一种利用烟气对废钢进行预热的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用烟气对废钢进行预热的方法，包括如下工艺步骤：（1）使用电炉中产生的部分高温烟气对位于废钢预热装置中的废钢进行预热；（2）将预热过废钢的烟气从下烟气出口管输出，电炉的另一部分高温烟气从上烟气出口管输出，两股烟气通过一烟气汇合管道进行汇合；（3）将进行汇合后的烟气进行燃烧沉降、热能回收、净化和除尘处理；其中，在进行热能回收时，在余热锅炉烟道尾部烟气冷却过程中，向烟道中喷入氨气或液氨，以降低二噁英的产生；在步骤（1）对废钢进行预热的同时，向废钢中按炼钢需求比例加入生石灰。本发明专利技术在对废钢进行预热的同时，可最大限度地回收热量，而且可最大限度地减少二噁英的产生。限度地减少二噁英的产生。限度地减少二噁英的产生。

【技术实现步骤摘要】
一种利用烟气对废钢进行预热的方法


[0001]本专利技术属于炼钢领域，尤其涉及一种利用烟气对废钢进行预热的方法。

技术介绍

[0002]随着社会工业化进程的加快，钢铁的需求量大大增加，推动钢铁工业迅速发展。但是在社会工业化进程加快的同时，环境污染也日益严重，环保压力日益凸显，国家对节能环保的要求日益提高。
[0003]电炉又称电弧炉，是冶炼企业常见的一种生产设备，电炉炼钢技术作为短流程炼钢，与转炉炼钢相比，其污染相对较小，同时可以消耗大量废钢，已经成为主要的冶炼手段之一。
[0004]电炉一般使用废钢碎料为原料进行冶炼，冶炼过程中会高达1000℃以上的非稳态高温炉气，因为高温炉气中含有大量的煤气和灰尘，如果将高温炉气直接排放到大气中，会造成严重的大气污染，危害人们赖以生存的生态环境以及人们的身体健康，而且会造成大量的热量浪费，尤其是现代超高功率电弧炉炼钢过程中，由排放烟气带走的热量最多能占到输入电能的一半，如此多的热量任由其耗散在排烟管道和周围环境中，是对资源和能源的极大浪费。
[0005]而对于这部分热量的回收，则有以下几个难点:第一，烟气温度高，最高时达1000℃以上；第二，烟气温度交变幅度大，平均每35～50分钟冶炼一炉钢，其温度在常温到1000℃之间频繁波动；每炉钢产生的烟气量也随冶炼期而波动，呈现出强周期性变化；第三，烟气中粉尘含量高。故，要充分回收这部分热量，需要解决在非稳态条件下的高温，高含尘，灰堵等问题。
[0006]在对高温炉气的处理方面，现有的方法包括采用循环水激冷或风冷来降低烟气温度或用高温炉气对需要加入的废钢进行预热。但是，第一种方法虽然尾气环保，但是不仅热量没有得到回收，浪费了大量的高品位能源，而且消耗电力和水资源，造成极大的能源和资源的浪费；第二种方法中，如若用于电弧炉炼钢的废钢是清洁的，那么此类技术可以比较完美地实现对烟气中热量的部分回收，而不会对周边环境造成负面影响；所谓的清洁，是指废钢中不含油脂、油漆和塑料等有机化合物，特别是含氯的有机化合物。然而，清洁的废钢通常意味着来源少、价格高，这对于炼钢生产率和成本控制是不利的。来源广、价格低的废钢通常是社会废钢，此类废钢来自社会上各行各业的废弃产品，且回收过程中混杂在一起，基本上都不是清洁的。故在利用烟气热量预热此类废钢的过程中，烟气在其流动的上游阶段温度较高，可将废钢中混杂的有机化合物分解成有机小分子、一氧化碳和二氧化碳等的混合物；在流动过程中随着烟气的热量不断传递给温度较低的废钢，烟气温度不断降低；一般地，当温度降低至约850～250℃的区间时，尤其是250
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450℃是二噁英形成和再合成的强温度区间，烟气内含有的这些混合物会开始反应并快速生成高致癌的二噁英，如果后续没有针对二噁英的处理措施，其将随除尘后的除尘灰和尾气进入生产和生活环境，对人类和其它生物的健康造成永久性伤害。
[0007]对于用高温炉气对需要加入的废钢进行预热这种余热回收方法中存在的二噁英污染的问题，目前行之有效的处理措施是：将富含二噁英且温度较低的烟气用烧嘴加热至850℃以上并保持一定的时间，让二噁英在此高温下这种充分分解；然后，以喷淋水雾冷却的方式将其快速冷却至约250℃以下。如若不然，二噁英的分解产物在随后的缓慢冷却经历约850～250℃的区间时，又将重新反应并快速生成二噁英。但是，全部依靠烧嘴加热预热后的烟气到850℃以上并保持一定时间的话，烧嘴的燃烧需要额外消耗较多天然气，对于天然气供应充足且价格合理的地区，这种方法是经济上较为可行的，反之，则需要其它的可替代方案。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是提供一种既能充分利用电炉炼钢的余热、创造最大的节能效益，又能在尽量减少能源投入的同时尽量避免二噁英的产生、使得尾气环保的利用废钢炼钢时减少二噁英产生的利用烟气对废钢进行预热的方法。
