CN109029018A - 余热回收装置 - Google Patents

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    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D3/00Hot-water central heating systems

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Abstract

本发明提供一种余热回收装置,余热回收装置用于回收冷床余热。余热回收装置包括吸热机构、热交换机构以及驱动机构。吸热机构具有受热面。热交换机构连接于吸热机构。驱动机构连接于吸热机构,驱动机构可操作地驱动吸热机构使得受热面靠近冷床并吸收热量或者远离冷床,吸热机构通过受热面吸收的热量通过热交换的方式传递给热交换机构。本发明的方案可以回收线材或棒材热轧工艺后冷却过程中散失的大量热量,产生蒸汽或热水供生产和生活用热,在节能的同时,降低生产车间的环境温度,改善生产环境,取得良好的经济效益和环境效益,达到节能减排的目的。

Description

余热回收装置
技术领域
本发明涉及一种余热回收装置,尤其涉及一种针对线材或者棒材 冷床进行余热回收的余热回收装置。
背景技术
目前线材或棒材的生产工艺流程一般为:对钢胚进行加热后轧制, 然后对钢胚进行剪切,剪切后的钢胚放到冷床上冷却,冷却后再次剪 切,最后对钢胚进行检验、包装、计量入库。其中冷却过程是在冷床 上的散热辊道和炉排上进行,可以将800℃以上的高温轧件冷却到 100-150℃以下,恢复钢材固有的物理性能,便于保证后续剪切质量 和工序操作。冷床的冷却方式一般为对空自然冷却或风冷冷却。
采用冷床对线材或者棒材进行冷却的方式的缺陷是,线材或棒材 的热量直接散失到生产车间,这本身就是能源的散失和浪费,而且还 会导致车间温度升高。若是在炎热的夏季,车间温度很高,人员不宜 进入,一些特殊的设备也需要通过空调进行冷却降温才能维持正常工 作。
发明内容
本发明的目的是提供一种余热回收装置,解决现有技术中线材或 棒材冷却过程热量散失浪费并导致车间环境温度升高的问题。
为解决上述问题,本发明提供一种余热回收装置,余热回收装置 用于回收冷床余热。余热回收装置包括吸热机构、热交换机构以及驱 动机构。吸热机构具有受热面。热交换机构连接于吸热机构。驱动机 构连接于吸热机构,驱动机构可操作地驱动吸热机构使得受热面靠近 冷床并吸收热量或者远离冷床,吸热机构通过受热面吸收的热量通过 热交换的方式传递给热交换机构。
根据本发明一实施例,热交换机构包括进出水集箱,进出水集箱 通过管路和吸热机构连接,进出水集箱内的介质和吸热机构进行热交 换。
根据本发明一实施例,吸热机构位于冷床的顶部,吸热机构可操 作地绕着自身的一端翻转,驱动机构驱动吸热机构向上翻转以使受热 面远离冷床或者向下翻转以使受热面靠近冷床。
根据本发明一实施例,驱动机构包括电机和钢丝绳,钢丝绳的一 端连接于吸热机构,钢丝绳的另一端连接于电机,电机通过钢丝绳驱 动吸热机构使得受热面靠近或远离冷床。
根据本发明一实施例,吸热机构位于冷床的顶部,吸热机构可操 作地绕着自身的一端翻转,电机通过钢丝绳驱动吸热机构向上翻转以 使受热面远离冷床或者向下翻转以使受热面靠近冷床。
根据本发明一实施例,热交换机构包括进出水集箱,进出水集箱 位于冷床的一侧并通过管路和吸热机构连接,进出水集箱内的介质和 吸热机构进行热交换,吸热机构的一端可翻转地连接进出水集箱,使 得吸热机构以进出水集箱为轴翻转。
根据本发明一实施例,进出水集箱连接厂房或生活区设备以供热。
根据本发明一实施例,驱动机构还包括钢架和多个滑轮,钢架竖 立于吸热机构的一侧,钢架的顶部和吸热机构均安装滑轮,钢丝绳的 两端分别绕过安装于钢架和吸热装置的滑轮并对应连接于电机和吸 热机构。
根据本发明一实施例,驱动机构还包括限位件,限位件设置于钢 架的一侧,吸热机构向上翻转至接触限位件时,吸热机构停止翻转。
根据本发明一实施例,电机安装于钢架。
与现有技术相比,本技术方案具有以下优点:
