CN220485731U - 一种带余热回收功能的钢渣处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于钢铁冶金行业高温熔融渣处理技术领域，具体涉及一种带余热回收功能的钢渣处理装置。解决目前常用的滚筒法、有压或常压辊压热破碎钢渣处理工艺中存在的消耗水资源大，运行能耗居高不下以及高温钢渣降温过程中热资源无法充分回收等问题；包括隧道式封闭容腔，隧道式封闭容腔的进料端上方设有液态钢渣缓存钢包，隧道式封闭容腔的出料端下方设有固态钢渣缓存包，隧道式封闭容腔内设有螺旋输送装置和余热回收装置；在低能耗热破碎钢渣的同时有效回收钢渣所携带的显热能量，給企业提供高品质的高温高压蒸汽用于发电或其他生产环节，有效提高了钢渣后续金属铁的回收率。

Description

一种带余热回收功能的钢渣处理装置

技术领域

本实用新型属于钢铁冶金行业高温熔融渣处理技术领域，具体涉及一种带余热回收功能的钢渣处理装置。

背景技术

钢铁冶炼中产生的钢渣，产量达到粗钢的10-15％，对钢渣处理后可以回收大量的铁，还可以做建材等。钢渣从冶炼炉中流出时温度达到1500℃左右，要想充分利用钢渣，需将温度降低到常温状态下。针对现有钢渣处理工艺缺少回收高温钢渣巨大的显热资源的有效手段。且目前常用的滚筒法和有压或常压辊压热破碎工艺又大量消耗水资源，尤其是辊压热破碎工艺在开放空间内通过大量向高温钢渣喷水降温产生大量的带粉尘的水蒸汽，极大地增加了系统除尘工作量，运行能耗居高不下，增加了企业的生产成本。

例如：CN201910915373.4公开了一种钢渣余热利用装置，包括：辊压机、运输工具、风机、高温块状钢渣取热装置、钢渣槽车、余热锅炉和有压热闷罐；钢渣余热利用方法包括如下步骤：(1)将辊压机辊压破碎后的高温块状钢渣排出到运输工具上，优选运输工具为高温块状钢渣连续上料装置；(2)通过运输工具将高温块状钢渣运至高处，并通过高温块状钢渣取热装置的入料口装入高温块状钢渣取热装置中；(3)风机送风，通过高温块状钢渣取热装置的布风装置(4-8)将冷空气送入高温块状钢渣取热装置内部并与其内的高温块状钢渣进行换热；(4)换热升温后的高温空气从高温块状钢渣取热装置顶部的热风出口排出后导入到热余热锅炉进行余热利用；(5)风机停止送风，将降温后的钢渣从高温块状钢渣取热装置底部出料口排出并装入钢渣槽车，(6)钢渣槽车将降温后的钢渣送至有压热闷罐进行热闷处理。

申请号201210194900.5公开了一种具有余热回收及块状物一次成型功能的螺旋输送装置，包括电机、减速机、外壳、螺旋、切割钢刀和旋转接头，螺旋同轴转动安装在圆筒形的外壳内，螺旋的螺旋轴的首端穿出外壳的首端，并通过减速机与电机的输出轴同轴连接；螺旋轴的尾端穿出外壳的尾端，并与旋转接头连接；在该外壳的首端上面和尾端的下面分别设有进料口和出料口，在该出料口内设有切割钢刀；在该螺旋的螺旋轴和螺旋叶片上设有螺旋水循环回路。

螺旋水循环回路依次为：循环水从螺旋进水口流入螺旋轴的中心孔，在螺旋轴首端附近的叶片水夹层进水孔流入螺旋叶片上的水夹层，并从叶片水夹层出水孔回到出水口排出，螺旋进水口和螺旋出水口均设置在旋转接头上。

在外壳设有外壳水夹层，并在外壳水夹层的外侧设有冷却水接口。外壳水夹层内分隔为多个沿轴向的矩形水通道。外壳由上、下半部组成，上、下半部两边各设有外壳连接边，并用螺栓相互紧固；上、下半部各自设有外壳水夹层和冷却水接口。

