專利名稱：電熔鎂熔砣余熱回收利用技術(shù)及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及菱鎂礦熔煉電熔鎂砂技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及電熔鎂熔砣的余熱回收利用技術(shù)及裝置。
背景技術(shù)：
鎂產(chǎn)業(yè)是我國獨(dú)具特色的資源性優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，年產(chǎn)各種鎂砂及制品1500萬噸，產(chǎn)量居世界首位。以菱鎂礦為原料熔煉的電熔鎂砂在鎂質(zhì)材料產(chǎn)業(yè)中具有舉足輕重的地位，是許多鎂質(zhì)材料的基礎(chǔ)原料，對材料的性能有決定性的影響。然而，菱鎂礦熔煉電熔鎂砂存在著嚴(yán)重的高耗能、高污染問題。目前，我國菱鎂礦熔煉基本仍在沿用國際上個(gè)世紀(jì)七、八十年代粗放的落后生產(chǎn)技術(shù)、工藝和裝備。菱鎂礦熔煉電熔鎂普遍使用三相礦熱電弧爐，我國現(xiàn)有菱鎂礦熔煉爐平均單耗2900千瓦時(shí)以上，比國際先進(jìn)水平高20%以上，電耗成本約占產(chǎn)品總成本的60%。菱鎂礦經(jīng)過熔煉后，由于MgO熔點(diǎn)高達(dá)2800°C，MgO熔體形成十余噸重的高溫鎂熔砣。受現(xiàn)有技術(shù)條件限制，高溫鎂熔砣內(nèi)所含巨大的余熱資源未能回收利用， 大量熱能白白損失。鎂熔砣體積和重量較大，存在外層皮砂導(dǎo)熱能力差和熱交換面積小等因素，熱量難以集中回收，所以對鎂熔砣余熱回收國外尚未有相關(guān)的研究。國內(nèi)曾有人采用在一個(gè)相對封閉的空間內(nèi)對高溫鎂熔砣進(jìn)行間歇風(fēng)冷，以獲得高溫?zé)犸L(fēng)對原料進(jìn)行預(yù)熱，但受其熱交換表面積小，外層皮砂導(dǎo)熱能力差的缺陷，最終難以獲得連續(xù)的大流量的高溫?zé)犸L(fēng)，回收的能量極其有限。

發(fā)明內(nèi)容
為了有效的回收利用鎂熔砣的大量余熱資源，本發(fā)明提出了一套全新的余熱回收技術(shù)路線及裝置設(shè)計(jì)方案。應(yīng)用本技術(shù)可以將30%以上的鎂熔砣余熱回收，并將菱鎂礦原料預(yù)熱至500°C以上，實(shí)現(xiàn)電熔鎂砂生產(chǎn)綜合節(jié)能10%以上，同時(shí)獲得部分飽和蒸汽。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是經(jīng)過三相電弧爐熔煉生產(chǎn)的鎂熔砣，經(jīng)移動(dòng)小車移入隧道式余熱回收室，與空氣進(jìn)行脈沖式強(qiáng)化熱交換，產(chǎn)生的約300°C高溫?zé)犸L(fēng)經(jīng)引風(fēng)機(jī)送入高溫?zé)峤粨Q塔，在高溫?zé)峤粨Q塔內(nèi)與被破碎后的高溫物料進(jìn)行熱交換后，獲得1000°C以上的高溫?zé)犸L(fēng)進(jìn)入礦料預(yù)熱塔，對礦料進(jìn)行預(yù)熱。預(yù)熱塔經(jīng)與物料進(jìn)行熱交換后的低溫空氣(約150°C ) 一部分經(jīng)循環(huán)風(fēng)機(jī)送回隧道式余熱回收室循環(huán)使用。經(jīng)約2天整體取熱后的鎂熔砣經(jīng)隧道式余熱回收室冷卻至完成結(jié)晶凝固后，移出隧道式余熱回收室進(jìn)入高溫脫皮破碎工序。熔砣脫皮砂后，在脫皮機(jī)上鎂熔砣通過車刀的機(jī)械傳動(dòng)裝置產(chǎn)生自轉(zhuǎn)，同時(shí)刮刀在刀架上上下移動(dòng)完成脫皮砂。在破碎平臺(tái)上推倒后裂成較大塊體，經(jīng)空氣錘破碎成40mm以下平均溫度約為1200°C的塊料，經(jīng)溜槽在自重作用下或經(jīng)斗提裝置進(jìn)入高溫?zé)峤粨Q塔。在塔內(nèi)與來自礦料預(yù)熱塔的循環(huán)風(fēng)進(jìn)行熱交換。高溫塊料被冷卻至100°C以下后用皮帶輸送至產(chǎn)品分選工序，分選后的成品送入成品庫。出高溫冷卻塔約IOOiTC的高溫?zé)犸L(fēng)大部分進(jìn)入礦料預(yù)熱塔用來預(yù)熱礦料，多余部分進(jìn)入余熱鍋爐，用于產(chǎn)生蒸汽。經(jīng)過礦料預(yù)熱塔的礦料可預(yù)熱至500°C以上，經(jīng)給料系統(tǒng)送至三相電弧爐進(jìn)行熔