本发明通过设置吸热机构的受热面来吸收冷床的余热,并且吸热 机构进一步通过热交换方式加热热交换机构中的介质,加热后的介质 可给其他工序设备或生活区设备供热。这样实现了冷床热量的回收, 回收的热量再次用于供热,二次利用,节约能源,避免能源的浪费。 第二,在节能的同时,由于热量不再散失在车间,可降低车间的环境 温度,改善生产环境,取得良好的经济效益和环境效益。第三,由于 在冷却过程中需要时刻观察线材或棒材的冷却情况,发现有缺陷的线 材或棒材需要及时处理,因此本发明通过设置驱动机构来选择性地驱 动吸热机构,使得受热面靠近冷床以吸收冷床余热,或者使得受热面远离冷床以便于观察冷床上线材或棒材的情况。这样通过余热回收装 置回收余热时,并不影响线材或棒材本身的冷却过程。第四,通过余 热回收装置不断地吸收冷床余热,也会加快冷床上的线材或棒材的冷 却速率,提高效率。
本发明通过设置进出水集箱来实现和吸热机构进行热交换,同时 吸热机构可翻转地连接于进出水集箱,这样吸热机构可绕着进出水集 箱为轴翻转,即吸热机构通过翻转的方式来靠近冷床以吸收热量或者 远离冷床。采用这样的方式,即满足了吸热机构的受热面必须动态交 替靠近或远离冷床的要求,并且翻转过程无需拆除连接管路,吸热机 构的翻转动作不影响热交换机构的水循环。
本发明通过将进出水集箱连接厂房或生活区设备来供热,例如供 热水或水蒸气,既可以给线材或棒材其他加工处理工序供热,也可以 用于生活供热,实现了热量的二次循环利用,也解决了其他加工工序 或生活区供热问题,能源利用率高,具有可观的经济效益。
本发明通过在钢架的一侧设置限位件,使得吸热机构向上翻转至 接触限位件时即停止翻转,起到反馈作用,限制吸热机构向上翻转的 最终位置。
附图说明
图1是本发明提供的余热回收装置用于回收冷床余热的场景图;
图2是本发明提供的余热回收装置在第一种状态下的侧视图,展 示了吸热机构的受热面靠近冷床吸收余热的状态;
图3是本发明提供的余热回收装置在第二种状态下侧视图,展示 了吸热机构的受热面远离冷床的状态;
图4是本发明提供的余热回收装置在第一种状态下的俯视图。
具体实施方式
以下描述只用于揭露本发明以使得本领域技术人员能够实施本 发明。以下描述中的实施例只作为举例,本领域技术人员可以想到其 他显而易见的变形。在以下描述中界定的本发明的基本原理可应用于 其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及其他未背离本发 明精神和范围的其他方案。
本发明提供一种余热回收装置,所述余热回收装置用于回收冷床 余热。所述余热回收装置包括吸热机构10、热交换机构20以及驱动 机构30。
吸热机构10具有受热面11,受热面11分布可吸收热量的吸热 管排。在实际应用中,根据线材或棒材的尺寸规格,尽可能靠近线材 或棒材布置受热面11的吸热管排,以最大限度的吸收辐射热。吸热 机构10的受热面11靠近冷床300上高温的线材或者棒材时,受热面 11通过辐射和对流的方式吸收冷床300余热。具体地,吸热机构10 位于冷床300的顶部,吸热机构10可操作地绕着自身的一端翻转。
热交换机构20连接于吸热机构10,热交换机构20和吸热机构 10进行热交换,这样,吸收机构10通过受热面11从冷床300吸收 的热量通过热交换的方式传递给热交换机构20的介质。
于本实施例中,热交换机构20包括进出水集箱21,进出水集箱 21通过管路22和吸热机构10连接。进出水集箱21内的介质和吸热 机构10进行热交换。可选地,进出水集箱21内的介质为水,水在管 路22、进出水集箱21以及外部之间循环流动并和吸热机构10进行热交换,完成介质的吸热过程,整个余热回收装置采用闭路强制循环, 在水路上连接用的管路22采用不锈钢快速接头波纹管。例如,进出 水集箱21连接厂房或者生活区设备以供热,这样可以为线材或棒材 其他加工处理工序所用设备或生活区设备供热水、水蒸气等。但是本 发明对于热交换机构20的种类以及参与热交换的介质种类不作限制, 例如,于其他实施例中,热交换机构20可以采用管式换热器,介质 可以采用导热油。
值得一提的是,一般地,厂房内其它生产工艺设备和生活区均需 要供热,例如一些设备需要提供蒸汽,厂区员工生活需要用热水,若 采用燃烧大量天然气来获得供热,运行成本较大,而且燃烧天然气会 排放NOX气体。本发明通过将进出水集箱21连接厂房或生活区设备来 供热,实现了热量的二次循环利用,能源利用率高,还可以降低NOX气体排放,具有可观的经济效益和环境效益。
