鋼渣餘熱回收系統的製作方法

2024-02-27 02:56:15

鋼渣餘熱回收系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種鋼渣餘熱回收系統，包括熱管以及加熱裝置，其中，加熱裝置設有腔室，腔室中容納有液體介質，在加熱裝置的側壁上設有與腔室連通的排汽口，排汽口通過管路與蒸汽管網連通，蒸汽管網與排汽口之間的管路上安裝有排汽閥，熱管包括蒸發器和冷凝器，蒸發器包括套設於熱燜裝置的外側壁上且內設環形槽的本體，以及容納於環形槽中且與該環形槽的內側壁連接的毛細芯，環形槽圍繞於熱燜裝置的外側，毛細芯將環形槽分成第一流道和第二流道，第一流道和第二流道通過毛細芯中的間隙連通，第一流道和第二流道的出口通過管路分別與冷凝器的入口和出口連通。本發明提出的鋼渣餘熱回收系統，實現了將鋼渣中的熱量進行回收。
【專利說明】鋼渣餘熱回收系統

【技術領域】
[0001] 本發明涉及煉鋼生產餘熱回收【技術領域】，尤其涉及一種鋼渣餘熱回收系統。

【背景技術】
[0002] 轉爐每冶煉1噸鋼水產生50-100kg鋼渣，鋼渣具有高品位的熱能，其溫度高達 1600°C以上。鋼渣主要是由矽酸三鈣、矽酸二鈣、氧化錳、氧化亞鐵、氧化鎂、氧化鈣等多種 物質及少量的殘鋼組成，鋼渣必須經過處理實現渣鋼分離，其渣可用於水泥添加料，鋼可回 收利用。
[0003] 目前，國內外鋼渣處理方式有水淬法、滾筒法、淺盤熱潑法和熱燜法。其中，熱燜法 是將高溫渣放入熱燜裝置中，然後蓋上頂蓋，向熱燜裝置中噴入一定量的水使之產生水蒸 汽，隨後，水和水蒸汽與鋼渣中游離態的氧化鈣、氧化鎂發生水解反應，最終達到渣和殘鋼 自然分離，然後通過磁選分離出殘鋼。熱燜法具有適應性高、佔地小、汙染少等優點，但無餘 熱回收是該技術的顯著缺點，從而導致大量的熱量被浪費。


【發明內容】

[0004] 本發明的主要目的在於提供一種鋼渣餘熱回收系統，旨在回收熱燜法處理鋼渣時 的熱量。
[0005] 為實現上述目的，本發明提供一種鋼渣餘熱回收系統，包括熱管以及加熱裝置，其 中，所述加熱裝置設有腔室，所述腔室中容納有液體介質，在所述加熱裝置的側壁上設有與 所述腔室連通的排汽口，所述排汽口通過管路與蒸汽管網連通，所述蒸汽管網與所述排汽 口之間的管路上安裝有排汽閥，所述熱管包括套設於熱燜裝置上用於吸收熱燜裝置中鋼渣 熱量的蒸發器、以及安裝於所述腔室內用於加熱液體介質的冷凝器，所述冷凝器位於所述 蒸發器的上方，所述蒸發器包括套設於所述熱燜裝置的外側壁上且內設環形槽的本體，以 及容納於所述環形槽中且與該環形槽的內側壁連接的毛細芯，所述毛細芯將所述環形槽分 成第一流道和第二流道，所述第一流道和第二流道相互獨立設置，所述第一流道和第二流 道通過所述毛細芯中的間隙連通，所述第一流道和第二流道的出口通過管路分別與所述冷 凝器的入口和出口連通。
[0006] 優選地，所述第二流道呈環形結構圍繞於所述熱燜裝置的外側，所述第一流道位 於所述熱燜裝置與所述第二流道之間，所述第一流道設置有多個，多個所述第一流道與第 二流道通過所述毛細芯相互隔開。
[0007] 優選地，多個所述第一流道在所述熱燜裝置的圓周方向均勻分布，多個所述第一 流道的形狀及大小相同。
[0008] 優選地，所述第二流道的環形結構的中軸線與所述熱燜裝置的軸線平齊設置。 [0009] 優選地，所述熱管還包括集氣管和液體分配管路，其中，所述集氣管的底端通過管 路與所有所述第一流道的出口連通，所述集氣管的頂端通過所述管路與所述冷凝器的入口 連通；所述液體分配管路的底端通過與管路與所述第二流道的入口連通，所述液體分配管 路的頂端通過管路與所述冷凝器的出口連通，所述集氣管和液體分配管路均為圓環形管 路。
