一種鋼鐵企業(yè)高爐渣余熱回收裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鋼鐵企業(yè)高爐渣余熱回收裝置和方法，屬于余熱回收技術(shù)領(lǐng)域。該鋼鐵企業(yè)高爐渣余熱回收裝置中滾筒和保溫壁為同心柱體且滾筒位于保溫壁內(nèi)部，保溫壁柱體上下兩側(cè)分別設(shè)有出水口Ⅱ和進(jìn)水口Ⅱ，保溫壁左右兩側(cè)分別設(shè)有位于上部的進(jìn)渣口和位于下部的出渣口，滾筒中心位置設(shè)有攪拌軸，攪拌軸上的空心中心軸上均勻分布設(shè)有葉輪，中心軸前后兩端設(shè)有進(jìn)水口Ⅰ和出水口Ⅰ。本發(fā)明的目的是通過回收高爐渣余熱使之有效利用，提高高爐渣余熱回收率，開發(fā)鋼鐵企業(yè)高爐渣余熱回收技術(shù)，從而提供了一種在鋼鐵企業(yè)中余熱回收的方法，可以廣泛的應(yīng)用于鋼鐵企業(yè)高爐渣余熱的回收。
【專利說明】
一種鋼鐵企業(yè)高爐渣余熱回收裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種鋼鐵企業(yè)高爐渣余熱回收裝置和方法，屬于余熱回收技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]煉鐵過程實(shí)質(zhì)上是將鐵從其自然形態(tài)一一礦石等含鐵化合物中還原出來的過程。煉鐵方法主要有高爐法、直接還原法、熔融還原法等，其原理是礦石在特定的氣氛中(還原物質(zhì)C0、H2、C;適宜溫度等)通過物化反應(yīng)獲取還原后的生鐵。生鐵除了少部分用于鑄造外，絕大部分是作為煉鋼原料。高爐煉鐵是現(xiàn)代煉鐵的主要方法，鋼鐵生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)。這種方法是由古代豎爐煉鐵發(fā)展、改進(jìn)而成的。盡管世界各國研究發(fā)展了很多新的煉鐵法，但由于高爐煉鐵技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)良好，工藝簡單，生產(chǎn)量大，勞動(dòng)生產(chǎn)率高，能耗低，這種方法生產(chǎn)的鐵仍占世界鐵總產(chǎn)量的95%以上。
[0003]高爐煉鐵時(shí)，從爐頂(一般爐頂是由料種與料斗組成，現(xiàn)代化高爐是鐘閥爐頂和無料鐘爐頂)不斷地裝入鐵礦石、焦炭、熔劑，從高爐下部的風(fēng)口吹進(jìn)熱風(fēng)(1000?1300攝氏度)，噴入油、煤或天然氣等燃料。裝入高爐中的鐵礦石，主要是鐵和氧的化合物。在高溫下，焦炭中和噴吹物中的碳及碳燃燒生成的一氧化碳將鐵礦石中的氧奪取出來，得到鐵，這個(gè)過程叫做還原。鐵礦石通過還原反應(yīng)煉出生鐵，鐵水從出鐵口放出。煤氣從爐頂導(dǎo)出，經(jīng)除塵后，作為工業(yè)用煤氣?，F(xiàn)代化高爐還可以利用爐頂?shù)母邏?，用?dǎo)出的部分煤氣發(fā)電。鐵礦石中的脈石、焦炭及噴吹物中的灰分與加入爐內(nèi)的石灰石等熔劑結(jié)合生成爐渣，從出鐵口和出渣口分別排出。
[0004]中國現(xiàn)在是鋼鐵產(chǎn)業(yè)大國，鋼鐵產(chǎn)業(yè)還是耗能大戶，在消耗能源的同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生大量的熱。高爐煉鐵所產(chǎn)生的廢渣的余熱大部分未能回收，不僅造成了能源的浪費(fèi)也對生態(tài)環(huán)境造成了污染。鋼鐵產(chǎn)業(yè)是消耗能源大戶，在消耗能源的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱，因此對其產(chǎn)生余熱的回收顯得尤為重要。隨著現(xiàn)代化的不斷進(jìn)步，能源的浪費(fèi)以及對環(huán)境的污染已經(jīng)成為了不可忽視的問題，解決迫在眉睫。而產(chǎn)生的余熱卻由于一系列原因大部分被浪費(fèi)掉，因此高爐余熱回收存在巨大的回收潛力。就目前情況來看，中國低溫余熱回收幾乎為零，中溫余熱回收大約為30%。這其中存在著極大地浪費(fèi)，所以如何在高爐煉鐵的過程中提高節(jié)能效率和提高環(huán)境保護(hù)顯得尤為重要。隨著世界鋼鐵需求量的增長和鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，高爐渣的排放量日益增大。這些高爐渣如果不加以資源化處理，不但是可利用資源的極大浪費(fèi)，而且日積月累，勢必造成占地侵田、污染環(huán)境等一系列嚴(yán)重問題。因此，高爐渣資源化既可以變廢為寶，又可以減少環(huán)境的污染、土地的占用等，從而達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益雙贏的局面。
