本實用新型涉及冶金高溫液態(tài)爐渣處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種高溫熔渣熱量梯級回收的裝置。

背景技術(shù)：

目前冶金過程高溫熔渣處理均采用水沖渣工藝、噴水熱悶等工藝進行處理。高溫液態(tài)熔渣的熱量基本上被浪費掉，據(jù)統(tǒng)計這部分熱量占整個鋼鐵生產(chǎn)工序能耗的8～9％左右。特別是水冷液態(tài)渣過程中產(chǎn)生的蒸汽中含有大量的S、P有害氣體，對空氣造成污染，這部分含有S、P的蒸汽同時也會對冶金企業(yè)設備造成腐蝕，降低其使用壽命，同時也浪費大量水資源。

在國家大力提倡節(jié)能環(huán)保及鋼鐵企業(yè)面臨的成本壓力越來越大的情況下，急需開發(fā)一種新的爐渣處理工藝及裝置，既能保證高溫液態(tài)爐渣被冷卻為玻璃體含量較高的固體渣，又能對熔渣熱量進行回收利用。以最大限度回收能源，減少水資源消耗，減少S、P等有害物質(zhì)排放。

高溫液態(tài)渣到低溫固態(tài)渣的變化，不同階段對工藝和設備要求不一樣，比如高溫液態(tài)渣對設備的損壞主要是熱破壞，而工藝更多要求在液態(tài)到固態(tài)變化過程中具有較大的冷卻速率，從而形成玻璃化率較高固體渣，破碎對冷卻速率至關(guān)重要，并且液態(tài)渣的破碎成本顯然要低于固態(tài)渣，此階段如果能進行熱量回收，則回收品質(zhì)更高，直接的熱量回收較間接回收效率更高；低溫渣對設備的損壞主要是機械作用，而工藝要求更多是盡可能的熱量回收，可是隨著固體渣溫度的降低，回收熱量的品質(zhì)降低，回收難度加大。以前的相關(guān)專利基本上將不同階段放在一個容器或者過程中，并且不同階段采用單一的熱量回收方式，所以不論破碎、冷卻、設備損壞、熱量回收效率等都很難達到工業(yè)應用層面。

本實用新型通過物理方法對爐渣的熱量進行多次回收，達到對爐渣熱量的最大化利用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種高溫熔渣熱量梯級回收的裝置，實現(xiàn)將液態(tài)熔渣變成玻璃體含量較高的固體渣，同時有效回收熔渣熱量、消除對水的浪費和對環(huán)境污染。

該裝置包括熔渣分流冷卻系統(tǒng)、熔渣強冷系統(tǒng)、熔渣余熱回收系統(tǒng)、外殼和倉門，液態(tài)高溫熔渣依次通過熔渣分流冷卻系統(tǒng)、熔渣強冷系統(tǒng)和熔渣余熱回收系統(tǒng)進行熱量梯級回收，最終固態(tài)爐渣從倉門排出，熔渣強冷系統(tǒng)和熔渣余熱回收系統(tǒng)外部由外殼包裹，熔渣余熱回收系統(tǒng)位于熔渣強冷系統(tǒng)正下方。

其中，熔渣分流冷卻系統(tǒng)包括渣溝、渣盤和隔板，液態(tài)高溫熔渣經(jīng)渣溝進入渣盤，渣盤上均勻分布隔板；所述渣溝材質(zhì)為耐火材料，渣溝截面為半圓形或半橢圓形，渣溝與水平面之間夾角為15°～30°；渣溝作用是將高溫液態(tài)熔渣引流到熔渣分流冷卻系統(tǒng)；所述渣盤材質(zhì)為導熱耐磨金屬材料，渣盤形狀為扇形，渣盤內(nèi)部有彎曲的蛇形冷卻水通道，渣盤與水平面之間夾角為0°～15°；所述隔板材質(zhì)為導熱耐磨金屬材料，隔板為長方體，均勻地焊接在渣盤表面，實現(xiàn)渣盤表面熔渣的分流，渣盤和隔板的作用是使落在渣盤表面的爐渣得到分流及初步的冷卻。

