本發(fā)明涉及液態(tài)熔渣余熱回收技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及帶有流量溫度監(jiān)測(cè)及控制功能的二級(jí)液態(tài)熔渣緩存系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

中國(guó)目前是全球最大的鋼鐵生產(chǎn)國(guó)，鋼鐵產(chǎn)量已連續(xù)17年保持世界第一。2014年中國(guó)生鐵產(chǎn)量達(dá)到7.11億噸，約占世界總產(chǎn)量的60％，在冶煉生鐵的過(guò)程中同時(shí)會(huì)產(chǎn)生蘊(yùn)含巨大熱量的液態(tài)熔渣。液態(tài)熔渣的出爐溫度一般在1400～1550℃之間，每噸渣含(1260～1880)×10³kj的顯熱，相當(dāng)于60kg標(biāo)準(zhǔn)煤。在我國(guó)現(xiàn)有的煉鐵技術(shù)下，每生產(chǎn)1噸生鐵副產(chǎn)0.3噸液態(tài)熔渣，以目前我國(guó)生鐵產(chǎn)量7.11億噸進(jìn)行計(jì)算，可折合產(chǎn)生2.13億噸以上的液態(tài)熔渣，其顯熱量相當(dāng)于1278萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

水渣法是目前我國(guó)最常見的高爐渣處理方法。水渣法對(duì)渣降溫時(shí)放出大量水蒸氣，未回收高爐渣所含有的高品質(zhì)余熱資源；同時(shí)釋放出大量的h2s和so2氣體，隨著蒸汽排入到環(huán)境中，引起酸雨等環(huán)境問(wèn)題；浪費(fèi)大量水資源，且額外的能源消耗。這些處理方式已不能適應(yīng)目前鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排的迫切需求。必須尋求一種高效、無(wú)污染的新技術(shù)對(duì)高爐渣余熱資源進(jìn)行有效回收。

高溫熔渣轉(zhuǎn)杯粒化回收系統(tǒng)是一種系統(tǒng)對(duì)熔渣的高溫顯熱進(jìn)行回收的系統(tǒng)，然熔渣的流量控制是系統(tǒng)關(guān)鍵的一環(huán)，熔渣的流量控制不好，會(huì)影響后續(xù)粒化過(guò)程連續(xù)穩(wěn)定進(jìn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種帶有流量溫度監(jiān)測(cè)及控制功能的二級(jí)液態(tài)熔渣緩存系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)液態(tài)熔渣緩存、流量控制、補(bǔ)熱功能，使液態(tài)熔渣連續(xù)穩(wěn)定進(jìn)行后續(xù)?；^(guò)程，可廣泛應(yīng)用于液態(tài)熔渣粒化余熱回收系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種帶有流量溫度監(jiān)測(cè)及控制功能的二級(jí)液態(tài)熔渣緩存系統(tǒng)，包括渣包外殼、塞棒、落渣管和密封罩；渣包外殼的上部有進(jìn)渣口，底部側(cè)面設(shè)有若干出渣口，出渣口由座磚與定徑水口組成；一個(gè)出渣口對(duì)應(yīng)設(shè)置一個(gè)塞棒，塞棒包括塞棒頭、塞棒桿和塞棒控制裝置，座磚上設(shè)有相互連通的座磚流道和定徑水口容置腔，定徑水口安裝于定徑水口容置腔內(nèi)；座磚流道一端連通渣包外殼內(nèi)部容置熔渣的內(nèi)腔，另一端連通定徑水口的定徑水口內(nèi)流道的入口；塞棒桿一端連接塞棒頭，另一端連接塞棒控制裝置；塞棒控制裝置用于控制塞棒頭與定徑水口之間的通流面積；定徑水口外設(shè)置密封罩，密封罩底部設(shè)置落渣管。

進(jìn)一步的，渣包外殼的頂部設(shè)置有非接觸式液位監(jiān)測(cè)裝置和燃燒器，用于監(jiān)測(cè)渣包內(nèi)的液態(tài)熔渣液位和液態(tài)熔渣的補(bǔ)熱。

