一种热辐射式节能环保型废钢预热系统

摘要

本发明公开了一种热辐射式节能环保型废钢预热系统，包括水平预热输送机构、竖向预热输送机构，竖向预热输送机构与水平预热输送机构相连接；所述竖向预热输送机构包括竖井料仓，在竖井料仓上设置有防风系统，所述防风系统包括防风管、挡料机构、动态密封机构和对流加热防风机构。本发明提高了废钢预热温度，节省电炉吨钢用电的消耗量，缩短了冶炼时间；使废钢预热在达到安全稳定的同时，最大程度对熔炼后产生的热量进行回收，大大提高了热利用率。

说明书

技术领域

本发明涉及一种废钢预热系统，尤其是热辐射式节能环保型废钢预热系统。

背景技术

废钢铁资源是当今世界钢铁工业不可缺少的资源之一。据国际权威专业机构统计数据显示，近50年来，全球生产的粗钢40%是由废钢炼成的。在废钢熔炼时会产生大量高温热量，这些热量由于温度非常高而不能达到直接排放要求，需要对高温热量进行降温后再排放，但由于这些烟气温度可高达1300度左右，进行冷却时一方面需要投入冷却设备，另一方面冷却设备占用空间面积，达到不到很好的经济效益，为了能将这些高温气体进行回收利用，市场出现了利用该高温对待熔炼的废钢进行预热的理念，现有的预热方式有两种，一种是横向输送预热，第二种是竖井预热。

横向输送预热是在输送带上部设置烟罩，将热量自输送传送带的输出口反向流经到输入口，从而在废钢输送的过程中通过反向流经的回收热量对废钢进行预热，但这种预热方式存在一定问题，因为热量是自输送废钢层的上表面流经，无法很均匀的传递到输送物料层的底部，导致导热不均匀，传热效果较差的情况出现。

竖井预热是直接设置在熔炼电炉上部，利用熔炼时热量向上流动的原理，通过向上流动的高温烟气对上部的竖井料仓内的废钢进行预热，因烟气能向上流动穿过废钢层，这种方式预热效果较好，但由于废钢质量重达20-30吨，竖井料仓及位于下方的电炉容易被自上方加料的废钢砸坏，为解决这种问题在竖井中添加支撑篦子用于接料，防止被下料的废钢砸坏，由于废钢形状不固定的特性，废钢在回收时里面有一些相对较薄较细的形状混杂里面，由于竖井直接与熔炼电炉下通，进入竖井中的温度高达1300度左右，这些相对较薄较细的废钢在预热时会首先融化向下流淌，从而把支撑篦子的过热孔进行堵塞，从而使热量无法自支撑篦子向上穿透废钢层，失去了预热的功能，同时由于热量被集中到竖井内无法排出，当热量一旦聚集到一定压力时还会引发爆炸，从而引发安全事故，造成非常严重的安全隐患，此外，支撑篦子一旦被流淌的钢水堵塞很难进行清理，导致支撑篦子报废，使设备投入成本高，设备维护率过高。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种热辐射式节能环保型废钢预热系统，该热辐射式预热系统将现有的水平预热和竖井预热进行结合，具有两种预热优势，在保证预热安全的同时，大大提高了预热效果，同时节能环保。

为达到上述技术效果，本发明所采用的技术方案如下：

本发明热辐射式节能环保型废钢预热系统，包括水平预热输送机构，还包括竖向预热输送机构，竖向预热输送机构与水平预热输送机构相连接；所述竖向预热输送机构包括竖井料仓，在竖井料仓上设置有防风系统，所述防风系统包括防风管、挡料机构、动态密封机构和对流加热防风机构。

作为本发明的优选方案，所述动态密封机构包括引风筒、引风机、风量传感器和控制器，防风管的一端与送料机构相连接，防风管的另一端与竖井料仓上的进料口相连接，引风筒设置在防风管侧部，引风机设置有引风筒内，风量传感器设置在防风管内，引风机通过控制器与风量传感器相连接。

