【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钢铁生产加工设备，具体涉及一种废钢预热方法及系统，属于钢铁生产加工。
技术介绍
1、钢铁行业是我国第二大碳排放产业，面临着“碳达峰”与“碳中和”的重大战略压力，降低吨钢能耗、循环利用废钢资源是钢铁实现“双碳”战略的关键举措。据统计，每使用1吨废钢作为原料替代，能节省1.7吨铁精矿，可减少开采4.25吨的原生矿。废钢作为循环再生资源，通常的循环周期为8到30年，可以无限循环使用。相比于铁矿石，采用废钢炼等量的钢可节能60％、节水40％，减少排放废气86％、废水76％、废渣97％。目前我国废钢比(钢铁行业使用废钢炼钢占原料比例)居于20％附近，与工信部提出的2025年废钢比达到30％的目标存在较大差距，与现阶段发达国家相比差距更大(美国69.2％，欧盟57.6％)。导致我国废钢比较低的原因主要是两方面，一方面是国内废钢储备还处于快速增长期，配套产业链尚不完善，废钢资源循环利用难以充分实现；另一方面则是受工艺限制，炼钢环节废钢预热温度提高受限，强行增加废钢比易导致炉内熔池出现大面积冷区，轻则导致能耗成倍数增加影响生产顺行，重则导致整炉钢水冷凝无法流动造成严重生产事故。由此可看出，提高废钢加入的温度和显热、减小其入炉后对原有工序的不利影响是实现技术破局的关键。
2、短流程电弧炉炼钢过程中会产生超过1000℃的高温烟气，废钢向电炉中输送的同时利用电炉产生的热烟气对废钢进行预热，不需要外加能源介质，是典型的余热回收手段。该方式大多数是通过水平康斯迪设备和竖井设备实现，水平康斯迪通道内废钢在料槽下方、烟气在通道上方逆
3、采用烤包器预热废钢是将废钢装入钢包或废钢料斗中，放置在钢包烘烤器烧嘴下进行预热，待废钢预热好后，再将已预热好的废钢倒入转炉进行冶炼，或者钢包烘烤器携带热废钢去转炉/电炉承接钢水；该种预热方式技术简单便捷，但钢包添加废钢量有限，热烟气难以触及钢包底部废钢，预热效果不佳。另外火焰冲击至废钢表面后易出现被反弹至包外的现象，造成能源浪费。
4、采用独立的加热炉对废钢进行加热，通过煤气或天然气烧嘴向炉内补热，通过燃料燃烧产生的高温烟气对炉内废钢进行加热，废钢经过加热后加入后续的铁包、钢包或转炉内。这种方法可灵活控制预热废钢量，但是同样存在升温速度慢、预热温度低、只能加热废钢表层、难以精准稳定下料等问题。
技术实现思路
1、针对现有技术中对废钢加热存在预热效率低、预热效果差、能耗高等问题，本专利技术提供了一种废钢预热系统及采用该系统对废钢进行预热的方法。通过在加热料槽和均热料槽的底部设置有加热侧抽风道和均热侧抽风道，增强了高温烟气自上而下的流动性，在提高了废钢的预热效率和效果的同时，提高了能源利用效率，降低了能耗；此外还通过设置加热侧抽风道和均热侧抽风道具有不同的侧抽深度，进一步提高了废钢预热的均匀性。
2、为实现上述技术目的，本专利技术所采用的技术方案具体如下所述：
3、根据本专利技术的第一种实施方案，提供一种废钢预热系统：
4、一种废钢预热系统，该系统包括依次串联的加料料槽、加热料槽、均热料槽以及卸料机构。加料料槽、加热料槽、均热料槽均为上端敞口式的u型槽结构。在加热料槽的上方罩设有加热罩，并在加热罩内设有加热烧嘴，在加热料槽的底部设置有加热侧抽风道。在均热料槽的上方罩设有均热罩，并在均热罩内设有均热烧嘴，在均热料槽的底部设置有均热侧抽风道。在加料料槽的前端还设置有振动水平给料驱动装置，通过振动水平给料驱动装置驱动物料依次流经加料料槽、加热料槽、均热料槽后从卸料机构排出。
5、在本专利技术中，为了提高加料料槽、加热料槽、均热料槽等的强度(防止变形)，在各料槽的侧壁上均设置有加强筋。进一步的，在加热侧抽风道和均热侧抽风道内均设置有多个均匀布置的竖直状支撑立柱。加热侧抽风道和均热侧抽风道的内径各自独立地为1-100mm，优选为3-80mm，更优选为5-50mm。
6、作为优选，加热烧嘴和均热烧嘴上均连接有燃气管道和助燃风管，助燃风管上设置有助燃风机。均热罩的出风口通过烟气主排放管道与主抽风机相连接。
7、作为优选，在加热料槽底壁表面宽度方向(指的是在水平面内垂直于物料运行的方向)的两侧各设置有一条沿其宽度方向延伸的加热侧抽风道。两条加热侧抽风道的进风端均沿加热料槽的底面相向延伸并靠近至加热料槽的底面中部处，它们的另一端分别贯穿加热料槽的两侧侧壁后延伸至外界。两条加热侧抽风道的进风端之间留有第一水平间距。
8、作为优选，位于加热料槽底部任意一侧的加热侧抽风道均包括多个沿加热料槽的长度方向(指的是在水平面内物料运行的方向)并列分布的独立抽风管道或者位于加热料槽底部任意一侧的加热侧抽风道为一个沿加热料槽的长度方向延伸的扁平状抽风夹腔。加热侧抽风道的出风口均通过侧抽送风管和侧抽风机与烟气主排放管道的进风端相连接。优选，侧抽送风管与加热侧抽风道的出风口之间通过动静连接软管相连接，并且在该动静连接软管内设置有加热烟气温度检测计。
