CN221166587U - 一种高温熔渣余热回收*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高温熔渣余热回收***，高温熔渣采集、贮运、粒化、冷却，由上向下设置了渣罐倾翻机(1)、破碎粒化机(2)和环形冷却机(3)三大部分；渣罐倾翻机(1)由液压***控制，活动翻转台绕固定支架旋转；破碎粒化机(2)由进料漏斗及驱动机、粒化轮、粒化介质通道和箱体及挡渣板等构成；环形冷却机(3)由传动装置、回转体部分、压轨、给料斗、风箱等构成，整体采用密封形式。相关工艺规定了包括如下数据：矿渣粒度、密度、温度和渣比热，所述环形冷却机(3)的冷却时间及分段温度等。本发明无废水废气外排，后续锅炉无尾气，热量实现高效利用，极低热量浪费，节能最大化。破碎粒化机节约循环水5～7m³/t，大大减少动力费用，降低了电耗，降低了环保装备成本。

Description

一种高温熔渣余热回收***

技术领域

本实用新型涉及高温熔渣余热这一高品质废热资源的回收技术，具体系一种高温熔渣余热高效回收***。

背景技术

钢铁企业中，高温熔渣通常含有铁、钢、铜等有价值的金属成分，它的处理处置一直备受关注，因为它不仅对环境造成了污染，同时也是一种浪费资源的行为。熔渣在从高温状态冷却过程中会释放大量的热量，通常情况下，熔渣的温度在1000℃以上，因此熔渣余热的温度很高，热量非常充足，可供热能利用，而熔渣在冷却过程中，温度递减，并最终结晶硬化，处理起来变得更加复杂和困难。

高温熔渣余热高效回收主要是将熔渣热能通过热交换器跟其他流体或空气进行热交换，将热量转化成可以直接利用的热能，再通过对熔渣冷却处理，可以将熔渣放置在冷却设备中进行冷却，然后再将其中的热量回收。在熔渣冷却过程中排放的尾气也可以被利用，将其通过回收装置进行回收利用。目前我国主要采用水淬工艺处理高温炉渣。水冲渣之后产生大量蒸汽，同时生成污染性酸性气体。蒸汽直接排入大气无法进行热量回收,酸性气体造成大气的污染。由于冲渣后的水温度较低，是一种很难高效利用的低品位热源，使用热泵等技术进行利用效率低、污染大且很难在短期内回收投资,冶炼炉渣显热为高品位余热资源，有很高的回收价值。

高温熔渣在进行热交换之前，需要将熔渣进行粒化或破碎操作，由于高温熔渣一般为固液态混合物，传统的粒化或破碎装置，因为解决不了粘堵和降温问题，所以只能粒化液态熔渣，或破碎固态渣，不能粒化液态渣和固态渣的混合物；另外，传统的固态余热回收装置(固态余热锅炉、回转换热装置等)，只能对固态粒渣进行余热回收，并且对固体渣的粒度要求很高，一般要求粒度范围为3～5mm，如果其他粒度，余热回收效率会很低。这样在粒化环节消耗的能耗就会很高，使高温熔渣余热回收变得没有经济型。传统的环冷机只能接受温度～800°左右的固态粒化颗粒。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是：使破碎粒化装置粒化固液态混合渣，同时让粒化后的渣粒降温，变成固态颗粒渣。而且要对固态余热回收装置(环形冷却机)进行改进，使其对固态渣的粒度要求不高，又能接受～1200度高温颗粒的固态余热回收装置。使得高温熔渣余热回收变得可行、有经济型。