该装置利用螺旋输送装置实现冷却、破碎成型自动完成。利用余热回收机构(外壳和螺旋上的水循环回路)，可以有效的回收电石坨等液态物料散发的热能。

申请号201410511597.6公开了一种兰炭余热回收系统，包括换热器和水冷螺旋输送机，两个换热器并排固定在炭化炉的一个排焦口下方，一个水冷螺旋输送机固定在两个换热器的下方，水冷螺旋输送机上侧设有两个第一进料口，两个第一进料口分别连通换热器的出料口，水冷螺旋输送机下侧设有第一出料口；水冷螺旋输送机包括水冷壳体和转动设置在水冷壳体内的水冷螺旋体，水冷螺旋体为空心轴结构，水冷螺旋体一端穿过水冷壳体后与旋转水接头连接并相通，另一端与动力输入轴紧固连接。

该技术方案中，使用了水冷螺旋输送机，可以在输送兰炭的过程中进行部分余热回收。对于本实用新型的螺旋输送的同时余热回收利用于冶金钢渣处理中，现有文献还未见报道。

实用新型内容

本实用新型为了解决目前常用的滚筒法、有压或常压辊压热破碎钢渣处理工艺中存在的消耗水资源大，运行能耗居高不下以及高温钢渣降温过程中热资源无法充分回收等问题。

本实用新型提供了如下技术方案：一种带余热回收功能的钢渣处理装置，包括隧道式封闭容腔，隧道式封闭容腔的进料端上方设有液态钢渣缓存钢包，隧道式封闭容腔的出料端下方设有固态钢渣缓存包，隧道式封闭容腔内设有螺旋输送装置和余热回收装置。

进一步地，余热回收装置为镶嵌在容腔壁内、外壳体之间的高压锅炉管，高压锅炉管一端连接中温水缓存水箱，另一端连接高温高压蒸汽工作负荷系统。

进一步地，隧道式封闭容腔包括下部为U型的耐磨钢板和上部的封盖，U型的耐磨钢板和封盖上均设有若干高压锅炉管。

进一步地，螺旋输送装置包括转轴和固定于转轴上的螺旋叶片，转轴中部为中空管状，转轴中空部分一端连接常温冷却水储水仓，另一端连接中温水缓存水箱。

进一步地，转轴上设有破碎齿。

进一步地，余热回收装置为连接在隧道式封闭容腔一端的空气进气装置，隧道式封闭容腔另一端连接高温空气除尘装置和高温空气余热回收装置。

进一步地，隧道式封闭容腔包括下部为U型的耐磨钢板和上部的封盖，下部U型的耐磨钢板和上部的封盖的钢板外包覆保温隔热材料。

进一步地，中温水缓存水箱连接微压高温焖渣装置，微压高温焖渣装置包括微压容器，微压容器内部设有微压热闷罐，在微压容器上设有盖板。

进一步地，在液态钢渣缓存钢包上设有带坡度的网状格栅，大于网状格栅孔径的大块钢渣通过斜坡溜槽滑入底部接渣槽，液态和小于网状格栅孔径的钢渣进入液态钢渣缓存钢包。

进一步地，隧道式封闭容腔底部和侧面的外侧包覆保温隔热层和保护钢板，高压锅炉管间的间隙内填充有高导热材料。

与现有技术相比，本实用新型所述的装置使用时，高温液态钢渣从入进渣口送入隧道式封闭容腔内，螺旋输送装置不断将高温的液态钢渣向出口处输送，输送的过程中进行余热回收，通过一定长度的隧道式封闭容腔的余热利用，可将1500度左右的高温液态钢渣在隧道内持续破碎降温转变为约300度左右的固态钢渣，从封闭容腔的出渣口排出。余热回收的热量，比如产生的连续的高温高压蒸汽等可以用于发电等。

水平设置的隧道式封闭容腔，建设比较容易，还可以根据钢铁产能的要求，合理控制隧道式封闭容腔的长度，使钢渣的余热能够基本完全被吸收，余热利用效率极高。

余热回收方式之一，直接使用水回收余热的情况下：钢渣液面至封闭容腔顶面保持预设距离，形成辐射吸热，封闭容腔侧面和底面以及螺旋输送机构与钢渣接触，形成传导吸热；这种余热回收方式相当于一套余热锅炉，中空的转轴和螺旋叶片的冷却水吸热相当于余热锅炉的省煤器段，升温后的水从隧道式封闭容腔的低温段进入，高温段排出，钢渣温度持续降低，水的温度持续升高，低温段相当于余热锅炉的蒸发器，高温段相当于余热锅炉的过热器。在钢渣入口段产生高温高压的水蒸气，使水受热变成连续的高温高压蒸汽，属于优质热源，用于发电。而且水不直接与钢渣接触，避免了水与铁的氧化反应，降低了铁元素的损耗。

