電弧爐煉鋼爐渣余熱的回收設備及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及鋼鐵冶煉節能領域，特別是一種電弧爐煉鋼爐渣余熱的回收設備及方法。
【背景技術】
[0002]鋼鐵冶煉有句名言，煉鋼先煉渣，好渣出好鋼。現代電爐煉鋼實行留鋼留渣，泡沫渣埋弧操作。每噸鋼約產生10?20%重量比的高溫液態爐渣。爐渣的溫度1500?1650°C，爐渣帶走了煉鋼總能耗的約15?25%的熱能。爐渣帶走如此多的熱能，在現實煉鋼中基本沒有被利用。大部分廠家把高溫液態爐渣直接流渣到渣包，倒到“渣山”自然冷卻；少數廠家流渣到現場的渣場，潑水冷卻后，裝載機鏟走；有論文報導用液態爐渣生產粒渣做建材；有人設想用液態爐渣噴吹玻璃絲做保溫棉，但電弧爐爐渣堿度高，不易成型。
【發明內容】
[0003]為解決上述問題，本發明旨在提出一種電弧爐煉鋼爐渣余熱的回收設備及方法，把電弧爐煉鋼產生的高溫液態爐渣冷卻破碎后顆粒化、并把冷卻爐渣的熱量轉為水蒸汽回收利用。
[0004]為達上述目的，本發明提供一種電弧爐煉鋼爐渣余熱的回收設備，安裝于混凝土基座上，其特征在于其包括:一靜止的環形外水夾套和一間隔套于外水夾套內并與其轉動配合的錐狀內水夾套，固定于內水夾套底部的水冷托盤與外水夾套底部間隔；內水夾套外周壁上設有若干用于把冷卻的爐渣破碎的破渣器，外水夾套內壁底部設有用于把爐渣塊碾碎的碎渣器；外水夾套底部外壁對應的水冷托盤外沿上設有可把碎爐渣顆粒扒出的鏟渣器；還包括一設置在外水夾套側上方的汽包，汽包通過管道與外水夾套和內水夾套循環連接，管道上設有的循環水栗，管道循環水吸收的爐渣物理潛熱和凝固相變熱以蒸汽形式從汽包頂部排出回收。
[0005]所述的外水夾套及內水夾套的空腔內壁上均焊接有用于若干加固的加強筋；內水夾套頂部設有若干個用于攪拌液態爐渣的凹凸頂。
[0006]所述的水冷托盤底部的混凝土基座上固定一支撐板，水冷托盤與支撐板之間通過一軸承圓軌轉動連接配合；所述的混凝土基座固定有一驅動水冷托盤轉動的液壓油缸，水冷托盤外沿通過受力桿或大齒輪與液壓油缸驅動連接配合。
[0007]所述與汽包連接的管道包括一進水管和一出水管，進水管相通連接在汽包底部和內水夾套底部中心密封固定的外套管之間，外套管中設有一與其間隔配合的內套管，內套管向上延伸到內水夾套內腔頂部，出水管包括相通連接在內套管底端和外水夾套內腔底部之間的第一出水管以及連接在外水夾套內腔頂端部和汽包中部之間的第二出水管；所述的汽包頂部設有把蒸汽排出的蒸汽管。
[0008]所述的第二出水管連接在汽包側面中間位置，進水管的進水口位置低于第二出水管的出水位置，所述的循環水栗安裝在進水管上。
[0009]所述的汽包頂部的蒸汽管一側設有防范蒸汽過壓的安全閥；所述的汽包底端部設有用于把水垢排出的排污閥。
[0010]本發明還提供一種電弧爐煉鋼爐渣余熱的回收方法，包括上述的電弧爐煉鋼爐渣余熱的回收設備，其特征在于主要包括如下步驟:
第一步:先在水冷托盤上鋪墊一定厚度的固態碎爐渣，防止液態爐渣直接流到裝置底部；啟動循環水栗使連通外水夾套、內水夾套和汽包之間的軟化水通過管道循環流動；并把內水夾套及其底部的水冷托盤不停地轉動起來；
第二步:把電弧爐產生的液態流渣倒入并充滿外水夾套和內水夾套(2)之間，通過內水夾套轉動攪拌液態爐渣，外水夾套和內水夾套通過熱傳遞的方式使管道循環流動的軟化水不間斷吸收液態爐渣的熱量，使液態爐渣由上到下逐漸冷卻凝固成固體爐渣，轉動的內水夾套上的破渣器上將逐步冷卻凝固的爐渣，從上到下逐級擠碎，大塊到中塊，再到小塊以致碎塊，最后通過碎渣器把將碎渣塊碾壓成顆粒狀的爐渣，顆粒狀的爐渣由水冷托盤外沿上的鏟渣器把碎爐渣顆粒扒出；實現儲存渣、冷卻渣、破碎渣、自動排碎渣的整個過程；通過揀選把碎爐渣顆粒回收利用；
