一种钢铁企业高炉渣余热回收装置和方法
【专利摘要】本发明涉及一种钢铁企业高炉渣余热回收装置和方法，属于余热回收技术领域。该钢铁企业高炉渣余热回收装置中滚筒和保温壁为同心柱体且滚筒位于保温壁内部，保温壁柱体上下两侧分别设有出水口Ⅱ和进水口Ⅱ，保温壁左右两侧分别设有位于上部的进渣口和位于下部的出渣口，滚筒中心位置设有搅拌轴，搅拌轴上的空心中心轴上均匀分布设有叶轮，中心轴前后两端设有进水口Ⅰ和出水口Ⅰ。本发明的目的是通过回收高炉渣余热使之有效利用，提高高炉渣余热回收率，开发钢铁企业高炉渣余热回收技术，从而提供了一种在钢铁企业中余热回收的方法，可以广泛的应用于钢铁企业高炉渣余热的回收。
【专利说明】
一种钢铁企业高炉渣余热回收装置和方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种钢铁企业高炉渣余热回收装置和方法，属于余热回收技术领域。
【背景技术】
[0002]炼铁过程实质上是将铁从其自然形态一一矿石等含铁化合物中还原出来的过程。炼铁方法主要有高炉法、直接还原法、熔融还原法等，其原理是矿石在特定的气氛中(还原物质C0、H2、C;适宜温度等)通过物化反应获取还原后的生铁。生铁除了少部分用于铸造外，绝大部分是作为炼钢原料。高炉炼铁是现代炼铁的主要方法，钢铁生产中的重要环节。这种方法是由古代竖炉炼铁发展、改进而成的。尽管世界各国研究发展了很多新的炼铁法，但由于高炉炼铁技术经济指标良好，工艺简单，生产量大，劳动生产率高，能耗低，这种方法生产的铁仍占世界铁总产量的95%以上。
[0003]高炉炼铁时，从炉顶(一般炉顶是由料种与料斗组成，现代化高炉是钟阀炉顶和无料钟炉顶)不断地装入铁矿石、焦炭、熔剂，从高炉下部的风口吹进热风(1000?1300摄氏度)，喷入油、煤或天然气等燃料。装入高炉中的铁矿石，主要是铁和氧的化合物。在高温下，焦炭中和喷吹物中的碳及碳燃烧生成的一氧化碳将铁矿石中的氧夺取出来，得到铁，这个过程叫做还原。铁矿石通过还原反应炼出生铁，铁水从出铁口放出。煤气从炉顶导出，经除尘后，作为工业用煤气。现代化高炉还可以利用炉顶的高压，用导出的部分煤气发电。铁矿石中的脉石、焦炭及喷吹物中的灰分与加入炉内的石灰石等熔剂结合生成炉渣，从出铁口和出渣口分别排出。
[0004]中国现在是钢铁产业大国，钢铁产业还是耗能大户，在消耗能源的同时还会产生大量的热。高炉炼铁所产生的废渣的余热大部分未能回收，不仅造成了能源的浪费也对生态环境造成了污染。钢铁产业是消耗能源大户，在消耗能源的同时会产生大量的热，因此对其产生余热的回收显得尤为重要。随着现代化的不断进步，能源的浪费以及对环境的污染已经成为了不可忽视的问题，解决迫在眉睫。而产生的余热却由于一系列原因大部分被浪费掉，因此高炉余热回收存在巨大的回收潜力。就目前情况来看，中国低温余热回收几乎为零，中温余热回收大约为30%。这其中存在着极大地浪费，所以如何在高炉炼铁的过程中提高节能效率和提高环境保护显得尤为重要。随着世界钢铁需求量的增长和钢铁工业的发展，高炉渣的排放量日益增大。这些高炉渣如果不加以资源化处理，不但是可利用资源的极大浪费，而且日积月累，势必造成占地侵田、污染环境等一系列严重问题。因此，高炉渣资源化既可以变废为宝，又可以减少环境的污染、土地的占用等，从而达到经济效益与社会效益双赢的局面。
[0005]近些年来，在一些钢铁企业中，高炉渣采用水淬处理等粒化工艺后，已经利用了部分废渣制作水泥、工程回填料、农肥、炼铁烧结等原料，高炉渣利用率得到一定的提高。但是，水淬等处理方法都是以高炉渣作为制作某种原料为目的，存在着余热利用率低及难于实现等问题。因此，人们一直在努力寻求既节能环保又容易实现的高炉渣处理工艺技术。
【发明内容】
[0006]针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种钢铁企业高炉渣余热回收装置和方法。本发明的目的是通过回收高炉渣余热使之有效利用，提高高炉渣余热回收率，开发钢铁企业高炉渣余热回收技术，从而提供了一种在钢铁企业中余热回收的方法，可以广泛的应用于钢铁企业高炉渣余热的回收。本发明通过以下技术方案实现。
[0007]—种钢铁企业高炉渣余热回收装置，包括进渣口 3、出渣口4、滚筒7、保温壁8和搅拌轴，所述搅拌轴包括进水口 11、出水口 12、中心轴5和叶轮6，滚筒7和保温壁8为同心柱体且滚筒7位于保温壁8内部，保温壁8柱体上下两侧分别设有出水口 Π 10和进水口 Π9，保温壁8左右两侧分别设有位于上部的进渣口 3和位于下部的出渣口 4，滚筒7中心位置设有搅拌轴，搅拌轴上的空心中心轴5上均匀分布设有叶轮6，中心轴5前后两端设有进水口 11和出水□ 12。
