一种加热炉烟气余热回收系统的制作方法

本发明涉及冶金行业余热回收技术领域，具体涉及一种加热炉烟气余热回收系统。

背景技术：

在钢铁生产中，钢坯轧制前加热是能耗特别大的工序，在这一工序中会产生大量的高温烟气，目前多采用换热器对高温烟气余热进行回收。

加热炉烟气余热回收的过程为：连铸坯在加热炉内加热到1250℃~1300℃，燃烧产生的主要成分为CO₂、H₂O和N₂等的高温烟气与炉内钢坯进行热交换后进入烟道，再经空气换热器和煤气换热器与助燃空气、煤气交换热量后经烟囱排入大气。在这个过程中，进入空气换热器的烟气温度为850℃～950℃，经空气换热器与常温空气交换热量后的烟气温度为600℃～750℃，经煤气换热器与常温煤气交换热量后的烟气温度为350℃～450℃。由于350℃～450℃的温度范围较低，烟气热量难以再利用而直接向烟气排入大气，排入大气部分的热量占加热炉能耗的30%，一方面造成了能源的浪费，另一方面也造成了严重的热污染问题。

此外，为了提高连铸坯热送热装温度，很多钢铁厂在输送辊道上加设保温罩，然而这种保温罩存在两个问题：一、保温罩内充满了由周围环境进入的常温空气，高温钢坯向常温空气散热，钢温损失大，热送温度不高，能源消耗大；二、罩内的空气氧化性强，其与热铸坯表面发生氧化反应，产生大量的氧化铁皮，金属损耗大。为了提高铸坯温度，部分钢铁企业采用煤气加热或电加热补热装置对铸坯进行补热。如专利CN204770540U中公开了一种连铸坯在线保温补热装置，该装置在输运辊道上安装燃烧器，利用燃烧器喷出的火焰直接喷射对铸坯进行加热；这种加热方式需要一套燃烧系统，系统复杂，投资大；火焰温度高，排烟温度高，热效率很低，主要应用于直接轧制工艺，对于应用最广泛的热送热装工艺来说并不适用。专利CN103464463A中公开了一种连铸连轧一体装置及工艺，该工艺采用感应电加热的方式对铸坯进行补热，加热罩内的气氛为空气，仍然存在铸坯氧化烧损大的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种可用于钢坯保温的加热炉烟气余热回收系统。

本发明采用的技术方案是：一种加热炉烟气余热回收系统，包括加热炉、烟气主管、引风机和钢坯保温装置，所述加热炉的烟气出口与烟气主管连通，烟气主管的末端与烟囱相连；烟气主管上设有烟气支管，烟气支管与引风机的入口连通，引风机的出口与钢坯保温装置的内部连通，钢坯保温装置经出口管道与烟气主管的下游连通；所述钢坯保温装置内置有钢坯。

按上述方案，所述保温装置为保温罩，保温罩安设在运输辊道上，保温罩与运输辊道形成封闭空间，该密闭空间内放置钢坯；保温罩的一侧设有进气口，进气口与烟气支管连通，烟气支管上配置有调节阀；保温罩的另一侧设有出气口，出气口与出气管道连通。

按上述方案，所述保温罩配置有压力表。

按上述方案，所述保温罩包括壳体，壳体内部设置有保温层。

按上述方案，所述保温装置为缓冷坑，缓冷坑内置有钢坯；缓冷坑的一侧设有进气口，进气口与烟气支管连通，烟气支管上配置有调节阀；缓冷坑的另一侧设有出气口，出气口与出气管道连通。

按上述方案，所述缓冷坑配置有压力表。

按上述方案，所述缓冷坑的进气口开设在一侧下部，缓冷坑的出气口开设在另一侧上部。

按上述方案，所述系统配置有换热装置，换热装置安设在烟气支管上游的烟气主管上；所述换热装置包括依次与烟气主管连通的空气换热器和煤气换热器，空气换热器与供风管道相连，煤气换热器与煤气管道相连。