作为本发明的优选方案，所述挡料机构包括安装件，在安装件下部设置有挡料帘；所述挡料帘由若干个并列排列的橡胶片组合而成。

作为本发明的优选方案，所述并列排列的橡胶片密集设置，在挡料帘的进料方向设置有防磨边。

作为本发明的优选方案，所述安装件包括吊架，在吊架上设置有转轴，挡料帘通过转轴安装在吊架下部。

作为本发明的优选方案，所述对流加热防风机构包括闸阀、上抽风口和下抽风口，阀门设置在竖井料仓的进料口处，上抽风口和下抽风口上下设置在竖井料仓的仓身上。

作为本发明的优选方案，在竖井料仓下部设置有出料口和推料装置，推料装置位于出料口的相对侧，所述推料装置包括滑道、推板和液压系统，滑道设置于竖井料仓内部下方，推板位于滑道的根部，且推板的后部与液压系统的输出端相连接。

作为本发明的优选方案，在滑道上均布有气孔，所述滑道为水平设置或倾斜设置。

作为本发明的优选方案，所述液压系统包括底座、液压座和至少一个液压缸，液压缸通过液压座固定于底座上，液压缸的输出端与推板的后部相连接。

作为本发明的优选方案，在上抽风口和下抽风口处连接有抽风系统，抽风系统包括上部抽风管、下部抽风管、总风管和调节阀，上部抽风管与上抽风口相连接，下部抽风管与下抽风口相连接，上部抽风管、下部抽风管的后端均与总风管相连接，调节阀设置在上部抽风管和下部抽风管之间。

本发明的有益效果是：

本发明可以提高废钢的预热温度，使废钢预热到600-800度，节省电炉吨钢用电的消耗量，缩短了冶炼时间；

本发明同时将水平输送预热和竖井预热进行结合，使废钢预热在达到安全稳定的同时，最大程度对熔炼后产生的热量进行回收，大大提高了热利用率；

本发明既具有水平预热输送机构的优势，使连续加料时电炉熔池保持稳定，进入电炉的废钢浸没在钢水中可迅速熔化，同时避免了以住竖井料仓直接设置在电炉顶部，在下料时数吨的废钢直接向下产生较大冲击力，且使炉内温度快速下降造成熔炼时间长的弊端。

本发明同时还设置有防风系统，防风系统可以防止废钢在进料时将外部空气带入到竖井料仓内，防止减低料仓内温度，影响预热效果。

附图说明

图1是本发明主视图。

图2是挡料机构结构示意图。

图3是动态密封机构结构示意图。

图4是推料装置结构示意图。

图5是抽风系统结构示意图。

具体实施方式

如附图所示，热辐射式节能环保型废钢预热系统，包括水平预热输送机构，还包括竖向预热输送机构，竖向预热输送机构与水平预热输送机构相连接。通过设置相连接的竖向预热输送机构和水平预热输送机构，水平预热输送机构与熔炼电炉相连接，电炉熔炼时产生的高温气体先经水平预热输送机构向后流动，再经过水平预热输送机构进入到与水平预热输送机构相连接的竖向预热输送机构里进行预热。通过先进入水平预热输送机构，废钢在入炉前先进入加热区，被逆行的电炉热气加热。在通过水平输送机构连续加料时，电炉熔池保持稳定，进入电炉的废钢浸没在钢水中熔化，避免了竖井料仓直接设置在电炉顶部，在下料时数吨的废钢直接向下产生较大冲击力，且使炉内温度快速下降造成熔炼时间长的弊端。

竖向预热输送机构设置在水平预热输送机构后部，当电炉熔炼时产生的高温气体进入流经水平预热输送机构对位于水平预热输送机构内的废钢进行预热后，再流入与水平预热输送机构相通的竖向预热输送机构内，对竖向预热输送机构的废钢再次进行预热。所述竖向预热输送机构包括竖井料仓1，在竖井料仓1上设置有防风系统。通过在竖井料仓上设置防风系统可以防止废钢在进料时将外部空气带入到竖井料仓内，防止减低料仓内温度，影响预热效果。

进一步的，所述防风系统包括防风管2、挡料机构、动态密封机构和对流加热防风机构，通过将防风系统设置成包括防风管2、挡料机构、动态密封机构和对流加热防风机构的结构形式，自输送机构输送来的废钢可以在进入竖井料仓之前进行防风处理，挡料机构可以进行一级防风，同时具有一定的限制废钢流速过快的效果，动态密封机构可以根据防风管内的余风进行监测，当余风量达到设定值时可以将进入到防风管内的余风向外抽走，从而防止余风进入到竖井料仓内。对流加热防风机构一方面可以将废钢在自进料口下料时带入的外部余风抽走，还具有将竖井料仓下部的高温气体抽至竖井料仓上部，从而在高温气体向上流走的过程对位于竖井料仓内部的废钢层进行预热，从而达到防风预热的效果。