[0010] 優選地，所述本體包括套設於所述熱燜裝置的外側壁上的內壁以及與所述內壁連 接的邊壁，其中，所述邊壁包括與所述內壁底端連接的底板、與所述內壁頂端連接的頂板以 及連接所述頂板和底板的外側壁，其中，所述內壁和外側壁均呈圓環形。
[0011] 優選地，所述加熱裝置的側壁上還開設有進水口，在與所述進水口連接的進水管 路上還設有進水閥。
[0012] 優選地，所述鋼渣餘熱回收系統還包括安裝於所述腔室內用於測量所述腔室內壓 力的壓力測量裝置、安裝於所述腔室內用於測量所述腔室內液體介質溫度的溫度測量裝 置，以及安裝於所述腔室內用於測量所述腔室內液體介質液面的液面測量裝置。
[0013] 優選地，所述鋼渣餘熱回收系統還包括與所述壓力測量裝置、裝置溫度測量裝置 和液面測量裝置電連接的控制器，該控制器還與所述進水閥和排汽閥電連接。
[0014] 優選地，所述加熱裝置的殼體包括位於內側的導熱層以及包覆於所述導熱層外的 保溫層。
[0015] 本發明提出的鋼渣餘熱回收系統，設置熱管以加熱液體介質產生蒸汽進而回收到 蒸汽管網中，從而實現了將鋼渣中的熱量進行回收。本鋼渣餘熱回收系統還具有回收效果 好的優點，同時本鋼渣餘熱回收系統結構簡單、容易實現。同時，本鋼渣餘熱回收系統中的 熱管是分體式的，因此，不需要受一體式熱管的結構的限制，可靈活布置熱管，只要保證冷 凝器位於蒸發器的上方即可，而不需冷凝器一定處於蒸發器的正上方。另外，本鋼渣餘熱 回收系統將環形槽分成第一流道和第二流道，通過毛細芯中的間隙連通第一流道和第二流 道，從而避免熱管中氣、液兩態工質混合存在而影響傳熱效率，因此，本鋼渣餘熱回收系統 可有效地提高熱管的換熱效率，提高熱管中工質的速度極限，進而增加了本鋼渣餘熱回收 系統的回收總熱量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 圖1為本發明鋼渣餘熱回收系統優選實施例的結構示意圖； 圖2為圖1所示的A-A方向的剖視結構示意圖； 圖3為圖1所示的B-B方向的剖視結構示意圖。
[0017] 本發明目的的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。

【具體實施方式】
[0018] 應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
[0019] 需要說明的是，在本發明的描述中，術語"橫向"、"縱向"、"上"、"下"、"前"、"後"、 "左"、"右"、"堅直"、"水平"、"頂"、"底"、"內"、"外"等指示的方位或位置關係為基於附圖所 示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，並不是指示或暗示所指的裝 置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限 制。
[0020] 參照圖1至圖3,圖1為本發明鋼渣餘熱回收系統優選實施例的結構示意圖；圖2 為圖1所示的A-A方向的剖視結構示意圖；圖3為圖1所示的B-B方向的剖視結構示意圖。