熔渣強冷系統(tǒng)分為履帶式強冷系統(tǒng)和Z形強冷系統(tǒng)兩種。

其中，履帶式強冷系統(tǒng)包括冷卻水管、金屬軟管、金屬滾輪、馬達、和金屬履帶，冷卻水管由導熱耐磨金屬材料制成，冷卻水管均勻并排焊接在金屬履帶表面，相鄰冷卻水管的間距小于10mm，各個冷卻水管之間通過金屬軟管串聯(lián)，第一個冷卻水管入口通過金屬軟管輸入冷卻水，最后一個冷卻水管出口通過金屬軟管輸出高溫水蒸氣；金屬軟管由耐高壓金屬材料制成；金屬滾輪由馬達驅(qū)動自轉(zhuǎn)；金屬履帶包覆在一排金屬滾輪表面，受金屬滾輪驅(qū)動向前運動；冷卻水管、金屬軟管、金屬滾輪、馬達和金屬履帶組成履帶式強冷系統(tǒng)中的一個冷卻單元，履帶式強冷系統(tǒng)由一個以上的上述冷卻單元組成，冷卻單元上下錯開排列，相鄰單元的自轉(zhuǎn)方向相反，最底部冷卻單元的自轉(zhuǎn)方向周期性變化。

Z形強冷系統(tǒng)包括冷卻水管、振動裝置和內(nèi)壁，冷卻水管盤旋在內(nèi)壁外側(cè)，形狀為Z形，Z形強冷系統(tǒng)傾斜放置，Z形強冷系統(tǒng)底邊與水平面之間的夾角為15°～30°，Z形強冷系統(tǒng)的相鄰冷卻水管焊接在一起，不存在間隙，冷卻水管和內(nèi)壁由導熱耐磨金屬材料制成，振動裝置安裝在Z形強冷系統(tǒng)外表面，帶動Z形強冷系統(tǒng)做前后、上下、左右的振動。

Z形強冷系統(tǒng)還包括串聯(lián)式、并聯(lián)式或串聯(lián)和并聯(lián)同時使用的方式。

熔渣余熱回收系統(tǒng)中橫冷卻水管和縱冷卻水管橫縱交錯布置，橫冷卻水管和縱冷卻水管由金屬軟管串聯(lián)。

外殼由導熱耐磨金屬材料制成，外殼形狀為上寬下窄的柱形，外殼上表面設置熔渣入口，外殼底部安裝倉門。

倉門安裝在外殼底部，倉門滑動打開或由合頁控制打開，倉門上安裝壓力傳感器，當倉底固態(tài)爐渣積累到設定量時，倉門自動打開。

本實用新型的上述技術(shù)方案的有益效果如下：

1、充分回收利用了高溫液態(tài)爐渣中的巨大熱量。

2、利用純物理方法對爐渣熱量進行回收，不產(chǎn)生任何污染性氣體和液體。

3、分三級依次對爐渣熱量進行回收，比較合理。

附圖說明

圖1為本實用新型的高溫熔渣熱量梯級回收的裝置中熔渣分流冷卻系統(tǒng)的裝置示意圖；

圖2為履帶式熔渣強冷系統(tǒng)和熔渣余熱回收系統(tǒng)及其外殼的裝置示意圖；

圖3為Z形熔渣強冷系統(tǒng)和熔渣余熱回收系統(tǒng)及其外殼的裝置示意圖；

圖4為Z形熔渣強冷系統(tǒng)的并聯(lián)形式示意圖；

圖5為Z形熔渣強冷系統(tǒng)的串聯(lián)形式示意圖。

其中：11-渣溝；12-隔板；13-渣盤；21-外殼；22-冷卻水管；23-金屬履帶；24-金屬滾輪；25-橫冷卻水管；26-縱冷卻水管；27-倉門；28-振動裝置；29-內(nèi)壁。