挡料机构位于输送机构的出料口处，输送机构可以是输送带或其他输送设备，所述挡料机构包括安装件，在安装件下部设置有挡料帘；所述挡料帘由若干个并列排列的橡胶片5组合而成。通过将挡料机构设置成包括安装件，在安装件下部设置有挡料帘的结构形式，可以对自输送机构进料时带入的外部空气起到阻挡作用，同时对废钢进料时的进料量进行一定的限流作用，防止进料过快对下部料仓进行冲击的情况发生。

所述并列排列的橡胶片5密集设置，通过将挡料帘设置成由若干个并列排列的橡胶片组成的结构方式，并列排列的方式一方面可以提高耐磨性，延长橡胶片的使用寿命，另一方面橡胶片自身可以避免与废钢硬性接触，防止废钢进料卡阻。在橡胶片5的进料方向设置有防磨边。防磨边可以是附加一层耐磨材料，也可以是将挡料帘的进料方向加宽，设置成弧形过度的形状。

优选的，所述橡胶片的形状可以为扇形、椭圆形或水滴形。通过将橡胶片设计成上窄下宽的情况，可以使风管内为橡胶片摆动预留出更大空间，使橡胶片可以根据进料的冲击进行适应性摆动，防止摆动空间过小橡胶片位置限定过死，从而进料卡料的情况发生。

所述安装件包括吊架6，在吊架6上设置有转轴7，橡胶片5通过转轴7安装在吊架6下部。通过转轴的设置，可以将橡胶片以可前后摆动的方式吊挂在风管顶部，使橡胶片角度可以根据废钢涌入的情况适应性调整。

具体的，所述动态密封机构包括引风筒3、引风机4、风量传感器和控制器，防风管2的一端与送料机构相连接，防风管2的另一端与竖井料仓1上的进料口相连接，引风筒3设置在防风管2侧部，引风机4设置有引风筒3内，风量传感器设置在防风管2内，引风机4通过控制器与风量传感器相连接。通过将动态密封机构设置成包括引风筒3、引风机4、风量传感器和控制器的结构形式，当进入到防风管内的余风风量达到设定值时，风量传感器将信号传递给控制器，从而通过控制器启动引风机启动，将防风管内的余风抽走。

所述对流加热防风机构包括闸阀8、上抽风口9和下抽风口10，闸阀8设置在竖井料仓1的进料口处，上抽风口9和下抽风口10上下设置在竖井料仓1的仓身上。通过将对流加热防风机构设置成包括闸阀8、上抽风口9和下抽风口10的结构形式，

闸阀8、上抽风口和下抽风口与控制器相连接，控制器可以控制阀门、上抽风口和下抽风口的开关闭合，当废钢加料时，闸阀打开，上抽风口关闭，下抽风口打开，以便将随废钢进入的外部余风自仓体下部的下抽风口排出，从而防止余风进入炉内；当废钢停止加料时，闸阀关闭，上抽风口打开，下抽风口闭合，从而将熔炼时的高温烟气从仓体下部引到仓体上部，实现对仓体内的废钢层进行全接触热辐射式预热，充分利用了熔炼时排出的高温烟气提高熔炼效率，同时经过对废钢的预热实现对高温烟气的降温，从而达到烟气的温度排放标准，无需再进行冷却降温。

为防止废钢进料时自竖井料仓上部的进料口直接向下冲击仓体下部的设备，在竖井料仓1下部设置有出料口11和推料装置，推料装置位于出料口11的相对侧，推料装置一方面用于承接自上方落下的废钢冲击力，另一方面可以防止进入竖井料仓内的废钢一下涌进水平输送机构造成水平输送机构来不及输送出现卡阻的情况发生。

所述推料装置包括滑道12、推板13和液压系统，滑道12设置于竖井料仓1内部下方，推板13位于滑道12的根部，且推板13的后部与液压系统的输出端相连接。通过将推料装置设置成包括滑道、推板和液压系统的结构形式，滑道用于对上方落下的废钢进料进行承接，液压系统可以控制推板在滑道上向前推动收缩，从而将落于滑道上的废钢向下下料，通过采用这种推动下料的方式，可以防止下料过快的情况发生。同时通过节奏的控制可以达到下料均匀、预热均匀的效果。