[0021] 本優選實施例中，鋼渣餘熱回收系統包括熱管10以及加熱裝置20,其中，加熱裝 置20設有腔室，腔室中容納有液體介質，在加熱裝置20的側壁上設有與腔室連通的排汽口 21，排汽口 21通過管路與蒸汽管網30連通，蒸汽管網30與排汽口 21之間的管路上安裝有 排汽閥40,熱管10包括套設於熱燜裝置50上用於吸收熱燜裝置50中鋼渣熱量的蒸發器 11、以及安裝於腔室內用於加熱液體介質的冷凝器12,冷凝器12位於蒸發器11的上方，工 質在冷凝器12和蒸發器11內循環流通，蒸發器11包括套設於熱燜裝置50的外側壁上且 內設環形槽的本體111，以及位於環形槽中的且與該環形槽的內側壁連接的毛細芯112,環 形槽圍繞於熱燜裝置50的外側，毛細芯112將環形槽分成第一流道113和第二流道114,第 一流道113和第二流道114相互獨立設置，第一流道113和第二流道114通過毛細芯112 中的間隙連通，第一流道113和第二流道114的出口通過管路分別與冷凝器12的入口和出 口連通。
[0022] 本實施例中，液體介質為軟水,毛細芯112、本體111以及熱管10的管路均使用鉭、 鈮、鑰等耐高溫金屬製成，熱管10使用鹼金屬鋰為工質。本實施例中，將加熱裝置20設置 於熱燜裝置50的上方，有利於鋰工質在熱管10內循環流動。
[0023] 具體地，本實施例中，本體111包括套設於熱燜裝置50的外側壁上的內壁1111以 及與邊壁1111連接的邊壁，其中，邊壁包括與內壁1111底端連接的底板1112、與內壁1111 頂端連接的頂板1113以及連接頂板113和底板112的外側壁1114,其中，內壁1111和外側 壁1114均呈圓環形。熱燜裝置50的底部採用導熱差的鎂鋁磚堆砌。
[0024] 本鋼渣餘熱回收系統的工作原理如下：鋼渣通過熱燜裝置50的外側壁(通常為碳 磚，碳磚具有導熱性能良好的優點)將熱量傳入熱管10的蒸發器11，蒸發器11的第一流道 113中的鋰吸收熱量，使鋰蒸發成鋰蒸汽，鋰蒸汽在熱管10內傳遞，經第一流道113的出口 流出進入到冷凝器12中，並在冷凝器12中放出熱量使鋰蒸汽冷凝成液態鋰，因冷凝器12 中鋰蒸汽冷凝為液態鋰的過程中會放出大量的熱量，從而對加熱裝置20中水進行加熱，進 而產生大量的水蒸汽，隨後，冷凝後的液態鋰在重力作用下，經冷凝器12的出口順著管路 流入到第二流道114中，毛細芯112通過其間隙將第二流道114中的液態鋰吸到第一流道 113中，被吸到第一流道113中的液態鋰吸熱進而蒸發成鋰蒸汽，依次循環，從而不斷地對 加熱裝置20中的水進行加熱，當加熱裝置20內產生的水蒸汽達到預設壓力時，打開排汽閥 40將水蒸汽輸入蒸汽管網30以存儲熱量，當加熱裝置20內的水蒸汽小於預設壓力時，則關 閉排汽閥40,實時測量並控制加熱裝置20的水位。
[0025] 本實施例提出的鋼渣餘熱回收系統，設置熱管10以加熱液體介質產生蒸汽進而 回收到蒸汽管網30中，從而實現了將鋼渣中的熱量進行回收。本鋼渣餘熱回收系統還具 有回收效果好的優點，同時本鋼渣餘熱回收系統結構簡單、容易實現。同時，本鋼渣餘熱回 收系統中的熱管10是分體式的，因此，不需要受一體式熱管10的結構的限制，可靈活布置 熱管10,只要保證冷凝器12位於蒸發器11的上方即可，而不需冷凝器12 -定處於蒸發器 11的正上方。另外，本鋼渣餘熱回收系統將環形槽分成第一流道113和第二流道114,通 過毛細芯112中的間隙連通第一流道113和第二流道114,從而避免熱管10在工質傳輸過 程中氣、液兩態的鋰混合而影響傳熱效率，因此，本鋼渣餘熱回收系統可有效地提高熱管10 的換熱效率，提高熱管10中工質的速度極限，進而增加了本鋼渣餘熱回收系統的回收總熱 量。
