一种回收利用钢坯余热的方法及装置.pdf

本发明公开了一种回收利用钢坯余热的方法及装置，利用软化处理水，经炼钢冷却系统所得的过热水，过热水再与出炉钢坯热交换所获得的水蒸汽，具体步骤为：A.将自来水或冷却水经软化后所得的过热水收入储水罐中；B.用高压水泵将步骤A储水罐中的过热水通过管道输送到换热装置中的钢管中，将钢坯推入由钢管围成的换热装置，钢坯热能放散出来，使换热装置中的水成为高温、高压水蒸汽；C.将所述的高温高压水蒸汽通入过热器后，由该水蒸汽推动汽轮机带动发电机发电；D.经汽轮机利用后的水蒸气凝结为冷凝水，该冷凝水通过管道进入水处理系统，由水处理系统处理后又通过管道输送到步骤A的冷却水软化系统，通过上述方法，循环利用冷却水，且能高效彻底回收利用钢坯余热，该装置稳定可靠。

权利要求书
1、  一种回收利用钢坯余热的方法，利用软化处理水，经炼钢冷却系统所得的过热水，过热水再与出炉钢坯热交换所获得的水蒸汽，具体步骤为：
A、将自来水或冷却水经软化后所得的过热水收入储水罐中；
B、用高压水泵将步骤A储水罐中的过热水通过管道输送到换热装置中的钢管中，将钢坯推入由钢管围成的换热装置，钢坯热能放散出来，使换热装置中的水成为高温、高压水蒸汽；
C、将所述的高温高压水蒸汽通入过热器后，由该水蒸汽推动汽轮机带动发电机发电；
D、经汽轮机利用后的水蒸气凝结为冷凝水，该冷凝水通过管道进入水处理系统，由水处理系统处理后又通过管道输送到步骤A的冷却水软化系统。

2、  根据权利要求1所述的方法，其特征在于：还包括将换热装置输出来的水蒸汽输送到蓄热器，再将水蒸汽由蓄热器输入过热器的步骤。

3、  根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述过热水是经水处理系统后的水再连续冷却连铸机结晶器、炼钢炉炉盖以及炼钢炉体后所得的水。

4、  根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述的过热水温度是120±5℃，压力是0.2±0.05MPa。

5、  根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述的由换热装置排出来的水蒸汽温度为205±5℃，压力为1.8±0.02MPa。

6、  根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述的由蓄热器排出来的水蒸汽温度为205±5℃，压力为1.2±0.02MPa。

7、  根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述的由过热器排出来的水蒸汽温度为390±5℃，压力为1.0±0.02MPa。