[0009]本专利技术是通过以下技术方案来实现的：一种利用烟气对废钢进行预热的方法，包括如下工艺步骤：使用电炉中产生的部分高温烟气对位于废钢预热装置中的废钢进行预热，所述废钢预热装置的出料口与位于电炉侧面的电炉废钢入口相连接，以便于给电炉进行废钢投料和便于电炉部分高温烟气进入废钢预热装置；将预热过废钢的烟气从设置于所述废钢预热装置上部的一下烟气出口管输出，一上烟气出口管与位于所述电炉上方的烟道连接以便于电炉的另一部分高温烟气从该上烟气出口管输出，然后让所述上烟气出口管中输出的温度较高的烟气与下烟气出口管中输出的温度较低的烟气通过一烟气汇合管道进行汇合后再输入下一道工序，以便于在尽量不需要额外输入热量的情况下能更容易保证进入后道工序的烟气温度总体处于可避免或尽量减少烟气中二噁英产生的较高的温度；将进行汇合后的烟气依次输入蓄热式燃烧沉降室、余热锅炉和除尘系统而进行燃烧沉降、热能回收、净化和除尘处理；其中，在余热锅炉中进行热能回收时，在烟道尾部烟气冷却过程中，向烟道中喷入氨气或液氨，以降低二噁英的产生；在步骤（1）对废钢进行预热的同时，向废钢中加入生石灰。
[0010]生石灰作为碱性物质粉料随废钢一起预热再进入电炉，在600～800℃温度区间可减少导致二噁英生成的有效氯源，最高可使有效氯源减少60%～80%，抑制二噁英的生成，而且，由于生石灰本身是电炉炼钢的原料之一，在废钢预热时加入生石灰不会额外增加成本。与预处理去除废钢中的有机物不同，生石灰的加入主要目的在于减少二噁英生成的氯源并作为原料进入电炉，抑制二噁英的同时，不会引入新的杂质。
[0011]随废钢一起进入电炉的生石灰的加入量为炼钢所需生石灰量的1/2～1/3，其余在炼钢时需要加入的生石灰在硅、锰氧化结束、第一批渣料基本融化好后加入。
[0012]作为优选，所述步骤（1）中，所述废钢预热装置的内部底部带有推钢机构，所述推钢机构与所述废钢预热装置的出料口相对设置；所述废钢预热装置的底部设有行走机构。
[0013]作为优选，所述步骤（1）中，所述废钢预热装置为一个废钢预热井。
[0014]作为优选，所述废钢预热装置上配置有煤气燃烧喷嘴和控制装置，可用于在初始
烟气温度不高时给废钢预热，同时提高汇合后的烟气温度到850℃以上以减少二噁英的产生和利于后期烟气利用。
[0015]更优地，所述上烟气出口管上和下烟气出口管上均设有流量调节装置，所述烟气汇合管道上设有温度检测装置和流量调节装置，当检测到烟气汇合管道中汇合后的烟气温度低于850℃时，采用加大上烟气出口管出口流量或减小下烟气出口管出口流量中的至少一种方法，使得汇合后的烟气温度高于850℃；进一步优选地，当检测到烟气汇合管道上的在预设时间内低于850℃时，控制装置发出指令开启废钢预热装置中的煤气燃烧喷嘴燃烧对废钢进行加热，使烟气汇合后的温度依然高于850℃。
[0016]所述预设时间为1
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100s，比如1s,2s,3s,4s,5s,10s,20s,30s,40s,60s,70s,80s,90s,100s。
[0017]作为优选，所述步骤（1）中，在废钢本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用烟气对废钢进行预热的方法，其特征在于，包括如下工艺步骤：（1）使用电炉中产生的部分高温烟气对位于废钢预热装置中的废钢进行预热，所述废钢预热装置的出料口与位于电炉侧面的电炉废钢入口相连接，以便于给电炉进行废钢投料和便于电炉部分高温烟气进入废钢预热装置；（2）将预热过废钢的烟气从设置于所述废钢预热装置上部的一下烟气出口管输出，一上烟气出口管与位于所述电炉上方的烟道连接以便于电炉的另一部分高温烟气从该上烟气出口管输出，然后让所述上烟气出口管中输出的温度较高的烟气与下烟气出口管中输出的温度较低的烟气通过一烟气汇合管道进行汇合后再输入下一道工序，以便于保证进入后道工序的烟气温度总体处于可避免或尽量减少烟气中二噁英产生的较高的温度；（3）将进行汇合后的烟气依次输入蓄热式燃烧沉降室、余热锅炉和除尘系统而进行燃烧沉降、热能回收、净化和除尘处理；其中，在余热锅炉中进行热能回收时，在烟道尾部烟气冷却过程中，向烟道中喷入氨气或液氨，以降低二噁英的产生；在蓄热式燃烧沉降室和余热锅炉之间，还设置一船形转接头，并在船形转接头的下部设置落灰口；（4）在步骤（1）对废钢进行预热的同时，向废钢中加入生石灰。2.根据权利要求1所述的利用烟气对废钢进行预热的方法，其特征在于，所述步骤（1）中，所述废钢预热装置的内部底部带有推钢机构，所述推钢机构与所述废钢预热装置的出料口相对设置；从废钢预热装置中向电炉中推入废钢时，采用缓慢逐渐加入的方式，以减少二噁英产生。3.根据权利要求1所述的利用烟气对废钢进行预热的方法，其特征在于，所述废钢预热装置上配置有煤气燃...

【专利技术属性】
技术研发人员：张惠国，曲建东，
申请(专利权)人：江阴市盛龙冶金机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：