專利名稱：一種鐵合金礦熱爐余熱回收綜合利用系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鐵合金礦熱爐余熱回收綜合利用系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
鐵合金的生產(chǎn)方法按照使用的設(shè)備分類有高爐法、礦熱爐法、爐外法、真空電阻爐法和氧氣轉(zhuǎn)爐法等。其中，礦熱爐法是鐵合金生產(chǎn)的主要方法，目前鐵合金產(chǎn)量中約70%是用此法生產(chǎn)的。礦熱爐法是用炭作還原劑生產(chǎn)鐵合金，所用電爐常用礦石還原爐(簡(jiǎn)稱礦熱爐)。冶煉過程中熱量的來源為電能，用炭作還原劑。在鐵合金礦熱爐冶煉過程中伴隨有大量的CO氣體產(chǎn)生。在半封閉爐內(nèi)，這些CO氣體中的少部分在上升穿過爐料過程中與原料中的氧化物發(fā)生反應(yīng)，把高價(jià)氧化物還原為低價(jià)氧化物，自身被氧化為CO2;大部分則在爐口直接燃燒轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2氣體。鐵合金牌號(hào)不同，產(chǎn)生的CO氣體量有所差別。以錳硅鐵合金為例，每噸產(chǎn)品產(chǎn)生的CO氣體量大約為750m3。這些CO直接燃燒放出大約937萬千焦的熱量，折合電能2600千瓦時(shí)，相當(dāng)于冶煉電耗65%左右。在傳統(tǒng)工藝中，一是爐膛四周有大量的熱輻射被散掉，二是上述的CO燃燒產(chǎn)生的熱量被礦熱爐煙氣帶走，形成高溫?zé)煔?，一般是通過一個(gè)空冷器降溫后，再通過除塵器除塵達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，最后排放到大氣中。這種傳統(tǒng)工藝，不僅浪費(fèi)了大量寶貴的余熱資源，而且爐膛四周和空冷附近區(qū)域還形成了熱污染影響工人正常生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種節(jié)約二次能源，減少熱排放對(duì)生產(chǎn)環(huán)境造成的熱污染的鐵合金礦熱爐余熱回收綜合利用系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一種鐵合金礦熱爐余熱回收綜合利用系統(tǒng)，包括設(shè)置在電爐的底部、四周和上部的輻射熱吸收單元，設(shè)置在電極側(cè)壁上的電極冷卻水熱回收裝置，汽化冷卻煙道，其中，輻射熱吸收單元和電極冷卻水熱回收裝置均包括用于吸熱的水冷夾套，汽化冷卻煙道通過內(nèi)保溫?zé)煹琅c余熱鍋爐相連通。進(jìn)一步，所述輻射熱吸收單元包括爐底冷卻水熱回收裝置、爐墻冷卻水熱回收裝置和爐蓋冷卻水熱回收裝置。進(jìn)一步，所述汽化冷卻煙道由水冷和蒸發(fā)換熱管束組成模式水冷壁圍成。進(jìn)一步，所述余熱鍋爐包括過熱器，所述余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽供生產(chǎn)用。進(jìn)一步，所述余熱鍋爐利用所述爐底冷卻水熱回收裝置、爐墻冷卻水熱回收裝置和爐蓋冷卻水熱回收裝置及電極冷卻水熱回收裝置作為所述省煤器，利用所述汽化冷卻煙道作為蒸發(fā)器，并由所述過熱器產(chǎn)生過熱蒸汽。