[0005]近些年來，在一些鋼鐵企業(yè)中，高爐渣采用水淬處理等?；に嚭螅呀?jīng)利用了部分廢渣制作水泥、工程回填料、農(nóng)肥、煉鐵燒結(jié)等原料，高爐渣利用率得到一定的提高。但是，水淬等處理方法都是以高爐渣作為制作某種原料為目的，存在著余熱利用率低及難于實(shí)現(xiàn)等問題。因此，人們一直在努力尋求既節(jié)能環(huán)保又容易實(shí)現(xiàn)的高爐渣處理工藝技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題及不足，本發(fā)明提供一種鋼鐵企業(yè)高爐渣余熱回收裝置和方法。本發(fā)明的目的是通過回收高爐渣余熱使之有效利用，提高高爐渣余熱回收率，開發(fā)鋼鐵企業(yè)高爐渣余熱回收技術(shù)，從而提供了一種在鋼鐵企業(yè)中余熱回收的方法，可以廣泛的應(yīng)用于鋼鐵企業(yè)高爐渣余熱的回收。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。
[0007]—種鋼鐵企業(yè)高爐渣余熱回收裝置，包括進(jìn)渣口 3、出渣口4、滾筒7、保溫壁8和攪拌軸，所述攪拌軸包括進(jìn)水口 11、出水口 12、中心軸5和葉輪6，滾筒7和保溫壁8為同心柱體且滾筒7位于保溫壁8內(nèi)部，保溫壁8柱體上下兩側(cè)分別設(shè)有出水口 Π 10和進(jìn)水口 Π9，保溫壁8左右兩側(cè)分別設(shè)有位于上部的進(jìn)渣口 3和位于下部的出渣口 4，滾筒7中心位置設(shè)有攪拌軸，攪拌軸上的空心中心軸5上均勻分布設(shè)有葉輪6，中心軸5前后兩端設(shè)有進(jìn)水口 11和出水□ 12。
[0008]所述葉輪6采用高熔點(diǎn)的鋼材料，形狀為扇形結(jié)構(gòu)，由五個(gè)扇形葉片構(gòu)成。
[0009]所述滾筒7采用黃銅材料。
[0010]所述保溫壁8上的保溫材料為生鐵或鐵合金材料。
[0011 ] 一種鋼鐵企業(yè)高爐渣余熱回收裝置的應(yīng)用方法，其具體步驟為:將鍋爐中排出的溫度為1450 °01650 °C高爐渣由進(jìn)渣口 3流入到滾筒7中，將冷卻水從進(jìn)水口 11和進(jìn)水口 Π 9通入分別流經(jīng)空心中心軸5以及滾筒7與保溫壁8孔隙，將高爐渣與冷卻水換熱，在此過程中空心中心軸5轉(zhuǎn)動(dòng)，使葉輪6旋轉(zhuǎn)，使高爐渣從出渣口 4流出。
[0012]所述冷卻水的通入的溫度為20°C。
[0013]所述滾筒7的換熱面積為45?135m2。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:
1、該高爐渣余熱回收裝置，在冷卻水與高爐渣的熱交換時(shí)，兩者不直接接觸，減少了安全隱患，安全性高，且回收效果好。
[0015]2、中心軸上的葉輪采用扇形結(jié)構(gòu)，可以使高爐渣充分?jǐn)嚢?，增?qiáng)換熱，提高余熱回收效率。中心軸設(shè)計(jì)為空心軸，通入冷卻水，冷卻葉輪，增加葉輪壽命。
[0016]3、該高爐渣余熱回收裝置制作成本低廉，工序簡單，易操作。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明裝置爆炸圖；
圖3是本發(fā)明主視示意圖；
圖4是本發(fā)明裝置攪拌軸示意圖。
