CN108754053A - 一种产蒸汽压力釜 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种压力容器，具体为一种产蒸汽压力釜。解决钢铁冶炼过程中钢、铁渣携带的热量回收的问题，本发明结构包括釜体、釜体内保温层、釜盖、釜盖隔热保温层、喷淋***、锁紧装置；使用方法是利用渣罐将钢、铁渣接收，运输，吊入压力釜，然后喷水产生蒸汽，再送入蓄热、稳压装置，最后热蒸汽经过调节阀以稳定的流量压力进入汽轮机发电，可以有效地将钢铁渣携带的热量进行再利用。

Description

一种产蒸汽压力釜

技术领域

本发明涉及一种压力容器，具体为一种产蒸汽压力釜。

背景技术

我国钢铁冶炼现状：我国是钢铁生产大国，粗钢产量常年位居世界第一，2014 年我国粗钢产量达 8.23 亿吨，约占世界粗钢产量的 49.5%。虽然自 2016 年以来，我国钢铁工业去产能加速，但产量仍然保持在 8 亿吨左右。

钢铁冶炼的主要流程：采矿----选矿（将铁矿石破碎、磁选成铁精粉）---烧结（将铁精粉烧结成具有一定强度、粒度的烧结矿）---冶炼（将烧结矿运送至高炉，热风、焦碳使烧结矿还原成铁水...生铁，并脱硫）---炼钢（在转炉内高压氧气将铁水升温，通过加入白灰等原料脱磷、去除夹杂，变成钢水）---精炼（用平炉或电炉进一步脱磷、去除夹杂，提高纯净度）---连铸（热状态下将钢水铸成具有一定形状的连铸坯，也叫钢锭）---轧钢（将连铸坯轧制成用户要求的各种型号的钢材，如板材、线材、管材等）。

其中关键环节在于冶炼环节，冶炼使用的冶炼高炉，其中要加入：铁矿石、焦炭、石灰石，石英石、白云石等物料，在焦炭燃烧产生的1400℃以上的高温下，铁元素被还原，并且形成铁水流出，剩下的为冶炼后的钢铁渣，这些钢铁渣温度也在1400℃以上。正常情况下，一般情况下钢铁渣都使用水冷处理，将钢铁渣直接和水接触冷却，冷却后的钢渣用于制造水泥。水冷处理带来的弊端：首先耗费大量的水资源，其次水冷要产生大量的蒸汽，粉尘，如果直接排向大气，则严重污染空气，最后钢渣本身携带的高温显热基本被浪费。

随着我国经济发展，钢铁产能越来越高，产生的污染和热能浪费总量巨大。随着国家对环保要求越来越严格，技术人员一直在想方案为了解决这个问题。例如将冷却后产生的热水用作供暖；申请号为94107284.3公开了一种钢铁渣显热回收新方法，在该方案中指出，使用液态锡与钢铁渣进行热交换，然后将吸收了热量的液态锡加热水，产生蒸汽再去发电。这种办法指出了可以将钢铁渣的热加热水去产生蒸汽来发电的思路。但是热量通过锡传递，会损失很多，我们要解决的方案是直接利用钢铁渣的热能。利用水和高温的钢铁渣直接反应生成高压蒸汽。

发明内容

本发明为了解决钢铁冶炼过程中钢、铁渣携带的热量回收的问题，提供了一种产蒸汽压力釜。

本发明的技术方案是，一种产蒸汽压力釜，结构包括釜体、釜体内保温层、釜盖、釜盖隔热保温层、喷淋***、锁紧装置；

釜体内侧设有釜体内保温层、釜盖内侧设有釜盖隔热保温层、在釜体和釜盖连接处设有锁紧装置，在釜盖下方设有喷淋***，在釜体上部设有蒸汽输出接口，安全阀接口，在釜体底部设置有排水接口。

