專利名稱：一種連續(xù)式熱態(tài)鋼渣余熱回收系統(tǒng)及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于余熱回收技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種熱態(tài)鋼渣的余熱回收系統(tǒng)及其方法，適用于對(duì)煉鋼過(guò)程中產(chǎn)生的各種流動(dòng)度的鋼渣進(jìn)行余熱回收。
背景技術(shù)：
鋼鐵企業(yè)余熱資源的回收與高效轉(zhuǎn)換一直是世界各國(guó)冶金工作者關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn) 題。其中，煉鋼過(guò)程中產(chǎn)生的大量液態(tài)鋼渣，其溫度為1500°C 1700°C，余熱品質(zhì)較高，極 具利用價(jià)值。目前，國(guó)內(nèi)外鋼鐵企業(yè)均未能有效實(shí)現(xiàn)鋼渣顯熱的回收利用。大多數(shù)鋼廠都采 用露天潑渣打水冷卻，個(gè)別鋼廠采用淺盤熱潑法、悶罐法、粒化輪水淬法、回轉(zhuǎn)筒法以及風(fēng) 淬法等對(duì)鋼渣進(jìn)行處理，但是這些處理方法均未能實(shí)現(xiàn)鋼渣顯熱的回收利用。隨著能源瓶 頸問(wèn)題的日益加劇，開發(fā)高溫熔渣顯熱回收利用技術(shù)，填補(bǔ)鋼鐵企業(yè)節(jié)能領(lǐng)域的這一空白， 將會(huì)成為我國(guó)鋼鐵行業(yè)內(nèi)重要的節(jié)能技術(shù)之一。風(fēng)淬粒化熱回收法是采用較多的一種鋼渣余熱回收方法。俄羅斯烏拉爾鋼鐵研 究院開發(fā)的風(fēng)淬鋼渣處理工藝附有余熱回收裝置，在液態(tài)鋼渣被高壓風(fēng)淬碎后，可冷卻至 160 200°C，回收余熱用于生產(chǎn)熱水、蒸汽等。1981年Mitsubishi和NKK合作，在福山制鐵 所建成世界上第一套轉(zhuǎn)爐鋼渣風(fēng)淬粒化熱回收裝置，通過(guò)輻射和對(duì)流換熱，渣溫從1500°C 降到300°C左右時(shí)，熱回收率可達(dá)40% 45%。1988年馬鋼在國(guó)內(nèi)取得了“鋼渣風(fēng)淬粒化裝 置”專利(專利號(hào)CN88211276)。目前，該技術(shù)在馬鋼、成鋼、石鋼等均有應(yīng)用裝置。但是， 國(guó)內(nèi)開發(fā)的專利技術(shù)和應(yīng)用裝置大部分均著眼于鋼渣的粒化，而沒(méi)有對(duì)鋼渣的顯熱進(jìn)行回 收。專利號(hào)為ZL 200720021048. 6的專利《冶金渣顯熱利用裝置》，描述了熔融液態(tài)冶金渣 經(jīng)粒化輪離心破碎粒化后，在高壓風(fēng)力作用下，被風(fēng)淬成顆粒狀，進(jìn)入立式熱交換器，在下 落過(guò)程中通過(guò)與空氣的熱交換，實(shí)現(xiàn)鋼渣的冷卻。上述鋼渣處理技術(shù)大都采用高壓風(fēng)對(duì)液 態(tài)鋼渣進(jìn)行粒化和冷卻，由于所需風(fēng)量較大，并用水對(duì)鋼渣進(jìn)行了淬冷，熱回收效率低。同 時(shí)這類技術(shù)只適合處理流動(dòng)性較好的液態(tài)鋼渣，隨著煉鋼技術(shù)的進(jìn)步，鋼渣粘度有增大趨 勢(shì)，這不利于液態(tài)鋼渣的安全與高效處理。申請(qǐng)?zhí)枮?00510047090. 0的專利《一種高爐渣顯熱回收系統(tǒng)及生產(chǎn)工藝》處理 對(duì)象為高爐渣，其生產(chǎn)工藝是由初冷-破碎單元、氣-渣熱交換單元、余熱鍋爐組成，其中 氣-渣熱交換單元采用的是鏈蓖機(jī)結(jié)構(gòu)或渣罐結(jié)構(gòu)。