本发明涉及余热利用领域，具体涉及一种在炼钢过程中对电弧炉预热进行高效充分利用的阶梯式底排烟电炉炼钢连续加料输送设备及方法。
背景技术：
1、废钢预热技术及设备的出现，很大程度上解决了钢铁行业节能降耗提质增效的需求，但目前被广泛使用的废钢水平预热工艺仍存在一定不足，虽然能做到连续水平加料，但是废钢预热仅仅靠电炉高温烟气辐射传递，废钢预热效果仍然欠佳，大部分高温烟气直接从废钢上面快速通过，热量损失比较大。
2、虽然目前市场上出现一些在废钢预热过程对烟道进行了部分改进，将原来的水平进烟的方式设置为底部进烟，高温烟气进入烟道后再从顶部排出的方式，实施预热作业，但是这种方式烟气从输送设备的底部进入，只有部分热量通过底部溢出至排烟通道的上部位置，最终的高温烟气仍然通过顶部排出，造成只有对废钢堆积部位的底部实施了高温预热作业，并且这种高温预热方式在整体送料作业中采取垂直输送物料，物料废钢堆积后储料，然后再从底部出料的方式的进行电弧炉的喂料作业，整体存在物料输送不能持续进行的缺陷。
3、除此之外，在对电弧炉的余热实施利用的过程中，由于传统的电炉炼钢连续加料输送设备的烟道采用密封设置的方式，烟气只能通过废钢顶部穿过后通过顶部的排烟装置排出，余热很难穿透连续输送设备表面的废钢至其底部进行热量的传递，如果对传统连续输送设备的表面进行改进，势必会造成成本的增加，并且，在相对狭小的输送通道空间内，如果想要高温烟气顺利的对正在朝向电弧炉进料口位置输送的废钢顶部和底部同时余热，其整体难度较大。
4、综上所述，本发明提供一种结构简单，操作方便，余热利用充分，物料运输连续持续运行，整体物料呈水平连续送料，排烟内内部呈阶梯状设置，在通过震动送料的同时对物料实施底部和顶部的同时预热，能够通过不同阶梯的物料传导实现物料在烟道内的反转作业，提高物料充分对余热的吸收，提高热能利用率，实现高温烟气穿透废钢，降低冶炼成本，节省电弧炉对电力资源的消耗，方法简单易操作的阶梯式底排烟电炉炼钢连续加料输送设备及方法，具有广泛的市场前景。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本发明提供一种结构简单，操作方便，余热利用充分，物料运输连续持续运行，整体物料呈水平连续送料，排烟内内部呈阶梯状设置，在通过震动送料的同时对物料实施底部和顶部的同时预热，能够通过不同阶梯的物料传导实现物料在烟道内的反转作业，提高物料充分对余热的吸收，提高热能利用率，实现高温烟气穿透废钢，降低冶炼成本，节省电弧炉对电力资源的消耗，方法简单易操作的阶梯式底排烟电炉炼钢连续加料输送设备及方法，用于克服现有技术中的缺陷。
2、本发明的技术方案是这样实现的：一种阶梯式底排烟电炉炼钢连续加料输送设备，包括废钢加料段，通过加料转载机与废钢加料段相连接的连续震动给料输送设备，安装在连续震动给料输送设备顶部的送料槽，套装在送料槽顶部的保温烟罩，通过连续下料机与送料槽的尾部相连接的下料排烟管道，与下料排烟管道出口相连通的电弧炉，所述的送料槽内设置有阶梯式穿透热传递连续送料装置，阶梯式穿透热传递连续送料装置包括安装在送料槽内前端的第一震动送料支撑板，在第一震动送料支撑板后端的送料槽内中部位置安装有与第一震动送料支撑板相配合的第二震动送料支撑板，在第二震动送料支撑板后端的送料槽内后端安装有与第二震动送料支撑板相配合的第三震动送料支撑板，第三震动送料支撑板的后端与下料排烟管道的前端相连接；
3、在第一震动送料支撑板的后端底部设置有与保温烟罩底部相连通的第一阶梯纵向排烟管道，在第二震动送料支撑板的后端底部设置有与保温烟罩底部相连通的第二阶梯纵向排烟管道，第一阶梯纵向排烟管道和第二阶梯纵向排烟管道的底部安装有底排烟水冷管道，底排烟水冷管道的外端底部设置有底排烟积灰斗，底排烟水冷管道通过下排烟水冷管道与沉降室相连通，沉降室通过上排烟水冷弯头与安装在保温烟罩前端的顶部出烟罩口相连通。