具體實施方式

為使本實用新型要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實施例進行詳細描述。

本實用新型提供一種高溫熔渣熱量梯級回收的裝置。該裝置包括熔渣分流冷卻系統(tǒng)、熔渣強冷系統(tǒng)、熔渣余熱回收系統(tǒng)、外殼21和倉門27，液態(tài)高溫熔渣依次通過熔渣分流冷卻系統(tǒng)、熔渣強冷系統(tǒng)和熔渣余熱回收系統(tǒng)進行熱量梯級回收，最終固態(tài)爐渣從倉門27排出，熔渣強冷系統(tǒng)和熔渣余熱回收系統(tǒng)外部由外殼21包裹，熔渣余熱回收系統(tǒng)位于熔渣強冷系統(tǒng)正下方。

如圖1所示，為熔渣分流冷卻系統(tǒng)的裝置示意圖，爐渣從渣溝11落到渣盤13上，隨后由于隔板12的分流，爐渣進入渣盤13上的各個溜槽，渣盤13內(nèi)部有彎曲的蛇形冷卻水通道，渣盤13與水平面之間夾角為0°～15°；爐渣在重力的作用下沿溜槽流下，在渣盤13的冷卻作用下，爐渣從溜槽末端流出。

圖2是后續(xù)的履帶式熔渣強冷系統(tǒng)和熔渣余熱回收系統(tǒng)及其外殼的裝置示意圖，爐渣從上述熔渣分流冷卻系統(tǒng)流出后經(jīng)過外殼21上方入口，掉落到履帶式冷卻器的表面，與履帶表面的冷卻水管22充分接觸，冷卻水管22被焊接在金屬履帶23表面，金屬履帶23在金屬滾輪24的驅(qū)動下帶動冷卻水管22向前運動，同時固態(tài)爐渣也向前運動，在金屬履帶23末端，爐渣掉落到下一層履帶式冷卻單元上，又向相反方向運動，最底層履帶式冷卻單元的金屬滾輪24周期性改變轉(zhuǎn)動方向，分別帶動爐渣向左向右運動，使得爐渣均勻地拋射到裝置底部。爐渣到達裝置底部后與熔渣余熱回收系統(tǒng)中的橫冷卻水管25和縱冷卻水管26接觸，最后一次回收爐渣熱量，當?shù)撞康臓t渣達到一定量后，倉門27自動打開排出顆粒狀的爐渣，當爐渣排盡后，倉門27自動關(guān)閉。

圖3是Z形熔渣強冷系統(tǒng)和熔渣余熱回收系統(tǒng)及其外殼的裝置示意圖，爐渣從上述熔渣分流冷卻系統(tǒng)流出后經(jīng)過外殼21上方開口進入到Z形熔渣強冷系統(tǒng)的入口處，為了提高處理爐渣的效率，Z形強冷系統(tǒng)還可以有圖4和圖5兩種形式，分別為Z形強冷系統(tǒng)的并聯(lián)和串聯(lián)裝置，除此之外還可以有并聯(lián)和串聯(lián)兩種連接方式的組合，在重力和振動裝置28的作用下，爐渣沿著內(nèi)壁29向下流動并得到冷卻水管22的充分冷卻，最后從下方的出口流出并進入到熔渣余熱回收系統(tǒng)，在冷卻水的作用下，最后一次回收爐渣熱量，當?shù)撞康臓t渣達到一定量后，倉門27自動打開排出顆粒狀的爐渣，當爐渣排盡后，倉門27自動關(guān)閉。

外殼21由導熱耐磨金屬材料制成，外殼21形狀為上寬下窄的柱形，外殼21上表面設置熔渣入口，外殼21底部安裝倉門27。倉門27滑動打開或由合頁控制打開，倉門27上安裝壓力傳感器，當倉底固態(tài)爐渣積累到設定量時，倉門27自動打開。

以上所述是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型所述原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。