9、作为优选，所述加热罩为圆弧形结构，并且在位于加热罩弧顶两侧的罩体上设置有一对加热烧嘴。优选，在加热料槽的长度方向上，加热罩上设置有多对呈对称设置的加热烧嘴。
10、作为优选，所述均热罩为圆弧形结构，并且在位于均热罩弧顶的罩体上设置有均热烧嘴。优选，在均热料槽的长度方向上，均热罩上设置有多个均热烧嘴。均热罩向后延伸罩设在卸料机构的进料口上。
11、作为优选，所述加热烧嘴的轴线与水平面之间形成的夹角为α(此处的夹角指的是锐角夹角)，其中10°≤α≤80°，优选30°≤α≤60°。
12、作为优选，所述第一水平间距(指的是沿宽度方向的水平间距)为d1，并且有：k·d1＜2(r1-l1)cosα。其中：r1为加热罩的弧半径，l1为加热烧嘴的火焰长度，k为修正系数且1.5≤k≤2。
13、作为优选，在均热料槽底壁表面宽度方向的两侧各设置有一条沿其宽度方向延伸的均热侧抽风道。两条均热侧抽风道的进风端均沿均热料槽的底面相向延伸并靠近至均热料槽的底面中部处，它们的另一端分别贯穿均热料槽的两侧侧壁后延伸至外界。两条均热侧抽风道的进风端之间留有第二水平间距。
14、作为优选，位于均热料槽底部任意一侧的均热侧抽风道均包括多个沿均热料槽的长度方向并列分布的独立抽风管道或者位于均热料槽底部任意一侧的均热侧抽风道为一个沿均热料槽的长度方向延伸的扁平状抽风夹腔。均热侧抽风道的出风口均通过侧抽送风管和侧抽风机与烟气主排放管道的进风端相连接。优选，侧抽送风管与均热侧抽风道的出风口之间通过动静连接软管相连接，并且在该动静连接软管内设置有均热烟气温度检测计。
15、作本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种废钢预热系统，其特征在于：该系统包括依次串联的加料料槽(1)、加热料槽(2)、均热料槽(3)以及卸料机构(4)；加料料槽(1)、加热料槽(2)、均热料槽(3)均为上端敞口式的U型槽结构；在加热料槽(2)的上方罩设有加热罩(201)，并在加热罩(201)内设有加热烧嘴(202)，在加热料槽(2)的底部设置有加热侧抽风道(203)；在均热料槽(3)的上方罩设有均热罩(301)，并在均热罩(301)内设有均热烧嘴(302)，在均热料槽(3)的底部设置有均热侧抽风道(303)；在加料料槽(1)的前端还设置有振动水平给料驱动装置(5)，通过振动水平给料驱动装置(5)驱动物料依次流经加料料槽(1)、加热料槽(2)、均热料槽(3)后从卸料机构(4)排出；
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：在加热料槽(2)底壁表面宽度方向的两侧各设置有一条沿其宽度方向延伸的加热侧抽风道(203)；两条加热侧抽风道(203)的进风端均沿加热料槽(2)的底面相向延伸并靠近至加热料槽(2)的底面中部处，它们的另一端分别贯穿加热料槽(2)的两侧侧壁后延伸至外界；两条加热侧抽风道(203)的进
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述加热罩(201)为圆弧形结构，并且在位于加热罩(201)弧顶两侧的罩体上设置有一对加热烧嘴(202)；优选，在加热料槽(2)的长度方向上，加热罩(201)上设置有多对呈对称设置的加热烧嘴(202)；和/或
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：所述加热烧嘴(202)的轴线与水平面之间形成的夹角为α，其中10°≤α≤80°，优选30°≤α≤60°；
5.根据权利要求1-4中任一项所述的系统，其特征在于：在均热料槽(3)底壁表面宽度方向的两侧各设置有一条沿其宽度方向延伸的均热侧抽风道(303)；两条均热侧抽风道(303)的进风端均沿均热料槽(3)的底面相向延伸并靠近至均热料槽(3)的底面中部处，它们的另一端分别贯穿均热料槽(3)的两侧侧壁后延伸至外界；两条均热侧抽风道(303)的进风端之间留有第二水平间距；
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于：所述第二水平间距为D2，并且有：0.75＜D2/D3＜0.9；其中：D3为均热料槽(3)的宽度；和/或
7.根据权利要求1-6中任一项所述的系统，其特征在于：在加热料槽(2)的槽壁内部开设有加热风冷通道(204)；所述加热风冷通道(204)的进风口和出风口均设置在加热料槽(2)的侧壁上；
8.根据权利要求1-6中任一项所述的系统，其特征在于：在均热料槽(3)的槽壁内部开设有均热风冷通道(304)；所述均热风冷通道(304)的进风口和出风口均设置在均热料槽(3)的侧壁上；