4、所述的送料槽为顶部带有开口的方形槽体结构，送料槽的底部固定安装在连续震动给料输送设备的顶部相连接，连续震动给料输送设备上安装有若干偏心振动机，第一震动送料支撑板的底部通过震动传导支架与送料槽的槽底固定连接，连续震动给料输送设备的长度与送料槽的长度相配合，第一震动送料支撑板沿送料槽的长度方向水平或者倾斜安装在送料槽纵向中部高度位置，第一震动送料支撑板的两侧边缘位置与送料槽内壁相连接，第一震动送料支撑板的一端顶部与加料转载机的输出端相承接，第一震动送料支撑板的另一端设置在第二震动送料支撑板的一端上方，第一震动送料支撑板的长度不小于送料槽长度的三分之一。
5、所述的第二震动送料支撑板的底部通过震动传导支架与送料槽的槽底固定连接，第二震动送料支撑板的两侧边缘位置与送料槽内壁相连接，第二震动送料支撑板沿送料槽的长度方向水平或者倾斜安装在送料槽纵向中部靠下位置，第二震动送料支撑板的一端顶部与第一震动送料支撑板的输出端相承接，第二震动送料支撑板的另一端设置在第三震动送料支撑板的一端上方，第二震动送料支撑板的长度为送料槽长度的三分之一。
6、所述的第三震动送料支撑板的底部通过震动传导支架与送料槽的槽底固定连接，第三震动送料支撑板的两侧边缘位置与送料槽内壁相连接，第三震动送料支撑板沿送料槽的长度方向水平或者倾斜安装在送料槽纵向底部位置，第三震动送料支撑板顶部与第二震动送料支撑板的输出端相承接，第三震动送料支撑板的另一端与下料排烟管道的前端相连通，第三震动送料支撑板的长度不大于送料槽长度的三分之一。
7、所述的第一震动送料支撑板的设置高度不低于第二震动送料支撑板的设置高度，第二震动送料支撑板的设置高度不低于第三震动送料支撑板的设置高度，第一震动送料支撑板的尾端底部所在的平面位于第二震动送料支撑板前端顶部所在的平面，第二震动送料支撑板的尾端底部所在的平面位于第三震动送料支撑板前端顶部所在的平面，第一震动送料支撑板的长度不小于第二震动送料支撑板的长度，第二震动送料支撑板的长度不小于第三震动送料支撑板的长度。
8、所述的第一震动送料支撑板的前端底部设置有挡烟板，该挡烟板的外壁与送料槽的前端内壁固定连接，顶部出烟罩口的开设位置位于第一震动送料支撑板的前端上部。
9、所述的第一震动送料支撑板、第二震动送料支撑板以及第三震动送料支撑板均是采用耐高温材料制成的长方形板状结构，第一震动送料支撑板、第二震动送料支撑板以及第三震动送料支撑板的宽度相等，第一震动送料支撑板、第二震动送料支撑板以及第三震动送料支撑板的宽度与送料槽的宽度相配合。
10、所述的第一震动送料支撑板、第二震动送料支撑板以及第三震动送料支撑板上均开设有呈矩形阵列布局的锥形底部过烟孔，锥形底部过烟孔的底部与分别纵向开设在第一震动送料支撑板、第二震动送料支撑板以及第三震动送料支撑板上的底部过烟通孔的顶部相连通，锥形底部过烟孔的上部开口朝向物料的送料方向，每个底部过烟通孔的下方均设置有底部高温烟回旋挡板，底部高温烟回旋挡板的宽度分别与第一震动送料支撑板、第二震动送料支撑板以及第三震动送料支撑板的宽度相配合。
11、所述的第一阶梯纵向排烟管道的顶部与送料槽内腔底部相连通，第二阶梯纵向排烟管道的顶部与送料槽内腔底部相连通，第一阶梯纵向排烟管道的顶部与第一震动送料支撑板的底部、第二震动送料支撑板的底部以及送料槽内腔相连通，第二阶梯纵向排烟管道的顶部第一震动送料支撑板底部、第二震动送料支撑板底部以及送料槽内腔相连通，第二震动送料支撑板的底部与第一震动送料支撑板的底部、第三震动送料支撑板的顶部以及送料槽内腔相连通，下排烟水冷管道水平设置在沉降室的侧面中部，下排烟水冷管道与底排烟水冷管道垂直安装，上排烟水冷弯头的底部垂直安装在沉降室的顶部，上排烟水冷弯头的顶部与顶部出烟罩口水平安装。
