CN1009757B - 烧结用混合料的送进设备 - Google Patents

Abstract

在一烧结用混合料进料设备中，安装有多个按烧结用混合料向烧结设备中的板台下落的方法，向下倾斜的杆件，并使混合料的下落方向与板台的前进方向相反，旋转着的杆件构成了一个筛漏装置，杆件的上端则与一旋转驱动装置相联。

Description

本发明涉及烧结用混合料的送进设备和方法，更具体地讲，涉及的是一种送进烧结用混合料的设备和方法。这种混合料是用来制备送入高炉的烧结矿石。

通常在钢铁工业中，当将烧结用矿石送进鼓风炉中时，烧结设备所用的焦末，其粒度适合于粒度范围很宽的，从几微米至大约10毫米，和平均直径为1至3毫米的铁矿石末，必要时，其中可混入生石灰粉，将此混合物送到烧结用板台上，然后将混合料层表面的焦末点火以使焦炭燃烧，同时吸入空气，燃烧热即可使细矿石烧结。

因为这种烧结设备是用燃烧焦末的方法进行烧结的，所以对烧结工艺讲，将空气送入烧结层中，即透气性是很重要的。

作为改进烧结用混合料层透气性的一种工艺，对烧结用混合料本身（以下简称混合料）进行预处理，一般人们是知道的。在预处理过程中，各种已加入过适当量水的混合料，由一滚筒式混合机进行混合并粒化，这样便可以将其粒度较原来粒度大的假颗粒制造出来。另外，在预处理过程中，还需将生石灰添加到混合料中，以促进假颗粒的生产。然而，这些改进并未完全解决上述的透气性问题。

另一方面，当用一烧结设备通常都安装的斜料槽送进上述的已预处理过的混合料时，将会发生这种情况，即小粒度的混合料将堆积在混合料上层中，而大粒度的混合料将堆积在混合料的下层中。板台最好有 筛漏作用，即在混合料层的高度方向上，混合料和焦炭粒度是分隔开的，这样便可以产生较好的热量分布。然而，当将混合料送往板台上时，通常会发生滑移现象，这样便会破坏上述的分隔状态，致使细矿石和焦末中的一部分混入到混合料的下层中，这样便形成了粒度的不一致结构。因此，便不会获得较好的热量分布。

在日本未经审查的专利公开（公开昭）No.61-223136中披露了用于解决上述问题的一种方法，一种运送混合料的众所周知的方法，如图1所示，实现这种方法，即一种强化筛漏和颗粒分散型的送进方法，是借助于在一串板台上方，沿板台前进方向上安装有许多杆或辊2，使杆的一个侧边具有高度差异，通过杆运送混合料以形成混合物层。

下面详述这种送料过程。首先，使贮存在漏斗3中的混合料经过一滚筒式送料器5，然后混合料再经过一斜板落在杆2上。在这种情况下，因为杆件是倾斜的，所以，杆件2的顶端离板台1距离最小，另外杆2在顶端部位有高度差，因而在顶端一侧的各杆间隙更大些。这样，落在杆2上的混合料器的小颗粒，将从底侧边落向板台1，而混合料中的粗颗粒将从杆2的顶侧边落向板台1，由此便可实现筛漏送进，在板台上形成下粗颗粒层和上细颗粒层，这样便可在混合料层的高度方向上，形成任意粒度。按这种送进方式，下落的混合料在横向方向上分布很广，从而可避免利用斜料槽时的滑移现象，同时，混合料的堆积结构是一致的，其结果可实现高度方向上的热量均布。另外，当采用这种送进方式时，由于筛漏产生了不同的粒度，还由于混合料在下落过程中与杆碰撞而使降落能减小，可实现低密度送进，因而可获得高透气性。然而，由于混合料中含有水，这些水是送入到烧结设备中以制造出由细 的混合料制成的假颗粒，因此混合料很容易粘附到杆上，当混合料中有生石灰时，粘附程度将更大。

另外，杆2之间的间隙为5到30毫米，这是很小的，而当烧结用混合料粘附到杆2上之后，杆2之间的间隙将更小，这样便不能有效地对混合料实现筛漏和散布。当杆2上的粘附层很厚时，杆3便不具有筛漏作用了。还有，由于从斜板上下落的混合料总是碰撞在杆2的同一部位，杆2将产生局部磨损。

