系统，其特征在于，所述余热集热器顶部设置高温铁块入料口，底部设置低温铁块排料口，所述低温铁块排料口底部还设置链板输送机。

6.根据权利要求1所述的一种利用铸铁机脱模生铁块余热烘干高炉水渣的系统，其特征在于，所述水渣干燥装置包括水渣干燥室，所述水渣干燥室内设置耐高温带式输送机，所述耐高温带式输送机外周向设置数个散热器，所述渣干燥室一端设置水渣给料口、另一端设置干渣排料口，所述耐高温带式输送机上部设置数个翻料板。

7.根据权利要求1所述的一种利用铸铁机脱模生铁块余热烘干高炉水渣的系统，其特征在于，所述散热器一端连接环形凝水主管，另一端连接环形过饱和蒸汽主管。