進(jìn)一步的，密封罩外殼的頂部設(shè)置有非接觸式溫度監(jiān)測(cè)裝置和非接觸式液位監(jiān)測(cè)裝置，密封罩側(cè)面與頂面能夠開啟，密封罩與渣包外殼法蘭密封連接。

進(jìn)一步的，定徑水口、塞棒頭為抗腐蝕磨蝕的耐火材料制成，塞棒桿為耐高溫金屬材料制成，塞棒桿與塞棒頭螺紋連接。

進(jìn)一步的，落渣管外包覆保溫材料。

進(jìn)一步的，塞棒設(shè)置在渣包外部，塞棒與水平方向呈10°-30°夾角，定徑水口內(nèi)流道為先漸縮后漸擴(kuò)的非等截面流道；定徑水口內(nèi)流道入口漸縮段上部與水平方向夾角為100°-110°，徑水口內(nèi)流道入口漸縮段下部與水平方向夾角為15°-25°，徑水口內(nèi)流道出口漸擴(kuò)段為倒圓錐形結(jié)構(gòu)，漸擴(kuò)段上部與水平方向夾角為15°-25°，漸擴(kuò)段下部與水平方向夾角為5°-15°。

進(jìn)一步的，流量超過(guò)設(shè)定值時(shí)，塞棒控制裝置向前給進(jìn)，減小塞棒頭與定徑水口流道間的流通面積，進(jìn)而減小熔渣流量；流量低于設(shè)定值時(shí)，塞棒控制裝置向后給出，擴(kuò)大塞棒頭與定徑水口流道間的流通面積，進(jìn)而增加熔渣流量。

進(jìn)一步的，落渣管設(shè)置在渣包外殼側(cè)部。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明中渣包外殼可滿足液態(tài)熔渣緩存、流量控制、補(bǔ)熱功能，保證液態(tài)熔渣物性在要求范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)液態(tài)熔渣粒化連續(xù)長(zhǎng)期運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)液態(tài)熔渣?；I(yè)化。

本發(fā)明中塞棒設(shè)置在渣包側(cè)面，棒頭與液態(tài)熔渣直接接觸，避免了液態(tài)熔渣對(duì)塞棒桿的侵蝕，可大大延長(zhǎng)塞棒使用壽命。當(dāng)塞棒頭受液態(tài)熔渣侵蝕磨蝕后，可通過(guò)塞棒執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)，向定徑水口內(nèi)推進(jìn)塞棒頭，繼續(xù)保持對(duì)液態(tài)熔渣流量的控制，進(jìn)一步提高塞棒的使用壽命。

本發(fā)明所述液態(tài)熔渣流量控制，通過(guò)塞棒控制裝置改變?nèi)纛^與定徑水口間通流面積，調(diào)節(jié)落渣管內(nèi)的熔渣液位，可大大消除因渣包內(nèi)熔渣液位的改變而導(dǎo)致流量的大幅波動(dòng)，使整個(gè)緩存過(guò)程流量穩(wěn)定，滿足后續(xù)粒化階段的流量要求。

本發(fā)明所述密封罩上部液位監(jiān)測(cè)裝置對(duì)落渣管內(nèi)液位測(cè)量，可通過(guò)流量計(jì)算儀計(jì)算落渣管內(nèi)熔渣的瞬時(shí)流量，關(guān)聯(lián)?；到y(tǒng)電機(jī)轉(zhuǎn)速，達(dá)到最優(yōu)粒化效果。

本發(fā)明所述密封罩上部溫度監(jiān)測(cè)裝置，可關(guān)聯(lián)?；到y(tǒng)電機(jī)轉(zhuǎn)速和渣包上部燃燒器。根據(jù)熔渣溫度調(diào)節(jié)燃燒器的補(bǔ)熱功率，以保證液態(tài)熔渣溫度滿足系統(tǒng)要求，并減小補(bǔ)熱的能耗；根據(jù)液態(tài)熔渣溫度可調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，達(dá)到最優(yōu)?；Ч?。