所述的喷淋***包括穿过釜盖的进水管，进水管下端连接喷淋水环管，喷淋水环管上设有喷嘴。

所述的锁紧装置包括安装在釜体上的锁紧安装座以及安装在釜盖上的指块，锁紧安装座上设有圆弧滑道，圆弧滑道内设有圆弧滑块，圆弧滑块上部开有指向圆心的槽。

在釜体侧面设有傾翻油缸安装架、傾翻油缸安装架上端通过大臂旋转轴与大臂铰接，大臂和傾翻油缸安装架之间设有傾翻油缸，在大臂的最上端连接升降油缸，升降油缸下端连接釜盖。

在釜体内设有渣罐，渣罐结构包括 渣罐外壳，渣罐外壳内依次为镁质耐火材料层、轻质黏土浇注料层、陶瓷纤维层，在渣罐外壳内侧设有锚固件，在渣罐下部设有排水孔和底座，渣罐下部外侧设有吊挂轴，在渣罐上部设有渣罐上沿。

在渣罐内设有冷却管，冷却管包括端板、端板上穿有若干耐热钢管，耐热钢管下部为钢管密封尖头，耐热钢管的管身设有钢管上端透水透气孔，端板上设有端板上的透水透气孔，端板上设置有连接耐热钢管的连接板、在端板中部设有吊耳底板，吊耳底板上设有吊耳。

使用方案，步骤是利用渣罐将钢、铁渣接收，运输，吊入压力釜，然后喷水产生蒸汽，再送入蓄热、稳压装置，最后热蒸汽经过调节阀以稳定的流量压力进入汽轮机发电。具体是渣罐接收钢、铁渣后，由行车吊入压力釜内，放置在压力釜内座上。处理液态渣时，将冷却管***液态渣（或预先安放在渣罐内）。关闭压力釜盖（先傾翻，后压下），旋转锁紧釜盖，喷淋水，产生蒸汽。控制喷淋水流量及蒸汽送出流量，可以控制蒸汽压力。当蒸汽温度降低到150℃时，关闭蒸汽输出阀，打开排水阀，继续喷淋水，直至温度降低到90℃。热水排空后，旋转松开釜盖，打开压力釜盖（先提升，后傾翻），吊出渣罐，准备处理下一个渣罐的钢铁渣。釜盖与釜体之间设置有空心（空心的作用是减少磨损）耐温橡胶密封圈。釜盖与釜体通过相互配合的齿产生锁紧力（类似高压锅）。出压力釜的钢铁渣温度：80~90℃。产生的热水收集后，返回压力釜喷淋（下一个渣罐或其它压力釜），或部分送至钢厂冬季采暖使用。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为渣罐机构示意图；

图3为冷却管机构示意图；

图4为冷却管俯视图；

图5为装配图；

图6为图5的俯视图；

图7为釜盖升降导向架构造图

图中：1-裙座、2-内座、3-釜体、4-釜体内保温层、5-锁紧安装座、6-圆弧滑道、7-圆弧滑块、8-锁紧油缸、9-指块、10-空心耐热橡胶密封圈、11-釜盖、12-釜盖隔热保温层、13-喷嘴、14-喷淋水环管、15-升降轴安装座、16-升降轴压盖、17-升降轴、18-升降轴滑动座（内装升降轴油封、升降轴滑动瓦套）、19-升降轴连接套、20-升降油缸安装座、21-升降油缸（含油管等）、22-大臂、23-进水管（短管法兰）、24-釜盖升降导向架、25-釜盖冷却水套、26-大臂旋转轴（含轴承、油封等）、27-釜体冷却水套、28-傾翻油缸（含油缸安装座、销轴、油管等）、29-傾翻油缸安装架、30-排水接口、31-渣罐上沿、32-镁质耐火材料层、33-轻质黏土浇注料层、34-陶瓷纤维层、35-锚固件、36-渣罐外壳、37-吊挂轴、38-底座、39-排水孔、40-渣罐、41-吊耳、42-连接板、43-端板上的透水透气孔、44-端板、45-吊耳底板、46-耐热钢管、47-钢管上端透水透气孔、48-钢管密封尖头、49-冷却管、50-渣、51-蒸汽输出接口、52-安全阀接口。

