[发明专利]电弧炉炼钢炉渣余热的回收设备及方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁冶炼节能领域，特别是一种电弧炉炼钢炉渣余热的回收设备及方法。

背景技术

钢铁冶炼有句名言，炼钢先炼渣，好渣出好钢。现代电炉炼钢实行留钢留渣，泡沫渣埋弧操作。每吨钢约产生10～20%重量比的高温液态炉渣。炉渣的温度1500～1650℃，炉渣带走了炼钢总能耗的约15～25%的热能。炉渣带走如此多的热能，在现实炼钢中基本没有被利用。大部分厂家把高温液态炉渣直接流渣到渣包，倒到“渣山”自然冷却；少数厂家流渣到现场的渣场，泼水冷却后，装载机铲走；有论文报导用液态炉渣生产粒渣做建材；有人设想用液态炉渣喷吹玻璃丝做保温棉，但电弧炉炉渣碱度高，不易成型。

发明内容

为解决上述问题，本发明旨在提出一种电弧炉炼钢炉渣余热的回收设备及方法，把电弧炉炼钢产生的高温液态炉渣冷却破碎后颗粒化、并把冷却炉渣的热量转为水蒸汽回收利用。

为达上述目的，本发明提供一种电弧炉炼钢炉渣余热的回收设备，安装于混凝土基座上，其特征在于其包括：一静止的环形外水夹套和一间隔套于外水夹套内并与其转动配合的锥状内水夹套，固定于内水夹套底部的水冷托盘与外水夹套底部间隔；内水夹套外周壁上设有若干用于把冷却的炉渣破碎的破渣器，外水夹套内壁底部设有用于把炉渣块碾碎的碎渣器；外水夹套底部外壁对应的水冷托盘外沿上设有可把碎炉渣颗粒扒出的铲渣器；还包括一设置在外水夹套侧上方的汽包,汽包通过管道与外水夹套和内水夹套循环连接，管道上设有的循环水泵，管道循环水吸收的炉渣物理潜热和凝固相变热以蒸汽形式从汽包顶部排出回收。

所述的外水夹套及内水夹套的空腔内壁上均焊接有用于若干加固的加强筋；内水夹套顶部设有若干个用于搅拌液态炉渣的凹凸顶。

所述的水冷托盘底部的混凝土基座上固定一支撑板，水冷托盘与支撑板之间通过一轴承圆轨转动连接配合；所述的混凝土基座固定有一驱动水冷托盘转动的液压油缸，水冷托盘外沿通过受力杆或大齿轮与液压油缸驱动连接配合。

所述与汽包连接的管道包括一进水管和一出水管，进水管相通连接在汽包底部和内水夹套底部中心密封固定的外套管之间，外套管中设有一与其间隔配合的内套管，内套管向上延伸到内水夹套内腔顶部，出水管包括相通连接在内套管底端和外水夹套内腔底部之间的第一出水管以及连接在外水夹套内腔顶端部和汽包中部之间的第二出水管；所述的汽包顶部设有把蒸汽排出的蒸汽管。

所述的第二出水管连接在汽包侧面中间位置，进水管的进水口位置低于第二出水管的出水位置，所述的循环水泵安装在进水管上。

所述的汽包顶部的蒸汽管一侧设有防范蒸汽过压的安全阀；所述的汽包底端部设有用于把水垢排出的排污阀。

本发明还提供一种电弧炉炼钢炉渣余热的回收方法，包括上述的电弧炉炼钢炉渣余热的回收设备，其特征在于主要包括如下步骤：

第一步：先在水冷托盘上铺垫一定厚度的固态碎炉渣，防止液态炉渣直接流到装置底部；启动循环水泵使连通外水夹套、内水夹套和汽包之间的软化水通过管道循环流动；并把内水夹套及其底部的水冷托盘不停地转动起来；

第二步：把电弧炉产生的液态流渣倒入并充满外水夹套和内水夹套（2）之间，通过内水夹套转动搅拌液态炉渣，外水夹套和内水夹套通过热传递的方式使管道循环流动的软化水不间断吸收液态炉渣的热量，使液态炉渣由上到下逐渐冷却凝固成固体炉渣，转动的内水夹套上的破渣器上将逐步冷却凝固的炉渣，从上到下逐级挤碎，大块到中块，再到小块以致碎块，最后通过碎渣器把将碎渣块碾压成颗粒状的炉渣，颗粒状的炉渣由水冷托盘外沿上的铲渣器把碎炉渣颗粒扒出；实现储存渣、冷却渣、破碎渣、自动排碎渣的整个过程；通过拣选把碎炉渣颗粒回收利用；

第三步：在第二步的整个过程中，利用外水夹套和内水夹套内的串联循环软化水，吸收1500～1650°C高温炉渣的物理潜热及相变热，将高温炉渣冷却到室温，加热的软化水在汽包蒸发蒸汽排出以回收利用。

本发明的有益效果如下：

1、将高温液态炉渣带走的热量，余热回收转变为钢厂VOD炉使用的有用蒸汽，减少甚至代替钢厂燃煤（或燃油、燃气）锅炉发生蒸汽，为钢厂节能增效；

2、减少钢厂蒸汽锅炉的废气特别是CO2气排放；

3、减少钢渣自然冷却或水泼渣冷却，对环境的热、汽、尘污染；

4、减轻现场作业强度，将固态废渣直接变为铺路基材料或其它建材；

5、顺便可利用磁选皮带回收渣中飞溅的钢豆。

附图说明

图1为本发明的结构剖视图。