因而，必须定期地使烧结设备停止工作以剥离粘附的混合料，并更换磨损杆2。然而，剥离和更换工作是在一很狭小空间进行的，是很麻烦的。

日本经审查的专利公开（KoKoKu，申请日为1966年10月31日）披露了一种筛漏颗粒物的筛选装置，其中安装有多个杆状物，相邻杆的斜度是不同的，振动这些杆对颗粒物进行筛漏。即便采用此工艺，即边振动杆状物边筛漏颗粒物，同时使振动频率产生差异以使效果稍好些，但仍然不能完全消除颗粒物粘附在杆上的现象。

另外，二份申请日为1987年1月10日的日本实用新型申请（No.62-18098和62-29249）叙述了去掉杆上粘附颗粒的装置。图2所示的JUM-098装置的结构是这样的，在底板侧边部位安装有配重9a和9b，由一具有锤杆10和振动臂11的锤头12对它们进行敲击，这样便将冲击力传送给杆2，从而可将粘附在杆2上的颗粒剥离并去掉。图2中的14a和14b是气缸。

然而，JUM-098装置在操作过程中，仅能去掉大部分，而 不是全部的粘附颗粒。经过一短时间，例如10秒，又会出现通常的粘附状态。这种状态如图3A（侧视图）和3B（平面图）所示。从图3A和3B可以看出，有大量的烧结用混合料15粘附在杆2上。

如图4所示，JUM-249装置是这样设计的，使由刮板17和刀片18组成的清扫器19往复运动，即可去除粘附在杆上的混合料。图4中的20是清扫器19的滑动架，它可沿导轨21移动，14a和14b是气缸。

在JUM-249操作时，粘附在杆上的大部分混合料可被去除掉，这情况如同所披露的JUM-098操作情况，但当杆间的间隙有大约10秒钟时间充塞有混合料的话，将会再次出现通常的粘附状况。这种状况如图5A（侧视图）和5B（平面图）所示。正如图5A和5B所示，粘附在杆2上的混合料量是很多的，其情况有如粘附混合料未被上述的清扫器刮掉时的状况。

本发明的一个目的是提出一种用于送进烧结用混合料的设备，它可以不发生烧结用混合料粘附于杆上，以及杆件磨损的情况。

本发明的另一目的是提出一种送进烧结用混合料的方法，它可以根据混合料的状况，如粒度以及生产条件的变化，例如生产率，控制送进条件以实现长期稳定操作。

本发明的另一个目的是提出一种在板台宽度方向上，采用在板台一侧减少过量供气的方法，达到均匀烧结的目的。

根据本发明提出的一种送进烧结用混合料的设备中，装有许多沿烧结用混合料，向烧结用设备的板台下落方向，向下倾斜的杆件，并使混合料的下落方向与板台的前进方向相反。由旋转支承杆件和杆件上端构成的筛漏装置与一旋转驱动装置连接。

本发明还提出了另一种烧结用混合料进料方法，即使混合料从一料槽，经过旋转着并起筛漏作用的杆件落在板台上，这样便至少可测定出进料到板台上的烧结用混合料层的进料密度或透气性，然后根据测定值，改变至少一种控制方法，其中包括料槽和筛子的下倾角，料槽的滑动距离，以及筛子和烧结用混合料层之间的间隙以控制由于强力筛漏作用和撒布颗粒作用而堆积在板台上的烧结用混合料的透气性。

图1所示为通用的烧结用混合料的进料设备;图2所示为装有一用于敲击杆件，以去除粘附的混合料的锤头的通用设备;图3A和3B所示为图2所示设备中的杆件通常粘附有混合料时的侧视图和平面图;图4所示为安装有由刮板以及刀片组成的清扫器的通用设备;图5A和5B分别示出了图4所示设备中的杆件上粘附有混合料时的侧视图和平面图;图6所示为根据本发明提出的烧结用混合料进料设备的组成;图7所示为沿图6的Ⅱ-Ⅱ线所取的靠近杆件顶端部位的侧视图;图8所示为一杆件和旋转驱动件之间的连接机构和旋转驱动件机构;图9所示为沿图8Ⅳ-Ⅳ线所取向断面图;图10所示为可移动的旋转驱动件中驱动机构内部结构的透视图;图11所示为根据本发明提出的另一烧结设备中混合料加料装置中，主要部位的侧视图;图12所示为杆件旋转机构中齿轮箱的断面侧视图;图13所示为杆件旋转机构和驱动件内部的正视图;图14所示为呈锯齿状排列的杆件顶端部位的视图;图15所示为可移动的旋转驱动件实例的视图;图16至18所示为更换杆件装置的视图;图19A和19B分别示出了图6和图11中所示设备中的杆件粘附有混合料的侧视图和平面图;图20所示为说明本方法所用实例的视图;图 21A所示为在板台宽度方向上，混合料容积密度的实例;图21B所示为由工业用摄象机摄制的燃烧区实例。