具体实施方式

如图1所示意，一种产蒸汽压力釜，结构包括釜体3、釜体内保温层4、釜盖11、釜盖隔热保温层12、喷淋***、锁紧装置。

釜体3内侧设有釜体内保温层4、釜盖11内侧设有釜盖隔热保温层12、在釜体3和釜盖11连接处设有锁紧装置，在釜盖11下方设有喷淋***，在釜体3上部设有蒸汽输出接口51（见图6），安全阀接口52，在釜体3底部设置有排水接口30。

所述的喷淋***包括穿过釜盖11的进水管23，进水管23下端连接喷淋水环管14，喷淋水环管14上设有喷嘴13，

所述的锁紧装置包括安装在釜体3上的锁紧安装座5以及安装在釜盖11上的指块9，锁紧安装座5上设有圆弧滑道6，圆弧滑道6内设有圆弧滑块7，圆弧滑块7上部开有指向圆心的槽。

圆弧滑块7在圆弧滑道6内只能做圆弧运动。指块9焊接在釜盖11的边缘上。圆弧滑块7上部开有指向圆心的槽。当釜盖11关闭时，指块9正好落在圆弧滑块7的槽内。圆弧滑块7通过与之相连的锁紧油缸8可以带动指块9及釜盖11旋转起到锁紧效果。当釜盖11升起时，指块9从圆弧滑块7的槽中可以自由移出。

在釜体3侧面设有傾翻油缸安装架29、傾翻油缸安装架29上端通过大臂26旋转轴与大臂22铰接，大臂22和傾翻油缸安装架29之间设有傾翻油缸28，在大臂22的最上端连接升降油缸21，升降油缸21下端连接釜盖11。

在釜体3下侧设有裙座1，在釜体3内侧设有内座2，在釜体3外侧设有釜体冷却水套27，在釜盖11上设有釜盖冷却水套25。

在釜体3内设有渣罐40，如图2所示意，渣罐40结构包括 渣罐外壳36，渣罐外壳36内依次为镁质耐火材料层32、轻质黏土浇注料层33、陶瓷纤维层34，在渣罐外壳36内侧设有锚固件35，在渣罐40下部设有排水孔39和底座38，渣罐40下部外侧设有吊挂轴37，在渣罐40上部设有渣罐上沿31。

渣罐为一桶状结构。外壳由钢板或铸铁制造。内壁设置镁质耐火材料（可以不设，但会增加散热损失，减少使用寿命）隔热保温层。下部侧壁开有透水孔（直径10~30mm，太大的孔会泄露液态渣）。下部外侧设置有翻罐挂轴。为了减少压力釜与渣罐之间的无效空间（减少蒸汽压力损失），渣罐不设吊轴。起吊时，采用特种电动吊具勾住渣罐的上沿。

在渣罐40内设有冷却管49，如图3、4所示意，冷却管49包括端板44、端板44上穿有若干耐热钢管46，耐热钢管46下部为钢管密封尖头48，耐热钢管46的管身设有钢管上端透水透气孔47，端板44上设有端板上的透水透气孔43，端板44上设置有连接耐热钢管46的连接板42、在端板44中部设有吊耳底板45，吊耳底板45上设有吊耳41。

在釜盖11上设有釜盖升降导向架24，釜盖升降导向架24为两个架体，所述的大臂22位于两个架体之间。

釜盖11与釜体3连接处设置有耐温橡胶密封圈10，耐温橡胶密封圈10为空心O形圈。耐温橡胶密封圈10为空心O形圈。

压力釜由裙座、釜体、隔热保温层、内座、釜盖、大臂、喷淋水装置、液压傾翻升降装置、液压旋转锁紧装置等组成。釜盖上，靠近大臂一侧，设置有进水口（短管法兰）、安全阀接口（短管法兰）。它们对称布置在大臂的两侧，可以保证开盖时，釜盖的重心位于大臂中心线正下方，釜盖不会由于自身重力发生旋转。由于釜盖需要旋转，进水管与釜盖必须采用软管连接。压力釜底部设置有排水口（短管法兰）。釜体、釜盖内壁设置有隔热保温层，选用可以耐1700℃的材料。