申請(qǐng)?zhí)枮?00810229556. 2的專利建 立了一套高爐渣顯熱回收系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)杯、渣粒捕集器和余熱鍋爐。高溫液態(tài)爐渣經(jīng)渣流槽 進(jìn)入高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)杯中并沿轉(zhuǎn)杯切線方向甩出，在此過(guò)程中破碎為渣粒，渣粒撞到渣粒捕 集器的水冷壁，在水冷壁進(jìn)一步凝固。專利200910097365. X的系統(tǒng)將高溫液態(tài)鋼渣倒入鋼 渣流量分配器，從鋼渣流量分配器流出的液態(tài)鋼渣落到水冷粒化輪上而被破碎拋出，落入 一次流化床與空氣換熱，從一次流化床排出的熱渣粒儲(chǔ)存在熱渣粒儲(chǔ)倉(cāng)中，再通過(guò)二次流 化床熱交換器冷卻到350°C左右排出。但這三種方法采用渣輸送帶輸送傳輸或經(jīng)過(guò)多次換 熱，使得換熱工作不連續(xù)，熱量有損失，因而熱回收效率較低，同時(shí)，使得設(shè)備復(fù)雜，整體結(jié) 構(gòu)不緊湊。
另外，申請(qǐng)?zhí)枮?4107284. 3的專利《鋼鐵渣顯熱回收新方法》采用液態(tài)金屬錫作 為熱載體與呈球團(tuán)狀的液體或固體鋼鐵渣進(jìn)行直接接觸式換熱來(lái)回收鋼鐵渣的高溫顯熱， 熱回收效率較高。但是采用這種方法不易將金屬錫和鋼渣的徹底分離，造成了金屬錫的浪 費(fèi)，同時(shí)該法不適合于工業(yè)化大規(guī)模應(yīng)用。日本NKK公司將熔融鋼渣注入2個(gè)轉(zhuǎn)鼓之間，轉(zhuǎn) 鼓內(nèi)通入空氣，渣在2個(gè)轉(zhuǎn)鼓的擠壓下形成一層薄渣片并粘附到轉(zhuǎn)鼓上，薄渣片在轉(zhuǎn)鼓的 表面迅速冷卻，熱量由轉(zhuǎn)鼓內(nèi)流動(dòng)空 氣帶走實(shí)現(xiàn)余熱回收。但采用這種方法，薄渣片粘在轉(zhuǎn) 鼓上須用耙子將其搗下，設(shè)備的熱回收率和壽命較低，并且所得渣呈片狀，不易利用。綜上可見，現(xiàn)有余熱回收系統(tǒng)和工藝存在能耗大、對(duì)鋼渣流動(dòng)性要求高以及熱回 收效率低等問(wèn)題，且難以大規(guī)模處理鋼渣。目前尚沒(méi)有一種能耗低、適應(yīng)不同流動(dòng)度的熱態(tài) 鋼渣余熱回收工藝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種熱態(tài)鋼渣的余熱回收系統(tǒng)及其方法，能對(duì)具有不同流 動(dòng)度的熱態(tài)鋼渣進(jìn)行連續(xù)輸送和破碎的同時(shí)，以空氣為熱交換介質(zhì)進(jìn)行鋼渣的余熱回收， 并可實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。本發(fā)明系統(tǒng)包括受渣斗、撥渣裝置、回轉(zhuǎn)筒、風(fēng)機(jī)、余熱回收系統(tǒng)和出渣口。從渣罐 倒出的液態(tài)鋼渣從受渣斗進(jìn)入系統(tǒng)。撥渣裝置采用隧道式結(jié)構(gòu)，由渣槽、刮板、鏈條和鏈輪 組成，鏈條上安裝多級(jí)可旋轉(zhuǎn)的刮板，刮板隨履帶運(yùn)行下落的過(guò)程中依靠自身的重力鏟入 從受渣斗進(jìn)入的鋼渣，并在鏈條的帶動(dòng)下將鋼渣在渣槽內(nèi)連續(xù)輸送至回轉(zhuǎn)筒，在動(dòng)態(tài)輸送 過(guò)程中鼓入冷風(fēng)進(jìn)行熱量回收。