余热回收再利用精炼炉废钢预热装置、系统及使用方法

摘要

本发明公开了一种余热回收再利用精炼炉废钢预热装置、系统及使用方法，涉及炼钢领域，包括加热仓，加热仓的底部安装有溜槽，溜槽用于滑落废钢以及引出烟气，加热仓的上端设置有除尘管道，除尘管道的末端连接有除尘器，加热仓的底部设置有振动底板；溜槽与加热仓之间设置有带孔的闸板；加热仓的一侧上端设置有加料口，在加料口处设有耐高温闸板。本发明通过设置加热仓，克服废钢预热需要气源燃烧烘烤造成的钢铁生产成本的增加，克服了加装燃气烧嘴等设备费用的增加；只是利用了精炼炉高温烟气的回收再利用和废钢进行热交换达到废钢预热的目的；降低了成本、简化了废钢预热结构、易于制造、故障率低、安全可靠、节能环保、便于操作。

说明书

技术领域

本发明涉及炼钢领域，具体为一种余热回收再利用精炼炉废钢预热装置、系统及使用方法。

背景技术

在中国钢铁生产加工过程中，逐步减少铁矿石比例和增加废钢的使用比例是中国《钢铁产业发展政策》的既定方针，也是钢铁产业发展中的必然趋势。

现有废钢预热过程中提升废钢比的措施是通过煤气加烧嘴燃烧烘烤获得的，运行费用较高，能源消耗较大，环保压力较大。

而且现有的废钢预热过程中也会产生较大的废气，比如申请号为201810746860.8的中国专利公开了一种精炼炉废钢预热加料装置，其也是采用了外带的加热装置比如烧嘴和燃气，虽然利用了精炼炉中的废气，但是其使用的废气仅仅是用来控制预热炉的压强的，并没有实现废气的良好利用，而且产生的废气粉尘含量依然比较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种余热回收再利用精炼炉废钢预热装置、系统及使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种余热回收再利用精炼炉废钢预热装置，包括加热仓，加热仓的底部安装有溜槽，溜槽用于滑落废钢以及引出烟气，加热仓的上端设置有除尘管道，除尘管道的末端连接有除尘器，加热仓的底部设置有振动底板；

溜槽与加热仓之间设置有带孔的闸板；

加热仓的一侧上端设置有加料口，在加料口处设有耐高温闸板；

还包括设置在加热仓外部的支撑架，加热仓固定在支撑架上；

又包括精炼炉以及用于上料的料盅，料盅的上端设置有行车吊，且行车吊具备称重功能；

溜槽的底部与精炼炉的炉盖连通，溜槽也作为烟道将烟气引出。

溜槽为管状结构或者长方体结构，采用耐热耐磨材料制成。

隔板的上端中部开设有用于安装配重块的安装槽。

优选的，加热仓和振动底板采用耐热耐磨材料，且在其外侧均设有保温层。

采用上述的一种余热回收再利用精炼炉废钢的预热装置的废钢预热方法，包括如下步骤：

S1.将所需量的废钢装入料盅，由行车吊至加料口上，此时打开耐高温闸板，关闭闸板，废钢通过加料口进入加热仓；

S2.关闭闸板，废钢在加热仓被精炼炉内引出的高温烟气充分包裹，精炼炉产生1500℃的高温烟气，与废钢对穿进行热交换；

精炼炉高温烟气在加热仓内部二次燃烧，加热仓充当了二次燃烧室的功能，冶炼过程中产生的一氧化碳气体在加热仓燃烧转变成二氧化碳并二次产生大量热能；

S3.废钢作为废气的初始过滤器，可以捕集大部分粉尘；经过大约20-45分钟，将常温的废钢预热到800℃以上，然后打开闸板，通过溜槽将废钢加入精炼炉；

S4.热交换后的冷却的废气进入上方除尘管道，精炼炉持续冶炼达到出钢标准后由钢包车拉出然后吊至连铸机回转台进入浇筑拉钢坯工序。

更进一步的，除尘器上端开设有与除尘管道连接的气口，除尘器的内腔一侧安装有负极板，除尘器的另一侧转动设置有安装轴；

安装轴外侧设置有多个正极板；

除尘器内腔顶部转动设置有正极导电板，且正极导电板的一侧设置有第一弹簧，正极导电板在工作时处于竖直状态，且与负极板相对应的正极板接触，第一弹簧使得正极板与正极导电板紧紧接触，正极板与负极板一起形成除尘电场；