12、一种如上任意一项所述的阶梯式底排烟电炉炼钢连续加料输送设备的底排烟预热利用方法，其方法为：
13、s1、废钢从废钢加料段经加料转载机转载至底部持续震动的连续震动给料输送设备顶部，连续震动给料输送设备将震动传输给送料槽内安装的第一震动送料支撑板、第二震动送料支撑板以及第三震动送料支撑板，第一震动送料支撑板、第二震动送料支撑板以及第三震动送料支撑板在持续震动作用下将其上部的废钢物料在送料槽内通过连续下料机持续朝向下料排烟管道方向输送；
14、s2、废钢通过下料排烟管道输送至电弧炉顶部并落料至电弧炉内熔炼，电弧炉排出的高温烟气通过下料排烟管道输送至送料槽内，通过保温烟罩对送料槽实施密封保温，高温烟气沿着废钢输入反方向在送料槽内输送，在高温烟气输送的过程中，部分高温烟气通过送料槽的中上部对第一震动送料支撑板、第二震动送料支撑板以及第三震动送料支撑板表面的废钢实施预热作业，另外一部分高温烟气进入第一震动送料支撑板、第二震动送料支撑板以及第三震动送料支撑板的底部，进入至第一震动送料支撑板、第二震动送料支撑板以及第三震动送料支撑板底部的高温烟气一部分通过底部高温烟回旋挡板的阻挡后回旋至底部过烟通孔内，并通过锥形底部过烟孔的上部开口与送料槽上部的高温烟气汇合，进入至第一震动送料支撑板、第二震动送料支撑板以及第三震动送料支撑板底部的另一部分高温烟气以及富积在进入至第一震动送料支撑板、第二震动送料支撑板以及第三震动送料支撑板底部的高温烟气最终通过第一阶梯纵向排烟管道和第二阶梯纵向排烟管道回收至底排烟水冷管道内，并经过底排烟积灰斗积灰作业后通过下排烟水冷管道排放至沉降室中部内腔回收处理；
15、s3、送料槽中上部的高温烟气持续朝向顶部出烟罩口位置排放，在此过程中，废钢在第一震动送料支撑板尾部震动落料至第二震动送料支撑板上，在落料的过程中第一震动送料支撑板底部相对温度较低的冷钢翻滚自上面，并通过第二震动送料支撑板持续朝向第二震动送料支撑板尾部震动输送，废钢在第二震动送料支撑板尾部震动落料至第三震动送料支撑板上，在落料的过程中第二震动送料支撑板底部相对温度较低的冷钢翻滚自上面，并通过第三震动送料支撑板持续朝向下料排烟管道入口位置震动输送，送料槽中上部的高温烟气最终通过顶部出烟罩口输送至上排烟水冷弯头内，并经上排烟水冷弯头输送至沉降室上部内腔回收处理。
16、本发明具有如下的积极效果：本发明利用第一震动送料支撑板、第二震动送料支撑板以及第三震动送料支撑板的持续震动送料作业，将废钢在朝向电弧炉输送的过程中实现废钢预热节能炼钢，利用上排烟系统和三级震动送料支撑板的震动送料方式，配合部分高温烟气底排烟的方式，在连续震动给料输送设备水平连续加料基础上，实现废钢在振动力的作用下均匀连续地向电弧炉熔池方向运动，废钢通过三级震动送料支撑板的震动送料，在阶梯的高差下自动降落翻滚，将上移阶梯度的震动送料支撑板底部的冷钢翻滚自上面，因增设了第一阶梯纵向排烟管道和第二阶梯纵向排烟管道，并未设置了底部高温烟回旋挡板对进入至三级震动送料支撑板下方的高温烟气实施回旋，并回旋至底部过烟通孔内以及从锥形底部过烟孔再次排出，通过高温烟气底部回旋和底部排烟的方式，将高温烟气穿透废钢，充分的利用了电弧炉的高温烟气预热废钢。废钢在水平辐射预热和阶梯式三级震动送料支撑板以及底排烟穿透热的方式下，预热废钢效果进一步提高。
