[发明专利]一种连续式热态钢渣余热回收系统及其方法

说明书

技术领域

本发明属于余热回收技术领域，特别是涉及一种热态钢渣的余热回收系统及其方法，适用于对炼钢过程中产生的各种流动度的钢渣进行余热回收。

背景技术

钢铁企业余热资源的回收与高效转换一直是世界各国冶金工作者关注的焦点问题。其中，炼钢过程中产生的大量液态钢渣，其温度为1500℃～1700℃，余热品质较高，极具利用价值。目前，国内外钢铁企业均未能有效实现钢渣显热的回收利用。大多数钢厂都采用露天泼渣打水冷却，个别钢厂采用浅盘热泼法、闷罐法、粒化轮水淬法、回转筒法以及风淬法等对钢渣进行处理，但是这些处理方法均未能实现钢渣显热的回收利用。随着能源瓶颈问题的日益加剧，开发高温熔渣显热回收利用技术，填补钢铁企业节能领域的这一空白，将会成为我国钢铁行业内重要的节能技术之一。

风淬粒化热回收法是采用较多的一种钢渣余热回收方法。俄罗斯乌拉尔钢铁研究院开发的风淬钢渣处理工艺附有余热回收装置，在液态钢渣被高压风淬碎后，可冷却至160～200℃，回收余热用于生产热水、蒸汽等。1981年Mitsubishi和NKK合作，在福山制铁所建成世界上第一套转炉钢渣风淬粒化热回收装置，通过辐射和对流换热，渣温从1500℃降到300℃左右时，热回收率可达40％～45％。1988年马钢在国内取得了“钢渣风淬粒化装置”专利(专利号：CN88211276)。目前，该技术在马钢、成钢、石钢等均有应用装置。但是，国内开发的专利技术和应用装置大部分均着眼于钢渣的粒化，而没有对钢渣的显热进行回收。专利号为ZL 200720021048.6的专利《冶金渣显热利用装置》，描述了熔融液态冶金渣经粒化轮离心破碎粒化后，在高压风力作用下，被风淬成颗粒状，进入立式热交换器，在下落过程中通过与空气的热交换，实现钢渣的冷却。上述钢渣处理技术大都采用高压风对液态钢渣进行粒化和冷却，由于所需风量较大，并用水对钢渣进行了淬冷，热回收效率低。同时这类技术只适合处理流动性较好的液态钢渣，随着炼钢技术的进步，钢渣粘度有增大趋势，这不利于液态钢渣的安全与高效处理。

申请号为200510047090.0的专利《一种高炉渣显热回收系统及生产工艺》处理对象为高炉渣，其生产工艺是由初冷-破碎单元、气-渣热交换单元、余热锅炉组成，其中气-渣热交换单元采用的是链蓖机结构或渣罐结构。申请号为200810229556.2的专利建立了一套高炉渣显热回收系统，包括转杯、渣粒捕集器和余热锅炉。高温液态炉渣经渣流槽进入高速旋转的转杯中并沿转杯切线方向甩出，在此过程中破碎为渣粒，渣粒撞到渣粒捕集器的水冷壁，在水冷壁进一步凝固。专利200910097365.X的系统将高温液态钢渣倒入钢渣流量分配器，从钢渣流量分配器流出的液态钢渣落到水冷粒化轮上而被破碎抛出，落入一次流化床与空气换热，从一次流化床排出的热渣粒储存在热渣粒储仓中，再通过二次流化床热交换器冷却到350℃左右排出。但这三种方法采用渣输送带输送传输或经过多次换热，使得换热工作不连续，热量有损失，因而热回收效率较低，同时，使得设备复杂，整体结构不紧凑。

另外，申请号为94107284.3的专利《钢铁渣显热回收新方法》采用液态金属锡作为热载体与呈球团状的液体或固体钢铁渣进行直接接触式换热来回收钢铁渣的高温显热，热回收效率较高。但是采用这种方法不易将金属锡和钢渣的彻底分离，造成了金属锡的浪费，同时该法不适合于工业化大规模应用。日本NKK公司将熔融钢渣注入2个转鼓之间，转鼓内通入空气，渣在2个转鼓的挤压下形成一层薄渣片并粘附到转鼓上，薄渣片在转鼓的表面迅速冷却，热量由转鼓内流动空气带走实现余热回收。但采用这种方法，薄渣片粘在转鼓上须用耙子将其捣下，设备的热回收率和寿命较低，并且所得渣呈片状，不易利用。

综上可见，现有余热回收系统和工艺存在能耗大、对钢渣流动性要求高以及热回收效率低等问题，且难以大规模处理钢渣。目前尚没有一种能耗低、适应不同流动度的热态钢渣余热回收工艺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热态钢渣的余热回收系统及其方法，能对具有不同流动度的热态钢渣进行连续输送和破碎的同时，以空气为热交换介质进行钢渣的余热回收，并可实现规模化生产。