一种原料分离式预热和加料的装置的制作方法

本发明属于冶金技术领域，可用于废钢原料的电弧炉冶炼，也可用于矿物等其他原料的加热熔炼。具体涉及一种原料分离式预热和加料的装置及方法。

背景技术：

现有使用废钢为原料，采用电弧炉进行冶炼生产的工艺中，常规设备和方法是开启炉盖，直接从顶部加入废钢，此方法烟气余热没有利用，加料过程扬尘较多。为了对废钢进行预热，减少炉盖开启加料的热损失，国外开发并应用了一些技术专利，如振动连续加料、竖井侧推加料等。以上专利技术的使用，降低了废钢加热熔炼的能耗，并能应用到矿物等其它原料的熔炼。但是在实际应用中，以上原料的连续预热和加料装置，均存在各自的问题。如振动连续加料装置，烟气对原料的预热效果不佳。而竖井侧推加料装置，加料位置长期受高温烟气烘烤，设备故障频繁。因此有必要开发新的原料预热和加料装置，避免以上技术的问题。

技术实现要素：

为克服上述技术问题，本发明是提供一种新的分离式原料连续预热和加料装置，可不改变原有常规电弧炉的流程和设备，利用烟气实现原料的预热，以及不开启炉盖的加料。除了解决现有国外预热和加料技术存在的问题外，还能降低改造投资，减少使用限制，扩大应用领域。

为达到上述目的，本发明是通过以下的技术方案来实现的。

一种原料分离式预热和加料的装置，包括可倾动预热罐、罐顶封闭门、热烟气管道、尾气排放管道、旋转接头、接料装置；所述可倾动预热罐布置在加热炉一侧，只有罐顶一个开口，在罐顶设有活动的罐顶封闭门；可倾动预热罐围绕罐体外侧上部固定在旋转中心，可倾动预热罐能沿旋转中心旋转0~180°；可倾动预热罐罐体上接有热烟气管道和尾气排放管道，热烟气管道接自加热炉，尾气排放管道通向后续的烟气处理系统，在热烟气管道和尾气排放管道上设有与旋转中心同轴的旋转接头；所述加热炉上部设有接料装置，与可倾动预热罐最终倾翻位置对应，接料装置设有活动门。加热炉产生的热烟气沿热烟气管道进入预热罐内，加热罐中物料到一定温度后，可倾动预热罐能沿旋转中心旋转与接料装置对接，将预热的物料倾倒进加热炉内，由于热烟气管道和尾气排放管道上设有与旋转中心同轴的旋转接头，保证可倾动预热罐在旋转的任何位置时，热烟气管道和尾气排放管道都始终与罐体相接通。

进一步地一台加热炉外设置至少一套原料分离式预热和加料的装置。根据加热炉容量大小可以在一台加热炉外设置多个预热和加料的装置。

进一步地所述热烟气管道内设有燃烧喷嘴。通过喷入燃料或助燃气进行燃烧，提高废钢的预热效果。

进一步地所述可倾动预热罐内设有电感应加热装置。增加预热热源。

进一步地所述热烟气管道与可倾动预热罐上部连接、尾气排放管道与可倾动预热罐下部连接；或热烟气管道与可倾动预热罐下部连接、尾气排放管道与可倾动预热罐上部连接；或热烟气管道与可倾动预热罐中部连接、尾气排放管道从可倾动预热罐上、下部排出并汇合成一条管道。

进一步地所述可倾动预热罐其横截面可采用圆形、矩形、多边形、椭圆形等各种封闭截面形状，并且呈口大底小状。以便原料顺利进出。

进一步地所述可倾动预热罐上热烟气管道的入口、尾气排放管道的出口均布置在远离加热炉的一侧。预热罐旋转到任何位置时，均能够避免原料进入热烟气管道和尾气排放管道内。

进一步地所述罐顶封闭门为翻板式，转动中心设在远离旋转中心的可倾动预热罐外侧。

进一步地所述罐顶封闭门为插板式，在罐顶封闭门外侧设有交替分布的凹槽和凸棱；活动门设在接料装置最上端，活动门外侧设有与罐顶封闭门相匹配的凹槽和凸棱。预热罐旋转倒扣至接料装置上时，罐顶封闭门与活动门咬合，此时抽出咬合的两扇门，完成加料，不会有任何烟气、粉尘逸出。

有益效果：与现有技术相比，本发明的优点在于：

1）利用加热炉烟气实现原料的预热，热量循环使用，降低加热成本；

2）可倾动预热罐只有一个原料进出口，而且热烟气管道、尾气排放管道始终与罐体相连，密封性更好，能够保证更好的预热效果，提高能源利用效率；

3）整个装置可和加热炉分离布置，而且不需要布置在加热炉上方，对加热炉设备以及厂房高度没有要求，改造难度低，可适用的领域更多；

4）加料过程相对密闭，减少烟气及粉尘的外溢，节能环保。

附图说明

图1为本发明的装置及运行方式的示意图；

图2为本发明的受料状态示意图；

图3为本发明的预热状态示意图；

图4为本发明的加料状态示意图；

图5位本发明的预热罐及热烟气管道和尾气排放管道连接方式示意图；

其中，1.可倾动预热罐；2.热烟气入口；3.尾气出口；4.罐顶封闭门；5.旋转中心；6.接料装置；7.电弧炉；8.热烟气管道；9.尾气排放管道；10.旋转接头；11.加料装置；12.燃烧喷嘴。

