预热凹槽及电炉连续加料强化预热装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种预热凹槽及电炉连续加料强化预热装置与方法，属于电炉炼钢领域。该装置采用特殊结构的预热凹槽，烧嘴设置在预热凹槽的底部处，通过预热凹槽结构，使物料在输送断面有新的构型，实现了炉子或容器连续加料过程中的对物料的可控穿透式预热，该技术解决了传统涵道式连续加料技术只能物料表面预热的缺点，实现了热烟气穿透废钢间隙，从而能高效地预热废钢。该装置和方法极大提高了热烟气对物料预热效率，可用部分低品燃料替代电能，并使得生产更环保，设备简单可靠，并且较为紧凑，占地空间小，具广泛的推广价值。

Device and method of strengthening preheating by preheating groove and electric furnace continuous feeding

【技术实现步骤摘要】
预热凹槽及电炉连续加料强化预热装置与方法
本专利技术属于电炉炼钢领域，具体涉及一种预热凹槽及电炉连续加料强化预热装置与方法。
技术介绍
“节能降耗、环保、自动化”始终是电弧炉炼钢技术发展的核心点，依据能量守恒定律，电炉冶炼中钢水熔炼所需要的能量是恒定的，欲降低电炉冶炼电耗，可通过电炉烟气的余热回收、化学能部分替代电能等技术手段。电能是一种高级能源，其传统的石化燃料—电能的生产过程有较高的能量折损(常见转换效率为40％)，而电炉中的电能—钢液热能的传递效率又只有70％(考虑烟气、炉渣带走的能量、炉体热损失、电网损耗、操作损耗等)；因此，若能实现化学能变成热能、即能直接以较高效率输入电炉，则可以大大减少电炉电能的消耗。也就是说，用化学能部分替代电能是一种较为经济的生产模式。废钢预热型电弧炉是一种节能型电弧炉，从上世纪80年代末兴起的电弧炉废钢烟气预热技术是典型的节能技术，代表性技术如CONSTEEL(US5400358)。CONSTEEL技术经历近30年的发展，相对较为成熟，其平熔池冶炼减少了电网冲击，具有减少电炉本体维护的优点，在实际生产中也有一定的节能效果。但CONSTEEL在使用过程中表现出了节电效果不如竖炉的问题。随着石油天然气等低碳化学能价格的下降，使得在CONSTEEL上引入外部化学能成为一个经济的方法。在输送带上加入化学能，可以提高现有CONSTEEL的废钢预热效能，类似思路在改进型CONSTEEL(如CN103003453B、CN104583700A、CN107460274A等专利申请)上有所体现。在传统的CONSTEEL(US5400358)上，烟道上装有喷嘴或烧嘴也是引入外部化学能的体现，但传统的CONSTEEL由于预热涵道同时也作为总的烟气通道使用，导致通道的面积大，高度高，使得烧嘴燃气与废钢的热交换不充分，不仅热效率不高，设备还庞大。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种预热凹槽及电炉连续加料强化预热装置与方法，在相同的化学能输入上能够获得更有效废钢预热效果，并且能够抑制废钢预热过程中二噁英产生。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种预热凹槽，包括U型槽体，槽体上设有托料板与侧壁孔Ⅰ；其中托料板有两个，沿槽体的长度方向，两托料板对应设置在槽体两侧壁的内侧面上，两个托料板之间间隔一定距离以形成下落物料的槽口；两托料板距离槽体的底板一定距离，若干个侧壁孔Ⅰ对应开设在位于托料板下方的槽体的两侧壁上。进一步，沿槽体长度方向，位于槽体两侧壁上的侧壁孔Ⅰ间隔交替设置。进一步，托料板上靠近槽体中心面的一侧设有隔挡物料的凸沿或隔挡板。进一步，相对于槽体底板所在的水平面，托料板倾斜或水平设置在槽体的侧壁上；托料板倾斜设置时，其以朝着槽体中部滑落物料的方向设置。进一步，槽体的底板与槽体的两侧壁间通过斜侧板衔接，侧壁孔Ⅰ开设在位于托料板下方、斜侧板上方的槽体侧壁上。进一步，各侧壁孔Ⅰ的孔口均高于槽体底板一定距离。进一步，槽体的底板内侧面上设有沿槽体长度方向延伸的耐磨导向条，若干根耐磨导向条沿槽体宽度方向间隔排列。