[0018]圖中:1-進(jìn)水口 1，2_出水口 1，3_進(jìn)渣口，4-出渣口，5-中心軸，6-葉輪，7-滾筒，8-保溫壁，9-進(jìn)水口 Π，10-出水口 Π。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】，對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0020]實(shí)施例1 如圖1至4所示，該鋼鐵企業(yè)高爐渣余熱回收裝置，包括進(jìn)渣口3、出渣口4、滾筒7、保溫壁8和攪拌軸，所述攪拌軸包括進(jìn)水口 I1、出水口 12、中心軸5和葉輪6，滾筒7和保溫壁8為同心柱體且滾筒7位于保溫壁8內(nèi)部，保溫壁8柱體上下兩側(cè)分別設(shè)有出水口 Π 10和進(jìn)水口 Π9，保溫壁8左右兩側(cè)分別設(shè)有位于上部的進(jìn)渣口 3和位于下部的出渣口 4，滾筒7中心位置設(shè)有攪拌軸，攪拌軸上的空心中心軸5上均勻分布設(shè)有葉輪6，中心軸5前后兩端設(shè)有進(jìn)水口 11和出水口 12。
[0021]其中葉輪6采用高熔點(diǎn)的鋼材料，形狀為扇形結(jié)構(gòu)，由五個(gè)扇形葉片構(gòu)成;滾筒7采用黃銅材料;保溫壁8上的保溫材料為生鐵或鐵合金材料。
[0022]該鋼鐵企業(yè)高爐渣余熱回收裝置的應(yīng)用方法，其具體步驟為:將鍋爐中排出的溫度為1500 °C高爐渣由進(jìn)渣口 3流入到滾筒7中，將冷卻水從進(jìn)水口 11和進(jìn)水口 Π 9通入分別流經(jīng)空心中心軸5以及滾筒7與保溫壁8孔隙，將高爐渣與冷卻水換熱，在此過程中空心中心軸5轉(zhuǎn)動(dòng)，使葉輪6旋轉(zhuǎn)，使高爐渣從出渣口 4流出;在此過程中
冷卻水的入口溫度為20°C ;滾筒7的換熱面積為145m2，冷卻水出口溫度為307°C，在該溫度下冷卻水的密度為670kg/m3，冷卻水的比熱為6.369 kj/kg.K，取冷卻水出口直徑為180臟，冷卻水流速為10111/8，高爐高爐渣質(zhì)量流量為6001^/8，高爐渣比熱為1.96 kj/kg.K。
[0023]最終冷卻水得到熱量為12246951，高爐渣失去熱量為1713432】，熱效率為0.715。
[0024]實(shí)施例2
如圖1至4所示，該鋼鐵企業(yè)高爐渣余熱回收裝置，包括進(jìn)渣口3、出渣口4、滾筒7、保溫壁8和攪拌軸，所述攪拌軸包括進(jìn)水口 I1、出水口 12、中心軸5和葉輪6，滾筒7和保溫壁8為同心柱體且滾筒7位于保溫壁8內(nèi)部，保溫壁8柱體上下兩側(cè)分別設(shè)有出水口 Π 10和進(jìn)水口 Π9，保溫壁8左右兩側(cè)分別設(shè)有位于上部的進(jìn)渣口 3和位于下部的出渣口 4，滾筒7中心位置設(shè)有攪拌軸，攪拌軸上的空心中心軸5上均勻分布設(shè)有葉輪6，中心軸5前后兩端設(shè)有進(jìn)水口 11和出水口 12。
[0025]其中葉輪6采用高熔點(diǎn)的鋼材料，形狀為扇形結(jié)構(gòu)，由五個(gè)扇形葉片構(gòu)成;滾筒7采用黃銅材料;保溫壁8上的保溫材料為生鐵或鐵合金材料。
[0026]該鋼鐵企業(yè)高爐渣余熱回收裝置的應(yīng)用方法，其具體步驟為:將鍋爐中排出的溫度為1500 °C高爐渣由進(jìn)渣口 3流入到滾筒7中，將冷卻水從進(jìn)水口 11和進(jìn)水口 Π 9通入分別流經(jīng)空心中心軸5以及滾筒7與保溫壁8孔隙，將高爐渣與冷卻水換熱，在此過程中空心中心軸5轉(zhuǎn)動(dòng)，使葉輪6旋轉(zhuǎn)，使高爐渣從出渣口 4流出;在此過程中
冷卻水入口的溫度為20°C ;滾筒7的換熱面積為45m2，冷卻水出口溫度為248°C，在該溫度下冷卻水的密度為799kg/m3，冷卻水的比熱為4.844kJ/kg.K，取冷卻水出口直徑為180111111;取冷卻水流速為10111/8，高爐高爐渣質(zhì)量流量為6001^/8，高爐渣比熱為1.96 kj/kg.K。
[0027]最終冷卻水得到熱量為882441J，高爐渣失去熱量為1362984J，熱效率為0.647。
[0028]實(shí)施例3
如圖1至4所示，該鋼鐵企業(yè)高爐渣余熱回收裝置，包括進(jìn)渣口3、出渣口4、滾筒7、保溫壁8和攪拌軸，所述攪拌軸包括進(jìn)水口 I1、出水口 12、中心軸5和葉輪6，滾筒7和保溫壁8為同心柱體且滾筒7位于保溫壁8內(nèi)部，保溫壁8柱體上下兩側(cè)分別設(shè)有出水口 Π 10和進(jìn)水口 Π9，保溫壁8左右兩側(cè)分別設(shè)有位于上部的進(jìn)渣口 3和位于下部的出渣口 4，滾筒7中心位置設(shè)有攪拌軸，攪拌軸上的空心中心軸5上均勻分布設(shè)有葉輪6，中心軸5前后兩端設(shè)有進(jìn)水口 11和出水口 12。