下面将参照附图对本发明提出的实施例加以说明。

图6所示为根据本发明提出的混合料进料设备。如图6所示，本发明提出的进料装置20安装在一滚筒式进料器5的下面，混合料从料斗3中注入到其中。借助于用风箱23抽吸空气的方法，将进料装置20堆成的混合料层7混入到烧结矿石中。

进料装置20是由多个杆件2，以及一主动齿轮22组成的。杆件2起筛子作用以产生预定的粒度分隔状态。在运行的板台车1方向上，杆件2是按区段并向下倾斜地安装的。杆件可是圆形或矩形的，实心或空心的。

图7所示为沿图6中的Ⅱ-Ⅱ线所取的杆件2靠近顶端部位的侧视图。

杆件2a、2b…2n是由钢棒材制成的，其直径在5至10毫米之间，呈锯齿形分布，杆件间的间隙为5至30毫米，杆件排的宽度基本与板台的宽度对应。如箭头所示，杆件由一驱动装置带动旋转。旋转情况并不是恒定不变的，例如可以是连续旋转，间断旋转和反向旋转。

今参照图8和图9，对进料装置20详加说明。

进料装置20是由一旋转驱动装置组成的，此驱动装置由安装在底座24上的齿轮箱34，旋转轴47，柔性联轴节31，杆件2和支承杆件2并可使其旋转的框架26组成。

在齿轮箱34中安装有一电动机29，为此电动机安装一主动齿轮33及多个从动齿轮33a。如图9所示，各从动齿轮33a可彼 此紧密排列，或平行排列如图10所示。从动齿轮33a装置在齿轮箱34的有限空间内，轴47与从动齿轮33a相联，并支承在构成齿轮箱34的箱体壁30上，并可在其中旋转。轴47和杆件2通过一柔性联轴节相联，杆件2支承在框架26中，并可在其中旋转。

框架26借助一固定轴26a支承在底座24上，并可转动，还与一由底座24支承的螺旋轴27相联。

因而，当螺旋轴转动时，框架26即可绕其支承件-轴26a倾斜，由此即可调节起筛子作用的杆件2相对送料槽的倾斜角，并由此调节杆件间的间隙。这样，筛漏情况和颗粒分布状况即起变化。

如上所述，轴47与杆2通过柔性联轴节31连接，从动齿轮33a的布置可以任意设计。此外，杆2的倾斜度也可以任意确定，只要轴47的各条轴线与杆2交叉，柔性联轴节31便能向杆2传递旋转力。齿轮箱34是能够封闭的，只有轴47是旋转部分。

32为净化气体入口。净化气体（例如空气）被导入齿轮箱34内，並在那里增压，以防止尘埃侵入齿轮箱，从而使设备能长期正常运行。在齿轮箱34的上方是斜料槽6。

图10是混合料进料装置20的透视图。

如图10所示，料斗3中的混合料4是由滚筒式进料器5供给的，並落入斜槽6中。滑入斜槽6的混合料通过杆2构成的筛子进行过筛，从而散落在一板台上。杆2分别与齿轮箱34a、34b、34c和34d连接。齿轮箱34的内部构造是：一台驱动齿轮33的电动机29，多个从动齿轮33a，柔性联轴节31，框架26以及净化气体管32。

图11是根据本发明设计的另一种烧结设备的混合料进料装置主 体部分的侧面图;图12是杆件旋转机构齿轮箱的侧面剖视图;图13是传动装置和杆件旋转机构内部结构的正面图。

在混合料进料装置20中，可以绕枢轴转动的底座24通过轴45与框架40相联。杆2和斜槽6的角度取决于底座24与框架40之间的角度。底座24由齿轮箱46、活动支座43、旋转轴47a以及固定杆的夹头42组成。

旋转轴47a支承于轴承44上并可转动。

各杆的下倾角取决于旋转轴47a的安装角度，这就是说，各杆的下倾角可以取决于底座24上轴承44的安装高度。

固定杆2的夹头42可转动地装在支座43上。支座43与轴承44之间的角度是可控制的，这样，杆2的顶端部分便呈锯齿形。各杆是在样排列的：即使杆顶端之间的间隙增大，以便筛漏混合料。

在杆2主杆尾端的延伸部分，驱动旋转轴47的齿轮箱46安装在支座43上。

杆2的上端部分与旋转轴47的下端部分通过柔性接头48相联，柔性接头48向杆2传送旋转力。旋转轴的倾斜角度全部相同。

旋转轴47支承在齿轮箱46中的滚动轴承上並可旋转。小齿轮51安装在旋转轴47的同一轴上，小齿轮51安装于可在下方滑槽57中滑动的非传动齿条57与可以在滑槽56中滑动的传动齿条55之间，此外，传动齿条端部通过杆49与气缸50相联。

