一种使用转炉烟气余热加热废钢的加热装置及加热方法与流程

本发明涉及冶炼技术领域，具体涉及一种使用转炉烟气余热加热废钢的加热装置及加热方法。

背景技术：

在冶金工业中，炼钢原料的来源主要有两个：铁水和废钢，废钢是回收的再生资源，因此相对于铁水具有成本低的优势。炼钢厂在冶炼中应该尽可能的少用铁水而多用废钢，既有利于保护资源，又有利于节约能源、减少环境污染、促进资源的可持续发展。

目前在转炉冶炼工艺中，废钢的比例一般在10-15％，随着社会生产中废钢量的不断积累，废钢较铁水有成本低优势的情况下，转炉炼钢过程中要求加入高比例的废钢，有利于降低冶炼成本，但转炉冶炼过程中，减少铁水，增加废钢比例后由于转炉产生的热量有限，难以迅速融化转炉内的废钢，造成前期炉内升温速度慢，废钢在转炉中难以迅速融化，既影响作业率，又达不到提高废钢比例的目的。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种使用转炉烟气余热加热废钢的加热装置及加热方法，用以解决现有的转炉炼钢技术中存在冶炼废钢的比例低和冶炼效率低的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种使用转炉烟气余热加热废钢的加热装置，所述加热装置包括集烟罩、汽化烟道、输料管、顶部设有进料口和底部设有出料口的废钢加热仓、顶部设有进料口和底部设有出料口的废钢储料仓、顶部设有进料口和底部设有出料口的废钢保温仓，废钢储料仓、废钢加热仓以及废钢保温仓依次从高到低设置于不同的高度，所述废钢加热仓的侧壁上设置有进气口和出气口，所述废钢加热仓的进气口通过安装有第一切断阀的第一输气管线与所述汽化烟道连通，所述废钢加热仓的出气口与通过第二输气管线与所述汽化烟道连通，所述废钢储料仓的出料口通过一段安装有第一阀门的输料管与所述废钢加热仓的进料口连通，所述废钢加热仓的出料口通过一段安装有第二阀门的输料管与所述废钢保温仓的进料口连通，所述废钢保温仓的出料口通过一段安装有第三阀门的输料管与所述汽化烟道的下端连通，所述集烟罩设置于转炉炉口的上方，所述集烟罩的上端口与汽化烟道的下端口连接。

优选的，所述第一输气管线与所述第二输气管线之间的汽化烟道上安装有第二切断阀。

优选的，所述第一切断阀和所述第二切断阀均为高温切断阀。

优选的，所述加热装置还包括烟气净化装置，所述烟气净化装置的进气口与所述汽化烟道的上端口连通。

优选的，废钢储料仓、废钢加热仓以及废钢保温仓的底部均呈漏斗状。

相对应的，本发明的另一目的在于提供一种使用转炉烟气余热加热废钢的加热方法，所述使用转炉烟气余热加热废钢的加热方法包括以下步骤：

步骤s1，向废钢储料仓中加入废钢料；

步骤s2，查看废钢加热仓中是否有废钢料；

步骤s3，若废钢加热仓中没有废钢料，则打开第一阀门，使废钢储料仓中的废钢料进入废钢加热仓后再关闭第一阀门，转至步骤s4；否则转至步骤s2；

步骤s4，查看转炉是否处于冶炼期；

步骤s5，若转炉此时处于冶炼期，则打开第一切断阀并关闭第二切断阀，将转炉中产生的高温烟气导入废钢加热仓中，利用高温烟气携带的热量将废钢料加热到预设温度，转至步骤s6；否则关闭第一切断阀并打开第二切断阀，转至步骤s4；

步骤s6，打开第二阀门，使加热后的废钢料全部进入废钢保温仓；

步骤s7，若此时转炉处在冶炼期，则打开第三阀门使加热后的废钢料进入转炉后再关闭第三阀门，若此时转炉处在非冶炼期，则待转炉进入下一冶炼期后再打开第三阀门使加热后的废钢料进入转炉后再关闭第三阀门。

优选的，在执行步骤s5的同时还执行以下步骤：将废钢加热仓中高温烟气加热废钢后产生的低温烟气，以及转炉处于非冶炼期产生的低温烟气导入烟气净化装置进行净化。

优选的，所述预设温度的范围为600-1200℃。

优选的，所述高温烟气的温度范围为1600-1800℃。

本发明具有如下优点：本发明的使用转炉烟气余热加热废钢的加热装置及加热方法通过在废钢进入转炉冶炼之前，利用转炉产生的高温烟气余热对废钢料进行预热，来提高废钢料的进入转炉的初始温度，加快转炉升温的速度，提高转炉冶炼的效率和冶炼中废钢料在原料中所在的比例，降低冶炼成本。

附图说明

图1为本发明使用转炉烟气余热加热废钢的加热装置的结构示意图。

图2为本发明使用转炉烟气余热加热废钢的加热方法的流程示意图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