第三步:在第二步的整個過程中，利用外水夾套和內水夾套內的串聯循環軟化水，吸收1500?1650° C高溫爐渣的物理潛熱及相變熱，將高溫爐渣冷卻到室溫，加熱的軟化水在汽包蒸發蒸汽排出以回收利用。
[0011]本發明的有益效果如下:
1、將高溫液態爐渣帶走的熱量，余熱回收轉變為鋼廠V0D爐使用的有用蒸汽，減少甚至代替鋼廠燃煤(或燃油、燃氣)鍋爐發生蒸汽，為鋼廠節能增效；
2、減少鋼廠蒸汽鍋爐的廢氣特別是C02氣排放；
3、減少鋼渣自然冷卻或水潑渣冷卻，對環境的熱、汽、塵污染；
4、減輕現場作業強度，將固態廢渣直接變為鋪路基材料或其它建材；
5、順便可利用磁選皮帶回收渣中飛濺的鋼豆。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明的結構剖視圖。
[0013]圖2為本發明水冷托盤與支撐板通過軸承圓軌轉動連接配合的結構示意圖。
[0014]圖3為本發明液壓油缸驅動連接水冷托盤轉動的結構示意圖。
[0015]圖4為本發明通過進水管水栗把水壓進內水夾套內的結構水流流向示意圖。
[0016]圖5為本發明把水從內、外水夾套的水壓出排入汽包的水流流向示意圖。
[0017]圖6為本發明把高溫爐渣冷卻破碎過程中回收高溫爐渣余熱的結構示意圖。
[0018]圖中附圖標識為:1.外水夾套；2.內水夾套、3.破渣器；4.水冷托盤；41.鏟渣器；
5.液壓油缸；6.軸承圓軌；7.受力桿；8.碎渣器；9.凹凸頂；10.加強筋；20.汽包；21.進水管；210.外套管；22.出水管；220.內套管；221.第一出水管；222.第二出水管；23.蒸汽管；24.安全閥；25.排污閥；100.混凝土基座；101.支撐板；200.高溫液態爐渣；300.顆粒狀碎爐渣。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
[0020]如圖1所示的一種電弧爐煉鋼爐渣余熱的回收設備，安裝于混凝土基座100上，其還包括:一靜止的環形外水夾套1和一間隔套于外水夾套1內并與其轉動配合的錐狀內水夾套2，固定于內水夾套2底部的水冷托盤4與外水夾套1底部間隔；所述的內水夾套2外周壁上設有若干用于把冷卻的爐渣破碎的破渣器3，外水夾套1內壁底部設有用于把爐渣塊碾碎的碎渣器8 ;內水夾套2頂部設有若干個用于攪拌液態爐渣的凹凸頂9，凹凸頂9攪動液態爐渣，一方面使液態爐渣溫度均化，二方面防止液態爐渣冷卻結晶時形成整體蓋帽，外水夾套1及內水夾套2的空腔內壁上均焊接有若干用于加固的加強筋10 ;外水夾套1底部外壁對應的水冷托盤4外沿上設有可把碎爐渣顆粒扒出的鏟渣器41 ;還包括一設置在外水夾套1側上方的汽包20，汽包20通過管道與外水夾套1和內水夾套2循環連接，管道上設有的循環水栗30，管道循環水吸收的爐渣物理潛熱和凝固相變熱以蒸汽形式從汽包20頂部排出回收。
[0021]如圖1?圖3所示，本發明的水冷托盤4底部的混凝土基座100上固定一支撐板101，水冷托盤4與支撐板101之間通過一軸承圓軌6轉動連接配合；混凝土基座100還固定有一驅動水冷托盤4轉動的液壓油缸5，水冷托盤4外沿通過受力桿7與液壓油缸5驅動連接配合。
[0022]如圖1所示，與汽包20連接的管道包括一進水管21和一出水管22，進水管21相通連接在汽包20底部和內水夾套2底部中心密封固定的外套管220之間，外套管220中設有一與其間隔配合的內套管210，內套管210向上延伸到內水夾套2內腔頂部，出水管22包括相通連接在內套管210底端和外水夾套1內腔底部之間的第一出水管221以及連接在外水夾套1內腔頂端部和汽包20中部之間的第二出水管222 ;所述的汽包20頂部設有把蒸汽排出的蒸汽管23 ;本發明的第一出水管221連接在汽包20側面中間位置，進水管21的進水口位置低于第一出水管221的出水位置，循環水栗30安裝在進水管21上。本發明的汽包20頂部的蒸汽管23