進(jìn)一步，所述余熱鍋爐的出口上依次連通有除塵器、除塵風(fēng)機(jī)和煙囪。本發(fā)明專利的優(yōu)點(diǎn)在于綜合利用礦熱爐冶煉過程中各處產(chǎn)生的余熱資源，如爐膛內(nèi)部的液態(tài)金屬或爐渣產(chǎn)生的輻射熱由爐底冷卻水、爐墻冷卻水、爐蓋冷卻水熱回收裝置來回收；如銅電極通電流產(chǎn)生的熱量由電極冷卻水熱回收裝置來回收；如冶煉產(chǎn)生的高溫尾氣余熱由汽化冷卻煙道及余熱鍋爐來回收。最大程度的節(jié)約二次能源，而且減少了熱排放對(duì)生產(chǎn)環(huán)境造成的熱污染。


圖1為本發(fā)明的一種供應(yīng)熱水和蒸汽的系統(tǒng)工藝流程 圖2為本發(fā)明的一種供應(yīng)過熱蒸汽的系統(tǒng)工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式下面，參考附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的說明，附圖中示出了本發(fā)明的示例性實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以體現(xiàn)為多種不同形式，并不應(yīng)理解為局限于這里敘述的示例性實(shí)施例。而是，提供這些實(shí)施例，從而使本發(fā)明全面和完整，并將本發(fā)明的范圍完全地傳達(dá)給本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員。為了易于說明，在這里可以使用諸如“上”、“下” “左” “右”等空間相對(duì)術(shù)語，用于說明圖中示出的一個(gè)元件或特征相對(duì)于另一個(gè)元件或特征的關(guān)系。應(yīng)該理解的是，除了圖中示出的方位之外，空間術(shù)語意在于包括裝置在使用或操作中的不同方位。例如，如果圖中的裝置被倒置，被敘述為位于其他元件或特征“下”的元件將定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性術(shù)語“下”可以包含上和下方位兩者。裝置可以以其他方式定位(旋轉(zhuǎn)90度或位于其他方位)，這里所用的空間相對(duì)說明可相應(yīng)地解釋。本發(fā)明鐵合金礦熱爐余熱回收綜合利用系統(tǒng)，包括爐底冷卻水、爐墻冷卻水、爐蓋冷卻水及電極冷卻水熱回收系統(tǒng)，汽化冷卻煙道，煙氣余熱鍋爐共三個(gè)分部系統(tǒng)組成。該系統(tǒng)具體包括汽化冷卻煙道7，設(shè)置在電爐I的底部、四周和上部的爐底冷卻水熱回收裝置4、爐墻冷卻水熱回收裝置2和爐蓋冷卻水熱回收裝置3，設(shè)置在電極5側(cè)壁上的電極冷卻水熱回收裝置6，其中，輻射熱吸收單元和電極冷卻水熱回收裝置6均包括用于吸熱的水冷夾套，汽化冷卻煙道7通過內(nèi)保溫?zé)煹?與余熱鍋爐9相連通。通過這些系統(tǒng)回收煙氣余熱，產(chǎn)生熱水或熱蒸汽供生產(chǎn)、生活或發(fā)電用，一是回收爐膛余熱和煙氣余熱，避免二次能源的浪費(fèi)，二是減少余熱產(chǎn)生的熱污染對(duì)工人生產(chǎn)環(huán)境造成的影響。