一种用于钢铁生产热轧工序余热回收系统的制作方法

本实用新型涉及钢铁生产行业的技能技术领域，具体地说，涉及一种用于钢铁生产热轧工序余热回收系统。

背景技术：

在钢铁企业各冶炼工序中，轧钢工序是钢铁生产流程中非常重要的一个环节，轧钢工序的能耗对整个钢铁企业综合能耗有着不可忽视的影响。

热轧工序所用机组主要包括轧钢加热炉、热轧机组、层流冷却机组，轧钢加热炉的能耗在热轧总能耗中占据了很大分量，目前轧钢加热炉的炉体设备以及轧钢加热炉的控制系统等已经较为成熟，对于轧钢加热炉而言，节能的主要方向应在烟气余热回收方面挖掘，这方面也有许多相关专利，如cn106839789，涉及到一种本实用新型提供了一种基于空气和煤气分级加热的轧钢加热炉余热回收系统，以解决相关技术中空气与煤气换热效率差的问题，同时利用烟气余热驱动发电机发电。cn206479054，涉及到一种基于炼钢炉与轧钢加热炉余热集成的发电系统，相较于常规炼钢炉余热利用与轧钢加热炉余热利用各自独立运行模式，该模式热力系统更紧凑，投资成本更低。

热轧机组与层流冷却机组亦是热轧工序的两大部分，但现有专利大都只考虑到轧钢加热炉烟气的余热回收，却未考虑在热轧机组与层流冷却机组的余热回收，热轧机组要对钢材进行剪切，层流冷却机组要用冷却水对钢材进行层流冷却，剪切掉的废钢的热量与层流冷却水带走的热量并为得到回收利用。

因此，对热轧工序余热充分回收利用是很有必要的，本专利将充分回收热轧工序余热，包括轧钢加热炉烟气余热，热轧剪切掉的废钢的余热，层流冷却水的余热。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足,提供一种用于钢铁生产热轧工序余热回收系统，充分回收利用钢铁生产热轧工序各阶段的余热，产生可观的经济效益，具有重要的实际意义。

本实用新型为解决背景技术中的技术问题,采用的技术方案是：一种用于钢铁生产热轧工序余热回收系统，轧钢加热炉、热轧机组、层流冷却机组是钢铁热轧依次进行的工序，还包括废钢余热换热器、冷却水出口储液罐、冷却水余热预热器、冷却水入口储液罐、外界水源、烟气余热蒸发器、膨胀机、发电机、凝汽器、工质泵；热轧机组与层流冷却机组分别与废钢余热换热器相连，废钢余热换热器依次与冷却水出口储液罐、冷却水余热预热器、冷却水入口储液罐、层流冷却机组相连，冷却水入口储液罐还与外界水源相连；所述冷却水余热预热器依次与烟气余热蒸发器、膨胀机、凝汽器、工质泵相连，构成有机朗肯循环，膨胀机还与发电机相连。

所述轧钢加热炉排出的烟气通过所述烟气余热蒸发器，利用轧钢加热炉排出的烟气的中温余热蒸发循环工质，之后排放到大气中。

所述热轧机组剪切掉的废钢在废钢余热换热器中对层流冷却机组排出的层流冷却水进行加热。

层流冷却机组流出冷却水与热轧机组剪切钢材均是间歇进行的，与钢材种类和两个相邻钢材件的间隔有关，根据层流冷却机组出水曲线与热轧机组飞剪曲线调控层流冷却水与废钢在废钢余热换热器的换热过程；废钢余热换热器与冷却水出口储液罐连接，根据层流冷却机组出水曲线调控冷却水出口储液罐，保证冷却水出口储液罐连续出水。

有益效果:具有良好的经济效益、环境效益，具有重要的实际意义，表现如下：

1、本实用新型可以充分回收钢铁生产热轧过程中的余热，包括轧钢加热炉烟气的余热，热轧机组剪切掉的废钢余热和层流冷却机组中冷却钢材所用的层流冷却水带走的余热；并将余热梯级利用用以发电，具有良好的经济效益。

2、在利用热轧机组剪切掉的废钢余热的同时，降低了废钢的温度，方便废钢的回收利用。同时，在利用层流冷却机组中冷却钢材所用的层流冷却水带走的余热时，本实用新型还考虑了层流冷却水的循环利用，有利于减小热轧工序的水耗，节约水资源。

3、本实用新型对钢铁生产热轧过程的余热进行了回收利用，余热利用的同时对废钢的回收，水资源的节约均有益处。

附图说明

图1是本实用新型用于钢铁生产热轧工序余热回收系统的结构示意图。

图中，1-轧钢加热炉、2-热轧机组、3-层流冷却机组、4-废钢余热换热器、5-冷却水出口储液罐、6-冷却水余热预热器、7-冷却水入口储液罐、8-外界水源、9-烟气余热蒸发器、10-膨胀机、11-发电机、12-凝汽器、13-工质泵。