为了使杆2在操作时旋转，首先，驱动气缸，这样气缸50的往复运动便转变为小齿轮51的旋转运动，尽管图上没有表示出来，但是，每个杆还可以与驱动电动机直接连接，而不用从动齿轮。

现在介绍根据本发明设计的混合料进料设备的装置更换。

上述齿轮箱34的宽度可与板台1的相同，並可构成一个整体式的进料装置。

此外，齿轮箱34的宽度可以是板台宽度的 1/(n) ，可以用平行排列的n个齿轮箱34组成进料装置20。

假如进料装置是用前一种方法组成的，则齿轮箱可以作为一个整体更换，但假如是用后一种方法组成的，则齿轮箱34可以单独更换。

图15说明了可移动旋转驱动装置的一个例子。旋转驱动装置的结构是：它固定在传动带38的支架39上，传动带绕皮带轮35、36和37移动，这样旋转驱动装置可以通过传动带38的运转，在交换位置X和运行位置Y之间任意移动。

按本发明设计的更换装置的构造是：一个支承着在滚筒式进料器和板台之间，装有一斜槽的混合料进料器的倾斜支架，一个可以与倾斜支架相联接的可绕枢轴旋转的梁，可以沿可旋转梁升降混合料进料器的升降装置，在升降过程中限定混合料进料器运行轨迹的导向滚轴。

关于更换装置，将在介绍图16至18时具体说明。

图16所示为烧结用混合料进料器的更换装置。

如图16所示，在混合料进料器60下方是按固定倾斜角固定在进料器60上的倾斜支架61。进料器60的下端由一块钢板固定，也可以不固定。

在更换装置内，有导向横梁62，它可以沿倾斜槽61的上倾方向延伸。导向横梁62可以绕安装在充当底座63的点火炉支柱上的轴65转动。气缸66是用来使导向横梁62转动的。

锁紧元件68在斜槽61的顶端部分。当导向横梁62向槽61方向转动时，锁紧元件68即起作用。

此外，在导向横梁62上方，是一个拉出进料器60的装置，例如起重机。注意，73是一个导向滚轴。当进料器60沿着导向横梁62被拉出时，便使用这个导向滚轴73。

图17A所示为进料器63被拉出时的一个例子。

图17B是沿图17B上所示的AA直线所取的横截面图。当进料器60从槽61中拉出时，便象图18所示的那样被提升起来。

另一方面，经过检查证明完好的进料器60将由起重机69提起，並通过与上述方法反向的操作程序安置在槽61上。

图19A和19B分别为说明上述例子中，混合料在杆上粘附情况的侧面图和平面图。如图19A和19B所示，混合料下落至杆件上时，其粘附面积很小，並且不会粘附在杆件的其他表面上。

下面细述本发明的方法。

图20对本发明方法作了说明。

如上所述，从料斗进给的混合料落到斜槽6内。在槽6下面，按与板台前进方向基本相反的下倾方向排列着多个杆件2。当混合料过筛时，便散落在板台上，从而在板台上面形成混合料层7。

在本发明的上述方法中，透气率受到控制，以防发生烧结反应不稳定的现象。

如图20所示，在混合料层7中插入一只γ射线密度计，用密度计80测得的混合料层的容积密度作为电信号输入处理机81。在处理机81内，将输入信号与一参考值进行比较，並根据实际测得的容积密度，通过至少改变槽与筛子之中的一个下倾角度、改变槽的滑动 距离以及改变筛子与烧结混合料层之间的间隙来控制混合料的进料。

此外，由于烧结速度是随混合料层的透气率变化的，因此，观测燃烧区或烧结速度的状况，便可了解混合料层的透气率。

在表面混合料层中的焦炭粉，在点火炉中点燃以后，烧结反应随着向下的气流向下方进行，结果，在板台车的排料一侧，烧结部位83将逐渐下降，并成为一个发出白色光亮的燃烧区。然后，在板台车的端部，烧结部位83的对面，放置一台工业摄象机。

图21B所示是通过一台工业摄象机观察到的燃烧区。当燃烧区到达最适当的高度时，只要反应料用量正确，便可进行烧结反应。

发出白色光亮的燃烧区的最适当高度，通常随混合料透气率而变化。当形成的燃烧区位置较高，而且位置低于燃烧区的烧结混合料在进行烧结反应时，假如把不完全烧结的混合料排出的话，就会降低烧结率。另一方面，假如形成的烧结区位置很低，那么未利用的空气量就会增加，结果造成电力浪费。