本發(fā)明中，新增爐底冷卻水熱回收裝置4、爐墻冷卻水熱回收裝置2和爐蓋冷卻水熱回收裝置3，用水冷夾套的形式對(duì)電爐爐底、爐墻和爐蓋進(jìn)行冷卻，吸收爐膛內(nèi)部液態(tài)金屬或爐渣產(chǎn)生的輻射熱；新增電極冷卻水熱回收裝置6，用水冷夾套的形式對(duì)銅電極進(jìn)行冷卻，吸收電極通電過程中導(dǎo)線產(chǎn)生的熱量；新增由水冷和蒸發(fā)換熱管束組成模式水冷壁圍成的汽化冷卻煙道7，替換掉傳統(tǒng)工藝中的鋼制光管煙道，吸收熱煙氣中的氣體分子及煙塵的輻射熱；新增煙道式余熱鍋爐9作為原有空冷器的旁路系統(tǒng)，當(dāng)高溫?zé)煔馔ㄟ^余熱鍋爐時(shí)，其受熱面管束吸收高溫的熱量。爐底冷卻水熱回收裝置4、爐墻冷卻水熱回收裝置2、爐蓋冷卻水熱回收裝置3和電極冷卻水熱回收裝置6可以產(chǎn)生熱水供生活用，如工人洗?。灰部梢宰鳛橛酂徨仩t的省煤器，為其提供熱水。汽化冷卻煙道7可以產(chǎn)生蒸汽供生產(chǎn)用，如加熱物料；也可以作為余熱鍋爐的蒸發(fā)器，為余熱鍋爐9提供飽和蒸汽。余熱鍋爐9可以產(chǎn)生蒸汽供生產(chǎn)用，如加熱物料；也可以供給蒸汽汽輪發(fā)電機(jī)供發(fā)電用。余熱鍋爐9可以利用爐底冷卻水熱回收裝置4、爐墻冷卻水熱回收裝置2、爐蓋冷卻水熱回收裝置3和電極冷卻水熱回收裝置6作為省煤器，利用汽化冷卻煙道7作為蒸發(fā)器，自帶過熱器產(chǎn)生過熱蒸汽。實(shí)施例1
如圖1所示，本實(shí)施例中的供應(yīng)熱水和蒸汽的鐵合金礦熱爐余熱回收系統(tǒng)包括爐底冷卻水熱回收裝置4、爐墻冷卻水熱回收裝置2、爐蓋冷卻水熱回收裝置3、電極冷卻水熱回收裝置6、汽化冷卻煙道7、余熱鍋爐9。爐底冷卻水熱回收裝置4、爐墻冷卻水熱回收裝置2和爐蓋冷卻水熱回收裝置3布置在電爐I的底部、四周和上部，通入冷水，吸收鐵合金冶煉過程中爐膛內(nèi)部液態(tài)金屬及渣產(chǎn)生的輻射熱，冷水變成熱水；
電極冷卻水熱回收裝置6布置電極5圓周上，吸收鐵合金冶煉過程中大電流通過電極5產(chǎn)生的熱量，冷水變成熱水；
冷水變成熱水后，可供生產(chǎn)生活用，如供工人洗浴用。汽化冷卻煙道7布置在電爐I的上部，通入冷水，吸收礦熱爐高溫尾氣中的熱量，冷水變成熱水后繼續(xù)吸收高溫尾氣中的熱量變成蒸汽，可供生產(chǎn)生活用，如供食堂做飯、供預(yù)熱物料。余熱鍋爐9通過內(nèi)保溫?zé)煹?與汽化冷卻煙道7相連，繼續(xù)吸收礦熱爐高溫尾氣中熱量，將冷水變成蒸汽，也供生產(chǎn)生活用。降溫后的高溫?zé)煔庖来瓮ㄟ^除塵器10、除塵風(fēng)機(jī)11和煙囪12排放到大氣中。實(shí)施例2
如圖2所示，本實(shí)施例中的供應(yīng)熱水和蒸汽的鐵合金礦熱爐余熱回收系統(tǒng)包括爐底冷卻水熱回收裝置4、爐墻冷卻水熱回收裝置2、爐蓋冷卻水熱回收裝置3、電極冷卻水熱回收裝置6、汽化冷卻煙道7、余熱鍋爐9。爐底冷卻水熱回收裝置4、爐墻冷卻水熱回收裝置2和爐蓋冷卻水熱回收裝置3布置在電爐I的底部、四周和上部，通入冷水，吸收鐵合金冶煉過程中爐膛內(nèi)部液態(tài)金屬及渣產(chǎn)生的輻射熱，冷水變成熱水A ；