[0026] 進一步地，結合圖1和圖2,第二流道114呈環形結構圍繞於熱燜裝置50的外側， 第一流道113位於熱燜裝置50與第二流道114之間，第一流道113設置有多個，多個第一 流道113與第二流道114通過毛細芯112相互隔開。
[0027] 本實施例中，設置有多個第一流道113而不是將第一流道113 -體設置成環形結 構，是因為此時可增加第一流道113與毛細芯112的接觸面積，使第二流道114中的液態鋰 可以及時經毛細芯112進入到第一流道113中，從而提高了熱管10的換熱效率，進而提高 了本鋼渣餘熱回收系統的回收總熱量。
[0028] 進一步地，結合圖1和圖2,多個第一流道113在熱燜裝置50的圓周方向均勻分 布，多個第一流道113的形狀及大小相同，第二流道114的環形結構的中軸線與熱燜裝置50 的軸線平齊設置。此時，可進一步提高熱管10的換熱效率，進而提高了本鋼渣餘熱回收系 統的回收總熱量。
[0029] 進一步地，結合圖1和圖3,熱管10還包括集氣管13和液體分配管路14,其中，集 氣管13的底端通過管路與所有第一流道113的出口連通，集氣管13的頂端通過管路與冷 凝器12的入口連通；液體分配管路14的底端通過與管路與第二流道114的入口連通，液體 分配管路14的頂端通過管路與冷凝器12的出口連通，集氣管13和液體分配管路14均為 圓環形管路。
[0030] 本實施例中，設置集氣管13將所有第一流道113的鋰蒸汽全部匯集起來，可在集 氣管13的頂端設置一個出口與冷凝器12連通，使本鋼渣餘熱回收系統的冷凝器12使用一 根管路即可。設置液體分配管路14將冷凝器12冷凝的液態鋰均勻地分配給第二流道114 的每個位置，從而進一步提高熱管10的換熱效率，進而提高了本鋼渣餘熱回收系統的回收 總熱量。
[0031] 進一步地，參照圖1，加熱裝置20的側壁上還開設有進水口 22,在與進水口 22連 接的進水管路上還設有進水閥41。
[0032] 因熱管10持續對加熱裝置20中水進行加熱時，會使加熱裝置20中水的液位不斷 下降，為了保證熱管10的熱量最大化地用於加熱水，需保證加熱裝置20中水的液位高於熱 管10的頂端，因此，本實施例中，通過設置進水口 22從而實現了對加熱裝置20中及時補充 水。
[0033] 進一步地，本鋼渣餘熱回收系統還包括安裝於腔室內用於測量腔室內壓力的壓力 測量裝置42、安裝於腔室內用於測量腔室內液體介質溫度的溫度測量裝置43,以及安裝於 腔室內用於測量腔室內液體介質液面的液面測量裝置44。更進一步地，本鋼渣餘熱回收系 統還包括與壓力測量裝置42、裝置溫度測量裝置43和液面測量裝置44電連接的控制器（圖 中未示出），該控制器還與進水閥41和排汽閥40電連接。
[0034] 當液面測量裝置44獲取到液體介質液面低於第一預設液面值時，控制器控制進 水閥41打開，以向加熱裝置20中補充軟水，當加熱裝置20中軟水的液面到達第二預設液 面值時，控制器控制進水閥41關閉，此時加熱裝置20中軟水已補充到位。
[0035] 本實施例中，控制器根據水的溫度、壓力以及液面從而分別控制進水閥4141和排 汽閥40的開關，從而使本鋼渣餘熱回收系統更加智能。
[0036] 進一步地，加熱裝置20的殼體23包括位於內側的導熱層以及包覆於導熱層外的 保溫層。
[0037] 導熱層可使用導熱性能良好的碳磚堆砌而成。本實施例中，設置導熱層可使熱量 傳遞加快，從而使加熱裝置20中的水蒸汽生成速度加快，設置保溫層減少熱量的損失，從 而可提高本鋼渣餘熱回收系統的熱回收效率。
