专利名称：一种连续式热态钢渣余热回收系统及其方法
技术领域：
本发明属于余热回收技术领域，特别是涉及一种热态钢渣的余热回收系统及其方法，适用于对炼钢过程中产生的各种流动度的钢渣进行余热回收。
背景技术：
钢铁企业余热资源的回收与高效转换一直是世界各国冶金工作者关注的焦点问 题。其中，炼钢过程中产生的大量液态钢渣，其温度为1500°C 1700°C，余热品质较高，极 具利用价值。目前，国内外钢铁企业均未能有效实现钢渣显热的回收利用。大多数钢厂都采 用露天泼渣打水冷却，个别钢厂采用浅盘热泼法、闷罐法、粒化轮水淬法、回转筒法以及风 淬法等对钢渣进行处理，但是这些处理方法均未能实现钢渣显热的回收利用。随着能源瓶 颈问题的日益加剧，开发高温熔渣显热回收利用技术，填补钢铁企业节能领域的这一空白， 将会成为我国钢铁行业内重要的节能技术之一。风淬粒化热回收法是采用较多的一种钢渣余热回收方法。俄罗斯乌拉尔钢铁研 究院开发的风淬钢渣处理工艺附有余热回收装置，在液态钢渣被高压风淬碎后，可冷却至 160 200°C，回收余热用于生产热水、蒸汽等。1981年Mitsubishi和NKK合作，在福山制铁 所建成世界上第一套转炉钢渣风淬粒化热回收装置，通过辐射和对流换热，渣温从1500°C 降到300°C左右时，热回收率可达40% 45%。1988年马钢在国内取得了“钢渣风淬粒化装 置”专利(专利号CN88211276)。目前，该技术在马钢、成钢、石钢等均有应用装置。但是， 国内开发的专利技术和应用装置大部分均着眼于钢渣的粒化，而没有对钢渣的显热进行回 收。专利号为ZL 200720021048. 6的专利《冶金渣显热利用装置》，描述了熔融液态冶金渣 经粒化轮离心破碎粒化后，在高压风力作用下，被风淬成颗粒状，进入立式热交换器，在下 落过程中通过与空气的热交换，实现钢渣的冷却。上述钢渣处理技术大都采用高压风对液 态钢渣进行粒化和冷却，由于所需风量较大，并用水对钢渣进行了淬冷，热回收效率低。同 时这类技术只适合处理流动性较好的液态钢渣，随着炼钢技术的进步，钢渣粘度有增大趋 势，这不利于液态钢渣的安全与高效处理。申请号为200510047090. 0的专利《一种高炉渣显热回收系统及生产工艺》处理 对象为高炉渣，其生产工艺是由初冷-破碎单元、气-渣热交换单元、余热锅炉组成，其中 气-渣热交换单元采用的是链蓖机结构或渣罐结构。申请号为200810229556. 2的专利建 立了一套高炉渣显热回收系统，包括转杯、渣粒捕集器和余热锅炉。高温液态炉渣经渣流槽 进入高速旋转的转杯中并沿转杯切线方向甩出，在此过程中破碎为渣粒，渣粒撞到渣粒捕 集器的水冷壁，在水冷壁进一步凝固。专利200910097365. X的系统将高温液态钢渣倒入钢 渣流量分配器，从钢渣流量分配器流出的液态钢渣落到水冷粒化轮上而被破碎抛出，落入 一次流化床与空气换热，从一次流化床排出的热渣粒储存在热渣粒储仓中，再通过二次流 化床热交换器冷却到350°C左右排出。但这三种方法采用渣输送带输送传输或经过多次换 热，使得换热工作不连续，热量有损失，因而热回收效率较低，同时，使得设备复杂，整体结 构不紧凑。
另外，申请号为94107284. 3的专利《钢铁渣显热回收新方法》采用液态金属锡作 为热载体与呈球团状的液体或固体钢铁渣进行直接接触式换热来回收钢铁渣的高温显热， 热回收效率较高。但是采用这种方法不易将金属锡和钢渣的彻底分离，造成了金属锡的浪 费，同时该法不适合于工业化大规模应用。日本NKK公司将熔融钢渣注入2个转鼓之间，转 鼓内通入空气，渣在2个转鼓的挤压下形成一层薄渣片并粘附到转鼓上，薄渣片在转鼓的 表面迅速冷却，热量由转鼓内流动空 气带走实现余热回收。