[0029]其中葉輪6采用高熔點(diǎn)的鋼材料，形狀為扇形結(jié)構(gòu)，由五個(gè)扇形葉片構(gòu)成;滾筒7采用黃銅材料;保溫壁8上的保溫材料為生鐵或鐵合金材料。
[0030]該鋼鐵企業(yè)高爐渣余熱回收裝置的應(yīng)用方法，其具體步驟為:將鍋爐中排出的溫度為1500 °C高爐渣由進(jìn)渣口 3流入到滾筒7中，將冷卻水從進(jìn)水口 11和進(jìn)水口 Π 9通入分別流經(jīng)空心中心軸5以及滾筒7與保溫壁8孔隙，將高爐渣與冷卻水換熱，在此過程中空心中心軸5轉(zhuǎn)動(dòng)，使葉輪6旋轉(zhuǎn)，使高爐渣從出渣口 4流出;在此過程中
冷卻水入口的溫度為20°C ;滾筒7的換熱面積為90m2，冷卻水出口溫度為294°C，在該溫度下冷卻水的密度為7221^/1113，冷卻水的比熱為5.611 kj/kg.K取冷卻水出口直徑為180111111;取冷卻水流速為10111/8，高爐高爐渣質(zhì)量流量為6001^/8，高爐渣比熱為1.96 kj/kg.K。
[0031]最終冷卻水得到熱量為11100131，高爐渣失去熱量為1641696】，熱效率為0.676。
[0032]以上結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鋼鐵企業(yè)高爐渣余熱回收裝置，其特征在于:包括進(jìn)渣口(3)、出渣口(4)、滾筒(7 )、保溫壁(8 )和攪拌軸，所述攪拌軸包括進(jìn)水口 I (I)、出水口 I (2 )、中心軸(5 )和葉輪(6 )，滾筒(7)和保溫壁(8)為同心柱體且滾筒(7)位于保溫壁(8)內(nèi)部，保溫壁(8)柱體上下兩側(cè)分別設(shè)有出水口 Π (1 )和進(jìn)水口 Π (9 )，保溫壁(8 )左右兩側(cè)分別設(shè)有位于上部的進(jìn)渣口(3)和位于下部的出渣口(4)，滾筒(7)中心位置設(shè)有攪拌軸，攪拌軸上的空心中心軸(5)上均勻分布設(shè)有葉輪(6)，中心軸(5)前后兩端設(shè)有進(jìn)水口 I (I)和出水口 I (2)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼鐵企業(yè)高爐渣余熱回收裝置，其特征在于:所述葉輪(6)采用鋼材料，形狀為扇形結(jié)構(gòu)，由五個(gè)扇形葉片構(gòu)成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼鐵企業(yè)高爐渣余熱回收裝置，其特征在于:所述滾筒(7)采用黃銅材料。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼鐵企業(yè)高爐渣余熱回收裝置，其特征在于:所述保溫壁(8)上的保溫材料為生鐵或鐵合金材料。5.—種根據(jù)權(quán)利要求1至4任一的鋼鐵企業(yè)高爐渣余熱回收裝置的應(yīng)用方法，其特征在于具體步驟為:將鍋爐中排出的溫度為1450°01650°C高爐渣由進(jìn)渣口(3)流入到滾筒(7)中，將冷卻水從進(jìn)水口 I (I)和進(jìn)水口 Π (9)通入分別流經(jīng)空心中心軸(5)以及滾筒(7)與保溫壁(8)孔隙，將高爐渣與冷卻水換熱，在此過程中空心中心軸(5)轉(zhuǎn)動(dòng)，使葉輪(6)旋轉(zhuǎn)，使高爐渣從出渣口(4)流出。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋼鐵企業(yè)高爐渣余熱回收裝置的應(yīng)用方法，其特征在于:所述冷卻水的通入的溫度為20°C。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋼鐵企業(yè)高爐渣余熱回收裝置的應(yīng)用方法，其特征在于:所述滾筒(7 )的換熱面積為45?135 m2。
【文檔編號】C21B3/08GK106086257SQ201610574055
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月21日
【發(fā)明人】肖松, 李洋, 劉艷娜
【申請人】昆明理工大學(xué)