一种电转炉用汽化冷却烟道的制作方法

本发明涉及钢铁行业的节能技术领域，具体地说，涉及一种电转炉用汽化冷却烟道。

背景技术：

电转炉是近些年逐渐发展起来并逐步推广使用的炼钢炉，电转炉既不同于氧气顶吹转炉，也不同于直流电弧炉，是氧气顶吹转炉与直流电弧炉的技术结合体。

在电转炉冶炼的过程中，会产生大量的高温烟气，这些高温烟气不仅带走了大量的热能，而且还会影响下游除尘设备的运行，进而带来环境污染问题。近年来，随着钢铁企业对节能减排的日益重视，各钢铁厂逐渐采用汽化冷却装置对电转炉高温烟气中的显热进行回收利用，变“废”为宝，并收获了可观的经济效益。

目前，工程上对电转炉烟气余热回收普遍采用水冷滑套+固定式冷却烟道的方式，即在电转炉上方水冷弯头后依次设置水冷滑套和固定式冷却烟道，其中水冷滑套可伸缩移动，以实现炉气燃烧空气量的调节。该常规方案为当前通用方式，但是其存在一个较大问题：即由于水冷滑套处于高温区，且入口处会发生炉气燃烧，工作环境十分恶劣，滑套和执行机构很容易变形卡死，导致滑套无法动作，从而影响电转炉系统的运行调节。

针对上述情况，本发明拟提供一种新型的电转炉汽化冷却烟道，通过可移动的汽化冷却烟道取代常规滑套来实现汽化冷却烟道吸入空气量调节功能，较常规滑套具有更好的稳定性和可操作性，有重要的实用价值。

技术实现要素：

本发明提供一种电转炉用汽化冷却烟道，包括：移动式汽化冷却烟道，所述移动式汽化冷却烟道连通在电转炉上方的水冷弯头的烟气侧出口和固定式汽化冷却烟道的烟气侧入口之间，其中，所述移动式汽化冷却烟道的烟气侧入口与水冷弯头的烟气侧出口之间具有吸入炉气燃烧用空气的调节间隙；牵引装置，所述牵引装置和移动式汽化冷却烟道固定连接，通过牵引装置带动移动式汽化冷却烟道移动，从而调整所述移动式汽化冷却烟道的烟气侧入口与水冷弯头的烟气侧出口之间的调节间隙，其中，所述移动式汽化冷却烟道的烟气侧出口设置有环形耐高温的移动端连接层，固定式汽化冷却烟道的烟气侧入口设置有环形耐高温的固定端连接层，所述移动端连接层随着移动式汽化冷却烟道的移动而移动，并且，所述移动端连接层包括沿烟气流动方向依次设置的移动端法兰、移动端绝热材料、移动端浇注料，所述固定端连接层包括沿烟气流动方向依次设置固定端浇注料、固定端法兰。

优选地，所述牵引装置上还设有用来检测移动式汽化冷却烟道位置的位置传感器，所述位置传感器将所述移动式汽化冷却烟道的位置信号传输至电转炉的余热回收控制系统，余热回收控制系统结合移动式汽化冷却烟道内的烟气温度信号和余热锅炉出口处烟气中的CO含量数据来控制移动式汽化冷却烟道的位置，从而调节移动式汽化冷却烟道的烟气侧入口与水冷弯头的烟气侧出口之间的调节间隙。

优选地，移动式汽化冷却烟道的烟气侧出口内径小于固定式汽化冷却烟道的烟气侧入口内径。

优选地，所述移动式汽化冷却烟道出口内径边界始终在所述固定式汽化冷却烟道入口内径边界的内侧。

优选地，当移动式汽化冷却烟道移动到两端的极限位置时，所述移动式汽化冷却烟道出口内径的一侧边界与所述固定式汽化冷却烟道入口内径的对应侧边界平齐，而所述移动式汽化冷却烟道出口内径的另一侧边界在所述固定式汽化冷却烟道入口内径的对应侧边界的内侧。