进一步，托料板的上端面上设有沿槽体长度方向延伸的耐磨导向条，若干根耐磨导向条沿托料板的宽度方向间隔排列。进一步，槽体与托料板内部具有冷却空腔。一种电炉连续加料强化预热装置，包括烟罩，还包括如上述的预热凹槽，烟罩罩扣在预热凹槽的顶部。进一步，烟罩上开设有侧壁孔Ⅱ，若干个侧壁孔Ⅱ与预热凹槽上的侧壁孔Ⅰ一一对应设置，各对应设置的侧壁孔Ⅱ与侧壁孔Ⅰ间通过环流管相接通。进一步，烟罩为U型罩体，沿罩体的长度方向，侧壁孔Ⅱ开设在罩体的两侧壁上。进一步，还包括带有吸气室的烧嘴，吸气室接在预热凹槽的各侧壁孔Ⅰ处，环流管一端通过吸气室与侧壁孔Ⅰ相接通。进一步，预热凹槽的各侧壁孔Ⅰ外对应设有可向侧壁孔Ⅰ内喷吹燃气的烧嘴或煤粉燃烧器。进一步，还包括燃烧炉，预热凹槽的各侧壁孔Ⅰ通过热风导风管与燃烧炉相接通。进一步，还包括通过动态密封与预热凹槽相衔接的配料输送槽，配料输送槽是在矩形槽底部中心处朝着深度方向继续延伸出等腰梯形凹槽而成，其中等腰梯形凹槽的小端向下。进一步，还包括移动式的小车连接槽，小车连接槽的两端对应与预热凹槽以及电炉的入料端相衔接。进一步，预热凹槽与喷嘴或煤粉燃烧器之间设有缝隙密封。一种电炉连续加料强化预热方法，预热凹槽和烟罩共同构成输送物料和流经烟气的预热涵道，在预热凹槽的槽体两侧壁内侧各对应设置一个导通整个槽体的托料板，在位于托料板下方的槽体两侧壁上开设若干用于侧壁孔Ⅰ，通过两托料板将预热凹槽的槽体内腔分隔成上下层结构，两托料板之间断开以形成下落物料的槽口。通过各托料板的宽度bb、托料板的底端面与槽体底板面之间的高度hh、以及两托料板之间槽口的宽度ww，控制输送在预热凹槽内的物料的堆形，确保物料通过托料板及其之间的槽口下落并堆在槽体中心区域处且不会封堵住侧壁孔Ⅰ，同时确保物料封住槽口且托料板上方也铺设有物料。由托料板、托料板下方具有侧壁孔Ⅰ的槽体侧壁、以及通过槽口下落至槽体中心区域处的物料共同构成了贯通整个预热凹槽的烟气弥散腔；通过烟罩与预热凹槽之间的烟气通道以及物料堆两侧的烟气弥散腔，共同对涵道内的物料进行预热。进一步，预热涵道处设置有向涵道内喷入燃料的烧嘴或喷嘴，将烧嘴或喷嘴与侧壁孔Ⅰ对应设置，通过烧嘴或喷嘴向烟气弥散腔内喷入燃料。进一步，在烟罩上对应开设侧壁孔Ⅱ，各设置在预热凹槽两侧壁的烧嘴均带有吸气室，吸气室一端与侧壁孔Ⅰ相接，另一端通过环流管与各侧壁孔Ⅱ相连接；通过烧嘴或喷嘴的射流作用，将烟气通道中的部分烟气导入烟气弥散腔内。进一步，通过与能源装置相连接的热风导风管、将能源装置燃烧释放出的热量/热烟气导入烟气弥散腔内。本专利技术的有益效果在于：(1)该预热凹槽改变了槽型结构，其采用的深槽结构，使得料层为传统连续加料的1.2～3倍，在相同长度下，该预热凹槽可储存更多废钢进行预热，不仅意味着物料有更好的预热效果，还使得该预热凹槽具有缩短长度的基础与优势，若是选择缩短预热凹槽长度，即可缩短整个生产设备的长度，从而降低热散失。(2)该预热凹槽能重新构造废钢料在槽体中的堆型，使得废钢料两侧形成了可以流经高温气体的烟气弥散腔，该烟气弥散腔能使高温烟气弥散到废钢料的空隙中，实现穿透式预热，从而使通过侧壁孔Ⅰ输入的外部化学能获得更高的化学能热效率，这大大节省了电炉熔炼所需的电能和总能源消耗。(3)由于烟气弥散腔存在于预热凹槽的两侧且贯通整个预热凹槽，使得烟气穿透物料层的面积较大；同时，料层厚度适中，烟气在物料中做扩散运动的阻力就较小，这为电炉烟气对物料进行环流预热提供了基础条件，也为低热值燃气的使用提供了结构设备上的条件。即使烧嘴不工作，烟气弥散腔仍能作为部分电炉烟气的烟气通道，该部分烟气同样可以实现对废钢的穿透式预热。(4)传统的连续加料输送槽底部的废钢料因无法接触主本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种预热凹槽，其特征在于：包括U型槽体，槽体上设有托料板与侧壁孔Ⅰ；其中托料板有两个，沿槽体的长度方向，两托料板对应设置在槽体两侧壁的内侧面上，两个托料板之间间隔一定距离以形成下落物料的槽口；两托料板距离槽体的底板一定距离，若干个侧壁孔Ⅰ对应开设在位于托料板下方的槽体的两侧壁上。/n