余热回收方式之二，使用空气回收余热的情况下：冷风从隧道式封闭容腔出渣端进入，在容腔内与高温钢渣直接接触吸热，升温后的热风从隧道式封闭容腔入渣端排出。然后通过换热系统，将热空气的热量再利用。

综合来说，与现有技术相比，本新型的优势在于：

本实用新型提供了一种在密闭空间连续处理钢渣及连续回收钢渣余热的装置和微压热焖钢渣提高钢渣后续可用性的装置，在低能耗热破碎钢渣的同时有效回收钢渣所携带的显热能量，給企业提供高品质的高温高压蒸汽用于发电或其他生产环节，同时，由于不使用水喷淋对高温液态钢渣降温破碎，有效提高了钢渣后续金属铁的回收率。达到节约企业环保设备投资、降低运行费用同时获得额外经济效益的目的。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图之一；

图2为本实用新型的结构示意图之二；

图3为隧道式封闭容腔内部结构示意图。

图中：1-底部接渣槽、2-液态钢渣缓存钢包、3-网状格栅、4-隧道式封闭容腔、5-中温水缓存水箱、6-盖板、7-微压热闷罐、8-微压容器、9-固态钢渣缓存包、10-转轴、11-旋转驱动机构、12-常温冷却水储水仓、13-高温高压蒸汽工作负荷系统、14-高温空气余热回收装置、15-空气进气装置、16-螺旋叶片、17-高压锅炉管、18-耐磨钢板、19-封盖、20-高温空气除尘装置。

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。

一种带余热回收功能的钢渣处理装置，包括隧道式封闭容腔4，隧道式封闭容腔4的进料端上方设有液态钢渣缓存钢包2，隧道式封闭容腔4的出料端下方设有固态钢渣缓存包9，隧道式封闭容腔4内设有螺旋输送装置和余热回收装置。

实施例一：如图1、3所示意，余热回收装置为镶嵌在容腔壁内、外壳体之间的高压锅炉管17，高压锅炉管17一端连接中温水缓存水箱5，另一端连接高温高压蒸汽工作负荷系统13。

所述的隧道式封闭容腔4包括下部为U型的耐磨钢板18和上部的封盖19，U型的耐磨钢板18和封盖19上均设有若干高压锅炉管17。U型的耐磨钢板18用于装盛钢渣。高压锅炉管17用于吸收全部的钢渣热量。

螺旋输送装置包括转轴10和固定于转轴上的螺旋叶片16，转轴10由外部的旋转驱动机构11输入动力，转轴10中部为中空管状，转轴中空部分一端连接常温冷却水储水仓12，另一端连接中温水缓存水箱5。

转轴10上设有破碎齿。

螺旋叶片和破碎齿均为中空结构。确保余热吸收的面积足够大，热量传递效率高。

为保证螺旋叶片、破碎齿长时间在高温钢渣中连续工作，两种部件都需要提供持续冷却，螺旋叶片和破碎齿均制作成一次成型的连续中空，两种部件的中空通冷却水持续冷却，常温水经过这些部件后升温流出到一个外置水箱，一部分分流进入高压锅炉管继续吸收钢渣的热量形成高温高压的蒸汽，另一部分进入微压焖渣装置对钢渣喷水焖渣，如果水量仍有富裕，则剩余部分与常温冷却水混合作为冷却水使用。

旋转驱动机构11驱动螺旋输送机构转动，螺旋叶片将钢渣搅动的同时向后推送，破碎齿用于在滚筒转动时剪切钢渣，将钢渣扰动破碎的同时吸收钢渣部分热量。

螺旋输送机构的螺旋叶片有两种制造方式，1、耐磨耐高温材料一次铸造成空心轴型，2、耐磨材质的无缝管热压成型，支撑于封闭容腔内，一端与隧道式封闭容腔外的旋转驱动机构连接，另一端与旋转头连接。

实施例二：如图2所示意，余热回收装置为连接在隧道式封闭容腔4一端的空气进气装置15，隧道式封闭容腔4另一端连接高温空气除尘装置20和高温空气余热回收装置14。螺旋输送装置包括转轴10和固定于转轴上的螺旋叶片16，转轴10中部为中空管状，转轴中空部分一端连接常温冷却水储水仓12，另一端连接中温水缓存水箱5。

