一种外燃式废钢预热竖炉及其预热方法技术

本发明专利技术的一种外燃式废钢预热竖炉及其预热方法，属于冶金领域，竖炉包括外燃式燃烧炉、废钢预热竖炉和烟气活性炭处理系统；废钢预热竖炉内设有机械手，废钢预热竖炉侧壁设有下环形烟道和上环形烟道，下环形烟道和上环形烟道一侧通过支气管与废钢预热竖炉连接，另一侧通过管道与外燃式燃烧炉连接；废钢预热竖炉内包括有二次燃烧区。预热时，向废钢预热竖炉内分层加入废钢；外燃式燃烧炉产生烟气，经由下、上环形烟道通入废钢预热竖炉内，对废钢进行分层预热，获得预热后废钢与换热后烟气，废钢进行出钢操作。该设备及方法能够大幅提高热效率，减少碳排放，解决废钢预热过程烟气难治理难题，废钢预热烟气排放可以全部达标；同时减少废钢烧损。废钢烧损。

【技术实现步骤摘要】
一种外燃式废钢预热竖炉及其预热方法


[0001]本专利技术属于冶金领域，特别涉及一种外燃式废钢预热竖炉及其预热方法。

技术介绍

[0002]随着我国经济多年的高速发展，每年社会产生废钢量越来越大，废钢既是固废，也是资源。目前处理该固废的主要工艺有两个。一是电炉熔化冶炼；二是通过转炉过剩的热量熔化冶炼。电炉冶炼需要消耗电能，而电能是二次能源，综合排放量大。因为我国目前还是以火力发电为主。热电转换就有60％左右的能源浪费掉了。用现有转炉余热冶炼多消耗废钢是最合理的。余热利用节能，成本低，排放少，还无需建设投资大的电炉。但是转炉的余热量有限，消耗废钢有限。钢铁企业为了让转炉多消化废钢，目前多采用废钢加热的办法，采用的工艺有铁水罐氧燃枪加热、钢水包氧燃枪加热，这种加热方式存在一些列问题。热效率不到40％；烟气无法得到很好的处理，由于是间歇式加热，烟气温度变化极大，导致烟气无法脱硝。受环境限制，烟气的硫、二噁英、重金属也无法脱除。因此这种方法一旦环保管理部门知情后不会让此种工艺存在。目前石家庄巨力科技股份有限公司专利技术的一种废钢预热装置也只是做了烟气除尘。而且该专利在出废钢环节也存在问题。我们在一次能源竖炉废钢冶炼技术的基础上，开发了竖炉废钢预热工艺。解决了上述问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是克服上述现有技术存在的不足，提供一种外燃式废钢预热竖炉及其预热方法。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0005]一种外燃式废钢预热竖炉，包括外燃式燃烧炉1、废钢预热竖炉2和烟气活性炭处理系统3；所述的废钢预热竖炉2内设有机械手9，用于托扶废钢。
[0006]所述的废钢预热竖炉2侧壁设有下环形烟道7和上环形烟道8，所述的下环形烟道7和上环形烟道8一侧通过支气管与废钢预热竖炉2连接，另一侧通过管道与外燃式燃烧炉1连接。
[0007]所述的机械手9设置若干个，优选2个，由下向上依次包括第一机械手和第二机械手，与炉底出料翻板阀共同作用，用于托扶废钢，分层预热出料，具体包括第一层废钢，第二层废钢和第三层废钢。
[0008]所述的废钢预热竖炉2高度取决于预热废钢种类、出料频率、预热烟气温度、烟气量和引风机的引风压力。要控制排烟温度在200℃以下。排烟温度高热效率低，也不利于除尘滤料选择。其中，当：
[0009]废钢比表面积大，烟气阻力大，换热效率高，竖炉高度相对取低；反之，则竖炉高度相对取高；
[0010]出料频率快，温差梯度大，竖炉高度相对取低；烟气温度高、烟气量大，相对带入的热量多，竖炉高度相对取高；
[0011]引风机引风压力作为限制竖炉高度的重要因素，引风机的引风能力要保证外燃炉的烟气能够引入竖炉。