为了控制这一程序，通常是改变板台速度，但这样会使生产率不稳定。

因此，在本发明方法中，对燃烧区面积和燃烧区内的变化情况进行监测。把所获得的数据作为电信号输入处理机，然后将输入信号与参考值进行比较，至少改变料槽与筛子之中的一个向下倾角度，改变料槽的物料滑动距离，並改变筛子与烧结用混合料层之间的间隙，以便控制燃烧区的面积。

图20所示的实例是用密度计和工业摄象机输入所获数据的情况。除了工业摄象机或密度计以外，还可通过其他工具检测混合料层或透气率状况。检测透气率的另一种办法是，可以用插入混合料的压 差导管代替密度计来测量混合料层高度方向的压差。此外，混合料层的透气率还可通过检测按板台车运行方向流动的空气速度测出。根据这种检测器获得的数据，杆件筛的过筛能力或散料能力通过处理机81，和所获得数据的，并已输入的控制信号中的操作部分进行操作控制。然后根据控制信号，至少改变槽与筛子之中的一个下倾角角度，以及料槽的物料滑动距离，从而控制烧结状况和透气率。

混合料层的透气率可以通过改变筛子与混合料层之间的间隙进行控制。落在混合料层上的混合料的动能是随落差改变的。此动能影响到混合料层的透气率，即稠密或松散。

此外，可以通过控制杆件2相对于料槽6的位置来改变混合料层的疏密状况。上已述及，杆件2构成的筛子备有多个杆件，顶端部位的间隙较大。因此，如图20所示，当料槽6按方向A移动时，筛漏混合料的杆件间隙是随之改变的，因而，只要改变混合料筛的过筛能力，便可控制透气率。此外，改变料槽的下倾角度也是可利用的办法。

因此，由于在检测混合料的实际情况时，控制了板台上的混合料的进给或堆积状况，混合料的透气率便可控制在恒定的水平上。因此，燃烧区的高度可以保持稳定。按照本方法，烧结率可以从77.4%提高到79.5%。

位于壁侧处的混合料层的容积密度在混合料层的横向方向上往往小一些，而透气率都大一些。图21A所示是混合料层在横向方向上容积密度分布图。如图21A所示，当两侧的容积密度减小时，那里的透气率就增大，结果，就造成两侧的烧结反应速度过快，即不充分烧结。

在这种情况下，假如采用了本发明，则可使板台两侧的混合料的过筛或落料能力得到控制，使之变得小一些，从而使两侧的进给混合料的容积密度增加。密度计、压差计、工业摄影机、排出气体温度计等之中，至少有一个安装在板台的横向方向上，板台中心与两侧之间的差异作为电信号输入处理机81中。而处理机控制了槽与筛子各自下倾角度中的至少一个角度、槽的物料滑动距离以及筛子与烧结混合料层之间的间隙，这样，便可以消除板台中心与两端部分之间的差异，並能改进烧结情况。通过这种控制办法，可使烧结效率从73.4%提高到76.1%。

图21B所示是通过工业摄象机监测到的燃烧区。在此实例中，燃烧区两侧部分的高度较高，低于燃烧区的混合料不完全烧结状态下被排出。由于透气率降低，烧结反应便可由上述控制方法进行控制，这样，混合料层在整个宽度上的烧结反应都相同，而烧结效率便如上所述得到提高。

在本发明中，最好使用耐磨损和高强度的杆件。例如，镀铬钢杆是经济合算的。

Claims (6)

1、一种烧结用混合料的进料设备，其中装有多个形成筛漏装置的杆件，它们按烧结用混合料下落到烧结设备板台上的方向，向下倾斜安装，并使混合料的降落方向与板台的前进方向基本相反，其特征是所述的杆件是可旋转的，杆件的上端与一旋转驱动装置相联。

2、根据权利要求1提出的设备，其特征是所述杆件的下端部位彼此是上下错开的。

3、根据权利要求1提出的设备，其特征是所述杆件的上端部位通过一柔性联轴节与一旋转驱动装置相联。

4、根据权利要求1提出的设备，其特征是有一可转动地支承所述杆件的框架，该框架的一端支撑在一轴上，而框架的另一端安装有一位置或高度控制装置，用于控制框架的下倾角。

5、根据权利要求4提出的设备，其特征是每一个杆件的下倾角可单独控制。

6、根据权利要求4提出的设备，其特征是每一杆件的下倾角是通过改变带有旋转驱动装置的支座的角度而单独控制的。

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