但采用这种方法，薄渣片粘在转 鼓上须用耙子将其捣下，设备的热回收率和寿命较低，并且所得渣呈片状，不易利用。综上可见，现有余热回收系统和工艺存在能耗大、对钢渣流动性要求高以及热回 收效率低等问题，且难以大规模处理钢渣。目前尚没有一种能耗低、适应不同流动度的热态 钢渣余热回收工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种热态钢渣的余热回收系统及其方法，能对具有不同流 动度的热态钢渣进行连续输送和破碎的同时，以空气为热交换介质进行钢渣的余热回收， 并可实现规模化生产。本发明系统包括受渣斗、拨渣装置、回转筒、风机、余热回收系统和出渣口。从渣罐 倒出的液态钢渣从受渣斗进入系统。拨渣装置采用隧道式结构，由渣槽、刮板、链条和链轮 组成，链条上安装多级可旋转的刮板，刮板随履带运行下落的过程中依靠自身的重力铲入 从受渣斗进入的钢渣，并在链条的带动下将钢渣在渣槽内连续输送至回转筒，在动态输送 过程中鼓入冷风进行热量回收。进行初步热量回收温度在500 700°C之间的钢渣进入回 转筒，回转筒内壁分布有碎渣齿和扬料板，被扬料板抛起的钢渣在下落到回转筒底部时，通 过与碎渣齿的相互作用，实现钢渣的破碎，碎化成粒度小于50mm的小块。同时，在回转筒内 继续鼓入冷风再次进行热量回收。回收热量后的钢渣温度在200 300°C之间，从出渣口排 出。被加热的空气通过空气管道，经除尘后进入余热锅炉进行热交换。刮板垂直方向自由摆动，并由链条带动，线速度控制在0.2 lm/s。本发明的基本工艺是(1)高温热态钢渣由渣罐倾倒入受渣斗后进入拨渣装置；(2)热态钢渣进入拨渣装置，通过拨渣装置实现钢渣的连续输送，同时在动态输送 过程中通过风机吹入循环风实现对热态钢渣的第一次余热回收，将温度高于1500°C的热态 钢渣降低到500 700°C，且循环风温度达到300 500°C ；(3)回转筒与拨渣装置相连，500 700°C之间的热态钢渣在回转筒内破碎和输 送，再次引入循环风进行第二次余热回收，钢渣温度最终降低到200 300°C之间，同时，将 大块钢渣碎化成粒度小于50mm的小块。循环风作为换热介质，可以采用除空气之外的其它气体，如富含二氧化碳的废烟 气，有利于钢渣稳定化。本发明主要具有以下优点1、可对各种流动度的钢渣进行余热回收。2、热态钢渣中的热量释放彻底、均勻。3、钢渣输送量可调，回收热量持续稳定，便于利用。
4、处理过程快速、安全性高。5、可对钢渣进行破碎处理。本发明具有以下创新点1、钢渣输送连续，热量回收持续。2、拨渣装置处理能力大，处理量易控制。3、可适应各种流动度的钢渣。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步说明。图1为本发明的工艺流程图。图2为拨渣装置结构示意图。其中，封闭罩1、链轮2、受渣3、耐火砖4、混凝土 5、刮板6、出渣口 7、后出风口 8、电机驱动装置9、链条10、进风11、空气管道12、前出风口 13、 渣槽14。
具体实施例方式如图1所示，从渣灌倾倒的温度高于1500°C的钢渣从受渣斗进入拨渣装置，在拨 渣装置内实现连续输送，输送至回转筒内。同时，通过风机分别向拨渣装置和回转筒内吹入 空气，与钢渣实现二次热交换，使钢渣分别降到70(TC和30(TC以下，空气被加热转变成热 空气，通过余热锅炉产生水蒸汽而加以能源化利用，实现热量交换转变成冷态并经回转筒 破碎的钢渣从出渣口排出。如图2所示，本工艺系统中的关键装备拨渣装置采用隧道式结构。渣罐中的热态 钢渣通过进渣口 3进入拨渣装置中。刮板6随从链条10运行至左链轮2处下行时，扒料板 6依靠自身的重力围绕与链条套接的旋转轴迅速落下，铲入钢渣后将钢渣扒走即产生扒料 作用。在刮板的带动下，钢渣从拨渣装置始端逐渐运行至末端。