优选地，所述牵引装置包括滑车、伸缩油缸，所述移动式汽化冷却烟道通过烟道支架支撑在滑车上，所述滑车和伸缩油缸的驱动杆连接，所述驱动杆带动移动式汽化冷却烟道移动，其中，在滑车的车架上设置有配重件，以克服所述移动式汽化冷却烟道由于重心偏离支撑点导致的翻转趋势。

附图说明

通过结合下面附图对其实施例进行描述，本发明的上述特征和技术优点将会变得更加清楚和容易理解。

图1是表示本发明实施例的电转炉用汽化冷却烟道结构示意图；

图2是表示本发明实施例的移动式汽化冷却烟道位于右侧极限位置时的示意图；

图3是表示本发明实施例的移动式汽化冷却烟道位于左侧极限位置时的示意图；

图4是表示本发明实施例的移动端连接层、固定端连接层的示意图。

具体实施方式

下面将参考附图来描述本发明所述的一种电转炉用汽化冷却烟道的实施例。本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式或其组合对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。此外，在本说明书中，附图未按比例画出，并且相同的附图标记表示相同的部分。

本发明提供一种电转炉用汽化冷却烟道，如图1所示，包括移动式汽化冷却烟道1和牵引装置3，移动式汽化冷却烟道1连接于电转炉7上方的水冷弯头8和固定式汽化冷却烟道6之间，烟气沿图1中箭头的方向流动。具体地说，移动式汽化冷却烟道1的烟气侧入口与水冷弯头8的烟气侧出口连通，移动式汽化冷却烟道1的烟气侧出口与固定式汽化冷却烟道6的烟气侧入口连通。所述移动式汽化冷却烟道1的烟气侧入口和所述水冷弯头8的烟气侧出口为水平，且沿牵引装置3的水平平移方向留有一定调节间隙A，作为电转炉7出口炉气燃烧所需空气的吸入口，该调节间隙A可通过与移动式汽化冷却烟道1固定连接的牵引装置3来调整。移动式汽化冷却烟道1的烟气侧出口和固定式汽化冷却烟道6的烟气侧入口可以是竖直的，也可以不是竖直的，例如具有一定的倾角，只要烟气侧出口和烟气侧入口能够对应输送烟气即可。在移动式汽化冷却烟道1平移的过程中，其烟气侧出口紧贴固定式汽化冷却烟道6的烟气侧入口相对平移。特别地，为便于相对平移，移动式汽化冷却烟道1的烟气侧出口与固定式汽化冷却烟道6的烟气侧入口之间保持固定间隙相对平移。由于移动式汽化冷却烟道1、固定式汽化冷却烟道6内的烟气温度非常高(高达1000℃以上)，为了保护移动式汽化冷却烟道1与固定式汽化冷却烟道6搭接处错位部分的金属材料，避免其受到高温热辐射导致安全隐患，在移动式汽化冷却烟道1与固定式汽化冷却烟道6中间设置耐高温的连接层，可保证在任何工况下高温烟气都不会直接对移动式汽化冷却烟道与固定式汽化冷却烟道连接处错位部分的金属材料进行高温热辐射，保证烟道的安全。如图4所示，在移动式汽化冷却烟道1的烟气侧出口端设置有移动端连接层11，在固定式汽化冷却烟道6的烟气侧入口端设置有固定端连接层61。移动式汽化冷却烟道1平移的过程中，移动端连接层随移动式汽化冷却烟道1移动，而固定端连接层则固定在固定式汽化冷却烟道6上保持静止。其中，如图2、图3所示，所述牵引装置3可以是通过伸缩油缸32推拉滑车31，进而带动移动式汽化冷却烟道1移动，实现行程范围内的行走。具体地说，伸缩油缸32可以固定在电转炉车间内的运行平台4上，当然也可以固定在其他装置或者构筑物上。而滑车31和伸缩油缸32的驱动杆连接，所述移动式汽化冷却烟道1通过烟道支架2支撑在滑车31上，在运行平台4的上表面还设置有轨道，所述滑车31的车轮33随驱动杆伸缩沿轨道平移。所述移动式汽化冷却烟道1接收来自水冷弯头8烟气侧出口的烟气，将该烟气换热冷却后送入固定式汽化冷却烟道6。特别地，由于移动式汽化冷却烟道的重心偏离支撑点，为使移动式汽化冷却烟道随滑车平稳移动，在滑车的车架上设置有配重件，以防止移动式汽化冷却烟道由于重心偏离支撑点而导致翻转。

