一种对称双炉腔废钢预热熔化装置和废钢融化方法与流程

本发明涉及废钢的预热熔化处理和废钢循环再利用技术领域，尤其是一种对称双炉腔废钢预热熔化装置和废钢融化方法。

背景技术：

废钢作为资源进入现有钢铁冶炼的生产流程，实现自循环利用，不仅减轻钢铁生产流程中的环保压力有效提升生产效能，而且降低钢铁冶炼的生产成本。废钢是重要资源，废钢循环技术是一个非常重要的课题，目前大部分废钢通过电炉来熔化和循环；也有一部分作为冷却料加入转炉中实现循环利用。

预热废钢以及将废钢在线加热熔化兑入铁水包(罐)中，随高炉铁水一起加入转炉是实现废钢循环利用的最有效的经济途径。电能是优质能源而便于使用，但是究其发电、传输和转换而言，总效率并不高。

技术实现要素：

发明目的：本发明的目的是针对现有废钢处理方式耗电量大的问题，发明一种既不用电又能降低钢铁冶炼成本的对称双炉腔废钢预热熔化装置和废钢融化方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种对称双炉腔废钢预热熔化装置，包括废钢密闭腔一和废钢密闭腔二，废钢密闭腔一设有烧嘴一、出烟口一、排烟口一、出铁口一，废钢密闭腔二设有烧嘴二、出烟口二、排烟口二、出铁口二；

出烟口一连接高温烟道一，出烟口二连接高温烟道二，高温烟道一和高温烟道二通过燃烧室相连，排烟口一通过排烟管道一与除尘器相连，排烟管道一设有烟气切断阀一，排烟口二通过排烟管道二与除尘器相连，排烟管道二设有烟气切断阀二，除尘器通过引风机与排烟囱相连，出铁口一和出铁口二分别设有出铁包车。

进一步的，所述燃烧室包括燃烧室一和燃烧室二，燃烧室一和燃烧室二均呈圆筒状，燃烧室一顶部和燃烧室二顶部之间设有联接烟道，燃烧室一侧面设有点火烧嘴一和连接高温烟道一的烟气入口，燃烧室一烟气入口沿燃烧室一内壁切线方向设置，燃烧室二侧面设有点火烧嘴二和连接高温烟道二的烟气入口，燃烧室二烟气入口沿燃烧室二内壁切线方向设置，燃烧室一底部和燃烧室一底部均设有出灰阀。

进一步的，所述烧嘴一位于在废钢密闭腔一顶部的密闭腔移动盖一上，排烟口一位于废钢密闭腔一侧面上部，出烟口一位于废钢密闭腔一侧面下部，出铁口一位于废钢密闭腔一底部；所述烧嘴二位于废钢密闭腔二顶部的密闭腔移动盖板二上，排烟口二位于废钢密闭腔二侧面上部，出烟口二位于废钢密闭腔二侧面下部，出铁口二位于废钢密闭腔二底部。

进一步的，所述排烟管道一还设有混风室一，混风室一通过调风阀一与大气连通，排烟管道二还设有混风室二，混风室二通过调风阀二与大气连通。

一种基于上述对称双炉腔废钢预热熔化装置的废钢熔化方法，该方法包括：

将废钢密闭腔一和废钢密闭腔二交替作为废钢熔化腔使用；

当废钢密闭腔一作为废钢熔化腔使用时，将废钢密闭腔二作为废钢预热腔使用，关闭调风阀一和烟气切断阀一，开启调风阀二和烟气切断阀二，通过烧嘴一向废钢密闭腔一内提供热量，使废钢密闭腔一内的废钢熔化，将废钢密闭腔一内废钢熔化过程中产生的热风废气通过高温烟道一通入燃烧室内加热，形成高温烟气，将高温烟气通过高温烟道二通入废钢密闭腔二内对废钢进行预热，高温烟气转化为低温烟气并通过排烟管道二排出；

当废钢密闭腔二作为废钢熔化腔使用时，将废钢密闭腔一作为废钢预热腔使用，关闭调风阀二和烟气切断阀二，开启调风阀一和烟气切断阀一，通过烧嘴二向废钢密闭腔二内提供热量，使废钢密闭腔二内的废钢熔化，将废钢密闭腔二内废钢熔化过程中产生的热风废气通过高温烟道二通入燃烧室内加热，形成高温烟气，将高温烟气通过高温烟道一通入废钢密闭腔一内对废钢进行预热，高温烟气转化为低温烟气并通过排烟管道一排出。

进一步的，当低温烟气通过排烟管道二排出时，通过调风阀二向混风室二引入冷风；当低温烟气通过排烟管道一排出时，通过调风阀一向混风室一引入冷风。

有益效果：

(1)本发明废钢熔化预热装置设置两个废钢密闭腔，一个废钢密闭腔熔化废钢，熔化废钢排出的热风废气通入另一个废钢密闭腔预热废钢，熔化和预热过程在两个炉腔内依次轮换，热量得到充分利用，高温气流与废钢热交换充分可以以较低的温度排出最终的烟气；