如图1所示，该使用转炉烟气余热加热废钢的加热装置包括集烟罩1、汽化烟道2、输料管3、废钢加热仓4、废钢储料仓5和废钢保温仓6，废钢储料仓5、废钢加热仓4以及废钢保温仓6依次从高到低设置，废钢加热仓4、废钢储料仓5以及废钢保温仓6均为底部呈漏斗状的仓体，废钢加热仓4、废钢储料仓5以及废钢保温仓6三个仓体中，每个仓体的顶部设置有进料口、底部设置有出料口，废钢加热仓4的侧壁上设置有进气口和出气口，废钢加热仓4的进气口通过安装有第一切断阀12的第一输气管线14与汽化烟道2连通，废钢加热仓4的出气口与通过第二输气管线15与汽化烟道2连通，第一输气管线14与第二输气管线15之间的汽化烟道2上安装有第二切断阀13，第一切断阀12和第二切断阀13均为高温切断阀，废钢储料仓5的出料口通过一段安装有第一阀门7的输料管3与废钢加热仓4的进料口连通，废钢加热仓4的出料口通过一段安装有第二阀门8的输料管3与废钢保温仓6的进料口连通，废钢保温仓6的出料口通过一段安装有第三阀门9的输料管3与汽化烟道2的下端连通，集烟罩1呈倒置的漏斗状，集烟罩1设置于转炉10炉口的上方，集烟罩1的上端口与汽化烟道2的下端口连接，集烟罩1作为高温烟气进入汽化烟道2的入口。

进一步的，为了防止环境污染，本实施例中的加热装置还包括烟气净化装置11，烟气净化装置11的进气口与汽化烟道2的上端口连通，烟气净化装置11为lt干法除尘器或og湿法除尘器，烟气净化装置11用于将高温烟气的温度降低并除去高温烟气中的粉尘，高温烟气从烟气净化装置11的进气口进入时，温度在900℃左右，经过烟气净化装置11对其进行降温和除尘净化后，烟气净化装置11的出气口排出的气体温度降至70℃左右，粉尘浓度降至50mg/m³左右。

如图2所示，本发明还提供一种使用转炉烟气余热加热废钢的加热方法，该加热方法包括以下步骤：

步骤s1，向废钢储料仓5中加入废钢料；

在向废钢储料仓5中加入废钢料的过程中，可以加入一定量的废钢料，也可以加满废钢料，具体数量根据实际需要确定。

步骤s2，查看废钢加热仓4中是否有废钢料；

步骤s3，若废钢加热仓4中没有废钢料，则打开第一阀门7，使废钢储料仓中的废钢料进入废钢加热仓4后再关闭第一阀门7，转至步骤s4；否则转至步骤s2；

在向废钢加热仓4中加入废钢料时，若废钢加热仓4中没有废钢料，则打开第一阀门7，废钢料在重力的作用下会自动进入废钢加热仓4中，当废钢加热仓4中的废钢料达到一定量时，关闭第一阀门7，转至步骤s4；废钢加热仓4中有废钢料，此时不能打开第一阀门7，因为如果废钢加热仓4中有废钢料，打开第一阀门7，废钢储料仓5中未加热的废钢料与废钢加热仓4中已经加热过的废钢料混合，会使已经加热过的废钢料进入转炉10的初始温度降低，达不到在冶炼过程中提高废钢比例的目的，因此，若废钢加热仓4中有废钢料，转至步骤s2。

步骤s4，查看转炉10是否处于冶炼期；

步骤s5，若转炉10此时处于冶炼期，则打开第一切断阀12并关闭第二切断阀13，将转炉10中产生的高温烟气导入废钢加热仓4中，利用高温烟气携带的热量将废钢料加热到预设温度，转至步骤s6；否则关闭第一切断阀12并打开第二切断阀13，转至步骤s4；

转炉10处于冶炼期，转炉10会产生大量的高温烟气，高温烟气的温度范围为1600-1800℃，高温烟气携带的热量将废钢加热仓4中的废钢料加热到预设温度，预设温度的取值范围为600-1200℃，在不考虑热量散失的情况下，预设温度等于废钢料进入转炉10的初始温度，因此预设温度越高，越有利于在冶炼过程中提高废钢的比例，当废钢料加热到预设温度后，转至步骤s6；由于转炉10处于非冶炼期时，转炉10只产生低温烟气，这些低温烟气进入废钢加热仓4中，不但不能对废钢料进行加热，还会吸收已经加热后废钢料的热量，降废钢料的温度，此时，关闭第一切断阀12并打开第二切断阀13，使得这些低温烟气直接通过汽化烟道2导入烟气净化装置11进行净化。因此，若转炉10此时处于非冶炼期，则关闭第一切断阀12并打开第二切断阀13，转至步骤s4；

步骤s6，打开第二阀门8，使加热后的废钢料全部进入废钢保温仓6；

步骤s7，若此时转炉10处在冶炼期，则打开第三阀门9使加热后的废钢料进入转炉10后再关闭第三阀门9，若此时转炉10处在非冶炼期，则待转炉10进入下一冶炼期后再打开第三阀门9，使加热后的废钢料进入转炉10后再关闭第三阀门9。

进一步的，为了能节能环保，在执行步骤s5的同时还执行以下步骤：将废钢加热仓4中高温烟气加热废钢后产生的低温烟气，以及转炉10处于非冶炼期产生的低温烟气导入烟气净化装置11进行净化。

本发明的加热装置及加热方法有以下特点：

1、废钢含热量高

废钢由常温增加至600-1200℃，每吨废钢10可提高热量405mj以上。

2、缩短炉内升温时间

转炉10冶炼初期，相同的比例的废钢，如40％废钢比时，炉内温度升至1650℃时通过本法的本发明的加热废钢并提高冶炼废钢比的方法可缩短时间40-60秒。

3、提高冶炼废钢比

采用该技术后，60-180吨转炉10冶炼中可将废钢比提高至60％，有效降低转炉10冶炼成本，减少能耗。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之做一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。