進(jìn)行初步熱量回收溫度在500 700°C之間的鋼渣進(jìn)入回 轉(zhuǎn)筒，回轉(zhuǎn)筒內(nèi)壁分布有碎渣齒和揚(yáng)料板，被揚(yáng)料板拋起的鋼渣在下落到回轉(zhuǎn)筒底部時(shí)，通 過(guò)與碎渣齒的相互作用，實(shí)現(xiàn)鋼渣的破碎，碎化成粒度小于50mm的小塊。同時(shí)，在回轉(zhuǎn)筒內(nèi) 繼續(xù)鼓入冷風(fēng)再次進(jìn)行熱量回收。回收熱量后的鋼渣溫度在200 300°C之間，從出渣口排 出。被加熱的空氣通過(guò)空氣管道，經(jīng)除塵后進(jìn)入余熱鍋爐進(jìn)行熱交換。刮板垂直方向自由擺動(dòng)，并由鏈條帶動(dòng)，線速度控制在0.2 lm/s。本發(fā)明的基本工藝是(1)高溫?zé)釕B(tài)鋼渣由渣罐傾倒入受渣斗后進(jìn)入撥渣裝置；(2)熱態(tài)鋼渣進(jìn)入撥渣裝置，通過(guò)撥渣裝置實(shí)現(xiàn)鋼渣的連續(xù)輸送，同時(shí)在動(dòng)態(tài)輸送 過(guò)程中通過(guò)風(fēng)機(jī)吹入循環(huán)風(fēng)實(shí)現(xiàn)對(duì)熱態(tài)鋼渣的第一次余熱回收，將溫度高于1500°C的熱態(tài) 鋼渣降低到500 700°C，且循環(huán)風(fēng)溫度達(dá)到300 500°C ；(3)回轉(zhuǎn)筒與撥渣裝置相連，500 700°C之間的熱態(tài)鋼渣在回轉(zhuǎn)筒內(nèi)破碎和輸 送，再次引入循環(huán)風(fēng)進(jìn)行第二次余熱回收，鋼渣溫度最終降低到200 300°C之間，同時(shí)，將 大塊鋼渣碎化成粒度小于50mm的小塊。循環(huán)風(fēng)作為換熱介質(zhì)，可以采用除空氣之外的其它氣體，如富含二氧化碳的廢煙 氣，有利于鋼渣穩(wěn)定化。本發(fā)明主要具有以下優(yōu)點(diǎn)1、可對(duì)各種流動(dòng)度的鋼渣進(jìn)行余熱回收。2、熱態(tài)鋼渣中的熱量釋放徹底、均勻。3、鋼渣輸送量可調(diào)，回收熱量持續(xù)穩(wěn)定，便于利用。
4、處理過(guò)程快速、安全性高。5、可對(duì)鋼渣進(jìn)行破碎處理。本發(fā)明具有以下創(chuàng)新點(diǎn)1、鋼渣輸送連續(xù)，熱量回收持續(xù)。2、撥渣裝置處理能力大，處理量易控制。3、可適應(yīng)各種流動(dòng)度的鋼渣。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。圖2為撥渣裝置結(jié)構(gòu)示意圖。其中，封閉罩1、鏈輪2、受渣3、耐火磚4、混凝土 5、刮板6、出渣口 7、后出風(fēng)口 8、電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置9、鏈條10、進(jìn)風(fēng)11、空氣管道12、前出風(fēng)口 13、 渣槽14。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，從渣灌傾倒的溫度高于1500°C的鋼渣從受渣斗進(jìn)入撥渣裝置，在撥 渣裝置內(nèi)實(shí)現(xiàn)連續(xù)輸送，輸送至回轉(zhuǎn)筒內(nèi)。