8、  一种根据权利要求1-7中任选一项所述的方法所使用的装置，其特征在于：它由水外理系统、软水预热系统、换热装置、过热器、汽轮机、发电机顺序连接。

9、  根据权利要求8所述的装置，其特征在于：换热装置后顺序连接了蓄热器，再由蓄热器顺序连接过热器。

10、  根据权利要求9所述的装置，其特征在于：所述的软水预热系统由冷却水连续冷却连铸机结晶器、炼钢炉炉盖以及炼钢炉体的装置与储水罐组成。

说明书一种回收利用钢坯余热的方法及装置
技术领域
本发明属于冶金行业技术领域，尤其涉及一种回收利用钢坯余热的方法及装置。
背景技术
钢铁厂在生产中有大量余热可以利用，欲想利用连铸钢坯余热，转换成蒸汽，进一步发电，合理地实现能源梯级利用，节能降耗、提高经济效益，增加企业市场竞争力。钢铁厂在生产连铸坯时，是将约1500℃左右钢水通过连铸机浇铸成连铸钢坯，连铸坯刚拉出温度达1280℃以上，到收集台仍保持1200℃左右，然后堆放冷却至室温。这样连铸钢坯从1200℃冷却至室温整个冷却过程是自然进行，连铸坯的潜热白白浪费，同时大量热量放散在大气中，严重污染环境。
如果能将连铸钢坯从1200℃冷却至室温时所放散出的热量有效地收集起来，再利用于生产中，比如可将这些热量转换成水蒸汽(即用这些热量先加热水，则得到水蒸气)，利用水蒸汽推动汽轮机，汽轮机带动发电机发电，得到的电再用于生产中，构建一个小循环经济，则可极大地减少浪费，提高能源循环利用率。
另外，炼钢、连铸过程都要水冷却，炼钢有炉体冷却，有炉盖冷却，连铸有结晶器冷却，钢坯喷水冷却，将这些高温能利用的冷却水收集起来，循环利用，吸收热能，也可在供水上构建一个小循环经济。
中国专利CN101078596公开了一种本发明提供一种热钢坯余热回收装置，该炉由输入滚道、推钢机、炉体、炉腔、承重轨道、循环水管路、高压容器和输出滚道构成。热钢坯由输入滚道运送至炉腔入口前，经推钢机推入炉腔内的承重轨道上排放进行热交换，炉腔内主要有循环水管路贴在炉腔的上面和下面并固定，管道的两端分别与炉体外部的高压容器和回水容器相连通，容器和容器之间也相连通组成一个循环水管路，再由循环水管路将热量传送给高压容器产生蒸气或热水进行发电或供暖，最后由输出滚道将钢坯传送出去。
中国专利CN1338601公开了一种回收钢材钢坯辐射热装置，属于余热回收利用技术领域。目前在冶金生产中从加热炉出来的钢锭温度为1200℃，经过轧制的钢材在冷床上仍有800～900℃，这些热量从没有回收利用过。该发明的技术方案为：钢材钢坯4上方设置有集热管3，水箱1和集热管3之间通过传热元件2连接。它的优点是：可将上述辐射热回收利用加热水箱中的水，用于洗澡、取暖和制冷。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种能循环利用冷却水，工艺稳定、高效回收利用钢坯余热的方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种回收利用钢坯余热的方法，利用软化处理水，经炼钢冷却系统所得的过热水，过热水再与出炉钢坯热交换所获得的水蒸汽，具体步骤为：
A、将自来水或冷却水经软化后所得的过热水收入储水罐中，因为工业用水，往往含碱，所以必须对水进行软化处理；
B、用高压水泵将步骤A储水罐中的过热水通过管道输送到换热装置中的钢管中，将钢坯推入由钢管围成的换热装置，钢坯热能放散出来，使换热装置中的水成为高温、高压水蒸汽，换热装置的长度为30米左右，换热器前部分按幅射换热方式设计，后部分按传导换热方式设计；
C、将所述的高温高压水蒸汽通入过热器后，由该水蒸汽推动汽轮机带动发电机发电；
D、经汽轮机利用后的水蒸气凝结为冷凝水，该冷凝水通过管道进入水处理系统，由水处理系统处理后又通过管道输送到步骤A的冷却水软化系统。
通过上述方法，循环利用冷却水，且能高效彻底回收利用钢坯余热。
进一步：上述方法中，所述的过热水温度是120±5℃，压力是0.2±0.05MPa，相关管道承受的压力为0.5±0.05MPa，由于高温、高压的水蒸汽性能不稳定，上述方法中还包括将换热装置输出来的水蒸汽输送到蓄热器，再将水蒸汽由蓄热器通入过热器的步骤，通过配置蓄热器后降低了水蒸汽的压力，即降为1.2±0.02MPa；所述的由换热装置输出来的水蒸汽温度为205±5℃，压力为1.8±0.02MPa，而钢坯的温度从1200℃±10℃降为200℃±10℃；所述的由过热器出来的水蒸汽温度为390±5℃，压力为1.0±0.02MPa；可以选择湖南产的3000KW汽轮机，配2400KW/H发电机，发电后，水蒸气变为冷凝水。
本发明还需解决的技术问题是提供一种回收利用钢坯余热的装置，它由水外理系统、软水预热系统、换热装置、过热器、汽轮机、发电机顺序连接，由于高温、高压的水蒸汽性能不稳定，为提高装置的可靠性，换热装置后顺序连接了蓄热器，再由蓄热器顺序连接过热器，所述的软水预热系统由冷却水连续冷却连铸机结晶器、炼钢炉炉盖以及炼钢炉体的装置与储水罐组成，该装置稳定可靠。
在上述方法和装置中，自来水(地下水)或冷却水首先经过回收利用钢坯余热的装置后，成为冷凝水再进入软化处理系统的循环利用，整个过程都是水的物理反应，即水变水蒸汽，水蒸汽变水，水在封闭状态循环使用，无任何污染，同时将连铸钢坯从1200±100℃冷却至室温过程中大量的铸坯潜热回收再利用。本发明循环利用冷却水同时再利用钢坯余热发电，可以节约电炉炼钢用电能的5.5％，预计发电184亿度，效益可达129亿元，且钢的日产量增加越多，节能经济效果更佳；环保的同时极大地利用了水资源，且整个循环工艺的稳定运行，高效回收利用钢坯余热，节约能源。
附图说明
图1为钢坯余热发电的工艺流程图。
具体实施方式
结合图1对本发明的方法及装置作具体说明：一种回收利用钢坯余热的方法，利用软化处理水，经炼钢冷却系统所得的过热水，过热水再与出炉钢坯热交换所获得的水蒸汽，具体步骤为：
A、将自来水或冷却水经软化后所得的过热水收入储水罐中；
B、用高压水泵将步骤A储水罐中的过热水通过管道输送到换热装置中的钢管中，将钢坯推入由钢管围成的换热装置，钢坯热能放散出来，使换热装置中的水成为高温、高压水蒸汽；
C、将所述的高温高压水蒸汽通入过热器后，由该水蒸汽推动汽轮机带动发电机发电；
D、经汽轮机利用后的水蒸气凝结为冷凝水，该冷凝水通过管道进入水处理系统，由水处理系统处理后又通过管道输送到步骤A的冷却水软化系统。
上述方法中还包括将换热装置出来的水蒸汽输送到蓄热器，再将水蒸汽由蓄热器通入过热器的步骤；所述过热水是由水处理系统出来的水连续冷却连铸机结晶器、炼钢炉炉盖以及炼钢炉体后所得的水，过热水温度是120℃，压力是0.2MPa，所述的换热装置出来的水蒸汽温度为205℃，压力为1.8MPa，而钢坯的温度从1200℃降为200℃；所述的蓄热器出来的水蒸汽温度为205，压力为1.2MPa；所述的过热器出来的水蒸汽温度为390，压力为1.0MPa。
在上述方法和装置中，自来水(地下水)或冷却水首先经过回收利用钢坯余热的装置后，成为冷凝水再进入软化处理系统的循环利用，整个过程都是水的物理反应，将连铸钢坯从1200±100℃冷却至室温过程中大量的铸坯潜热回收再利用，循环利用水，高效回收利用钢坯余热，节约能源。