本发明的有益效果为：

（1）本系统可先回收加热炉中烟气的部分热量，再将350℃~450℃的中低温烟气引入钢坯保温装置内，一方面对钢坯进行保温，钢坯在具有该温度的烟气中散热慢，保温效果好，节约了后续加工能耗，降低了生产成本；另一方面，烟气中的CO₂、H₂O和N₂等气体在钢坯保温装置内形成保护氛围，与空气相比氧化性能弱，大大降低了钢坯的氧化烧损。

（2）本系统中钢坯保温装置无需作大改造，设备投入少，成本低。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为保温罩的结构示意图。

图3为缓冷坑的结构示意图。

其中：1、加热炉；2、空气换热器；3、供风管道；4、煤气换热器；5、煤气管道；6、烟气主管；7、钢坯保温装置；8、烟囱；9、调节阀；10、烟气支管；11、引风机；12、压力表；13、保温罩；14、出气管道；15、运输辊道；16、钢坯；17、缓冷坑。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地描述。

如图1所示的一种加热炉烟气余热回收系统，包括加热炉1、烟气主管6、引风机11和钢坯保温装置7，加热炉1的烟气出口与烟气主管6连通，烟气主管6的末端与烟囱8相连；烟气主管6上设有烟气支管10，烟气支管10与引风机11的入口连通，引风机11的出口与钢坯保温装置7的内部连通，钢坯保温装置7经出口管道14与烟气主管6的下游连通；所述钢坯保温装置7内置有钢坯16。

如图2所示，所述保温装置7为保温罩13，保温罩13安设在钢坯7的运输辊道15上，保温罩13与运输辊道15形成封闭空间，该密闭空间内放置钢坯7；保温罩13的一侧设有进气口，进气口与烟气支管10连通，烟气支管10上配置有调节阀9；保温罩13的另一侧设有出气口，出气口与出气管道14连通。所述保温罩13外设有压力表12，用于监测保温罩13内的气体压力；保温罩13包括壳体，壳体内部设置有保温层。

如图3所示，所述保温装置7为缓冷坑17，缓冷坑17配置有压力表12，缓冷坑17内置有钢坯16；缓冷坑17的一侧设有进气口，进气口与烟气支管10连通，烟气支管10上配置有调节阀9；缓冷坑17的另一侧设有出气口，出气口与出气管道14连通。优选地，所述缓冷坑17的进气口开设在一侧下部，缓冷坑17的出气口开设在另一侧上部。

本实施例中，所述系统配置有换热装置，换热装置安设在烟气支管10上游的烟气主管6上；所述换热装置包括空气换热器2和煤气换热器4，空气换热器2与供风管道3相连，煤气换热器4与煤气管道5相连；所述烟气主管6依次与空气换热器2和煤气换热器4连通，烟气先与空气换热器2内的空气进行热交换（与空气换热后的烟气温度为600℃～750℃），换热后的空气作为助燃气体鼓入燃烧系统参与燃烧反应；烟气再与煤气换气热4内的煤气进行热交换（与煤气换热后的烟气温度为450℃~550℃），换热后的煤气作为燃料介质鼓入燃烧系统参与燃烧反应。

本发明的工作原理为：从加热炉1排出的烟气（烟气主要成分为H₂O、CO₂及N₂，烟气温度为850℃～950℃）进入烟气主管6，依次经空气换热器和煤气换热器换热后，温度降低为450℃~550℃；部分降温后的烟气经烟气主管6直接进入烟囱8，另一部分的降温烟气经引风机11进入钢坯保温装置7内，一方面烟气中的CO₂及N₂等在钢坯16周围形成保护性气氛，包覆钢坯16，使其隔绝氧气，避免钢坯16表面发生氧化反应；另一方面烟气对钢坯16起加热保温作用；最后，钢坯保温装置7内的烟气经出气管道14汇入烟气主管6，与其他烟气混合进入烟囱8排入大气。

以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。