[0008]所述叶轮6采用高熔点的钢材料，形状为扇形结构，由五个扇形叶片构成。
[0009]所述滚筒7采用黄铜材料。
[0010]所述保温壁8上的保温材料为生铁或铁合金材料。
[0011 ] 一种钢铁企业高炉渣余热回收装置的应用方法，其具体步骤为:将锅炉中排出的温度为1450 °01650 °C高炉渣由进渣口 3流入到滚筒7中，将冷却水从进水口 11和进水口 Π 9通入分别流经空心中心轴5以及滚筒7与保温壁8孔隙，将高炉渣与冷却水换热，在此过程中空心中心轴5转动，使叶轮6旋转，使高炉渣从出渣口 4流出。
[0012]所述冷却水的通入的温度为20°C。
[0013]所述滚筒7的换热面积为45?135m2。
[0014]本发明的有益效果是:
1、该高炉渣余热回收装置，在冷却水与高炉渣的热交换时，两者不直接接触，减少了安全隐患，安全性高，且回收效果好。
[0015]2、中心轴上的叶轮采用扇形结构，可以使高炉渣充分搅拌，增强换热，提高余热回收效率。中心轴设计为空心轴，通入冷却水，冷却叶轮，增加叶轮寿命。
[0016]3、该高炉渣余热回收装置制作成本低廉，工序简单，易操作。
【附图说明】
[0017]图1是本发明装置结构示意图；
图2是本发明装置爆炸图；
图3是本发明主视示意图；
图4是本发明装置搅拌轴示意图。
[0018]图中:1-进水口 1，2_出水口 1，3_进渣口，4-出渣口，5-中心轴，6-叶轮，7-滚筒，8-保温壁，9-进水口 Π，10-出水口 Π。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和【具体实施方式】，对本发明作进一步说明。
[0020]实施例1 如图1至4所示，该钢铁企业高炉渣余热回收装置，包括进渣口3、出渣口4、滚筒7、保温壁8和搅拌轴，所述搅拌轴包括进水口 I1、出水口 12、中心轴5和叶轮6，滚筒7和保温壁8为同心柱体且滚筒7位于保温壁8内部，保温壁8柱体上下两侧分别设有出水口 Π 10和进水口 Π9，保温壁8左右两侧分别设有位于上部的进渣口 3和位于下部的出渣口 4，滚筒7中心位置设有搅拌轴，搅拌轴上的空心中心轴5上均匀分布设有叶轮6，中心轴5前后两端设有进水口 11和出水口 12。
[0021]其中叶轮6采用高熔点的钢材料，形状为扇形结构，由五个扇形叶片构成;滚筒7采用黄铜材料;保温壁8上的保温材料为生铁或铁合金材料。
[0022]该钢铁企业高炉渣余热回收装置的应用方法，其具体步骤为:将锅炉中排出的温度为1500 °C高炉渣由进渣口 3流入到滚筒7中，将冷却水从进水口 11和进水口 Π 9通入分别流经空心中心轴5以及滚筒7与保温壁8孔隙，将高炉渣与冷却水换热，在此过程中空心中心轴5转动，使叶轮6旋转，使高炉渣从出渣口 4流出;在此过程中
冷却水的入口温度为20°C ;滚筒7的换热面积为145m2，冷却水出口温度为307°C，在该温度下冷却水的密度为670kg/m3，冷却水的比热为6.369 kj/kg.K，取冷却水出口直径为180臟，冷却水流速为10111/8，高炉高炉渣质量流量为6001^/8，高炉渣比热为1.96 kj/kg.K。
[0023]最终冷却水得到热量为12246951，高炉渣失去热量为1713432】，热效率为0.715。
[0024]实施例2
如图1至4所示，该钢铁企业高炉渣余热回收装置，包括进渣口3、出渣口4、滚筒7、保温壁8和搅拌轴，所述搅拌轴包括进水口 I1、出水口 12、中心轴5和叶轮6，滚筒7和保温壁8为同心柱体且滚筒7位于保温壁8内部，保温壁8柱体上下两侧分别设有出水口 Π 10和进水口 Π9，保温壁8左右两侧分别设有位于上部的进渣口 3和位于下部的出渣口 4，滚筒7中心位置设有搅拌轴，搅拌轴上的空心中心轴5上均匀分布设有叶轮6，中心轴5前后两端设有进水口 11和出水口 12。
[0025]其中叶轮6采用高熔点的钢材料，形状为扇形结构，由五个扇形叶片构成;滚筒7采用黄铜材料;保温壁8上的保温材料为生铁或铁合金材料。
[0026]该钢铁企业高炉渣余热回收装置的应用方法，其具体步骤为:将锅炉中排出的温度为1500 °C高炉渣由进渣口 3流入到滚筒7中，将冷却水从进水口 11和进水口 Π 9通入分别流经空心中心轴5以及滚筒7与保温壁8孔隙，将高炉渣与冷却水换热，在此过程中空心中心轴5转动，使叶轮6旋转，使高炉渣从出渣口 4流出;在此过程中