【技术特征摘要】
1.一种预热凹槽，其特征在于：包括U型槽体，槽体上设有托料板与侧壁孔Ⅰ；其中托料板有两个，沿槽体的长度方向，两托料板对应设置在槽体两侧壁的内侧面上，两个托料板之间间隔一定距离以形成下落物料的槽口；两托料板距离槽体的底板一定距离，若干个侧壁孔Ⅰ对应开设在位于托料板下方的槽体的两侧壁上。


2.根据权利要求1所述的预热凹槽，其特征在于：沿槽体长度方向，位于槽体两侧壁上的侧壁孔Ⅰ间隔交替设置。


3.根据权利要求1或2所述的预热凹槽，其特征在于：托料板上靠近槽体中心面的一侧设有隔挡物料的凸沿或隔挡板。


4.根据权利要求3所述的预热凹槽，其特征在于：相对于槽体底板所在的水平面，托料板倾斜或水平设置在槽体的侧壁上；托料板倾斜设置时，其以朝着槽体中部滑落物料的方向设置。


5.根据权利要求4所述的预热凹槽，其特征在于：槽体的底板与槽体的两侧壁间通过斜侧板衔接，侧壁孔Ⅰ开设在位于托料板下方、斜侧板上方的槽体侧壁上。


6.根据权利要求3所述的预热凹槽，其特征在于：各侧壁孔Ⅰ的孔口均高于槽体底板一定距离。


7.根据权利要求3所述的预热凹槽，其特征在于：槽体的底板内侧面上设有沿槽体长度方向延伸的耐磨导向条，若干根耐磨导向条沿槽体宽度方向间隔排列。


8.根据权利要求3所述的预热凹槽，其特征在于：托料板的上端面上设有沿槽体长度方向延伸的耐磨导向条，若干根耐磨导向条沿托料板的宽度方向间隔排列。


9.根据权利要求3所述的预热凹槽，其特征在于：槽体与托料板内部具有冷却空腔。


10.一种电炉连续加料强化预热装置，包括烟罩，其特征在于：还包括如权利要求4～9任一所述的预热凹槽，烟罩罩扣在预热凹槽的顶部。


11.根据权利要求10所述的电炉连续加料强化预热装置，其特征在于：烟罩上开设有侧壁孔Ⅱ，若干个侧壁孔Ⅱ与预热凹槽上的侧壁孔Ⅰ一一对应设置，各对应设置的侧壁孔Ⅱ与侧壁孔Ⅰ间通过环流管相接通。


12.根据权利要求11所述的电炉连续加料强化预热装置，其特征在于：烟罩为U型罩体，沿罩体的长度方向，侧壁孔Ⅱ开设在罩体的两侧壁上。


13.根据权利要求12所述的电炉连续加料强化预热装置，其特征在于：还包括带有吸气室的烧嘴，吸气室接在预热凹槽的各侧壁孔Ⅰ处，环流管一端通过吸气室与侧壁孔Ⅰ相接通。


14.根据权利要求10所述的电炉连续加料强化预热装置，其特征在于：预热凹槽的各...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄其明，谈存真，张豫川，张建，杨宁川，刘春霆，施维枝，干明，
申请(专利权)人：中冶赛迪工程技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50