一种高温熔渣余热高效回收***，高温熔渣采集贮运由上向下至余热回收结束，依次设置了渣罐倾翻机1、破碎粒化机2和环形冷却机3三大部分；

所述渣罐倾翻机1由液压***控制活动翻转台绕固定支架旋转；

所述破碎粒化机2由进料漏斗2-1及驱动机、粒化轮2-5和箱体2-6及挡铁保护板2-4构成；

所述环形冷却机3由传动装置、回转体部分、压轨、给料斗、风箱构成，整体采用密封形式；

所述破碎粒化机2为箱体形，分为左右连通的进料腔和落料腔；

所述进料腔上方设有进料漏斗2-1,进料漏斗2-1一侧设有朝向斜下方的第一进风口2-3；所述第一进风口1内部的下沿设有一将物料向粒化轮2-5导向的导料板2-9；进料漏斗2-1另一侧设有朝下的第三进风口2-2；第一进风口1下方设有第二进风口2-8；进料腔内部设有设置水平方向由电机、主轴驱动的粒化轮2-5，粒化轮2-5的表面焊接固定若干排突起的粒化齿，相邻两排粒化齿的位置呈三角形，粒化齿的外表堆焊抗高温耐磨合金层；

所述落料腔的顶部为一倾斜向下的顶板，所述挡铁保护板2-4逐一地布置在所述顶板下方。

所述落料腔内壁沿着破碎粒化渣粒飞溅轨迹的方向和位置设置若干可更换的挡铁保护板2-4。

本发明的高温熔渣余热回收***包括了渣罐倾翻机、破碎粒化机和环形冷却机三大部分缺一不可构成装置***，特别是增加了适应本发明***，有独特作用效果的破碎粒化机。

本发明的破碎粒化机可以对于800-1700℃的高温固态或固液混合的熔渣均可以进行处理，相对于现有的破碎粒化机，可处理的温度更高，因为其上设计了3个进风口，同时对进料腔鼓风；落在粒化轮上方的物料被击打后朝挡铁保护板2-4飞溅，随后向出料口下落。其中，利用粒化轮转动的方向，只需要在第三进风口2-2处设计一格栅保护板2-10，而第一进风口与第二进风口则基本可以避开粒化轮击打物料后产生的飞溅，因此结构设计上较为巧妙。

高效的冷却功能，对于固态或者液固混合的高温熔渣都可以适用。

进一步，所述破碎粒化机的电机经定扭矩联轴器、减速机驱动粒化轮；

所述粒化轮表面相邻两排粒化齿的位置呈等腰三角形；

所述主轴由水管、旋转接头构成通水冷却结构，主轴采用调心滚子轴承,轴承座采用通水冷却结构；

所述粒化齿的外表堆焊10-15mm厚度的抗高温耐磨合金层；

在箱体内壁由螺栓固定4～8组可更换的挡铁保护板。

为了进一步提高破碎粒化机的效果效率，为了更省事实现实施本发明，提出了细化的一些技术特征和方案。

进一步，所述渣罐倾翻机的结构为：安放固定渣罐的活动翻转台由旋转轴固定在固定支架上，摆动轴固定在固定支架基座上的液压缸活塞杆的伸出端转动固定在活动翻转台的转动轴的不同心位置，可作活动翻转台0°水平位翻转至90°倾翻位浇注后再复位到0°水平位。

进一步，所述环形冷却机的主要结构：

1)传动机为链轮传动，双传动配置，变频电机通过减速器、开式齿轮、链轮带动固定在回转框架转动；

2)回转体部分包括台车、回转框架、台车辊臂、侧轨、支撑轨道、链条支架、链条、台车拦板组成，两根轴联结在回转框架上随同回转框架转动，依靠压轨实现台车在指定的位置翻转和复位；

3)压轨用以限制台车的翻转及卸料后的台车复位，由直轨和曲轨组成；

4)给料斗由料斗、隔墙、平料砣组成，支承在土建平台上；

5)若干风箱安装在机架上，风箱与回转框架密封；

6)卸料斗采用钢板及型钢焊接而成，卸料斗内部设有存料自磨设施；

7)密封形式：台车与风箱之间的密封采用机械密封；台车与烟罩之间采用水密封。

再进一步，台车及回转框架，从上往下俯视逆时针旋转；台车28个，风箱数9个，卸灰阀9个，风机4台，风量55000M³/h；

单机处理能力：60-95t/h；环形冷却机中径：Φ12.5m；台车宽度：1800mm，主传动变频电机转速：320-970r/min。

优选的，箱体2-6内壁设置有耐磨内衬，箱体外壁与耐磨内衬之间布设与外部冷却水源连通水冷却管路结构。

一种根据上述所述高温熔渣余热***的工艺，

所述破碎粒化机的处理结果：矿渣粒度：0mm-80mm；温度：800℃～1700℃；

所述环形冷却机的冷却时间30-78min，环冷一周分四段，分别的温度为第一冷段废气温度800-1000℃，第二冷段500-700℃，第三冷段200-500℃，第四冷段120℃，各段的温差范围为±10％，