驱动机构30连接吸热机构10,驱动机构10可操作地驱动吸热 机构10使得受热面11靠近冷床300并吸收热量或者远离冷床300。 具体地,于本实施例中,驱动机构30驱动吸热机构10向上翻转以使 受热面11远离冷床300或者向下翻转以使受热面11靠近冷床300。如图3所示,当吸热机构10向上翻转时,受热面11远离冷床300, 即吸热机构10此时从冷床300顶部移开。如图4所示,当吸热机构 10向下翻转时,受热面11靠近冷床300以吸收冷床300热量,受热 面11最终水平保持于冷床300正上方。
可以理解的是,在冷床300上冷却线材或棒材时,要随时观察线 材或棒材的生产情况,并且在发现有缺陷的线材或棒材时要及时处理, 因此,覆盖在冷床300上的余热回收装置需要间歇性地快速移开。本 发明采用驱动装置30驱动吸热机构10间隔性地交替向上或向下翻转 的方式,吸热机构10移开冷床300上方的时间可以控制在20秒之内, 并且翻转过程不需要拆装吸热机构10自身线路。
进一步地,驱动机构30包括电机31和钢丝绳32,钢丝绳32的 一端连接于吸热机构10,钢丝绳32的另一端连接于电机31。电机 31通过钢丝绳32驱动吸热机构10使得受热面11靠近或远离冷床300, 也就是吸热机构10向上翻转以使受热面11远离冷床300或者吸热机构10向下翻转以使受热面11靠近冷床300。于其他实施例中,驱动 机构30可以采用例如液压或气动等其他形式驱动。
可选地,吸热机构10的一端可翻转地连接于进出水集箱21,使 得吸热机构10以进出水集箱21为轴翻转。相比于吸热机构10绕其 他轴旋转,这样设计的优点是,即满足了吸热机构10的受热面11必 须动态交替靠近或远离冷床300的作动要求,并且翻转过程无需拆除 连接吸热机构10本身的线路和连接热交换机构20的管路22,吸热 机构10的翻转动作不影响热交换机构20的水循环。
驱动机构30还包括钢架33和多个滑轮34,钢架33竖立于吸热 机构10的一侧,电机31安装于钢架33,钢架33的顶部和吸热机构 10均安装滑轮34,钢丝绳32的两端分别绕过安装于钢架33和吸热 机构10的滑轮34并对应连接于电机31和吸热机构10。在电机31 的驱动下,通过滑轮34收紧钢丝绳32来吊起吸热机构10的一端, 吸热机构10即向上翻转。或者反之,松放钢丝绳32来使得吸热机构 10的一端重新向下回落,吸热机构10即向下翻转。
于本实施例中,滑轮34的数量为四个,钢丝绳32的数量为两根, 四个滑轮34以两个为一组,每一组的两个滑轮34分别安装于钢架33的顶部和吸热机构10。每根钢丝绳32的两端分别绕过同一组的两 个滑轮34并对应连接于电机31和吸热机构10。这样,电机31同时收放两根钢丝绳32来带动吸热机构10向上或者向下翻转。于其他实 施例中,根据实际情况需要,钢丝绳32和滑轮34的数量可以为其他 数值,例如,对于体积较小,重量较轻的吸热机构10而言,可以仅 采用一根钢丝绳32和两个滑轮34来带动吸热机构10向上或向下翻 转。
驱动机构30还包括限位件35,限制件35设置于钢架33的一侧。 吸热机构10向上翻转至接触限位件35时,此时电机31停止驱动, 吸热机构10停止翻转。
在实际应用中,余热回收装置还包括控制***(图中未示出), 电机31和限位件35均与控制***电性连接,在吸热机构10向上翻 转过程中,当吸热机构10接触至限位件35时,限位件35反馈信号 至控制***,控制***控制电机31,使得电机31停止运转。此外, 用户还可通过控制***一键操作自动完成整个余热回收装置的作动, 大大降低操作难度,缩短操作时间,提供控制***安装性。
本发明的方案可以回收线材或棒材热轧工艺后冷却过程中散失 的大量热量,产生蒸汽或热水供生产和生活用热,在节能的同时,降 低生产车间的环境温度,改善生产环境,取得良好的经济效益和环境 效益,达到节能减排的目的。
本领域技术人员应当理解,上述描述以及附图中所示的本发明的 实施例只作为举例,并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效 地实现。本发明的功能和结构原理已在实施例中展示和说明,在没有 背离所述原理情况下,本发明的实施方式可以有任何变形和修改。