[0038] 以上僅為本發明的優選實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用本發 明說明書及附圖內容所作的等效結構變換，或直接或間接運用在其他相關的【技術領域】，均 同理包括在本發明的專利保護範圍內。
【權利要求】
1. 一種鋼渣餘熱回收系統，其特徵在於，包括熱管以及加熱裝置，其中，所述加熱裝置 設有腔室，所述腔室中容納有液體介質，在所述加熱裝置的側壁上設有與所述腔室連通的 排汽口，所述排汽口通過管路與蒸汽管網連通，所述蒸汽管網與所述排汽口之間的管路上 安裝有排汽閥，所述熱管包括套設於熱燜裝置上用於吸收熱燜裝置中鋼渣熱量的蒸發器、 以及安裝於所述腔室內用於加熱液體介質的冷凝器，所述冷凝器位於所述蒸發器的上方， 所述蒸發器包括套設於所述熱燜裝置的外側壁上且內設環形槽的本體，以及容納於所述環 形槽中且與該環形槽的內側壁連接的毛細芯，所述毛細芯將所述環形槽分成第一流道和第 二流道，所述第一流道和第二流道相互獨立設置，所述第一流道和第二流道通過所述毛細 芯中的間隙連通，所述第一流道和第二流道的出口通過管路分別與所述冷凝器的入口和出 口連通。
2. 如權利要求1所述的鋼渣餘熱回收系統，其特徵在於，所述第二流道呈環形結構圍 繞於所述熱燜裝置的外側，所述第一流道位於所述熱燜裝置與所述第二流道之間，所述第 一流道設置有多個，多個所述第一流道與第二流道通過所述毛細芯相互隔開。
3. 如權利要求2所述的鋼渣餘熱回收系統，其特徵在於，多個所述第一流道在所述熱 燜裝置的圓周方向均勻分布，多個所述第一流道的形狀及大小相同。
4. 如權利要求3所述的鋼渣餘熱回收系統，其特徵在於，所述第二流道的環形結構的 中軸線與所述熱燜裝置的軸線平齊設置。
5. 如權利要求2所述的鋼渣餘熱回收系統，其特徵在於，所述熱管還包括集氣管和液 體分配管路，其中，所述集氣管的底端通過管路與所有所述第一流道的出口連通，所述集氣 管的頂端通過所述管路與所述冷凝器的入口連通；所述液體分配管路的底端通過與管路與 所述第二流道的入口連通，所述液體分配管路的頂端通過管路與所述冷凝器的出口連通， 所述集氣管和液體分配管路均為圓環形管路。
6. 如權利要求1所述的鋼渣餘熱回收系統，其特徵在於，所述本體包括套設於所述熱 燜裝置的外側壁上的內壁以及與所述內壁連接的邊壁，其中，所述邊壁包括與所述內壁底 端連接的底板、與所述內壁頂端連接的頂板以及連接所述頂板和底板的外側壁，其中，所述 內壁和外側壁均呈圓環形。
7. 如權利要求1所述的鋼渣餘熱回收系統，其特徵在於，所述加熱裝置的側壁上還開 設有進水口，在與所述進水口連接的進水管路上還設有進水閥。
8. 如權利要求7所述的鋼渣餘熱回收系統，其特徵在於，還包括安裝於所述腔室內用 於測量所述腔室內壓力的壓力測量裝置、安裝於所述腔室內用於測量所述腔室內液體介質 溫度的溫度測量裝置，以及安裝於所述腔室內用於測量所述腔室內液體介質液面的液面測 量裝置。
9. 如權利要求8所述的鋼渣餘熱回收系統，其特徵在於，還包括與所述壓力測量裝置、 裝置溫度測量裝置和液面測量裝置電連接的控制器，該控制器還與所述進水閥和排汽閥電 連接。
10. 如權利要求1至9中任意一項所述的鋼渣餘熱回收系統，其特徵在於，所述加熱裝 置的殼體包括位於內側的導熱層以及包覆於所述導熱層外的保溫層。
【文檔編號】C21B3/08GK104046711SQ201410321615
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年7月8日 優先權日:2014年7月8日
【發明者】蓋東興 申請人:中冶南方工程技術有限公司