料层厚度760±80mm，风压：4300±10％Pa。

本发明的有益效果：

1)本新型工艺无废水、废气外排，后续锅炉无尾气，热量实现充分利用，无热量浪费，实现节能最大化；

2)实现高温熔渣的低能耗干法粒化，保证了实现熔渣潜热充分利用；

3)冶金熔渣粒化机，采用旋转的粒化器机械粉碎熔渣+空气冷却渣粒，能保证粒化渣的质量和渣粒的温度，大大减少了动力费用，处理能力强，不受熔渣温度偏高或偏低的影响。

4)采用环形冷却机余热回收，实行三～四分段工艺，不仅对密封装置采用全新联合的方式，改善了漏风率，同时为了回收环形冷却机烟气收集罩，利用循环风机将利用过的低温烟气送至环形冷却机下风箱，组成烟气密闭式循环，新增的循环风机在相对程度上可以代替原有的环冷鼓风机，降低了电耗，可有效降低电源能耗，另外本环形冷却机实现了比传统冷却机更高温(120～1300℃)物料的热交换。

4)本技术相比于水淬法，每冲制1吨熔渣需消耗新水0.8～1.2吨，循环用水量可节约10吨，这种新型工艺可以避免水资源的浪费，减少环境污染。伴随排放污染物的排放大幅减少，更加符合环保法规，也降低了环保装备成本。

5)***中的破碎粒化机的防粘堵能力和降温能力出色，既可以粒化液态渣，也可以破碎固态渣，同时也能将粒化后的熔渣降温，保持固化状态。配合一定程度的提高后续工艺中的新型环冷机对于高温熔渣的耐高温能力，如此就能对粒度的要求范围很宽，粒化消耗的能耗很低的效果，这样，就使得高温熔渣余热回收变得可行，同时也具有经济型。

6)对粒度的要求范围宽：2～80mm都可以，粒化消耗的能耗就很低。

7)使破碎粒化装置粒化固液态混合渣，同时让粒化后的渣粒降温，变成固态颗粒渣。而且对固态余热回收装置(环形冷却机)的密封和耐温能力进行改进，使其对固态渣的粒度要求不高，又能接受～1300度高温颗粒的固态余热回收装置。使得整个***的高温熔渣余热回收变得可行、有经济型。

附图说明

图1为本发明一种高温熔渣余热回收***从水平方向观察整个***的主视图；

图2为图1的俯视图。

图3是破碎粒化机的主视图。

图4是破碎粒化机的左视图。图中；

1渣罐倾翻机,1-1渣罐、1-2活动翻转台、1-3旋转轴、1-4固定支架、1-5液压缸活塞杆、1-6转动轴、1-7摆动轴；

2破碎粒化机，2-1进料漏斗、2-2第三进风口、2-3第一进风口、2-4挡铁保护板、2-5粒化轮、2-6箱体、2-7出料口、2-8第二进风口、2-9导料板、2-10格栅保护板、2-11支座。