在所述移动式汽化冷却烟道1的出口端固定有环形的移动端连接层，在固定式汽化冷却烟道6的入口端固定有环形的固定端连接层61。所述移动端连接层11随移动式汽化冷却烟道1在固定端连接层61上方平移。所述移动端连接层和固定端连接层均为耐高温材料制成。固定端连接层61包括沿烟气流动方向依次设置的固定端浇注料612、固定端法兰611。固定端法兰一侧与所述固定式汽化冷却烟道的烟气侧入口焊接，另一侧与所述固定端浇注料612固定在一起。移动端连接层11包括沿烟气流动方向依次设置的移动端法兰111、移动端绝热材料112、移动端浇注料113。移动端法兰111一侧焊接在移动式汽化冷却烟道1的烟气侧出口端，另一侧通过例如抓钉等紧固件依次与移动端绝热材料112和移动端浇注料113固定在一起。移动端浇注料113与固定端浇注料612之间可以留有一定间隙，以便于移动式汽化冷却烟道1与固定式汽化冷却烟道6之间的相对运动，但该间隙不宜过大，否则会导致过量冷空气被吸入固定式汽化冷却烟道。

在运行平台4上设置有一个用来检测滑车31位置的位置传感器(未示出)，用于将滑车31的位置信号(通过以上描述，可知该位置信号是反应移动式汽化冷却烟道1的烟气侧入口与水冷弯头8的烟气侧出口之间的调节间隙大小的)传输至电转炉余热回收控制系统，该余热回收控制系统还接收来自移动式汽化冷却烟道1上的烟气温度在线监测信号以及余热锅炉(未示出)出口处的烟气中CO含量在线监测信号，余热回收控制系统根据移动式汽化冷却烟道1内的烟气温度和余热锅炉出口烟气中的CO含量对电转炉炉气燃烧状况进行分析，并通过调整滑车31的位置对移动式汽化冷却烟道1与水冷弯头8之间的调节间隙进行自动控制，以实现电转炉7出口炉气燃烧的优化调节。例如，余热回收控制系统经过分析判断吸入空气量偏大，则控制滑车31往水冷弯头8的方向移动，也就减小了移动式汽化冷却烟道1的烟气侧入口与水冷弯头8的烟气侧出口之间的调节间隙，从而减小吸入空气量；若判断吸入空气量偏小，则将滑车31向背离水冷弯头8的方向移动，也就增大了移动式汽化冷却烟道1与水冷弯头8之间的调节间隙，从而增大了吸入空气量。

此外，移动式汽化冷却烟道1的烟气侧出口内径小于固定式汽化冷却烟道6的烟气侧入口内径。在移动式汽化冷却烟道1平移的过程中，所述移动式汽化冷却烟道1的烟气侧出口内径边界始终在所述固定式汽化冷却烟道6的烟气侧入口内径边界范围内。因此可以使得所有工况下移动式汽化冷却烟道的出口烟气可十分顺畅地进入固定式汽化冷却烟道，保证合理的流场。

移动式汽化冷却烟道1的烟气侧出口内径小于固定式汽化冷却烟道6的烟气侧入口内径。优选地，所述移动式汽化冷却烟道1的烟气侧出口内径的边界始终在所述固定式汽化冷却烟道6的烟气侧入口内径的边界内侧。