17、本发明与传统的废钢预热水平加料输送设备相比，传统的设备是利用电炉冶炼时产生的高温烟气通过加料口与输送槽内逆向运动的废钢进行辐射热交换使得废钢表面预热到200℃-300℃，然后预热后的废钢被加入电炉很快融化，从而实现一定的节电炼钢的目的。本发明与传统的上部辐射预热利用方式不同，能够使原本直接从废钢表面快速通过进入除尘系统的烟气分层为上下两部分，上部的高温烟气实施废钢表面的预热，下部的高温烟气在输出过程中部分烟气回收利用穿透废钢并从废钢底部向上输送，与传统的烟气热利用率较低的单一上部预热方式不同，本发明改变普通电炉水平加料仅仅靠热辐射来预热废钢的弊端，采用上部辐射热传递和底部穿透式热传递的方式配合底部排烟的方式，不仅能够有效的利用高温烟气，同时增加了底部排烟的方式，在必要时还能够对部件过热起到很好的防治作用，降低部件高温老化的损耗，同时能充分的利用余热，采用本发明能够使废钢平均预热温度达到500-600℃，可望实现水平加料电炉吨钢节电50-70度，冶炼成本降低40-60元/吨钢，长期运行经济效益十分显著。
1.一种阶梯式底排烟电炉炼钢连续加料输送设备，包括废钢加料段(9)，通过加料转载机(15)与废钢加料段(9)相连接的连续震动给料输送设备(13)，安装在连续震动给料输送设备(13)顶部的送料槽(4)，套装在送料槽(4)顶部的保温烟罩(3)，通过连续下料机(14)与送料槽(4)的尾部相连接的下料排烟管道(12)，与下料排烟管道(12)出口相连通的电弧炉(1)，其特征在于：所述的送料槽(4)内设置有阶梯式穿透热传递连续送料装置，阶梯式穿透热传递连续送料装置包括安装在送料槽(4)内前端的第一震动送料支撑板(4-1)，在第一震动送料支撑板(4-1)后端的送料槽(4)内中部位置安装有与第一震动送料支撑板(4-1)相配合的第二震动送料支撑板(4-2)，在第二震动送料支撑板(4-2)后端的送料槽(4)内后端安装有与第二震动送料支撑板(4-2)相配合的第三震动送料支撑板(4-3)，第三震动送料支撑板(4-3)的后端与下料排烟管道(12)的前端相连接；
2.根据权利要求1所述的阶梯式底排烟电炉炼钢连续加料输送设备，其特征在于：所述的送料槽(4)为顶部带有开口的方形槽体结构，送料槽(4)的底部固定安装在连续震动给料输送设备(13)的顶部相连接，连续震动给料输送设备(13)上安装有若干偏心振动机，第一震动送料支撑板(4-1)的底部通过震动传导支架与送料槽(4)的槽底固定连接，连续震动给料输送设备(13)的长度与送料槽(4)的长度相配合，第一震动送料支撑板(4-1)沿送料槽(4)的长度方向水平或者倾斜安装在送料槽(4)纵向中部高度位置，第一震动送料支撑板(4-1)的两侧边缘位置与送料槽(4)内壁相连接，第一震动送料支撑板(4-1)的一端顶部与加料转载机(15)的输出端相承接，第一震动送料支撑板(4-1)的另一端设置在第二震动送料支撑板(4-2)的一端上方，第一震动送料支撑板(4-1)的长度不小于送料槽(4)长度的三分之一。
3.根据权利要求1所述的阶梯式底排烟电炉炼钢连续加料输送设备，其特征在于：所述的第二震动送料支撑板(4-2)的底部通过震动传导支架与送料槽(4)的槽底固定连接，第二震动送料支撑板(4-2)的两侧边缘位置与送料槽(4)内壁相连接，第二震动送料支撑板(4-2)沿送料槽(4)的长度方向水平或者倾斜安装在送料槽(4)纵向中部靠下位置，第二震动送料支撑板(4-2)的一端顶部与第一震动送料支撑板(4-1)的输出端相承接，第二震动送料支撑板(4-2)的另一端设置在第三震动送料支撑板(4-3)的一端上方，第二震动送料支撑板(4-2)的长度为送料槽(4)长度的三分之一。
4.根据权利要求1所述的阶梯式底排烟电炉炼钢连续加料输送设备，其特征在于：所述的第三震动送料支撑板(4-3)的底部通过震动传导支架与送料槽(4)的槽底固定连接，第三震动送料支撑板(4-3)的两侧边缘位置与送料槽(4)内壁相连接，第三震动送料支撑板(4-3)沿送料槽(4)的长度方向水平或者倾斜安装在送料槽(4)纵向底部位置，第三震动送料支撑板(4-3)顶部与第二震动送料支撑板(4-2)的输出端相承接，第三震动送料支撑板(4-3)的另一端与下料排烟管道(12)的前端相连通，第三震动送料支撑板(4-3)的长度不大于送料槽(4)长度的三分之一。