3环形冷却机，3-1台车、3-2压轨、3-3风机、3-4风箱、3-5卸灰阀、3-6回转框架、3-7电机；

具体实施方式

以下结合附图，对本发明***结构组成及相应的工艺要求再作详细阐述,有些是为了取得较好的技术效果而采用的。

(一)采用新的工艺方法，首先渣罐液压倾翻装置，由液压站提供动力,利用液压缸将渣罐1-1从0°水平位翻转至90°倾翻位进行浇注,浇注完毕后,再复位到0°水平位。其主要由活动翻转台1-2、旋转轴1-3、固定支架1-4、轴承座、支座、液压缸和液压站等组成。在活动翻转台1-2上设置有渣罐固定装置，使渣罐1-1在倾翻过程中能安全稳定地固定在活动翻转台1-2上。当吊车将满载的渣罐1-1吊至活动翻转台1-2上方准备落罐时，渣罐固定装置会将渣罐1-1准确定位，平稳安放在活动翻转台1-2上。然后启动液压站开始倾翻：先启动快速阀，液压缸活塞杆1-5伸出，活动翻转台1-2与渣罐1-1一起由0°水平位开始绕旋转轴1-3旋转。确认渣液倒空后,再启动快速阀，使渣罐1-1快速回落至0°水平位，当活动翻转台1-2坐实在固定支架1-4的支撑位上后,关闭快速阀,则这一罐的浇注工作完成。

(二)粒化机

主要粒化机的粒化轮2-5、挡铁保护板2-4等部件在高温条件下工作，受力复杂，磨损严重，故在其工作面上需要堆焊耐磨、耐热合金硬化层。其主要由电动机(带打滑检测)、定扭矩联轴器、减速机、主轴装配、箱体2-6、隔层、托座、主轴冷却装置等组成。

破碎能力：20-60t/h；

处理矿渣粒度：0mm-80mm；

温度：800～1700℃

(三)环形冷却机部分：主要处理物料种类为热矿渣，设计参数如下：

(1)单机处理能力：50-95t/h；

给料温度： 1250℃

给料粒度： 8～50mm

卸料温度： 小于150℃

物料堆比重： 1.7t/m3

环形冷却机中径： Φ12.5m

台车宽度： 1500～2000mm

料层厚度： 760mm

主传动电机转速：320-970r/min

正常冷却时间：30-78min

(2)密封形式采用：上部水封密封

下部机械密封+柔性密封

设备旋向：逆时针旋转(俯视)

台车数量： 28个 风箱数量： 9个 卸灰阀9个

风机： 4台

风量：55000M³/h

风压：4300Pa

侧重机械装置部分：

(1)渣罐液压倾翻机：

1)活动翻转台

活动翻转台1-2主要用来放置渣罐1-1，并带动渣罐1-1一起绕旋转轴1-3旋转，进行倾翻浇注。活动翻转台1-2由底板、渣罐固定装置、支架组以及挡块组成。在支架组伸出端顶部开有贯通的圆孔，用来安装旋转轴1-3,使活动翻转台1-2以此点为支点绕固定支架1-4转动。渣罐固定装置分别设置于活动翻转台1-2的底板支架组和连接板上。在其底板的前后边缘处设置了一对带导向作用的卡槽,与底板焊接在一起，用来卡住渣罐1-1底部的十字筋板。考虑到渣罐受热膨胀，卡槽的宽度要略大于渣罐1-1底部筋板的宽度。卡槽上部焊有导向板，方便吊车将渣罐1-1顺利地吊入卡槽。当活动翻转台1-2转至90°时,渣罐固定装置中的卡槽和挡块可以防止渣罐1-1过翻。并且渣罐1-1的重心在倾翻中心渣罐1-1底部方向，即使没有固定装置的限制，渣罐1-1也能自动复位，因此有双重保护确保渣罐1-1不会过翻。

2)固定支架1-4

固定支架1-4的作用是为活动翻转台1-2提供一个倾翻转动的支点，以及在活动翻转台1-2水平落位时提供一个支撑位。固定支架1-4为框式对称结构，由底板、支架组成。在支架组一的顶部设有支撑板，便于支撑活动翻转台1-2。在底板上安装有一组轴承座，用来安装液压缸的中间耳轴。

3)液压***

液压缸是将活动翻转台1-2绕旋转轴1-3旋转，使渣罐倾翻浇注的顶升机构,安装在活动翻转台的两侧。液压缸的中间耳轴通过轴承座安装在固定支架上，液压缸动力由液压站提供。液压站设有快速阀及慢速阀。快速阀可使活塞杆快速伸缩，慢速阀可使渣罐1-1在浇注时以较慢的速度倾翻。