太東。 本發(fā)明的有益效果是(1)鎂熔砣自身攜帶能量1300kWh/t的30%能量獲得回收， 回收的能量主要用于菱鎂礦入爐前的預(yù)熱，可將礦料預(yù)熱至500°C以上，實(shí)現(xiàn)節(jié)電300kWh/ t的節(jié)能效果；(2)鎂熔砣實(shí)現(xiàn)了機(jī)械脫皮和破碎，提高了生產(chǎn)過程的機(jī)械化水平，減輕了
勞動(dòng)強(qiáng)度。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明。圖1是本發(fā)明的工藝技術(shù)流程圖。圖2是礦料預(yù)熱塔結(jié)構(gòu)原理3是隧道式余熱回收室結(jié)構(gòu)原理4是脫皮砂機(jī)結(jié)構(gòu)原理5是破碎裝置結(jié)構(gòu)原理6是高溫?zé)峤粨Q塔聯(lián)余熱鍋爐結(jié)構(gòu)原理1中1.菱鎂礦，2.除塵器，3.礦料預(yù)熱塔，4.電弧爐，5.循環(huán)風(fēng)機(jī)1，6.鎂熔砣，7.隧道式余熱回收室，8.脫皮砂機(jī)，9.空氣錘，10.高溫?zé)峤粨Q塔，11.循環(huán)風(fēng)機(jī)2， 12.余熱鍋爐。圖2中13.上料斗提機(jī)，14.下料斗，15.立柱，16.耐火材料，17.鋼板，18.預(yù)熱區(qū)，19.熱風(fēng)入口，20.礦石出口，21.平臺(tái)，22.扶梯，23.熱風(fēng)出口。圖3中24.滑輪，25.換熱室門，26.門支架，27.入風(fēng)孔，28.出風(fēng)口，29.鋼軌， 30.鋼板，31.保溫層。圖4中32.剝皮刀，33.旋轉(zhuǎn)平臺(tái)。圖6中34.破碎篦篩，35.下料漏斗，36.料塊入口，37.換熱區(qū)，38.冷砂出口， 39.旋風(fēng)除塵器，40.循環(huán)熱風(fēng)，41.高溫?zé)犸L(fēng)，42.空氣放散管。
具體實(shí)施例方式在圖1中，菱鎂礦(1)經(jīng)礦料預(yù)熱塔(3)預(yù)熱后送入電弧爐(4)內(nèi)熔煉，熔煉結(jié)束后產(chǎn)生的鎂熔砣(6)送入隧道式余熱回收室(7)與空氣進(jìn)行脈沖式強(qiáng)化熱交換，待鎂熔砣結(jié)晶凝固后，移出隧道式余熱回收室(7)在脫皮砂機(jī)(8)上脫皮，又經(jīng)空氣錘(9)破碎成塊料后送入高溫?zé)峤粨Q塔(10)，在塔內(nèi)與來自礦料預(yù)熱塔(3)和余熱鍋爐(12)的循環(huán)風(fēng)進(jìn)行熱交換后分選、成品。出高溫?zé)峤粨Q塔(10)的高溫?zé)犸L(fēng)大部分進(jìn)入礦料預(yù)熱塔(3)用來預(yù)熱礦料，多余部分進(jìn)入余熱鍋爐(12)產(chǎn)生蒸汽。在圖2所示實(shí)施例中，礦料經(jīng)上料斗提機(jī)(13)送入預(yù)熱區(qū)(18)與來自高溫?zé)峤粨Q塔(10)的高溫?zé)犸L(fēng)進(jìn)行換熱，換熱后經(jīng)礦石出口(20)送出。在圖3所示實(shí)施例中，鎂熔砣(6)通過鋼軌(29)滑入余熱回收室(7)與入風(fēng)孔 (27)噴入的空氣進(jìn)行脈沖式強(qiáng)化熱交換，待鎂熔砣(6)結(jié)晶凝固后，移出隧道式余熱回收室⑵。
在圖4所示實(shí)施例中，從隧道式 余熱回收室(7)移出的結(jié)晶完成的鎂熔砣(6)在脫皮砂機(jī)(8)上隨旋轉(zhuǎn)平臺(tái)(33)產(chǎn)生自轉(zhuǎn)，同時(shí)剝皮刀(32)在刀架上上下移動(dòng)完成脫皮砂。在圖5所示實(shí)施例中，在破碎平臺(tái)上推倒后裂成較大塊體，經(jīng)空氣錘(9)破碎成 40mm以下平均溫度約為1200°C的塊料，經(jīng)溜槽在自重作用下或經(jīng)斗提裝置進(jìn)入高溫?zé)峤粨Q塔(10)。在圖6所示實(shí)施例中，在高溫?zé)峤粨Q塔(10)內(nèi)與來自礦料預(yù)熱塔(3)和余熱鍋爐 (12)的循環(huán)熱風(fēng)(40)進(jìn)行熱交換后分選、成品。出高溫?zé)峤粨Q塔(10)的高溫?zé)犸L(fēng)大部分進(jìn)入礦料預(yù)熱塔(3)用來預(yù)熱礦料，多余部分進(jìn)入余熱鍋爐(12)產(chǎn)生蒸汽。