除尘器设置安装轴的一侧设置有可打开的门板；

相邻的正极板之间设置有绝缘陶瓷片。

一种余热回收再利用精炼炉废钢预热装置，其特征在于：安装轴的外侧固定安装有安装框，安装轴位于除尘器外部的一端设置有把手。

优选的，正极板和安装框上均开设有螺栓孔。

优选的，安装框的安装面两侧均安装有夹板，其中一侧的夹板与安装框固定连接，另一侧的夹板与安装框滑动安装；

安装框的一侧开设有滑槽，其中一侧的夹板底部固定安装有能够在滑槽中滑动的滑块；

滑块与滑槽之间设置有对滑块提供拉力的第二弹簧。

溜槽的底部与精炼炉的炉盖连通，溜槽也作为烟道将烟气引出。

精炼炉的上端炉盖上开设有用于安装溜槽的孔。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明通过设置加热仓，克服废钢预热需要气源燃烧烘烤造成的钢铁生产成本的增加，克服了加装燃气烧嘴等设备费用的增加；只是利用了精炼炉高温烟气的回收再利用和废钢进行热交换达到废钢预热的目的；降低了成本、简化了废钢预热结构、易于制造、故障率低、安全可靠、节能环保、便于操作。

2.而且在对废钢预热的过程中，精炼炉高温烟气在加热仓有个二次燃烧的过程，加热仓充当了二次燃烧室的功能，可以起到对空气进行净化的效果。

3.另外，废钢作为废气的初始过滤器，可以捕集大部分粉尘，可以对废气中的粉尘进行初步处理，减少了后期粉尘清理的难度。

附图说明

图1为本发明的预热装置结构示意图；

图2为本发明的预热系统结构剖视图；

图3为本发明除尘器结构示意图；

图4为本发明除尘器剖视图；

图5为本发明第一弹簧的一种实施例结构示意图；

图6为本发明第一弹簧的另一种实施例结构示意图；

图7为本发明正极导电板倾斜时的结构图；

图8为本发明图4中B处的放大结构示意图；

图9为本发明安装轴和正极板一种实施例的安装结构图；

图10为本发明安装轴和正极板另一种实施例的安装结构图；

图11为本发明滑槽主视图。

图中：1、除尘管道；2、料盅；3、耐高温闸板；4、加料口；5、加热仓；6、闸板；7、振动底板；8、溜槽；9、支撑架；10、精炼炉；11、除尘器；110、斜板；111、气口；112、第一弹簧；115、正极导电板；116、支撑块；12、安装轴；121、正极板；122、第一弹簧；123、绝缘陶瓷片；124、螺栓孔；125、夹板；126、滑槽；127、第二弹簧；13、负极板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1-11，本实施例提供了一种余热回收再利用精炼炉废钢预热装置，包括加热仓5，加热仓5的底部安装有溜槽8，溜槽8为管状结构或者长方体结构，采用耐热耐磨材料制成。

如图1和图2所示，溜槽8的底部连接有精炼炉10，溜槽8用于滑落废钢，将废钢送入到精炼炉10中；而且溜槽8还可以引出烟气，使精炼炉10中产生的废气进入到加热仓5中，达到对加热仓5中的废钢加热的作用。

在加热仓5中被精炼炉内引出的高温烟气充分包裹，精炼炉产生1500℃的高温烟气，与废钢对穿进行热交换，精炼炉高温烟气在加热仓有个二次燃烧的过程，加热仓充当了二次燃烧室的功能，冶炼过程中产生的一氧化碳气体在加热仓燃烧转变成二氧化碳并二次产生大量热能。在对空气进行净化的同时，还实现了对废钢的加热，比较好的实现了能源的回收利用。

在加热仓5内部利用精炼炉排出的高温烟气直穿废钢、烘烤废钢，余热回收利用，节能降耗，运行费用极低，环保效果较佳.

