一種高溫熔渣熱量梯級回收的裝置的製作方法

2023-06-09 10:51:22 2

本實用新型涉及冶金高溫液態爐渣處理技術領域，特別是指一種高溫熔渣熱量梯級回收的裝置。

背景技術：

目前冶金過程高溫熔渣處理均採用水衝渣工藝、噴水熱悶等工藝進行處理。高溫液態熔渣的熱量基本上被浪費掉，據統計這部分熱量佔整個鋼鐵生產工序能耗的8～9％左右。特別是水冷液態渣過程中產生的蒸汽中含有大量的S、P有害氣體，對空氣造成汙染，這部分含有S、P的蒸汽同時也會對冶金企業設備造成腐蝕，降低其使用壽命，同時也浪費大量水資源。

在國家大力提倡節能環保及鋼鐵企業面臨的成本壓力越來越大的情況下，急需開發一種新的爐渣處理工藝及裝置，既能保證高溫液態爐渣被冷卻為玻璃體含量較高的固體渣，又能對熔渣熱量進行回收利用。以最大限度回收能源，減少水資源消耗，減少S、P等有害物質排放。

高溫液態渣到低溫固態渣的變化，不同階段對工藝和設備要求不一樣，比如高溫液態渣對設備的損壞主要是熱破壞，而工藝更多要求在液態到固態變化過程中具有較大的冷卻速率，從而形成玻璃化率較高固體渣，破碎對冷卻速率至關重要，並且液態渣的破碎成本顯然要低於固態渣，此階段如果能進行熱量回收，則回收品質更高，直接的熱量回收較間接回收效率更高；低溫渣對設備的損壞主要是機械作用，而工藝要求更多是儘可能的熱量回收，可是隨著固體渣溫度的降低，回收熱量的品質降低，回收難度加大。以前的相關專利基本上將不同階段放在一個容器或者過程中，並且不同階段採用單一的熱量回收方式，所以不論破碎、冷卻、設備損壞、熱量回收效率等都很難達到工業應用層面。

本實用新型通過物理方法對爐渣的熱量進行多次回收，達到對爐渣熱量的最大化利用。

技術實現要素：

本實用新型要解決的技術問題是提供一種高溫熔渣熱量梯級回收的裝置，實現將液態熔渣變成玻璃體含量較高的固體渣，同時有效回收熔渣熱量、消除對水的浪費和對環境汙染。

該裝置包括熔渣分流冷卻系統、熔渣強冷系統、熔渣餘熱回收系統、外殼和倉門，液態高溫熔渣依次通過熔渣分流冷卻系統、熔渣強冷系統和熔渣餘熱回收系統進行熱量梯級回收，最終固態爐渣從倉門排出，熔渣強冷系統和熔渣餘熱回收系統外部由外殼包裹，熔渣餘熱回收系統位於熔渣強冷系統正下方。

其中，熔渣分流冷卻系統包括渣溝、渣盤和隔板，液態高溫熔渣經渣溝進入渣盤，渣盤上均勻分布隔板；所述渣溝材質為耐火材料，渣溝截面為半圓形或半橢圓形，渣溝與水平面之間夾角為15°～30°；渣溝作用是將高溫液態熔渣引流到熔渣分流冷卻系統；所述渣盤材質為導熱耐磨金屬材料，渣盤形狀為扇形，渣盤內部有彎曲的蛇形冷卻水通道，渣盤與水平面之間夾角為0°～15°；所述隔板材質為導熱耐磨金屬材料，隔板為長方體，均勻地焊接在渣盤表面，實現渣盤表面熔渣的分流，渣盤和隔板的作用是使落在渣盤表面的爐渣得到分流及初步的冷卻。

熔渣強冷系統分為履帶式強冷系統和Z形強冷系統兩種。

其中，履帶式強冷系統包括冷卻水管、金屬軟管、金屬滾輪、馬達、和金屬履帶，冷卻水管由導熱耐磨金屬材料製成，冷卻水管均勻並排焊接在金屬履帶表面，相鄰冷卻水管的間距小於10mm，各個冷卻水管之間通過金屬軟管串聯，第一個冷卻水管入口通過金屬軟管輸入冷卻水，最後一個冷卻水管出口通過金屬軟管輸出高溫水蒸氣；金屬軟管由耐高壓金屬材料製成；金屬滾輪由馬達驅動自轉；金屬履帶包覆在一排金屬滾輪表面，受金屬滾輪驅動向前運動；冷卻水管、金屬軟管、金屬滾輪、馬達和金屬履帶組成履帶式強冷系統中的一個冷卻單元，履帶式強冷系統由一個以上的上述冷卻單元組成，冷卻單元上下錯開排列，相鄰單元的自轉方向相反，最底部冷卻單元的自轉方向周期性變化。

Z形強冷系統包括冷卻水管、振動裝置和內壁，冷卻水管盤旋在內壁外側，形狀為Z形，Z形強冷系統傾斜放置，Z形強冷系統底邊與水平面之間的夾角為15°～30°，Z形強冷系統的相鄰冷卻水管焊接在一起，不存在間隙，冷卻水管和內壁由導熱耐磨金屬材料製成，振動裝置安裝在Z形強冷系統外表面，帶動Z形強冷系統做前後、上下、左右的振動。