具体实施方式

下面结合实例对本发明作进一步的详细说明。本发明所用的原料均为市售产品。

实施例1

所述加热炉为采用电弧为热能的电弧炉。

如图1所示，一种原料分离式预热和加料的装置，包括可倾动预热罐1、罐顶封闭门4、热烟气管道8、尾气排放管道9、旋转接头10、接料装置6；所述可倾动预热罐1布置在电弧炉7一侧，只有罐顶一个开口，在罐顶设有活动的罐顶封闭门4；可倾动预热罐1围绕罐体外侧上部固定在旋转中心5，可倾动预热罐1能沿旋转中心5旋转0~180°；可倾动预热罐1罐体上接有热烟气管道8和尾气排放管道9，热烟气管道8接自电弧炉7，尾气排放管道9通向后续的烟气处理系统，在热烟气管道8和尾气排放管道9上设有与旋转中心5同轴的旋转接头10；所述电弧炉7上部设有接料装置6，与可倾动预热罐1最终倾翻位置对应，接料装置6设有活动门。

可倾动预热罐1与电弧炉7分离布置，两者不连为一体。这样可不改变原有电弧炉7的流程和设备，实现利用烟气对废钢原料进行预热，以及不开启电弧炉7盖的加料的功能。

如图3所示：本实例的可倾动预热罐1是采用钢板和耐火材料制作的桶装容器，只在罐顶部开设一个开口，开口上设置可翻转开闭的罐顶封闭门4，可倾动预热罐1其横截面可采用圆形、矩形、多边形、椭圆形等各种封闭截面形状，并且罐底部截面小于罐口截面，以便废钢原料的顺利进出。

如图1、2、3、4所示：本实例的可倾动预热罐1可绕电弧炉7旁边的旋转中心5转动，可倾动预热罐1可从起始位置：罐口垂直向上状态，向电弧炉7方向旋转至与接料装置6对接为止，此时罐口倾斜向下；可倾动预热罐1倾动采用液压驱动、或电动机驱动。

如图1、图5所示，热烟气管道8一端连接电弧炉7炉内，另一端引至和旋转中心5同轴心的位置，位于可倾动预热罐1的右侧，通过旋转接头10后，再接入可倾动预热罐1下部的热烟气入口2；可倾动预热罐1上部设有尾气出口3，热烟气可从热烟气入口2进入可倾动预热罐1内，从下而上穿过罐内的废钢缝隙，进入上部的尾气出口3。尾气排放管道9的一端连接在可倾动预热罐1的尾气出口3，另一端引至和旋转中心5同轴的位置，位于可倾动预热罐1的左侧，通过另一个旋转接头10后，再接入后续的烟气处理系统。热烟气管道8和尾气排放管道9，分别布置穿过可倾动预热罐1的两侧，并都通过各自和旋转中心5同轴的旋转接头10和可倾动预热罐1相连，这样能够保证可倾动预热罐1不论旋转到任何位置，热烟气管道8和尾气排放管道9都始终和可倾动预热罐1相通。热烟气入口2和尾气出口3均倾斜向下通向可倾动预热罐1，并布置在可倾动预热罐1远离电弧炉7的一侧，这样罐内的废钢在装入、倾动并倒入电弧炉7的过程中，可避免废钢原料掉落到热烟气入口2和尾气出口3内。

如图1、图4所示，接料装置6位于电弧炉7的顶部，是带可开闭活动门的溜槽，当可倾动预热罐1内的废钢要加入电弧炉7内时，接料装置6的活动门开启，废钢能够被导入电弧炉7内。非接料状态时，接料装置6处于封闭状态，减少炉内热气的排放。

如图3所示，在电弧炉7旁设置一套可倾动预热罐1，其容积为电弧炉7需要装入废钢量的50%，能够通过2~3次的预热和加入，完成电弧炉7一个冶炼周期的装料和预热。

如图2所示，本实例的加料装置11可采用底开式废钢料罐，将废钢一次性倒入可倾动预热罐1内，加料速度快，加料后能够快速移开，不影响可倾动预热罐1的倾动动作。也可采用其它如斗式提升机、带式或链板式输送机等其它方式将废钢原料加入可倾动预热罐1中。

实施例2

所述加热炉为采用电磁感应为热能的熔炼炉。

与实施例1基本相同，所不同的是在热烟气管道8内靠近热烟气入口2处设置燃烧喷嘴12，可以对热烟气入口22处进行加热，通过喷入燃料或助燃气进行燃烧，提高废钢的预热效果；热烟气入口2设在可倾动预热罐1下部、尾气出口3设在可倾动预热罐1上部。在熔炼炉旁设置两套可倾动预热罐1，每个可倾动预热罐1的容积为熔炼炉需要装入废钢量的50%，能够通过1次的预热和加入，完成熔炼炉一个冶炼周期的装料和预热。

实施例3

所述加热炉为以其他能源为热能的具有加热功能的炉窑。

与实施例2基本相同，所不同的是可倾动预热罐1内设有电感应加热装置，进一步提高废钢的预热效果；热烟气入口2设在可倾动预热罐1中部、尾气出口3设在可倾动预热罐1上、下两端，尾气排放管道9分别与两个尾气出口3连接，然后汇合成一条管道，经过旋转接头10接入后续的烟气处理系统；罐顶封闭门4为插板式，在罐顶封闭门4外侧设有交替分布的凹槽和凸棱；活动门设在接料装置6最上端，活动门外侧设有与罐顶封闭门4相匹配的凹槽和凸棱，预热罐旋转倒扣至接料装置6上时，罐顶封闭门4与活动门咬合，此时抽出咬合的两扇门，完成加料，不会有任何烟气、粉尘逸出。

本发明按照上述实施例进行了说明，应当理解，上述实施例不以任何形式限定本发明，凡采用等同替换或等效变换方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。