加热仓5的上端设置有除尘管道1，除尘管道1的末端连接有除尘器11，除尘管道1将烟气引入到除尘器11中。除尘器11为常用的静电除尘器。

加热仓5的底部设置有振动底板7。

在本实施例中，加热仓5的底部呈矩形结构，加热仓5和振动底板7采用耐热耐磨材料，设有保温层，一般将保温层设置在外侧，保温层可以采用抽真空结构的双层壳体，利用真空减少热量损失，实现对加热仓5的保温，减少热量的损失，提高对废钢的加热效果。

为了利用废气中的热能，将与炉体相连的除尘烟道改造成加热仓，废气在加热仓中与废钢逆向流动，加热废钢。其主要优点是加废钢与熔化的过程无关，大部分废钢通过加热仓加入，无需打开炉盖，废钢加人方向与废气相反。此外，废钢作为废气的初始过滤器，可以捕集大部分粉尘，可以实现对粉尘的清理。

而且在溜槽8与加热仓5之间设置有带孔的闸板6，闸板6也为耐高温的材料制成，用于存料和放料，并使烟气能穿过；

加热仓5的一侧上端设置有加料口4，用于废钢的加入。在加料口4处设有耐高温闸板3，废钢加入后用于封堵加热仓5的侧开口，阻止冷空气进入加热仓5。

还包括设置在加热仓5外部的支撑架9，加热仓5固定在支撑架9上。

实施例2

参阅图2，在近一步的实施例中，本装置还包含有用于上料的料盅2，料盅2具备自动打开的功能，料盅2的上端设置有行车吊，且行车吊具备称重功能，该吊装系统与现有的吊装系统一致。

本实施例在使用时，将所需量的废钢装入料盅2，由行车吊至加料口4上，行车亦可称重。

此时打开闸板3，关闭闸板6，废钢通过加料口4进入加热仓5，然后关闭闸板3，废钢在加热仓5被精炼炉内引出的高温烟气充分包裹。

精炼炉产生1500℃的高温烟气，与废钢对穿进行热交换，精炼炉高温烟气在加热仓有个二次燃烧的过程，加热仓充当了二次燃烧室的功能，冶炼过程中产生的一氧化碳气体在加热仓燃烧转变成二氧化碳并二次产生大量热能。

在加热仓中的热交换过程中同时存在对流传热和辐射传热，对流和辐射传热是热对流与导热同时参与的热量传递过程，经过大约25分钟，将常温的废钢预热到800℃以上。

然后打开闸板6，通过溜槽8将废钢加入精炼炉。热交换后的冷却的废气进入上方除尘管道。精炼炉持续冶炼达到出钢标准后由钢包车拉出然后吊至连铸机回转台进入浇筑拉钢坯工序。

在更近一步的实施例中，由于在电场中，粉尘在经过电场时，在电场的作用下会带负电荷，往正极板移动，因此正极板的更换频率比较高，为了便于实现对除尘器内部正极板的更换和清理。参阅图3-4，除尘器11上端开设有与除尘管道1连接的气口111，除尘器11的内腔一侧安装有负极板13，除尘器11的另一侧转动设置有安装正极板121的安装轴12，且安装轴12外侧设置有4个正极板121，正极板121和负极板13之间形成除尘电场。粉尘在经过电场时，在电场的作用下会携带负电，因此会往正极板121移动，从而吸附在正极板121上。

参阅图4-5，除尘器11内腔顶部转动设置有正极导电板115，且正极导电板115的一侧设置有第一弹簧112。

如图5-6所示，正极导电板115在工作时处于竖直状态，且与负极板13相对应的正极板121接触，第一弹簧使得正极板121与正极导电板115紧紧接触，正极板121与负极板13一起形成除尘电场。