9.根据权利要求1-8中任一项所述的系统，其特征在于：所述卸料机构(4)包括除尘风罩(401)和缓存料仓(402)；缓存料仓(402)设置在均热料槽(3)的排料端下方，并且缓存料仓(402)的进料口与均热料槽(3)的排料端相连接，除尘风罩(401)设置在缓存料仓(402)的进料口与均热料槽(3)的排料端之间；除尘风罩(401)上的出风口通过管道与主抽风机(10)相连接；在缓存料仓(402)的侧壁下部设置有卸料阀(403)；
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于：所述出料阀卸料阀(403)包括出料闸门(4031)和密封闸门(4032)；出料闸门(4031)和密封闸门(4032)均设在竖直侧壁上，其中密封闸门(4032)位于出料闸门(4031)的出料侧外部并完全覆盖出料闸门(4031)；和/或
11.根据权利要求1-10中任一项所述的系统，其特征在于：该系统还包括负压罩(12)；所述负压罩(12)设置在加料料槽(1)与加热料槽(2)之间，并与加热罩(201)相连通；在负压罩(12)内设置有轴流风机(1201)；在负压罩(12)与加热罩(201)内均独立设置有压力传感器(13)，并且压力传感器(13)与轴流风机(1201)之间进行联动；
12.一种废钢预热方法或采用如权利要求1-11中任一项所述废钢预热系统对废钢进行预热的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：步骤2)具体为：设单位时间内废钢的加入量为m，kg；废钢的平均加热温度为△T，℃；燃气的热值为△H，kJ/m3；加热效率为η；则有：
14.根据权利要求12或13所述方法，其特征在于：步骤3)具体为：设单位时间内加热料槽(2)和均热料槽(3)的侧抽烟气总量为Qce，m3；单位时间内经由均热罩(301)的出风口排出的烟气...
【技术特征摘要】
1.一种废钢预热系统，其特征在于：该系统包括依次串联的加料料槽(1)、加热料槽(2)、均热料槽(3)以及卸料机构(4)；加料料槽(1)、加热料槽(2)、均热料槽(3)均为上端敞口式的u型槽结构；在加热料槽(2)的上方罩设有加热罩(201)，并在加热罩(201)内设有加热烧嘴(202)，在加热料槽(2)的底部设置有加热侧抽风道(203)；在均热料槽(3)的上方罩设有均热罩(301)，并在均热罩(301)内设有均热烧嘴(302)，在均热料槽(3)的底部设置有均热侧抽风道(303)；在加料料槽(1)的前端还设置有振动水平给料驱动装置(5)，通过振动水平给料驱动装置(5)驱动物料依次流经加料料槽(1)、加热料槽(2)、均热料槽(3)后从卸料机构(4)排出；
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：在加热料槽(2)底壁表面宽度方向的两侧各设置有一条沿其宽度方向延伸的加热侧抽风道(203)；两条加热侧抽风道(203)的进风端均沿加热料槽(2)的底面相向延伸并靠近至加热料槽(2)的底面中部处，它们的另一端分别贯穿加热料槽(2)的两侧侧壁后延伸至外界；两条加热侧抽风道(203)的进风端之间留有第一水平间距；
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述加热罩(201)为圆弧形结构，并且在位于加热罩(201)弧顶两侧的罩体上设置有一对加热烧嘴(202)；优选，在加热料槽(2)的长度方向上，加热罩(201)上设置有多对呈对称设置的加热烧嘴(202)；和/或
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：所述加热烧嘴(202)的轴线与水平面之间形成的夹角为α，其中10°≤α≤80°，优选30°≤α≤60°；
5.根据权利要求1-4中任一项所述的系统，其特征在于：在均热料槽(3)底壁表面宽度方向的两侧各设置有一条沿其宽度方向延伸的均热侧抽风道(303)；两条均热侧抽风道(303)的进风端均沿均热料槽(3)的底面相向延伸并靠近至均热料槽(3)的底面中部处，它们的另一端分别贯穿均热料槽(3)的两侧侧壁后延伸至外界；两条均热侧抽风道(303)的进风端之间留有第二水平间距；
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于：所述第二水平间距为d2，并且有：0.75＜d2/d3＜0.9；其中：d3为均热料槽(3)的宽度；和/或
7.根据权利要求1-6中任一项所述的系统，其特征在于：在加热料槽(2)的槽壁内部开设有加热风冷通道(204)；所述加热风冷通道(204)的进风口和出风口均设...
【专利技术属性】
技术研发人员：王业峰，乐文毅，周浩宇，姚聪林，张震，
申请(专利权)人：中冶长天国际工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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