[发明专利]一种外燃式废钢预热竖炉及其预热方法

说明书

本发明的一种外燃式废钢预热竖炉及其预热方法，属于冶金领域，竖炉包括外燃式燃烧炉、废钢预热竖炉和烟气活性炭处理系统；废钢预热竖炉内设有机械手，废钢预热竖炉侧壁设有下环形烟道和上环形烟道，下环形烟道和上环形烟道一侧通过支气管与废钢预热竖炉连接，另一侧通过管道与外燃式燃烧炉连接；废钢预热竖炉内包括有二次燃烧区。预热时，向废钢预热竖炉内分层加入废钢；外燃式燃烧炉产生烟气，经由下、上环形烟道通入废钢预热竖炉内，对废钢进行分层预热，获得预热后废钢与换热后烟气，废钢进行出钢操作。该设备及方法能够大幅提高热效率，减少碳排放，解决废钢预热过程烟气难治理难题，废钢预热烟气排放可以全部达标；同时减少废钢烧损。

技术领域

本发明属于冶金领域，特别涉及一种外燃式废钢预热竖炉及其预热方法。

背景技术

随着我国经济多年的高速发展，每年社会产生废钢量越来越大，废钢既是固废，也是资源。目前处理该固废的主要工艺有两个。一是电炉熔化冶炼；二是通过转炉过剩的热量熔化冶炼。电炉冶炼需要消耗电能，而电能是二次能源，综合排放量大。因为我国目前还是以火力发电为主。热电转换就有60％左右的能源浪费掉了。用现有转炉余热冶炼多消耗废钢是最合理的。余热利用节能，成本低，排放少，还无需建设投资大的电炉。但是转炉的余热量有限，消耗废钢有限。钢铁企业为了让转炉多消化废钢，目前多采用废钢加热的办法，采用的工艺有铁水罐氧燃枪加热、钢水包氧燃枪加热，这种加热方式存在一些列问题。热效率不到40％；烟气无法得到很好的处理，由于是间歇式加热，烟气温度变化极大，导致烟气无法脱硝。受环境限制，烟气的硫、二噁英、重金属也无法脱除。因此这种方法一旦环保管理部门知情后不会让此种工艺存在。目前石家庄巨力科技股份有限公司发明的一种废钢预热装置也只是做了烟气除尘。而且该专利在出废钢环节也存在问题。我们在一次能源竖炉废钢冶炼技术的基础上，开发了竖炉废钢预热工艺。解决了上述问题。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术存在的不足，提供一种外燃式废钢预热竖炉及其预热方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种外燃式废钢预热竖炉，包括外燃式燃烧炉1、废钢预热竖炉2和烟气活性炭处理系统3；所述的废钢预热竖炉2内设有机械手9，用于托扶废钢。

所述的废钢预热竖炉2侧壁设有下环形烟道7和上环形烟道8，所述的下环形烟道7和上环形烟道8一侧通过支气管与废钢预热竖炉2连接，另一侧通过管道与外燃式燃烧炉1连接。

所述的机械手9设置若干个，优选2个，由下向上依次包括第一机械手和第二机械手，与炉底出料翻板阀共同作用，用于托扶废钢，分层预热出料，具体包括第一层废钢，第二层废钢和第三层废钢。

所述的废钢预热竖炉2高度取决于预热废钢种类、出料频率、预热烟气温度、烟气量和引风机的引风压力。要控制排烟温度在200℃以下。排烟温度高热效率低，也不利于除尘滤料选择。其中，当：

废钢比表面积大，烟气阻力大，换热效率高，竖炉高度相对取低；反之，则竖炉高度相对取高；

出料频率快，温差梯度大，竖炉高度相对取低；烟气温度高、烟气量大，相对带入的热量多，竖炉高度相对取高；

引风机引风压力作为限制竖炉高度的重要因素，引风机的引风能力要保证外燃炉的烟气能够引入竖炉。

所述的废钢预热竖炉2侧壁与下环形烟道7连通的支气管设在距离炉底300-500mm处，以避免高温烟气对炉底设备造成伤害。

所述的废钢预热竖炉2侧壁与上环形烟道8连通的支管设在距离第一层机械手上200-400mm处，以避免高温烟气对机械手造成伤害。

所述的废钢预热竖炉2内包括有二次燃烧区，所述的二次燃烧1区设置于第一层废钢顶部和第一层机械手之间。所述的二次燃烧区设有助燃气体喷嘴10，并在该区设置小型常燃燃烧枪11，用于点火。