Claims (10)

1.一种余热回收装置,用于回收冷床余热,其特征在于,所述余热回收装置包括:
吸热机构,具有受热面;
热交换机构,连接于所述吸热机构;
驱动机构,连接于所述吸热机构,所述驱动机构可操作地驱动所述吸热机构使得所述受热面靠近冷床并吸收热量或者远离冷床,所述吸热机构通过所述受热面吸收的热量通过热交换的方式传递给所述热交换机构。
2.根据权利要求1所述的余热回收装置,其特征在于,所述热交换装机构包括进出水集箱,所述进出水集箱通过管路和吸热机构连接,所述进出水集箱内的介质和所述吸热机构进行热交换。
3.根据权利要求1所述的余热回收装置,其特征在于,所述吸热机构位于冷床的顶部,所述吸热机构可操作地绕着自身的一端翻转,所述驱动机构驱动所述吸热机构向上翻转以使所述受热面远离冷床或者向下翻转以使所述受热面靠近冷床。
4.根据权利要求1所述的余热回收装置,其特征在于,所述驱动机构包括电机和钢丝绳,所述钢丝绳的一端连接于所述吸热机构,所述钢丝绳的另一端连接于所述电机,所述电机通过所述钢丝绳驱动所述吸热机构使得所述受热面靠近或远离冷床。
5.根据权利要求4所述的余热回收装置,其特征在于,所述吸热机构位于冷床的顶部,所述吸热机构可操作地绕着自身的一端翻转,所述电机通过所述钢丝绳驱动所述吸热机构向上翻转以使所述受热面远离冷床或者向下翻转以使所述受热面靠近冷床。
6.根据权利要求5所述的余热回收装置,其特征在于,所述热交换机构包括进出水集箱,所述进出水集箱位于冷床的一侧并通过管路和吸热机构连接,所述进出水集箱内的介质和所述吸热机构进行热交换,所述吸热机构的一端可翻转地连接所述进出水集箱,使得所述吸热机构以所述进出水集箱为轴翻转。
7.根据权利要求2或6所述的余热回收装置,其特征在于,所述进出水集箱连接厂房或生活区设备以供热。
8.根据权利要求5所述的余热回收装置,其特征在于,所述驱动机构还包括钢架和多个滑轮,所述钢架竖立于所述吸热机构的一侧,所述钢架的顶部和所述吸热机构均安装所述滑轮,所述钢丝绳的两端分别绕过安装于所述钢架和所述吸热装置的所述滑轮并对应连接于所述电机和所述吸热机构。
9.根据权利要求8所述的余热回收装置,其特征在于,所述驱动机构还包括限位件,所述限位件设置于所述钢架的一侧,所述吸热机构向上翻转至接触所述限位件时,所述吸热机构停止翻转。
10.根据权利要求8所述的余热回收装置,其特征在于,所述电机安装于所述钢架。
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