同時(shí)，通過(guò)風(fēng)機(jī)分別向撥渣裝置和回轉(zhuǎn)筒內(nèi)吹入 空氣，與鋼渣實(shí)現(xiàn)二次熱交換，使鋼渣分別降到70(TC和30(TC以下，空氣被加熱轉(zhuǎn)變成熱 空氣，通過(guò)余熱鍋爐產(chǎn)生水蒸汽而加以能源化利用，實(shí)現(xiàn)熱量交換轉(zhuǎn)變成冷態(tài)并經(jīng)回轉(zhuǎn)筒 破碎的鋼渣從出渣口排出。如圖2所示，本工藝系統(tǒng)中的關(guān)鍵裝備撥渣裝置采用隧道式結(jié)構(gòu)。渣罐中的熱態(tài) 鋼渣通過(guò)進(jìn)渣口 3進(jìn)入撥渣裝置中。刮板6隨從鏈條10運(yùn)行至左鏈輪2處下行時(shí)，扒料板 6依靠自身的重力圍繞與鏈條套接的旋轉(zhuǎn)軸迅速落下，鏟入鋼渣后將鋼渣扒走即產(chǎn)生扒料 作用。在刮板的帶動(dòng)下，鋼渣從撥渣裝置始端逐漸運(yùn)行至末端。后面多級(jí)刮板依次對(duì)鋼渣 扒料，因此鋼渣被連續(xù)帶動(dòng)，在密閉的渣槽14內(nèi)運(yùn)行。在鋼渣動(dòng)態(tài)運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)風(fēng)機(jī)從 設(shè)備進(jìn)風(fēng)口 11處鼓入空氣，進(jìn)入空氣管道12后吹向液態(tài)鋼渣，進(jìn)行熱交換后變成熱風(fēng)從前 出風(fēng)口 13和后出風(fēng)口 8排出到余熱鍋爐進(jìn)行能量回收。熱交換后的空氣再通過(guò)空氣管道 進(jìn)入撥渣裝置中進(jìn)行下一次循環(huán)熱交換。冷卻后的鋼渣通過(guò)出渣口7排出到回轉(zhuǎn)筒。整體 裝置固定在混凝土上，用封閉罩1密封，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置9驅(qū)動(dòng)。采用本發(fā)明所述的系統(tǒng)和工藝可以實(shí)現(xiàn)以下效果1、對(duì)各種流動(dòng)度的鋼渣進(jìn)行高效余熱回收，將溫度降到300°C以下，余熱回收率達(dá) 到60%以上。2、通過(guò)調(diào)節(jié)鋼渣輸送量保證回收熱量持續(xù)穩(wěn)定。3、可將降溫后鋼渣破碎至50mm以下的粒度，便于利用。4、處理量大、適合大規(guī)模化工業(yè)生產(chǎn)。
權(quán)利要求
一種連續(xù)式熱態(tài)鋼渣余熱回收系統(tǒng)，包括受渣斗、撥渣裝置、回轉(zhuǎn)筒、風(fēng)機(jī)、余熱回收系統(tǒng)和出渣口，從渣罐倒出的液態(tài)鋼渣從受渣斗進(jìn)入系統(tǒng)；其特征在于，撥渣裝置采用隧道式結(jié)構(gòu)，由渣槽、刮板、鏈條和鏈輪組成，鏈條上安裝多級(jí)可旋轉(zhuǎn)的刮板，刮板隨履帶運(yùn)行下落的過(guò)程中依靠自身的重力鏟入從受渣斗進(jìn)入的鋼渣，并在鏈條的帶動(dòng)下將鋼渣在渣槽內(nèi)連續(xù)輸送至回轉(zhuǎn)筒，在動(dòng)態(tài)輸送過(guò)程中鼓入冷風(fēng)進(jìn)行熱量回收；進(jìn)行初步熱量回收溫度在500～700℃之間的鋼渣進(jìn)入回轉(zhuǎn)筒，回轉(zhuǎn)筒內(nèi)壁分布有碎渣齒和揚(yáng)料板，被揚(yáng)料板拋起的鋼渣在下落到回轉(zhuǎn)筒底部時(shí)，通過(guò)與碎渣齒的相互作用，實(shí)現(xiàn)鋼渣的破碎，碎化成粒度小于50mm的小塊；同時(shí)，在回轉(zhuǎn)筒內(nèi)繼續(xù)鼓入冷風(fēng)再次進(jìn)行熱量回收；回收熱量后的鋼渣溫度在200～300℃之間，從出渣口排出；被加熱的空氣通過(guò)空氣管道，經(jīng)除塵后進(jìn)入余熱鍋爐進(jìn)行熱交換。