或者，也可以当滑车3带动移动式汽化冷却烟道1水平移动到两端的极限位置时，所述移动式汽化冷却烟道1的烟气侧出口内径的一侧边界与所述固定式汽化冷却烟道6的烟气侧入口内径的对应侧边界平齐。

下面结合图2、图3详细说明该移动式烟气冷却烟道的工作过程。图2和图3分别示意出了移动式汽化冷却烟道1在两个工作行程极限时的情况，其中图2为移动式汽化冷却烟道1处于右侧极限位置时与水冷弯头8之间的调节间隙关系(最大调节间隙)，而图3为移动式汽化冷却烟道1处于左侧极限位置时与水冷弯头8之间的调节间隙关系(最小调节间隙)。

由图2可知，当移动式汽化冷却烟道1位于右侧极限位置时，移动式汽化冷却烟道1与水冷弯头8之间的调节间隙A最大，当移动式汽化冷却烟道1位于左侧极限位置时，移动式汽化冷却烟道1与水冷弯头8之间的调节间隙A最小。如图所示，设定移动式汽化冷却烟道1的最大工作行程为L，此时，移动式汽化冷却烟道1的烟气侧出口内径的右侧边界与固定式汽化冷却烟道6的烟气侧入口内径的右侧边界对齐。

同样地，由图3可知，当移动式汽化冷却烟道1处于左侧极限位置时，移动式汽化冷却烟道1与水冷弯头8之间的调节间隙最小，此时，移动式汽化冷却烟道1的烟气侧出口内径的左侧边界与固定式汽化冷却烟道6的烟气侧入口内径的左侧边界对齐。

由图2和图3可知，由于移动式汽化冷却烟道1处于两个工作行程极限时，均能保证移动式汽化冷却烟道的烟气侧出口内径的一侧边界与固定式汽化冷却烟道6的烟气侧入口内径的对应边界对齐，而移动式汽化冷却烟道的烟气侧出口内径的另一侧边界处于固定式汽化冷却烟道6的烟气侧入口内径的对应边界的内侧，也就是说，烟气在从移动式汽化冷却烟道向固定式汽化冷却烟道流动时，不会有阻碍，因此可以使得所有工况下移动式汽化冷却烟道的出口烟气可十分顺畅地进入固定式汽化冷却烟道，保证合理的流场。

以上所述仅是示例性的，移动式汽化冷却烟道的烟气侧入口可以根据水冷弯头的烟气侧出口角度进行变化，例如，如果水冷弯头的烟气侧出口是竖直的，则移动式汽化冷却烟道的烟气侧入口也相应的竖直连通，则需要牵引装置变为竖直推拉。或者，根据水冷弯头的烟气侧出口与水平面的倾角，还可以设置牵引装置为斜向推拉，也是可以的。另外，固定式汽化冷却烟道的烟气侧入口也可以是设置在移动式汽化冷却烟道的烟气侧出口上面，固定式汽化冷却烟道的烟气侧入口也可以与水平面具有一定倾角，只要满足牵引装置在推拉移动式汽化冷却烟道的同时，使得移动式汽化冷却烟道的烟气侧出口和固定式汽化冷却烟道的烟气侧入口始终保持连通即可。

综上所述，本发明的电转炉用汽化冷却烟道具有以下有益效果：

1)本发明的电转炉用汽化冷却烟道的移动式汽化冷却烟道与常规的水冷滑套+固定式冷却烟道的方式相比，具有更好的稳定性和连续工作能力，由于水冷滑套处于高温区，且入口处会发生炉气燃烧，工作环境十分恶劣，滑套和执行机构很容易变形卡死，导致滑套无法动作，从而影响电转炉的正常运行，而本发明采用的是汽化冷却烟道移动的方式，可有效避免此问题；

2)本发明通过滑车来调节移动式汽化冷却烟道的位置，以调节移动式汽化冷却烟道与水冷弯头的调节间隙，进而控制汽化冷却烟道的吸入空气量，与传统的通过滑套进行炉气燃烧空气量调节的方式相比，具有更好的灵活性和可操控性。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。