后面多级刮板依次对钢渣 扒料，因此钢渣被连续带动，在密闭的渣槽14内运行。在钢渣动态运行过程中，通过风机从 设备进风口 11处鼓入空气，进入空气管道12后吹向液态钢渣，进行热交换后变成热风从前 出风口 13和后出风口 8排出到余热锅炉进行能量回收。热交换后的空气再通过空气管道 进入拨渣装置中进行下一次循环热交换。冷却后的钢渣通过出渣口7排出到回转筒。整体 装置固定在混凝土上，用封闭罩1密封，由电机驱动装置9驱动。采用本发明所述的系统和工艺可以实现以下效果1、对各种流动度的钢渣进行高效余热回收，将温度降到300°C以下，余热回收率达 到60%以上。2、通过调节钢渣输送量保证回收热量持续稳定。3、可将降温后钢渣破碎至50mm以下的粒度，便于利用。4、处理量大、适合大规模化工业生产。
权利要求
一种连续式热态钢渣余热回收系统，包括受渣斗、拨渣装置、回转筒、风机、余热回收系统和出渣口，从渣罐倒出的液态钢渣从受渣斗进入系统；其特征在于，拨渣装置采用隧道式结构，由渣槽、刮板、链条和链轮组成，链条上安装多级可旋转的刮板，刮板随履带运行下落的过程中依靠自身的重力铲入从受渣斗进入的钢渣，并在链条的带动下将钢渣在渣槽内连续输送至回转筒，在动态输送过程中鼓入冷风进行热量回收；进行初步热量回收温度在500～700℃之间的钢渣进入回转筒，回转筒内壁分布有碎渣齿和扬料板，被扬料板抛起的钢渣在下落到回转筒底部时，通过与碎渣齿的相互作用，实现钢渣的破碎，碎化成粒度小于50mm的小块；同时，在回转筒内继续鼓入冷风再次进行热量回收；回收热量后的钢渣温度在200～300℃之间，从出渣口排出；被加热的空气通过空气管道，经除尘后进入余热锅炉进行热交换。
2.根据权利1所述的热态钢渣余热回收系统，其特征在于，刮板垂直方向自由摆动，并 由链条带动，线速度控制在0. 2 lm/s。
3.一种采用权利要求1所述系统连续式热态钢渣余热回收的方法，其特征在于工艺步 骤为(1)高温热态钢渣由渣罐倾倒入受渣斗后进入拨渣装置；(2)热态钢渣进入拨渣装置，通过拨渣装置实现钢渣的连续输送，同时在动态输送过程 中通过风机吹入循环风实现对热态钢渣的第一次余热回收，将温度高于1500°C的热态钢渣 降低到500 700°C之间，且循环风温度达到300 500°C ；(3)回转筒与拨渣装置相连，500 700°C的热态钢渣在回转筒内破碎和输送，再次引 入循环风进行第二次余热回收，钢渣温度最终降低到200 300°C之间，同时，将大块钢渣 碎化成粒度小于50mm的小块。
4.根据权利3所述的方法，其特征在于，在拨渣装置传输钢渣的过程中以及在回转筒 内，通过风机送入的循环风为换热介质，实现对钢渣余热的回收。
5.根据权利3所述的方法，其特征在于，循环风作为换热介质，采用富含二氧化碳的废 烟气，有利于钢渣稳定化。
全文摘要
一种连续式热态钢渣余热回收系统及其方法，属于炼钢余热回收技术领域。系统包括受渣斗、拨渣装置、回转筒、风机、余热回收系统和出渣口。拨渣装置采用隧道式结构，由渣槽、刮板、链条和链轮组成，链条上安装刮板，在链条的带动下在渣槽内运动，将热态钢渣连续推送至回转筒内，回转筒内壁分布有碎渣齿和扬料板，钢渣在整个动态输送过程中与风机送入的循环风进行热量交换产生高温气流。本发明适用于钢渣余热回收处理工艺，优点主要在于对钢渣流动度适应性好、处理钢渣能力大、易于控制、回收热量持续稳定，同时可将大块钢渣碎化成小块便于回收利用。
文档编号C21B3/06GK101880737SQ201010196969
公开日2010年11月10日 申请日期2010年6月2日 优先权日2010年6月2日
发明者余广炜, 冯向鹏, 吴朝锋, 廖洪强, 时朝昆, 杨护红, 汤博逸, 王荣 申请人:首钢总公司