该状态下，隧道式封闭容腔4包括下部为U型的耐磨钢板18和上部的封盖19，下部U型的耐磨钢板18和上部的封盖19的钢板外包覆保温隔热材料，防止钢渣热量散失。

隧道式封闭容腔4后端通过空气进气装置15送入空气，在隧道式封闭容腔4内逆行对钢渣进行换热，热空气通过高温空气除尘装置13后进入高温空气余热回收装置14进行换热后再利用。

中温水缓存水箱5连接微压高温焖渣装置，微压高温焖渣装置包括微压容器8，微压容器8内部设有微压热闷罐7，在微压容器8上设有盖板6。本实施例的微压是指低于法定的压力容器的压力。

微压热闷罐7装盛300度左右高温钢渣，上部设有可启闭的带喷水和排汽功能的盖板6，该容器底部有带排水功能的可启闭的卸料口，配套的除尘管道和除尘器。中温水缓存水箱5中的一部分的热水用于对300度左右高温钢渣进行闷渣处理。

在液态钢渣缓存钢包2上设有带坡度的网状格栅3，大于网状格栅孔径的大块钢渣通过斜坡溜槽滑入底部接渣槽1，液态和小于网状格栅孔径的钢渣进入液态钢渣缓存钢包2。

隧道式封闭容腔4底部和侧面的外侧包覆保温隔热层和保护钢板，高压锅炉管17间的间隙内填充有高导热材料，为提高高压锅炉管的传导吸热效率，高压锅炉管17间的间隙用高导热材料如石墨填充。

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 (10)

1.一种带余热回收功能的钢渣处理装置，其特征在于：包括隧道式封闭容腔(4)，隧道式封闭容腔(4)的进料端上方设有液态钢渣缓存钢包(2)，隧道式封闭容腔(4)的出料端下方设有固态钢渣缓存包(9)，隧道式封闭容腔(4)内设有螺旋输送装置和余热回收装置。

2.根据权利要求1所述的带余热回收功能的钢渣处理装置，其特征在于：所述的余热回收装置为镶嵌在容腔壁内、外壳体之间的高压锅炉管(17)，高压锅炉管(17)一端连接中温水缓存水箱(5)，另一端连接高温高压蒸汽工作负荷系统(13)。

3.根据权利要求1或2所述的带余热回收功能的钢渣处理装置，其特征在于：所述的隧道式封闭容腔(4)包括下部为U型的耐磨钢板(18)和上部的封盖(19)，U型的耐磨钢板(18)和封盖(19)上均设有若干高压锅炉管(17)。

4.根据权利要求1所述的带余热回收功能的钢渣处理装置，其特征在于：所述的螺旋输送装置包括转轴(10)和固定于转轴上的螺旋叶片(16)，转轴(10)中部为中空管状，转轴中空部分一端连接常温冷却水储水仓(12)，另一端连接中温水缓存水箱(5)。

5.根据权利要求4所述的带余热回收功能的钢渣处理装置，其特征在于：所述的转轴(10)上设有破碎齿。

6.根据权利要求1所述的带余热回收功能的钢渣处理装置，其特征在于：所述的余热回收装置为连接在隧道式封闭容腔(4)一端的空气进气装置(15)，隧道式封闭容腔(4)另一端连接高温空气除尘装置(20)和高温空气余热回收装置(14)。

7.根据权利要求6所述的带余热回收功能的钢渣处理装置，其特征在于：所述的隧道式封闭容腔(4)包括下部为U型的耐磨钢板(18)和上部的封盖(19)，下部U型的耐磨钢板(18)和上部的封盖(19)的钢板外包覆保温隔热材料。

8.根据权利要求2或4所述的带余热回收功能的钢渣处理装置，其特征在于：所述的中温水缓存水箱(5)连接微压高温焖渣装置，微压高温焖渣装置包括微压容器(8)，微压容器(8)内部设有微压热闷罐(7)，在微压容器(8)上设有盖板(6)。

9.根据权利要求1所述的带余热回收功能的钢渣处理装置，其特征在于：在液态钢渣缓存钢包(2)上设有带坡度的网状格栅(3)，大于网状格栅孔径的大块钢渣通过斜坡溜槽滑入底部接渣槽(1)，液态和小于网状格栅孔径的钢渣进入液态钢渣缓存钢包(2)。

10.根据权利要求3所述的带余热回收功能的钢渣处理装置，其特征在于：隧道式封闭容腔(4)底部和侧面的外侧包覆保温隔热层和保护钢板，高压锅炉管(17)间的间隙内填充有高导热材料。