喷淋水装置由环管、进水短管和多个均布的喷嘴组成，安装在釜盖内侧。

液压傾翻升降装置由升降油缸、傾翻油缸、大臂、傾翻油缸安装架、大臂傾翻旋转轴、旋转轴承（或轴瓦）、升降轴、升降轴滑动瓦套、升降轴油封、升降轴滑动座、升降轴安装座、升降轴压盖、升降轴与油缸连接套、升降油缸安装座等组成。傾翻油缸安装架与釜体通过螺栓连接。升降轴安装座焊接在釜盖外侧中心位置。升降轴压盖与升降轴安装座通过螺栓连接。升降轴大头在下，小头在上，依次穿过压盖、油封、瓦套、滑动座，与升降油缸活塞杆通过连接套（或螺纹）连接。升降油缸可以带动釜盖升降。釜盖上，大臂下方的两侧，设置有导向架。当釜盖升起时，导向架从大臂两侧上升（与大臂有1~3mm侧间隙，导向架顶端有导向斜角），使釜盖不能旋转。当釜盖下降到位，导向架离开大臂，釜盖可以旋转。傾翻油缸可以带动釜盖傾翻。通过升降和傾翻动作，可以准确的完成釜盖开关。

液压旋转锁紧装置由锁紧安装座、圆弧滑道、圆弧滑块、指块、锁紧油缸等组成。设置有三个锁紧装置（均布）。圆弧与釜体、釜盖同心。锁紧安装座焊接在釜体上。圆弧滑道焊接在锁紧安装座上。圆弧滑块在圆弧滑道内只能做圆弧运动。指块焊接在釜盖的边缘上。圆弧滑块上部开有指向圆心的槽。当釜盖关闭时，指块正好落在圆弧滑块的槽内。圆弧滑块通过与之相连的锁紧油缸可以带动指块及釜盖旋转。当釜盖升起时，指块从圆弧滑块的槽中可以自由移出。

渣罐为一桶状结构。外壳由钢板或铸铁制造。内壁设置镁质耐火材料（可以不设，但会增加散热损失，减少使用寿命）隔热保温层。下部侧壁开有透水孔（直径10~30mm，太大的孔会泄露液态渣）。下部外侧设置有翻罐挂轴。为了减少压力釜与渣罐之间的无效空间（减少蒸汽压力损失），渣罐不设吊轴。起吊时，采用特种电动吊具勾住渣罐的上沿。

冷却管可以有至少两种方式：重复使用的耐热钢管A和一次性使用的预制渣管B。

A:冷却管由耐热钢管、固定板和吊耳组成。多根钢管平行排列。钢管下端为密封的尖头，侧壁开孔（直径10~15mm）。钢管上端开口。管间通过钢板焊接，固定成一个整体。吊耳焊接在上部的中央。钢管材质最好为310S或更高级别，直径76~159mm，长度大于渣的深度。管间距300~600mm。由于渣的导热较差，厚壁冷却管在一定时间内可以保持一定的强度。冷却管***液态渣到喷淋水之间的时间不要超过5分钟。当渣冷却后，由于钢管的膨胀系数比渣大一个数量级，钢管与渣之间会出现缝隙，冷却管可以整体抽出。冷却管也可以采用立体网状结构，预先安放在渣罐内，然后，通过漏斗加入液态渣。预先安放的每根冷却管做成夹层结构，使内层具有一定的强度。即使是夹层（夹层之间可以设置隔热材料）冷却管，在加入液态渣到喷淋水之间的时间不要超过20分钟。