(2)本发明可使用碳氧烧嘴，在纯氧或富阳条件下由废钢密闭腔顶部中心位置向下喷吹的煤粉燃料燃烧产生2600℃以上的高温，快速熔化废钢，成本低效率高；

(3)在两个废钢密闭腔之间设置燃烧室，既实现了熔化废钢产生的热风废气中可燃性残留物的燃烧排放，又实现了热风废气二次燃烧后的高温烟气的再利用；

(4)通过控制燃烧室点火烧嘴燃烧强度和高温烟道风量大小，调节控制废钢预热温度，实现更好的预热效果。

附图说明

图1为本发明对称双炉腔废钢预热熔化装置的结构示意图；

图2为废钢密闭腔一、废钢密闭腔二、燃烧室一、燃烧室二的剖面图。

图中:1-废钢密闭腔一；2-废钢密闭腔二；3-烧嘴一；4-烧嘴二；5-密闭腔移动盖板一；6-密闭腔移动盖板二；7-出烟口一；8-出烟口二；9-高温烟道一；10-高温烟道二；11-燃烧室一；12-燃烧室二；13-联接烟道；14-出灰阀；15-排烟口一；16-排烟口二；17-排烟管道一；18-排烟管道二；19-出铁口一；20-出铁口二；21-出铁包车；22-混风室一；23-混风室二；24-调风阀一；25-调风阀二；26-烟气切断阀一；27-烟气切断阀二；28-除尘器；29-引风机；30-排烟囱；31-点火烧嘴一；32-点火烧嘴二。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做更进一步的解释。

如图1所示，本发明的一种对称双炉腔废钢预热熔化装置，包括废钢密闭腔一1和废钢密闭腔二2。废钢密闭腔一1设有烧嘴一3、出烟口一7、排烟口一15、出铁口一19，废钢密闭腔二2设有烧嘴二4、出烟口二8、排烟口二16、出铁口二20。

烧嘴一3位于在废钢密闭腔一1顶部的密闭腔移动盖一5上，排烟口一15位于废钢密闭腔一1侧面上部，出烟口一7位于废钢密闭腔一1侧面下部，出铁口一19位于废钢密闭腔一1底部。烧嘴二4位于废钢密闭腔二2顶部的密闭腔移动盖板二6上，排烟口二16位于废钢密闭腔二2侧面上部，出烟口二8位于废钢密闭腔二2侧面下部，出铁口二20位于废钢密闭腔二2底部。

出烟口一7连接高温烟道一9，出烟口二8连接高温烟道二10，高温烟道一9和高温烟道二10通过燃烧室相连。排烟口一15通过排烟管道一17与除尘器28相连，排烟管道一17设有烟气切断阀一26、混风室一22，混风室一22通过调风阀一24与大气连通。排烟口二16通过排烟管道二18与除尘器28相连，排烟管道二18设有烟气切断阀二27、混风室二23，混风室二23通过调风阀二25与大气连通。除尘器28通过引风机29与排烟囱30相连。出铁口一19和出铁口二20分别设有出铁包车21。

如图2所示，燃烧室包括燃烧室一11和燃烧室二12，燃烧室一11和燃烧室二12均呈圆筒状，燃烧室一11顶部和燃烧室二12顶部之间设有联接烟道13，燃烧室一11侧面设有点火烧嘴一31和连接高温烟道一9的烟气入口，燃烧室一11烟气入口沿燃烧室一11内壁切线方向设置，燃烧室二12侧面设有点火烧嘴二32和连接高温烟道二10的烟气入口，燃烧室二12烟气入口沿燃烧室二12内壁切线方向设置，燃烧室一11底部和燃烧室一12底部均设有出灰阀14。如图2所示，本发明中，烟气入口是沿两个燃烧室内壁切线方向设置的，这样设置，一方面利于灰尘和燃烧物的沉降，另一方面可使热风废气获得充分加热，以均匀温度的高温烟气预热废钢。

本发明的基于上述对称双炉腔废钢预热熔化装置的废钢熔化方法，该方法包括：

将废钢密闭腔一1和废钢密闭腔二2交替作为废钢熔化腔使用；

当废钢密闭腔一1作为废钢熔化腔使用时，将废钢密闭腔二2作为废钢预热腔使用，关闭调风阀一24和烟气切断阀一26，开启调风阀二25和烟气切断阀二27，通过烧嘴一3向废钢密闭腔一1内提供热量，使废钢密闭腔一1内的废钢熔化，将废钢密闭腔一1内废钢熔化过程中产生的热风废气通过高温烟道一9通入燃烧室内加热，形成高温烟气，将高温烟气通过高温烟道二10通入废钢密闭腔二2内对废钢进行预热，高温烟气转化为低温烟气并通过排烟管道二18排出，当低温烟气通过排烟管道二18排出时，通过调风阀二25向混风室二23引入冷风，通过调风阀二25调节参入冷却风量的比例，控制进入除尘器28的烟气温度；

当废钢密闭腔二2作为废钢熔化腔使用时，将废钢密闭腔一1作为废钢预热腔使用，关闭调风阀二25和烟气切断阀二27，开启调风阀一24和烟气切断阀一26，通过烧嘴二4向废钢密闭腔二2内提供热量，使废钢密闭腔二2内的废钢熔化，将废钢密闭腔二2内废钢熔化过程中产生的热风废气通过高温烟道二10通入燃烧室内加热，形成高温烟气，将高温烟气通过高温烟道一9通入废钢密闭腔一1内对废钢进行预热，高温烟气转化为低温烟气并通过排烟管道一17排出，当低温烟气通过排烟管道一17排出时，通过调风阀一24向混风室一22引入冷风，通过调风阀一24调节参入冷却风量的比例，控制进入除尘器28的烟气温度。

本发明采用两个废钢密闭腔分别作为废钢熔化腔和废钢预热腔，通过在纯氧或富阳条件下由废钢密闭腔容腔顶部中心位置向下喷吹的煤粉燃料燃烧产生2600℃以上的高温来熔化废钢，熔化成的钢水依靠重力作用缓慢下行并通过出出铁口落入出铁包车，废钢熔化产生的热风废气在燃烧室中再次充分燃烧，将热风废气中含有的CO和其他可燃物燃尽后，热风废气再次燃烧后产生的高温烟气再进入废钢预热腔与废钢换热后排出。由位于两个排烟管道的烟气切断阀门的开闭控制烟气方向，实现熔化炉膛和预热炉膛的转换。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。