權(quán)利要求
1.一種電熔鎂熔砣余熱回收利用技術(shù)及裝置。其特征是將電熔鎂砂生產(chǎn)工藝中熔煉后的高溫鎂熔砣經(jīng)在隧道式熱交換室內(nèi)進(jìn)行整體冷卻后，使之快速完成鎂砂晶體結(jié)晶和凝同，同時(shí)獲得被預(yù)熱至200 300°C的中低溫?zé)犸L(fēng)。凝固后的鎂熔砣在高溫狀態(tài)進(jìn)行脫皮破碎產(chǎn)生高溫塊料。采用循環(huán)風(fēng)冷卻方式將冷風(fēng)和來自隧道式熱交換室的中低溫?zé)犸L(fēng)送入高溫?zé)峤粨Q塔內(nèi)與高溫塊料進(jìn)行熱交換，產(chǎn)生1000°C以上的高溫?zé)犸L(fēng)送至礦料預(yù)熱塔，將菱鎂礦預(yù)熱至500°C以上，實(shí)現(xiàn)熱料入爐。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂熔砣余熱回收利用技術(shù)及裝置，其特征是利用隧道式余熱回收室進(jìn)行鎂熔砣整體冷卻，完成熔砣內(nèi)部結(jié)晶并獲得中低溫?zé)犸L(fēng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂熔砣余熱回收利用技術(shù)及裝置，其特征是高溫鎂熔砣破碎分為脫皮砂和破碎兩工序完成。脫皮砂是將鎂熔砣在脫皮機(jī)上通過車刀的機(jī)械傳動(dòng)裝置產(chǎn)生自轉(zhuǎn)，同時(shí)刮刀在刀架上上下移動(dòng)完成脫皮砂；熔砣脫皮砂后，先在破碎平臺(tái)上推倒后裂成較大塊體，再經(jīng)空氣錘破碎成40mm以下平均溫度約為1200°C的塊料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂熔砣余熱回收利用技術(shù)及裝置，其特征是礦料預(yù)熱采用豎爐結(jié)構(gòu)形式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂熔砣余熱回收利用技術(shù)及裝置，其特征是高溫?zé)峤粨Q塔采用豎爐結(jié)構(gòu)形式。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂熔砣余熱回收利用技術(shù)及裝置，其特征是鎂熔砣余熱直接用于礦料預(yù)熱，余熱鍋爐為余熱回收系統(tǒng)的輔助裝備，在系統(tǒng)中調(diào)節(jié)能量平衡。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂熔砣余熱回收利用技術(shù)及裝置，其特征是余熱回收系統(tǒng)采用了熱風(fēng)循環(huán)和能量的梯級利于，來自隧道式余熱回收室的中低溫?zé)犸L(fēng)經(jīng)高溫?zé)峤粨Q塔進(jìn)一步加熱后再進(jìn)行循環(huán)使用。
全文摘要
一種電熔鎂熔砣余熱回收利用技術(shù)及裝置。其特征是將電熔鎂砂生產(chǎn)工藝中熔煉后的高溫鎂熔砣，經(jīng)在隧道式熱交換室內(nèi)進(jìn)行整體冷卻后，使之快速完成鎂砂晶體結(jié)晶和凝固，同時(shí)獲得被預(yù)熱至200～300℃的中低溫?zé)犸L(fēng)。凝固后的鎂熔砣在高溫狀態(tài)進(jìn)行脫皮破碎產(chǎn)生高溫塊料。采用循環(huán)風(fēng)冷卻方式將冷風(fēng)和來自隧道式熱交換室的中低溫?zé)犸L(fēng)送入高溫?zé)峤粨Q塔內(nèi)與高溫塊料進(jìn)行熱交換，產(chǎn)生1000℃以上的高溫?zé)犸L(fēng)送至礦料預(yù)熱塔，將菱鎂礦預(yù)熱至500℃以上，實(shí)現(xiàn)熱料入爐。
文檔編號F27D17/00GK102345983SQ201110003308
公開日2012年2月8日 申請日期2011年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月10日
發(fā)明者于娜, 于宏超, 仝永娟, 吳東旭, 姚彤輝, 張衛(wèi)軍, 張效鵬, 李軍, 李鵬, 楊義平, 楊強(qiáng)大, 楊曉輝, 王帥, 王敏, 白羽, 英杰, 蔣小萌, 趙文婧, 靳倩, 馬美秀, 黃喜洙, 齊國超 申請人:東北大學(xué), 沈陽東大工業(yè)爐有限公司