冷却水入口的温度为20°C ;滚筒7的换热面积为45m2，冷却水出口温度为248°C，在该温度下冷却水的密度为799kg/m3，冷却水的比热为4.844kJ/kg.K，取冷却水出口直径为180111111;取冷却水流速为10111/8，高炉高炉渣质量流量为6001^/8，高炉渣比热为1.96 kj/kg.K。
[0027]最终冷却水得到热量为882441J，高炉渣失去热量为1362984J，热效率为0.647。
[0028]实施例3
如图1至4所示，该钢铁企业高炉渣余热回收装置，包括进渣口3、出渣口4、滚筒7、保温壁8和搅拌轴，所述搅拌轴包括进水口 I1、出水口 12、中心轴5和叶轮6，滚筒7和保温壁8为同心柱体且滚筒7位于保温壁8内部，保温壁8柱体上下两侧分别设有出水口 Π 10和进水口 Π9，保温壁8左右两侧分别设有位于上部的进渣口 3和位于下部的出渣口 4，滚筒7中心位置设有搅拌轴，搅拌轴上的空心中心轴5上均匀分布设有叶轮6，中心轴5前后两端设有进水口 11和出水口 12。
[0029]其中叶轮6采用高熔点的钢材料，形状为扇形结构，由五个扇形叶片构成;滚筒7采用黄铜材料;保温壁8上的保温材料为生铁或铁合金材料。
[0030]该钢铁企业高炉渣余热回收装置的应用方法，其具体步骤为:将锅炉中排出的温度为1500 °C高炉渣由进渣口 3流入到滚筒7中，将冷却水从进水口 11和进水口 Π 9通入分别流经空心中心轴5以及滚筒7与保温壁8孔隙，将高炉渣与冷却水换热，在此过程中空心中心轴5转动，使叶轮6旋转，使高炉渣从出渣口 4流出;在此过程中
冷却水入口的温度为20°C ;滚筒7的换热面积为90m2，冷却水出口温度为294°C，在该温度下冷却水的密度为7221^/1113，冷却水的比热为5.611 kj/kg.K取冷却水出口直径为180111111;取冷却水流速为10111/8，高炉高炉渣质量流量为6001^/8，高炉渣比热为1.96 kj/kg.K。
[0031]最终冷却水得到热量为11100131，高炉渣失去热量为1641696】，热效率为0.676。
[0032]以上结合附图对本发明的【具体实施方式】作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
【主权项】
1.一种钢铁企业高炉渣余热回收装置，其特征在于:包括进渣口(3)、出渣口(4)、滚筒(7 )、保温壁(8 )和搅拌轴，所述搅拌轴包括进水口 I (I)、出水口 I (2 )、中心轴(5 )和叶轮(6 )，滚筒(7)和保温壁(8)为同心柱体且滚筒(7)位于保温壁(8)内部，保温壁(8)柱体上下两侧分别设有出水口 Π (1 )和进水口 Π (9 )，保温壁(8 )左右两侧分别设有位于上部的进渣口(3)和位于下部的出渣口(4)，滚筒(7)中心位置设有搅拌轴，搅拌轴上的空心中心轴(5)上均匀分布设有叶轮(6)，中心轴(5)前后两端设有进水口 I (I)和出水口 I (2)。2.根据权利要求1所述的钢铁企业高炉渣余热回收装置，其特征在于:所述叶轮(6)采用钢材料，形状为扇形结构，由五个扇形叶片构成。3.根据权利要求1所述的钢铁企业高炉渣余热回收装置，其特征在于:所述滚筒(7)采用黄铜材料。4.根据权利要求1所述的钢铁企业高炉渣余热回收装置，其特征在于:所述保温壁(8)上的保温材料为生铁或铁合金材料。5.—种根据权利要求1至4任一的钢铁企业高炉渣余热回收装置的应用方法，其特征在于具体步骤为:将锅炉中排出的温度为1450°01650°C高炉渣由进渣口(3)流入到滚筒(7)中，将冷却水从进水口 I (I)和进水口 Π (9)通入分别流经空心中心轴(5)以及滚筒(7)与保温壁(8)孔隙，将高炉渣与冷却水换热，在此过程中空心中心轴(5)转动，使叶轮(6)旋转，使高炉渣从出渣口(4)流出。6.根据权利要求5所述的钢铁企业高炉渣余热回收装置的应用方法，其特征在于:所述冷却水的通入的温度为20°C。7.根据权利要求5所述的钢铁企业高炉渣余热回收装置的应用方法，其特征在于:所述滚筒(7 )的换热面积为45?135 m2。
【文档编号】C21B3/08GK106086257SQ201610574055
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年7月21日
【发明人】肖松, 李洋, 刘艳娜
【申请人】昆明理工大学