[实用新型]一种熔融还原炉汽化冷却烟道

说明书

本实用新型公开了一种熔融还原炉汽化冷却烟道，所述汽化冷却烟道包括炉口段(1)、烟道Ⅰ段(2)、烟道Ⅱ段(3)、烟道Ⅲ段(4)、烟道Ⅳ段(5)，汽化冷却烟道截面为圆形，烟道壁面管子的壁厚为10～50mm，烟道的内外表面涂有防锈底漆，所述炉口段、和烟道Ⅰ段内壁打结耐火材料(6)，所述烟道Ⅰ段、烟道Ⅱ段、烟道Ⅲ段和烟道Ⅳ段在内壁烟气冲刷部位喷涂耐磨合金(10)，烟道管道外表面设有保温层(12)。本实用新型的汽化冷却烟道有效解决了熔融还原炉煤气回收利用的难题，具有密封严密不泄露煤气，可以连续运行，使用寿命长的特点。

技术领域

本实用新型属于铁矿粉加热预还原技术领域，具体涉及一种汽化冷却烟道，尤其是一种长寿命熔融还原炉汽化冷却烟道。

背景技术

汽化冷却烟道广泛应用于冶金行业炼钢生产过程中的余热回收，是炼钢工艺的关键设备之一。高温烟气通过汽化冷却烟道，因受热面温度较低，高温烟气将自身的热能传给受热面冷却。受热面管中的水，因吸收了烟气热能而部分蒸发，产生蒸汽。汽化冷却就是冷却水吸收的热量用于自身的蒸发，利用水的汽化潜热带走冷却部件的热量。同时由于水在受热面管中不断循环，冷却了受热面，而使金属不过热。转炉汽化冷却烟道不仅能够降低排烟温度，回收高温烟气中的余热，而且能够捕捉烟气中的部分烟尘，减少烟尘含量，保证整个炼钢工艺系统的正常运行，同时也为后续工艺中的可燃性气体的回收创造条件。

采用汽化冷却烟道，不但可以达到冷却烟气的目的，同时又可以生产蒸汽回收热量，是节能的冷却方式。虽然汽化冷却烟道内部结构相对简单，但是涉及到燃烧、传质、传热、结渣等物理现象，并且所处工况恶劣复杂，对设备的设计、结构、制造、使用等要求很高。随着烟气温度的陡升和陡降，烟道会随之膨胀和收缩，一般烟道难以经受住这种长时间的热疲劳作用。这也关系到钢铁生产的稳定运行，所以如何保证和延长烟道的使用寿命尤为重要。

转炉炼钢汽化冷却烟道入口烟气的温度很高，一般达到1500℃以上，相比转炉炼钢，熔融还原炉产生的煤气温度更高，在1600-1700℃之间，具有气量大、热值高、温度高、压力高等特点。烟道内的高温烟气还含有大量的粉尘颗粒，在气流高速运动的过程中，会对烟道内壁产生强烈的磨蚀作用。所以，如果不采取措施对烟道内壁加以保护的话，久而久之，内侧管壁都会减薄，直至烟道失效报废。转炉煤气压力在20Pa，而熔融还原炉煤气压力在60～85KPa，压力是转炉的3000倍。而且在炉顶煤气中还附带有一定的烟尘，而且烟气中含有大量Fe₂O₃等金属氧化物，极易粘结在受热面的管壁上，很难清理，而且随着汽化冷却烟道工作时间的延长，结渣逐渐沿烟气流向蔓延，结渣量逐渐增多。因此如何提高熔融还原炉气化冷却烟道的使用寿命是目前亟待解决的问题。

实用新型内容

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种熔融还原炉汽化冷却烟道，所述汽化冷却烟道包括炉口段、烟道Ⅰ段、烟道Ⅱ段、烟道Ⅲ段、烟道Ⅳ段五部分。汽化冷却烟道截面为圆形，其节圆直径为ф4014，烟道壁面管子的壁厚为10～50mm，烟道的内外表面需涂防锈底漆两道。其中炉口段、烟道Ⅰ段、烟道Ⅱ段、烟道Ⅲ段采用强制循环汽化冷却。烟道Ⅳ段为自然循环但也能实现强制循环汽化冷却。所述熔融还原炉煤气出口与炉口段入口连接，烟道Ⅳ段出口与沉降室连接。炉口段与熔融还原炉、烟道Ⅰ段与烟道Ⅱ段以及烟道Ⅳ段与沉降室之间都通过金属膨胀节连接，金属膨胀节在抵消热膨胀的同时保证密封的严密性，炉口段与烟道Ⅰ段采用法兰连接。烟道的上升段加装两个压力测点，下降段加装一个压力测点，用于对烟道压力的跟踪测量。

进一步地，所述炉口段、和烟道Ⅰ段内壁打结耐火材料，采用磷酸基粘结剂，耐火温度在1700℃以上，厚度在50～100mm，内衬采用锚固件进行固定，用来支撑和固定较薄衬体的耐火浇注料。

进一步地，所述烟道Ⅰ段、烟道Ⅱ段、烟道Ⅲ段和烟道Ⅳ段在烟气冲刷部位喷涂耐磨合金。采用热喷涂Al-Si-Fe合金耐磨涂层，在保持基体优良的使用性能的基础上改善表面的性能，延长烟道的使用寿命。