B:一次性冷却管采用钢铁渣加水泥预制，可以不受加热时间限制，即使有破损，也不影响使用效果。预制的冷却管在使用前，先缓慢预热到650℃，保温15-40分钟，防止其中的结晶水发生***。预制的冷却管强度不需要太高，以减少后期的破碎难度。预制的冷却管内孔可以小（大于10mm），外表可以成齿形，增加冷却面积，壁厚不小于40mm。冷却管的作用是使渣形成更多的裂纹、增加渣的冷却速度，缩短每罐渣的处理时间，减少压力釜及渣罐的配置数量；降低渣冷却后的强度，减少破碎电耗。固态渣，不需设置冷却管。比如，经过热破碎的钢、铁渣。

Claims (10)

1.一种产蒸汽压力釜，其特征是：包括釜体（3）、釜体内保温层（4）、釜盖（11）、釜盖隔热保温层（12）、喷淋***、锁紧装置，

釜体（3）内侧设有釜体内保温层（4）、釜盖（11）内侧设有釜盖隔热保温层（12）、在釜体（3）和釜盖（11）连接处设有锁紧装置，在釜盖（11）下方设有喷淋***，在釜体（3）上部设有蒸汽输出接口（51），安全阀接口（52），在釜体（3）底部设置有排水接口（30）。

2.根据权利要求1所述的产蒸汽压力釜，其特征是：所述的喷淋***包括穿过釜盖（11）的进水管（23），进水管（23）下端连接喷淋水环管（14），喷淋水环管（14）上设有喷嘴（13）。

3.根据权利要求1所述的产蒸汽压力釜，其特征是：所述的锁紧装置包括安装在釜体（3）上的锁紧安装座（5）以及安装在釜盖（11）上的指块（9），锁紧安装座（5）上设有圆弧滑道（6），圆弧滑道（6）内设有圆弧滑块（7），圆弧滑块（7）上部开有指向圆心的槽。

4.根据权利要求1所述的产蒸汽压力釜，其特征是：在釜体（3）侧面设有傾翻油缸安装架（29）、傾翻油缸安装架（29）上端通过大臂旋转轴（26）与大臂（22）铰接，大臂（22）和傾翻油缸安装架（29）之间设有傾翻油缸（28），在大臂（22）的最上端连接升降油缸（21），升降油缸（21）下端连接釜盖（11）。

5.根据权利要求1所述的产蒸汽压力釜，其特征是：在釜体（3）内设有渣罐（40），渣罐（40）结构包括渣罐外壳（36），渣罐外壳（36）内依次为镁质耐火材料层（32）、轻质黏土浇注料层（33）、陶瓷纤维层（34），在渣罐外壳（36）内侧设有锚固件（35），在渣罐（40）下部设有排水孔（39）和底座（38），渣罐（40）下部外侧设有吊挂轴（37），在渣罐（40）上部设有渣罐上沿（31）。

6.根据权利要求1所述的产蒸汽压力釜，其特征是：在渣罐（40）内设有冷却管（49），冷却管（49）包括端板（44）、端板（44）上穿有若干耐热钢管（46），耐热钢管（46）下部为钢管密封尖头（48），耐热钢管（46）的管身设有钢管上端透水透气孔（47），端板（44）上设有端板上的透水透气孔（43），端板（44）上设置有连接耐热钢管（46）的连接板（42）、在端板（44）中部设有吊耳底板（45），吊耳底板（45）上设有吊耳（41）。

7.根据权利要求6所述的产蒸汽压力釜，其特征是：冷却管（49）可以有至少两种方式：重复使用的耐热钢管和一次性使用的预制渣管。

8.根据权利要求1所述的产蒸汽压力釜，其特征是：在釜体（3）下侧设有裙座（1），在釜体（3）内侧设有内座（2），在釜体（3）外侧设有釜体冷却水套（27），在釜盖（11）上设有釜盖冷却水套（25）。

9.根据权利要求1所述的产蒸汽压力釜，其特征是：:在釜盖（11）上设有釜盖升降导向架（24），釜盖升降导向架（24）为两个架体，所述的大臂（22）位于两个架体之间。

10.根据权利要求1所述的产蒸汽压力釜，其特征是釜盖（11）与釜体（3）连接处设置有耐温橡胶密封圈（10），耐温橡胶密封圈（10）为空心O形圈。