2.根據(jù)權(quán)利1所述的熱態(tài)鋼渣余熱回收系統(tǒng)，其特征在于，刮板垂直方向自由擺動(dòng)，并 由鏈條帶動(dòng)，線速度控制在0. 2 lm/s。
3.一種采用權(quán)利要求1所述系統(tǒng)連續(xù)式熱態(tài)鋼渣余熱回收的方法，其特征在于工藝步 驟為(1)高溫?zé)釕B(tài)鋼渣由渣罐傾倒入受渣斗后進(jìn)入撥渣裝置；(2)熱態(tài)鋼渣進(jìn)入撥渣裝置，通過(guò)撥渣裝置實(shí)現(xiàn)鋼渣的連續(xù)輸送，同時(shí)在動(dòng)態(tài)輸送過(guò)程 中通過(guò)風(fēng)機(jī)吹入循環(huán)風(fēng)實(shí)現(xiàn)對(duì)熱態(tài)鋼渣的第一次余熱回收，將溫度高于1500°C的熱態(tài)鋼渣 降低到500 700°C之間，且循環(huán)風(fēng)溫度達(dá)到300 500°C ；(3)回轉(zhuǎn)筒與撥渣裝置相連，500 700°C的熱態(tài)鋼渣在回轉(zhuǎn)筒內(nèi)破碎和輸送，再次引 入循環(huán)風(fēng)進(jìn)行第二次余熱回收，鋼渣溫度最終降低到200 300°C之間，同時(shí)，將大塊鋼渣 碎化成粒度小于50mm的小塊。
4.根據(jù)權(quán)利3所述的方法，其特征在于，在撥渣裝置傳輸鋼渣的過(guò)程中以及在回轉(zhuǎn)筒 內(nèi)，通過(guò)風(fēng)機(jī)送入的循環(huán)風(fēng)為換熱介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼渣余熱的回收。
5.根據(jù)權(quán)利3所述的方法，其特征在于，循環(huán)風(fēng)作為換熱介質(zhì)，采用富含二氧化碳的廢 煙氣，有利于鋼渣穩(wěn)定化。
全文摘要
一種連續(xù)式熱態(tài)鋼渣余熱回收系統(tǒng)及其方法，屬于煉鋼余熱回收技術(shù)領(lǐng)域。系統(tǒng)包括受渣斗、撥渣裝置、回轉(zhuǎn)筒、風(fēng)機(jī)、余熱回收系統(tǒng)和出渣口。撥渣裝置采用隧道式結(jié)構(gòu)，由渣槽、刮板、鏈條和鏈輪組成，鏈條上安裝刮板，在鏈條的帶動(dòng)下在渣槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)，將熱態(tài)鋼渣連續(xù)推送至回轉(zhuǎn)筒內(nèi)，回轉(zhuǎn)筒內(nèi)壁分布有碎渣齒和揚(yáng)料板，鋼渣在整個(gè)動(dòng)態(tài)輸送過(guò)程中與風(fēng)機(jī)送入的循環(huán)風(fēng)進(jìn)行熱量交換產(chǎn)生高溫氣流。本發(fā)明適用于鋼渣余熱回收處理工藝，優(yōu)點(diǎn)主要在于對(duì)鋼渣流動(dòng)度適應(yīng)性好、處理鋼渣能力大、易于控制、回收熱量持續(xù)穩(wěn)定，同時(shí)可將大塊鋼渣碎化成小塊便于回收利用。
文檔編號(hào)C21B3/06GK101880737SQ201010196969
公開日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2010年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月2日
發(fā)明者余廣煒, 馮向鵬, 吳朝鋒, 廖洪強(qiáng), 時(shí)朝昆, 楊護(hù)紅, 湯博逸, 王榮 申請(qǐng)人:首鋼總公司