具体实施方式

下面结合附图详细说明一个示例性的具体实施例，通过实施例对本专利作进一步详细描述，所描述的具体实施例仅对本实用新型进行解释说明，并不用来限制本实用新型。

如图1所示，本实用新型一种用于钢铁生产热轧工序余热回收系统，包括轧钢加热炉1、热轧机组2、层流冷却机组3、废钢余热换热器4、冷却水出口储液罐5、冷却水余热预热器6、冷却水入口储液罐7、外界水源8、烟气余热蒸发器9、膨胀机10、发电机11、凝汽器12、工质泵13。

如图1所示，轧钢加热炉1、热轧机组2、层流冷却机组3依次连接，构成钢铁生产热轧阶段的实际工序；层流冷却机组3、废钢余热换热器4、冷却水出口储液罐5、冷却水余热预热器6、冷却水入口储液罐7依次串联，冷却水入口储液罐7还与外界水源8相连，构成冷却水的循环；热轧机组2的烟气排出管道连接至废钢余热换热器4，传热；轧钢加热炉1与烟气余热蒸发器9相连，传热；冷却水余热预热器6、烟气余热蒸发器9、膨胀机10、凝汽器12、工质泵13依次串联构成有机朗肯循环；膨胀机10的一端与发电机11相连，输出电能。所述冷却水余热预热器与所述烟气余热蒸发器连接，利用所述冷却水出口储液罐流出的冷却水的低品位热源预热循环工质，利用所述轧钢加热炉排出的烟气的中温余热蒸发循环工质，所述烟气余热蒸发器与所述膨胀机连接，饱和蒸汽工质进入膨胀机中做功，带动所述发电机发电，之后循环工质进入所述凝汽器中降温降压，所述工质泵与所述凝汽器连接，从凝汽器出来的循环工质经所述工质泵加压后进入所述冷却水余热预热器，完成一个热力循环。

热轧机组2剪切掉的废钢在废钢余热换热器4中对层流冷却机组3排出的层流冷却水进行加热，废钢冷却后可被回收利用，加热过后的层流冷却水进入冷却水出口储液罐5，冷却水经冷却水出口储液罐5调节出水量后流入冷却水余热预热器6，之后冷却水流入冷却水入口储液罐7，同时外界水源8也与冷却水入口储液罐7相连，保证层流冷却机组3的用水需求，冷却水入口储液罐7与层流冷却机组3连接，利用冷却水对钢材进行层流冷却，完成水的循环。

轧钢加热炉1排出的烟气通过所述烟气余热蒸发器9之后排放到大气中。

冷却水余热预热器6与烟气余热蒸发器9连接，利用冷却水出口储液罐5流出的冷却水的低品位热源预热循环工质，利用轧钢加热炉1排出的烟气的中温余热蒸发循环工质，烟气余热蒸发器9与膨胀机10连接，饱和蒸汽工质进入膨胀机10中做功，带动所述发电机11发电，之后循环工质进入凝汽器12中降温降压，从凝汽器12出来的循环工质经工质泵13加压后进入冷却水余热预热器6，完成一个热力循环。

本实用新型可以充分利用热轧工序的余热，该部分余热主要包括热轧机组2剪切掉的废钢余热，层流冷却机组3排出的层流冷却水的余热和轧钢加热炉1排放烟气的余热。

用热轧机组2剪切掉的废钢在废钢余热换热器4中加热层流冷却机组3排出的层流冷却水，提高排出的层流冷却水的温度，并且降低废钢温度，以便废钢的回收利用。

利用废钢加热后的层流冷却水的低品位热能预热循环工质，利用轧钢加热炉烟气余热蒸发循环工质。冷却水入口储液罐7分别与冷却水余热预热器6和外界水源8相连，回收冷却用水的同时，保证层流冷却机组3的用水充足。由冷却水余热预热器6流出的冷却水，需降温至35℃以下才可进入冷却水入口储热罐7，以满足层流冷却机组3的生产需求。

尽管上文结合附图对本实用新型的至少一个示例性实施例进行了详细说明，但是应理解在本实用新型的实际应用中存在许多变化实施例，本实用新型并不局限于上述的实施方案。还应理解一个或多个示例性实施例仅是例子，其目的不是用来限制本实用新型的范围、适用性或构造。相反，前面的详细描述为本领域技术人员提供了至少一个示例性实施例的实施方式。应理解，在本实用新型的启示下，对示例性实施例中装置的功能和布置做出各种改变，而不脱离权利要求及其等效方式限定的范围，这些改变均属于本实用新型的保护之内。