优选的，在滑道12上均布有气孔，通过在滑道上设置气孔，将滑道改为类似篦子的功能，下方的高温烟气可以自滑道上的气孔向上游走，从而使位于滑道上的废钢层预热效果更好。由于熔炼时产生的高温气体是先经过水平预热输送机构预热后才进入竖井料仓内的，此时温度已经降至800左右度，不会造成因温度过高导致滑道上层的薄/小废钢提前融化，因此不会出现滑道上气孔阻塞的问题，消除了安全隐患。所述滑道12为水平设置或倾斜设置，倾斜设置的滑道可以使废钢在下料时更顺畅。

液压系统包括底座14、液压座15和至少一个液压缸16，液压缸16通过液压座15固定于底座14上，液压缸16的输出端与推板13的后部相连接。通过将液压系统设置成包括底座、液压座和至少一个液压缸的结构形式，底座用于固定液压缸的安装位置，液压座对于将液压缸固定到底座上，当推料时，液压缸的伸缩杆伸出，从而同步带动位于液压缸伸缩杆前端的推板向前移动，从而推动位于推板前端的废钢进行向水平预热输送机构下料。

由于在废钢熔炼时产生的高温热量里会掺杂一些粉尘，而这些粉尘如果直接排放到空气中符合排放标准，为提高工作环境，优化排烟的粉尘值，在上抽风口9和下抽风口10处连接有抽风系统，抽风系统包括上部抽风管17、下部抽风管18、总风管19和调节阀20，上部抽风管17与上抽风口9相连接，下部抽风管18与下抽风口10相连接，上部抽风管17、下部抽风管18的后端均与总风管19相连接，调节阀20设置在上部抽风管17和下部抽风管18之间。通过将抽风系统设置成包括上部抽风管、下部抽风管、总风管和调节阀的结构形式，总风管与降尘室相连接，从而把自仓体内抽出的烟气引入到降尘室内进行降尘，位于上部抽风管和下部抽风管之间的调节阀与上抽风口和下抽风口的开关闭合相应，从而实现将竖井料仓内的烟气引入到总风管内再进入到降尘室进行降尘处理。抽风机可以设置在总风管内，也可以在上抽风口和下抽风口内分别设置，设置方式不限，同时上部抽风管和下部抽风管的使用方式也可以根据料的多少进行调整，当料多时上部抽风管打开，下部抽风管关闭，当料少时下部抽风管打开，上部抽风管关闭。

本发明的工作原理为：

进料时：

废钢自输送机构进入到防风管内，通过吊挂于防风管进口端的挡料帘对输送机构进入到外部野风进行阻挡，废钢从挡料帘与防风管的下壁之间的过料通道进行过料，同时挡料帘可对废钢进料时的进料量进行一定的限流作用，防止进料过快对下部料仓进行冲击；

当废钢进入到防风管内，位于防风管内的风量传感器可以对防风管内的余风进行监测，当余风量达到设定值时风量传感器将信号传递给控制器，再通过控制器启动引风机启动，从而将进入到防风管内的余风向外抽走，防止余风进入到竖井料仓内；

当废钢继续向下进入竖井料仓时，闸阀打开，上抽风口关闭，下抽风口打开，通过抽风口内的风机将随废钢进入的外部余风自仓体下部的下抽风口排出，避免余风进入熔炼电炉内；

当废钢停止加料时，输送机构停止送料，竖井料仓顶部的闸阀关闭，竖井料仓上的上抽风口打开，下抽风口闭合。

预热时：

电炉熔炼产生的高温气体进入到水平预热输送机构的送料带里，对位于水平预热输送机构内的废钢进行预热，然后高温气体再流入与水平预热输送机构相通的竖井料仓内，对位于竖井料仓内的的废钢层进行预热，由于竖井料仓上的上抽风口打开，下抽风口闭合，通过上抽风口的抽力将竖井料仓下部的高温气体自滑道上的过孔引入到竖井料仓上部，再从上抽风口抽出，实现对竖井料仓内的废钢层进行全接触热辐射式预热。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例描述如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述所述技术内容 作出的些许更动或修饰均为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。