本發(fā)明所述渣包蓋上方液位監(jiān)測(cè)裝置，可在液態(tài)熔渣液位達(dá)到警戒液位時(shí)報(bào)警及時(shí)關(guān)閉上方進(jìn)渣口，保證渣包里有足夠的安全高度防止溢渣等事故發(fā)生，提高運(yùn)行的安全性。

本發(fā)明所述包蓋上方燃燒器，可對(duì)渣包進(jìn)行烘烤，在液態(tài)熔渣溫度低于警戒溫度時(shí)及時(shí)開啟，對(duì)液態(tài)熔渣進(jìn)行補(bǔ)熱，保證渣包內(nèi)的液態(tài)熔渣粘度防止凝渣等事故發(fā)生，提高運(yùn)行的穩(wěn)定性。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

圖1為本發(fā)明一種帶有流量溫度監(jiān)測(cè)控制功能的二級(jí)液態(tài)熔渣緩存系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的右視圖；

圖3為定徑水口處局部放大圖。

示意圖中的標(biāo)號(hào)說(shuō)明：

1、渣包外殼；2、渣包液位監(jiān)測(cè)裝置；3、燃燒器；4、落渣管液位監(jiān)測(cè)裝置；5、溫度監(jiān)測(cè)裝置；6、定徑水口；7、塞棒頭；8、塞棒控制裝置；9、塞棒桿；10、密封罩；11、落渣管；12、進(jìn)渣口。

具體實(shí)施方式

請(qǐng)參閱圖1至圖3所示，本發(fā)明一種帶有流量溫度監(jiān)測(cè)及控制功能的二級(jí)液態(tài)熔渣緩存系統(tǒng)，包括渣包外殼1、定徑水口6、塞棒頭7、塞棒控制機(jī)構(gòu)8、落渣管11和密封罩10。

渣包外殼1上部有進(jìn)渣口12，底部有一個(gè)或多個(gè)出渣口，出渣口由座磚100與定徑水口6組成；一個(gè)出渣口對(duì)應(yīng)設(shè)置一個(gè)塞棒，塞棒包括塞棒頭7、塞棒桿9和塞棒控制裝置8，座磚上設(shè)有相互連通的座磚流道101和定徑水口容置腔102，定徑水口安裝于定徑水口容置腔內(nèi)；座磚流道一端連通渣包外殼內(nèi)部容置熔渣的內(nèi)腔，另一端連通定徑水口的定徑水口內(nèi)流道的入口；塞棒桿一端連接塞棒頭，另一端連接塞棒控制裝置；塞棒控制裝置用于控制塞棒頭與定徑水口之間的通流面積。定徑水口6外側(cè)設(shè)置有對(duì)應(yīng)的密封罩10，密封罩的底部安裝有落渣管11；渣包外殼1由高溫耐火材料與鋼殼制成。液態(tài)熔渣從渣包上方進(jìn)渣口12流入，并暫存于渣包中，液態(tài)熔渣從渣包外殼1底部側(cè)面通過(guò)定徑水口6經(jīng)密封罩10流入落渣管11，再流至下方?；到y(tǒng)。

塞棒設(shè)置在渣包外部，塞棒與水平方向呈10°-30°夾角，定徑水口6內(nèi)流道為先漸縮后漸擴(kuò)的非等截面流道。徑水口內(nèi)流道入口漸縮段上部與水平方向夾角為100°-110°，定徑水口內(nèi)流道入口漸縮段下部與水平方向夾角為15°-25°，徑水口內(nèi)流道出口漸擴(kuò)段為倒圓錐形結(jié)構(gòu)，漸擴(kuò)段上部與水平方向夾角為15°-25°，漸擴(kuò)段下部與水平方向夾角為5°-15°。流量過(guò)大時(shí)，塞棒控制裝置8向前給進(jìn)，減小塞棒頭7與定徑水口流道間的流通面積，進(jìn)而減小熔渣流量。流量過(guò)小時(shí)，塞棒控制裝置8向后給出，擴(kuò)大塞棒頭7與定徑水口流道間的流通面積，進(jìn)而增加熔渣流量。座磚、定徑水口、塞棒頭材料為高溫抗腐蝕磨蝕的耐火材料，塞棒桿由耐高溫金屬材料制成。