第一弹簧112可以给正极导电板115提供拉力，也可以提供弹力，如图5-6所示，无论是提供拉力还是弹力，只要使得正极导电板115与正极板121紧贴即可。

而且为了使正极导电板115与正极板121的接触效果更好，在正极导电板115位于安装轴12正上方的一侧固定安装有支撑块116，可以限制正极导电板115的转动角度。正极导电板115的最大转动角度为正极导电板115与正极板121在转动过程中刚接触的位置。可以保证安装轴12在转动过程中正极板121可以将正极导电板115拨动至竖直状态。

为了保证正极导电板115使用的安全性，参阅图4-7，正极导电板115的两侧均设置有绝缘陶瓷，而且与正极板121接触的一侧的绝缘陶瓷比正极不延伸到正极导电板115的底部，使得该侧的绝缘陶瓷与正极导电板115之间形成直角状台阶，当正极板121将正极导电板115刚好推至竖直状态时，正极板121刚好卡入台阶内，使正极板121与正极导电板115接触。而且正极板121卡入台阶时会有一个卡顿，可以用于确定正极板121与正极导电板115已经接触。

如图4所示，除尘器11设置安装轴12的一侧设置有可打开的门板；除尘器11的一侧设置有开口，门板侧壁和开口转动连接。可以打开门板对正极板121进行清理。

而且相邻的正极板121之间设置有绝缘陶瓷片123，使得相邻的正极板121之间间隔开，保证每个正极板121之间单独工作，互不影响。在对正极板121清理时，更加安全。

在本实施例中，安装轴12的外侧固定安装有安装框，安装框用于安装正极板121，框架结构介意与正极板121贴合的比较紧密，方便正极板121的安装。

安装轴12位于除尘器11外部的一端设置有把手，把手用于转动安装轴12，以便于动正极板转动。

在本实施例中，参阅图9，正极板121和安装框上均开设有螺栓孔124，正极板121利用螺栓与安装框安装在一起，在对正极板121进行更换时，直接取下螺栓即可，简单方便。

除了采用上述方式，还可以采用夹持的方式对正极板121进行固定。比如：如图10-11所示，安装框的安装面两侧均安装有夹板125，其中一侧的夹板与安装框固定连接，另一侧的夹板125与安装框滑动安装。

安装框的一侧开设有滑槽126，其中一侧的夹板125底部固定安装有能够在滑槽126中滑动的滑块。

滑块与滑槽126之间设置有对滑块提供拉力的第二弹簧127，第二弹簧127给滑动的夹板125提供拉力，使得夹板125对正极板121的固定效果更好。

放置正极板121时，将正极板121的一侧抵住固定的夹板125，然后往里按压正极板121，即可安装好正极板121，相比用螺栓安装，该种安装方式更便捷。

滑槽126和滑块优选的为T型结构，两者之间可以互相卡合，而且不会脱落。

为保证除尘器11的效果，如图8所示，在除尘器11的底部还设置有可转动的斜板110，斜板110底部与除尘器的底部之间设置有转轴。且斜板110始终处于倾斜状态，其顶部安装轴12底部的正极板121接触，使得安装轴12的底部与除尘器11的底部之间是一个相对密封的状态，可以保证箱体1的气密性。而且斜板110的一侧设置有第三弹簧，第三弹簧给斜板10提供一个力，使得斜板110与安装轴12底部的正极板121直接紧密接触，提高除尘器11的密闭性，防止气体从门板泄露。

斜板110的一侧设置有使得斜板始终处于倾斜状态的挡块，如图8所示。

当需要对正极板121进行更换时，只需要通过转动把手，带着安装轴12转动，安装轴12在转动的过程中带着正极板121转动，从而实现不同的正极板121与正极导电板115接触，实现对正极板121的位置转换。而且当正极板121转动到门板处时，可以打开门板对正极板121进行拆卸，整个过程非常简单，而且在拆卸更换时不需要停机，可以持续不断的工作。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。