(2)熔渣粒化机

1)进料漏斗2-1及驱动装置：

熔渣粒化机的进料漏斗2-1部分，为了更好的下料。驱动装置由电动机、定扭矩联轴器、减速机、传动底座等组成。电动机采用Y3系列电动机，电动机和减速机是用定扭矩联轴器联接的。当粒化装置超过负荷时，转矩超过了设定值，定扭矩联轴器打滑，有打滑检测器测出并控制破碎机停机和设备连锁，以保护电动机和粒化装置。

2)粒化轮：

粒化轮2-5由主轴、粒化齿、轴承座、主轴冷却装置等组成。主轴用35#碳钢锻制而成，锻件必须满足Ⅰ级锻件的锻造比的要求，超声波探伤检查，达到3级且没有密集性缺陷为合格。主轴上共有14排破碎齿，每排圆周分布3个，按圆周方向与主轴焊接，每个破碎齿均堆焊有10-15mm厚的抗高温耐磨合金层，以提高破碎齿的使用寿命。堆焊层表面洛氏硬度60HRC以上。破碎齿与主轴相焊接时，相邻齿位置互错60°，这可充分利用电动机功率，并可相对减少尖峰负荷。

主轴采用通水冷却，保证主轴的正常使用。主轴水冷装置由水管、旋转接头等组成。

主轴的轴承采用调心滚子轴承,轴承座采用通水冷却以延长轴承的使用寿命，润滑采用集中自动润滑,由烧结机润滑站供油。

3)箱体2-6及挡铁保护板2-4：

箱体2-6及挡铁保护板2-4，也及挡铁防溅板用钢板焊制而成，为渣粒按照规定轨迹进行破碎粒化，内部上部安装4个可以更换的挡铁保护板2-4。其结构设计要求能便于粒化轮、导料流槽、挡铁等的维护和保养。

(3)环形冷却机3主要部件

1)传动装置为链轮传动，双传动配置，采用变频电机3-7通过减速器、开式齿轮、链轮带动固定在回转框架3-6上的销齿转动，从而使回转框架3-6转动。

2)回转体部分由台车3-1、回转框架3-6、台车辊臂、侧轨、支撑轨道、链条支架、链条、台车拦板等组成。台车材质为特殊耐热铆焊结构，通过两根轴联结在回转框架3-6上，随同回转框架3-6转动，依靠压轨3-2实现台车3-1在指定的位置翻转和复位。回转框架3-6由钢板焊接而成，内外框架用横向的三角梁联接，回转框架3-6用支撑辊支撑，设置侧挡辊防止回转框架3-6的跑偏，轨道材质采用U71Mn。

3)压轨3-2用以限制台车3-1的翻转及卸料后的台车3-1复位，由直轨和曲轨组成，压轨3-2采用材质NM360，以延长其使用寿命。

4)给料斗由料斗、隔墙、平料砣组成，支承在土建平台上，给料斗中平料砣可使台车3-1的料层高度保持在一定的高度，平料砣材质耐热铸钢。

5)风箱3-4共9个，安装在机架上，风箱3-4与回转框架3-6密封。

6)卸料斗采用钢板及型钢焊接而成，在允许范围内尽量做大给排料***留足缓冲时间；卸料斗内部设有存料自磨设施，防止物料对料斗的磨损。

7)密封形式：台车3-1与风箱3-4之间的密封采用机械密封的形式；台车3-1与烟罩之间的密封采用水密封。

8)主要零部件制造要求精度保证：回转部分直径误差小于3mm，内外环同心度小于φ3mm。平面度误差小于2mm，联接误差小于0.04mm(铰孔)。

支撑钢轨和侧轨弯弧直径间误差小于3mm。链条直径误差±1mm。各个螺栓联结部位保证对位无变形。

以上实施例，有的取值是符合本技术方案要求的一定范围，有些则是在范围中的某点值。最后，可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种高温熔渣余热回收***，其特征在于：高温熔渣采集贮运由上向下至余热回收结束，依次设置了渣罐倾翻机(1)、破碎粒化机(2)和环形冷却机(3)三大部分；