電極冷卻水熱回收裝置6布置電極5圓周上，吸收鐵合金冶煉過程中大電流通過電極5產(chǎn)生的熱量，冷水變成熱水B。汽化冷卻煙道7布置在電爐I的上部，通入熱水A和熱水B,繼續(xù)吸收礦熱爐高溫尾氣中的熱量，熱水變成飽和蒸汽C。余熱鍋爐9通過內(nèi)保溫?zé)煹?與汽化冷卻煙道7相連，通入飽和蒸汽C，繼續(xù)吸收礦熱爐高溫尾氣中熱量，飽和蒸汽C變成過熱蒸汽D，可供生產(chǎn)生活用，或者通入蒸汽汽輪發(fā)電機(jī)供發(fā)電用。降溫后的高溫?zé)煔庖来瓮ㄟ^除塵器10、除塵風(fēng)機(jī)11和煙囪12排放到大氣中。
權(quán)利要求
1.一種鐵合金礦熱爐余熱回收綜合利用系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括設(shè)置在電爐的底部、四周和上部的輻射熱吸收單元，設(shè)置在電極側(cè)壁上的電極冷卻水熱回收裝置，汽化冷卻煙道，其中，輻射熱吸收單元和電極冷卻水熱回收裝置均包括用于吸熱的水冷夾套，汽化冷卻煙道通過內(nèi)保溫?zé)煹琅c余熱鍋爐相連通。
2.如權(quán)利要求1所述的鐵合金礦熱爐余熱回收綜合利用系統(tǒng)，其特征在于，所述輻射熱吸收單元包括爐底冷卻水熱回收裝置、爐墻冷卻水熱回收裝置和爐蓋冷卻水熱回收裝置。
3.如權(quán)利要求1所述的鐵合金礦熱爐余熱回收綜合利用系統(tǒng)，其特征在于，所述汽化冷卻煙道由水冷和蒸發(fā)換熱管束組成模式水冷壁圍成。
4.如權(quán)利要求1所述的鐵合金礦熱爐余熱回收綜合利用系統(tǒng)，其特征在于，所述余熱鍋爐包括過熱器，所述余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽供生產(chǎn)用。
5.如權(quán)利要求4所述的鐵合金礦熱爐余熱回收綜合利用系統(tǒng)，其特征在于，所述余熱鍋爐利用所述爐底冷卻水熱回收裝置、爐墻冷卻水熱回收裝置和爐蓋冷卻水熱回收裝置及電極冷卻水熱回收裝置置作為所述省煤器，利用所述汽化冷卻煙道作為蒸發(fā)器，并由所述過熱器產(chǎn)生過熱蒸汽。
6.如權(quán)利要求1所述的鐵合金礦熱爐余熱回收綜合利用系統(tǒng)，其特征在于，所述余熱鍋爐的出口上依次連通有除塵器、除塵風(fēng)機(jī)和煙囪。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鐵合金礦熱爐余熱回收綜合利用系統(tǒng)，包括設(shè)置在電爐的底部、四周和上部的輻射熱吸收單元，設(shè)置在電極側(cè)壁上的電極冷卻水熱回收裝置，汽化冷卻煙道，其中，輻射熱吸收單元和電極冷卻水熱回收裝置均包括用于吸熱的水冷夾套，汽化冷卻煙道通過內(nèi)保溫?zé)煹琅c余熱鍋爐相連通。本發(fā)明綜合利用礦熱爐冶煉過程中各處產(chǎn)生的余熱資源，如爐膛內(nèi)部的液態(tài)金屬或爐渣產(chǎn)生的輻射熱由爐底冷卻水、爐墻冷卻水、爐蓋冷卻水熱回收裝置來回收；如銅電極通電流產(chǎn)生的熱量由電極冷卻水熱回收裝置來回收；如冶煉產(chǎn)生的高溫尾氣余熱由汽化冷卻煙道及余熱鍋爐來回收。最大程度的節(jié)約二次能源，而且減少了熱排放對(duì)生產(chǎn)環(huán)境造成的熱污染。
文檔編號(hào)F27D17/00GK103047871SQ20121058291
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者程珩, 陳恩鑒, 涂愛民 申請(qǐng)人:北京世紀(jì)源博科技股份有限公司