[0012]所述的废钢预热竖炉2侧壁与下环形烟道7连通的支气管设在距离炉底300
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500mm处，以避免高温烟气对炉底设备造成伤害。
[0013]所述的废钢预热竖炉2侧壁与上环形烟道8连通的支管设在距离第一层机械手上200
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400mm处，以避免高温烟气对机械手造成伤害。
[0014]所述的废钢预热竖炉2内包括有二次燃烧区，所述的二次燃烧1区设置于第一层废钢顶部和第一层机械手之间。所述的二次燃烧区设有助燃气体喷嘴10，并在该区设置小型常燃燃烧枪11，用于点火。
[0015]所述的废钢预热竖炉2设有二次燃烧室12，所述的二次燃烧室12设置于外燃式燃烧炉1与上环形烟道8连接管道上，所述的二次燃烧室12设二燃室助燃气体喷嘴13，二次燃烧室12前设置耐材阀门14。
[0016]所述的废钢预热竖炉上方设有加料系统，所述的加料系统为等静压封闭加料系统16，所述的等静压加料系统16由下等静压室和上等静压室组成，所述的下等静压室由下加料翻板密封阀和中密封翻板阀组成。上等静压室由中密封翻板阀和上密封板组成，所述的中密封翻板阀作为下等静压室和上等静压室之间的共用密封翻板阀。
[0017]所述的废钢预热竖炉2底部设有翻板卸料阀17和等静压出料系统15，包括出料等静压室，出料等静压室上方由翻板卸料阀17封闭，侧面设侧封闭板18，用于取废钢槽。保温废钢槽19设于出料等静压室内，用于盛接预热后废钢。
[0018]所述的烟气活性炭处理系统3由管道反应器和喷粉设备组成，所述的喷粉设备设置在管道反应器的入口处，从入口处喷入的粉体与烟气紊流混合，吸附脱除烟气中的硫、二噁英、苯并芘等有害气体。
[0019]所述的烟气活性炭处理系统3依次连接除尘系统4，引风机5和烟囱6，其中：
[0020]所述的除尘系统4将管道反应器吸附反应后的活性炭和粉尘一并脱除；
[0021]所述的引风机5为整个烟气余热利用处理系统提供动力，引风机电机为调频电机。
[0022]一种外燃式废钢预热方法，采用上述外燃式废钢预热竖炉进行，包括以下步骤：
[0023](1)经加料系统，向废钢预热竖炉2内，分层加入废钢；
[0024](2)外燃式燃烧炉1产生烟气，经由下环形烟道7和上环形烟道8通入废钢预热竖炉2内，对废钢进行分层预热，获得预热后废钢与换热后烟气，废钢进行出钢操作。
[0025]所述的步骤(1)中，废钢加入过程为：打开上密封板，把废钢加入上等静压室，关闭上密封板，然后打开中密封翻板阀，将废钢落入下等静压室，关闭中密封翻板阀，向废钢预热竖炉2内加入废钢时，打开下加料翻板密封翻板阀，将废钢加入废钢预热竖炉2内。上部区域负压大，采用双层等静压室，可以避免系统泄压而影响系统引风压力。
[0026]所述的步骤(1)中，单层废钢加入量由废钢后续应用确定，当为转炉冶炼供应废钢，每层废钢废钢量与转炉每次加入量相等或是转炉加入每层加入量的一半；当为电弧炉供应废钢，则就按照电弧炉加入量的二分之一或三分之一，以便于操作。
[0027]所述的步骤(1)中，第一层废钢由炉底出料翻板阀托扶，第二层废钢由第一层机械手托扶，第三层废钢由第二层机械手托扶，如果设计有第四层废钢，就设计第三层机械手托扶第四次废钢。