所述渣罐倾翻机(1)由液压***控制活动翻转台绕固定支架旋转；

所述破碎粒化机(2)由进料漏斗(2-1)及驱动机、粒化轮(2-5)和箱体(2-6)及挡铁保护板(2-4)构成；

所述环形冷却机(3)由传动装置、回转体部分、压轨、给料斗、风箱构成，整体采用密封形式；

所述破碎粒化机(2)为箱体形，分为左右连通的进料腔和落料腔；

所述进料腔上方设有进料漏斗(2-1),进料漏斗(2-1)一侧设有朝向斜下方的第一进风口(2-3)；所述第一进风口内部的下沿设有一将物料向粒化轮(2-5)导向的导料板(2-9)；进料漏斗(2-1)另一侧设有朝下的第三进风口(2-2)；进料腔内壁与第三进风口(2-2)对应之处设有一排格栅保护板(2-10)；第一进风口下方设有第二进风口(2-8)；进料腔内部设有设置水平方向由电机、主轴驱动的粒化轮(2-5)，粒化轮(2-5)的表面焊接固定若干排突起的粒化齿，相邻两排粒化齿的位置呈三角形，粒化齿的外表堆焊抗高温耐磨合金层；

所述落料腔内壁沿着破碎粒化渣粒飞溅轨迹的方向和位置设置若干可更换的挡铁保护板(2-4)，粒化轮(2-5)转动的方向为：使落在其上方的物料被击打后朝挡铁保护板(2-4)飞溅。

2.如权利要求1所述的高温熔渣余热回收***，其特征在于：所述落料腔的顶部为一倾斜向下的顶板，所述挡铁保护板(2-4)逐一地布置在所述顶板下方。

3.根据权利要求1所述高温熔渣余热回收***，其特征在于，所述破碎粒化机(2)的电机经定扭矩联轴器、减速机驱动粒化轮(2-5)；

所述粒化轮(2-5)表面相邻两排粒化齿的位置呈等腰三角形；

所述主轴由水管、旋转接头构成通水冷却结构，主轴采用调心滚子轴承,轴承座采用通水冷却结构；

所述粒化齿的外表堆焊10-15mm厚度的抗高温耐磨合金层；

在箱体(2-6)内壁由螺栓固定4块可更换的挡铁保护板(2-4)。

4.根据权利要求1所述高温熔渣余热回收***，其特征在于，所述渣罐倾翻机(1)的结构为：安放固定渣罐(1-1)的活动翻转台(1-2)由旋转轴(1-3)固定在固定支架(1-4)上，摆动轴(1-7)固定在固定支架(1-4)基座上的液压缸活塞杆(1-5)的伸出端转动固定在活动翻转台的转动轴(1-6)的不同心位置，可作活动翻转台0°水平位翻转至90°倾翻位浇注后再复位到0°水平位。

5.根据权利要求1所述高温熔渣余热回收***，其特征在于，所述环形冷却机(3)的主要结构：

1)传动机为链轮传动，双传动配置，变频电机(3-7)通过减速器、开式齿轮、链轮带动固定在回转框架(3-6)转动；

2)回转体部分包括台车(3-1)、回转框架(3-6)、台车辊臂、侧轨、支撑轨道、链条支架、链条、台车拦板组成，两根轴联结在回转框架(3-6)上随同回转框架(3-6)转动，依靠压轨(3-2)实现台车(3-1)在指定的位置翻转和复位；

3)压轨(3-2)用以限制台车(3-1)的翻转及卸料后的台车复位，由直轨和曲轨组成；

4)给料斗由料斗、隔墙、平料砣组成，支承在土建平台上；

5)若干风箱安装在机架上，风箱与回转框架(3-6)密封；

6)卸料斗采用钢板及型钢焊接而成，卸料斗内部设有存料自磨设施；

7)密封形式：台车(3-1)与风箱之间的密封采用机械密封；台车(3-1)与烟罩之间采用水密封。

6.根据权利要求1所述高温熔渣余热回收***，其特征在于：箱体(2-6)内壁设置有耐磨内衬，箱体外壁与耐磨内衬之间布设与外部冷却水源连通水冷却管路结构。