當(dāng)塞棒頭7受熔渣侵蝕磨蝕后，可通過(guò)塞棒控制裝置8調(diào)節(jié)，向定徑水口6內(nèi)給進(jìn)塞棒頭7，繼續(xù)保持塞棒對(duì)熔渣流量的控制，延長(zhǎng)塞棒使用壽命。當(dāng)定徑水口6與塞棒頭7腐蝕較嚴(yán)重?zé)o法使用時(shí)，可用炮泥堵住出渣口座磚100的通道，快速更換定徑水口6及塞棒頭7，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的影響較小。

密封罩10頂部安裝落渣管液位檢測(cè)裝置4，檢測(cè)落渣管11內(nèi)的液態(tài)熔渣液位，通過(guò)流量計(jì)算儀得到液態(tài)熔渣瞬時(shí)流量反饋給塞棒控制裝置8。液位過(guò)高時(shí)，塞棒控制裝置8向前給進(jìn)，減小塞棒頭7與定徑水口6間的流通面積，進(jìn)而減小液態(tài)熔渣流量。塞棒頭7為高溫抗腐蝕磨蝕的特種耐火材料，塞棒桿9由耐高溫金屬材料制成。

渣包外殼1上部的非接觸式液位監(jiān)測(cè)裝置2實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)渣包里液位高度，可通過(guò)液位計(jì)算得到渣包內(nèi)的瞬時(shí)液態(tài)熔渣緩存量，從而對(duì)液態(tài)熔渣流量進(jìn)行調(diào)整分配，并在液態(tài)熔渣液位達(dá)到警戒液位時(shí)報(bào)警及時(shí)關(guān)閉上方進(jìn)渣口，保證渣包里有足夠的安全高度防止溢渣等事故發(fā)生。

密封罩10頂部安裝非接觸式溫度監(jiān)測(cè)裝置5，渣包外殼頂部安裝燃燒器3，通過(guò)對(duì)落渣管11內(nèi)液態(tài)熔渣溫度的監(jiān)測(cè)，反饋至燃燒器3，并關(guān)聯(lián)燃燒器3的開啟及補(bǔ)熱功率；同時(shí)將液態(tài)熔渣瞬時(shí)溫度反饋給?；到y(tǒng)，及時(shí)調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速。密封罩10及落渣管11外包覆保溫材料，以減小散熱，保證液態(tài)熔渣溫度。

本熔渣緩存系統(tǒng)采用從渣包側(cè)面而非底部的出渣方式，在側(cè)面出渣口處采用了定徑水口6與塞棒頭7配合的方式控制出渣流量，將落渣管11設(shè)置在渣包外殼1側(cè)部而非底部，并通過(guò)密封罩10連接渣包外殼1與落渣管11。此結(jié)構(gòu)便于控制流量并易于維護(hù)更換定徑水口及落渣管，避免了現(xiàn)有技術(shù)中熔渣從渣包底部出渣導(dǎo)致落渣管不易更換維護(hù)的缺點(diǎn)，增強(qiáng)了系統(tǒng)的連續(xù)性穩(wěn)定性。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上實(shí)施方式僅用以說(shuō)明本發(fā)明而非限制本發(fā)明所描述的技術(shù)方案；因此，盡管本說(shuō)明書參照上述的各個(gè)實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明已進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或等同替換；而一切不脫離本發(fā)明的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍中。