Z形強冷系統還包括串聯式、並聯式或串聯和並聯同時使用的方式。

熔渣餘熱回收系統中橫冷卻水管和縱冷卻水管橫縱交錯布置，橫冷卻水管和縱冷卻水管由金屬軟管串聯。

外殼由導熱耐磨金屬材料製成，外殼形狀為上寬下窄的柱形，外殼上表面設置熔渣入口，外殼底部安裝倉門。

倉門安裝在外殼底部，倉門滑動打開或由合頁控制打開，倉門上安裝壓力傳感器，當倉底固態爐渣積累到設定量時，倉門自動打開。

本實用新型的上述技術方案的有益效果如下：

1、充分回收利用了高溫液態爐渣中的巨大熱量。

2、利用純物理方法對爐渣熱量進行回收，不產生任何汙染性氣體和液體。

3、分三級依次對爐渣熱量進行回收，比較合理。

附圖說明

圖1為本實用新型的高溫熔渣熱量梯級回收的裝置中熔渣分流冷卻系統的裝置示意圖；

圖2為履帶式熔渣強冷系統和熔渣餘熱回收系統及其外殼的裝置示意圖；

圖3為Z形熔渣強冷系統和熔渣餘熱回收系統及其外殼的裝置示意圖；

圖4為Z形熔渣強冷系統的並聯形式示意圖；

圖5為Z形熔渣強冷系統的串聯形式示意圖。

其中：11-渣溝；12-隔板；13-渣盤；21-外殼；22-冷卻水管；23-金屬履帶；24-金屬滾輪；25-橫冷卻水管；26-縱冷卻水管；27-倉門；28-振動裝置；29-內壁。

具體實施方式

為使本實用新型要解決的技術問題、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。

本實用新型提供一種高溫熔渣熱量梯級回收的裝置。該裝置包括熔渣分流冷卻系統、熔渣強冷系統、熔渣餘熱回收系統、外殼21和倉門27，液態高溫熔渣依次通過熔渣分流冷卻系統、熔渣強冷系統和熔渣餘熱回收系統進行熱量梯級回收，最終固態爐渣從倉門27排出，熔渣強冷系統和熔渣餘熱回收系統外部由外殼21包裹，熔渣餘熱回收系統位於熔渣強冷系統正下方。

如圖1所示，為熔渣分流冷卻系統的裝置示意圖，爐渣從渣溝11落到渣盤13上，隨後由於隔板12的分流，爐渣進入渣盤13上的各個溜槽，渣盤13內部有彎曲的蛇形冷卻水通道，渣盤13與水平面之間夾角為0°～15°；爐渣在重力的作用下沿溜槽流下，在渣盤13的冷卻作用下，爐渣從溜槽末端流出。

圖2是後續的履帶式熔渣強冷系統和熔渣餘熱回收系統及其外殼的裝置示意圖，爐渣從上述熔渣分流冷卻系統流出後經過外殼21上方入口，掉落到履帶式冷卻器的表面，與履帶表面的冷卻水管22充分接觸，冷卻水管22被焊接在金屬履帶23表面，金屬履帶23在金屬滾輪24的驅動下帶動冷卻水管22向前運動，同時固態爐渣也向前運動，在金屬履帶23末端，爐渣掉落到下一層履帶式冷卻單元上，又向相反方向運動，最底層履帶式冷卻單元的金屬滾輪24周期性改變轉動方向，分別帶動爐渣向左向右運動，使得爐渣均勻地拋射到裝置底部。爐渣到達裝置底部後與熔渣餘熱回收系統中的橫冷卻水管25和縱冷卻水管26接觸，最後一次回收爐渣熱量，當底部的爐渣達到一定量後，倉門27自動打開排出顆粒狀的爐渣，當爐渣排盡後，倉門27自動關閉。

圖3是Z形熔渣強冷系統和熔渣餘熱回收系統及其外殼的裝置示意圖，爐渣從上述熔渣分流冷卻系統流出後經過外殼21上方開口進入到Z形熔渣強冷系統的入口處，為了提高處理爐渣的效率，Z形強冷系統還可以有圖4和圖5兩種形式，分別為Z形強冷系統的並聯和串聯裝置，除此之外還可以有並聯和串聯兩種連接方式的組合，在重力和振動裝置28的作用下，爐渣沿著內壁29向下流動並得到冷卻水管22的充分冷卻，最後從下方的出口流出並進入到熔渣餘熱回收系統，在冷卻水的作用下，最後一次回收爐渣熱量，當底部的爐渣達到一定量後，倉門27自動打開排出顆粒狀的爐渣，當爐渣排盡後，倉門27自動關閉。

外殼21由導熱耐磨金屬材料製成，外殼21形狀為上寬下窄的柱形，外殼21上表面設置熔渣入口，外殼21底部安裝倉門27。倉門27滑動打開或由合頁控制打開，倉門27上安裝壓力傳感器，當倉底固態爐渣積累到設定量時，倉門27自動打開。

以上所述是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型所述原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護範圍。