5.根据权利要求1所述的阶梯式底排烟电炉炼钢连续加料输送设备，其特征在于：所述的第一震动送料支撑板(4-1)的设置高度不低于第二震动送料支撑板(4-2)的设置高度，第二震动送料支撑板(4-2)的设置高度不低于第三震动送料支撑板(4-3)的设置高度，第一震动送料支撑板(4-1)的尾端底部所在的平面位于第二震动送料支撑板(4-2)前端顶部所在的平面，第二震动送料支撑板(4-2)的尾端底部所在的平面位于第三震动送料支撑板(4-3)前端顶部所在的平面，第一震动送料支撑板(4-1)的长度不小于第二震动送料支撑板(4-2)的长度，第二震动送料支撑板(4-2)的长度不小于第三震动送料支撑板(4-3)的长度。
6.根据权利要求1所述的阶梯式底排烟电炉炼钢连续加料输送设备，其特征在于：所述的第一震动送料支撑板(4-1)的前端底部设置有挡烟板，该挡烟板的外壁与送料槽(4)的前端内壁固定连接，顶部出烟罩口(5)的开设位置位于第一震动送料支撑板(4-1)的前端上部。
7.根据权利要求1所述的阶梯式底排烟电炉炼钢连续加料输送设备，其特征在于：所述的第一震动送料支撑板(4-1)、第二震动送料支撑板(4-2)以及第三震动送料支撑板(4-3)均是采用耐高温材料制成的长方形板状结构，第一震动送料支撑板(4-1)、第二震动送料支撑板(4-2)以及第三震动送料支撑板(4-3)的宽度相等，第一震动送料支撑板(4-1)、第二震动送料支撑板(4-2)以及第三震动送料支撑板(4-3)的宽度与送料槽(4)的宽度相配合。
8.根据权利要求1所述的阶梯式底排烟电炉炼钢连续加料输送设备，其特征在于：所述的第一震动送料支撑板(4-1)、第二震动送料支撑板(4-2)以及第三震动送料支撑板(4-3)上均开设有呈矩形阵列布局的锥形底部过烟孔(16)，锥形底部过烟孔(16)的底部与分别纵向开设在第一震动送料支撑板(4-1)、第二震动送料支撑板(4-2)以及第三震动送料支撑板(4-3)上的底部过烟通孔(17)的顶部相连通，锥形底部过烟孔(16)的上部开口朝向物料的送料方向，每个底部过烟通孔(17)的下方均设置有底部高温烟回旋挡板(18)，底部高温烟回旋挡板(18)的宽度分别与第一震动送料支撑板(4-1)、第二震动送料支撑板(4-2)以及第三震动送料支撑板(4-3)的宽度相配合。
9.根据权利要求1所述的阶梯式底排烟电炉炼钢连续加料输送设备，其特征在于：所述的第一阶梯纵向排烟管道(6-2)的顶部与送料槽(4)内腔底部相连通，第二阶梯纵向排烟管道(6-1)的顶部与送料槽(4)内腔底部相连通，第一阶梯纵向排烟管道(6-2)的顶部与第一震动送料支撑板(4-1)的底部、第二震动送料支撑板(4-2)的底部以及送料槽(4)内腔相连通，第二阶梯纵向排烟管道(6-1)的顶部第一震动送料支撑板(4-1)底部、第二震动送料支撑板(4-2)底部以及送料槽(4)内腔相连通，第二震动送料支撑板(4-2)的底部与第一震动送料支撑板(4-1)的底部、第三震动送料支撑板(4-3)的顶部以及送料槽(4)内腔相连通，下排烟水冷管道(10)水平设置在沉降室(11)的侧面中部，下排烟水冷管道(10)与底排烟水冷管道(6)垂直安装，上排烟水冷弯头(8)的底部垂直安装在沉降室(11)的顶部，上排烟水冷弯头(8)的顶部与顶部出烟罩口(5)水平安装。
10.一种如权利要求1-9任意一项所述的阶梯式底排烟电炉炼钢连续加料输送设备的底排烟预热利用方法，其特征在于，其方法为：