[0028]所述的步骤(1)中，当第一层废钢由于预热到软化状态时，废钢密度增加，透气性变差，烟气阻力增大，当阻力增加到设计值时，打开二次燃烧室的耐材阀门14，让烟气直接进入第二层废钢，烟气在进入上环形烟道8前，在二次燃烧室12喷入助燃气体进行二次燃烧。由于这时过剩的燃气量相对少，烟气温度又比较高，喷入的助燃气体过剩系数较低就可以燃烧。这种高温低氧燃烧基本不产生氮氧化物。
[0029]所述的步骤(2)中，废钢出钢过程为：打开炉底密封翻板阀卸料，预热后的高温废钢落入等静压室的保温废钢槽内，然后关闭炉底封闭翻板阀，打开等静压室的侧密封板，取出保温废钢槽，关闭侧密封板，完成一次出料；出完废钢后，撤出第一层机械手放料，放料后的第一层机械手恢复到接料状态，然后第二层机械手放料，第二层机械手放料后恢复到接料状态，然后上部加料系统向炉内加料。
[0030]所述的步骤(2)中，换热后烟气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种外燃式废钢预热竖炉，其特征在于，包括外燃式燃烧炉、废钢预热竖炉和烟气活性炭处理系统；所述的废钢预热竖炉内设有机械手，所述的废钢预热竖炉侧壁设有下环形烟道和上环形烟道，所述的下环形烟道和上环形烟道一侧通过支气管与废钢预热竖炉连接，另一侧通过管道与外燃式燃烧炉连接；废钢预热竖炉与烟气活性炭处理系统连接，所述的废钢预热竖炉内包括有二次燃烧区。2.根据权利要求1所述的种外燃式废钢预热竖炉，其特征在于，所述的机械手设置若干个。3.根据权利要求2所述的种外燃式废钢预热竖炉，其特征在于，所述的机械手设置2个，由下向上依次包括第一机械手和第二机械手，与炉底出料翻板阀共同作用，用于托扶废钢，分层预热出料，具体包括第一层废钢，第二层废钢和第三层废钢。4.根据权利要求1所述的种外燃式废钢预热竖炉，其特征在于：所述的废钢预热竖炉侧壁与下环形烟道连通的支气管设在距离炉底300
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500mm处；所述的废钢预热竖炉侧壁与上环形烟道连通的支管设在距离第一层机械手上200
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400mm处，以避免高温烟气对机械手造成伤害。5.根据权利要求3所述的种外燃式废钢预热竖炉，其特征在于，所述的二次燃烧区设置于第一层废钢顶部和第一层机械手之间，所述的二次燃烧区设有助燃气体喷嘴和常燃燃烧枪。6.根据权利要求1所述的种外燃式废钢预热竖炉，其特征在于：所述的废钢预热竖炉设有二次燃烧室，所述的二次燃烧室设置于外燃式燃烧炉与上环形烟道连接管道上，所述的二次燃烧室设二燃室助燃气体喷嘴，二次燃烧室前设置耐材阀门；所述的废钢预热竖炉上方设有加料系统，所述的加料系统为等静压封闭加料系统，所述的等静压加料系统由下等静压室和上等静压室组成，所述的下等静压室和上等静压室由下向上依次包括加料翻板密封阀、中密封翻板阀和上密封板组成；所述的废钢预热竖炉底部设有翻板卸料阀和等静压出料系统，包括出料等静压室，出料等静压室上方由翻板卸料阀封闭，侧面设侧封闭板，用于取废钢槽；保温废钢槽设于出料等静压室内，用于盛接预热后废钢；所述的烟气活性炭处理系统由管道反应器和喷粉设备组成，所述的喷粉设备设置在管道反应器的入口处，从入口处喷入的粉体与烟气紊流混合，吸附脱除烟气中的硫、二噁英、...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙中强，
申请(专利权)人：沈阳东大山汇环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：