CN101400810A - 与烧结有关的气体加热的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及到与连续烧结有关的在位于烧结带(1)上方的气体通道(2、3、4)中加热气体(23)的一种设备，气体通道包括至少一个壁(6)和至少两个气体单元(24、25)，来自于气体单元的气体与烧结带(1)上的原料相接触，其特征在于，至少一条气体通道(2、3、4)内设有至少一个布置作为气体通道的一部分的燃烧器单元(5、27、28、29)，燃烧器单元包括至少一个独立的设于气体通道的壁(6)上的燃烧空间(7)。本发明还涉及用于加热气体的方法。

Description

与烧结有关的气体加热的设备和方法
技术领域
本发明涉及到与连续烧结有关的在循环气体通道中加热气体的设备和方法。
背景技术
目前连续烧结采用的是传送带式烧结设备，其中，料床首先形成于传送带上。要被烧结的料床通常由低强度的球团或矿粉组成，它们通过烧结被硬化，这样球团或烧结料就可以进一步被输入例如熔炼炉，而不会产生粉尘带来的问题。通常烧结设备包括独立的干燥区、预热区、用于烧结要烧结原料的烧结区和用于冷却烧结产品的冷却区，不同的阶段是通过将气体导引通过料床和传送带实现的。例如，当处理铁合金球团时，热气体被导引通过烧结区的料床和传送带，这样料床的温度就被升高到1000℃到1600℃的范围。在高温时，球团或烧结料与热气体产生反应，并同时被硬化。通过导引冷却气体通过料床和传送带，硬化的球团被冷却。
如上所述，在烧结设备中对烧结原料的热处理也是通过气体实现的，即，将气体单元紧邻烧结带地围绕烧结带定位。因此，气体被导入进行冷却，这在烧结带的尾部进行，气体例如从烧结带的下方导入，然后气体从烧结带的上方被吸入循环气体通道，在循环气体通道中至少部分气体被加热，并被导引到烧结带的起始处，用于烧结带的干燥区、加热区或烧结区。
按照惯例，用于烧结的气体通过与循环气体通道相关定位的独立的燃烧室被加热，其中，燃烧和分解所需的空气也与燃料一起被输入燃烧器。美国专利4332551的解决方案是，采用气体通道外的独立的燃烧室来加热气体。
发明内容
本发明涉及到在与连续烧结相关的气体通道中加热气体的设备和方法。在烧结炉中，热气体从烧结带的上方被导入以烧结位于烧结带上的原料，并且气体通道的一部分形成为燃烧室，其中，气体由形成为气体通道一部分的独立的各燃烧器单元加热。根据本发明，至少一个气体通道中设有至少一个布置作为气体通道一部分的燃烧器单元，该气体通道具有至少一个壁和至少两个气体单元，其中来自于气体单元的气体与烧结带上的原料相接触，燃烧器单元包括至少一个独立的设于气体通道壁上的燃烧空间。根据本发明的优选实施例，燃烧器单元包括支撑结构，该支撑结构至少部分地包围燃烧空间并且适合作为气体通道壁的一部分。用于加热的气体燃料或液体燃料的任意一种都在独立的燃烧空间中由点火燃烧器和已输入的助燃空气点燃，在这之后，加热就不再需要单独的助燃空气，而是助燃空气从循环气体通道内的气体获得。因此，燃烧室形成在至少一些循环气体通道中，并且不再需要气体通道外独立的燃烧室。但是，如果必要，可将输入的单独的助燃空气用作助燃空气。依据本发明的燃烧器布置可用于在气体通道中提供均匀的温度分布，并且通过将燃烧器单元相对于气体通道中点以倾斜的位置放置，以使燃烧空间中线与气体通道中线之间的夹角优选为5度到50度，这对于气体通道中气流的行为会产生有利的影响。气体通道的砖石结构不受燃烧器单元所产生热的影响，这是因为燃烧器单元可以被定位成使加热的气流被导引离开砖石结构。
依据本发明的燃烧器单元优选位于循环气体通道的转弯处，并且离被烧结的料床足够远。当有多个燃烧器单元时，例如每条气体通道配备两个燃烧器单元，控制范围就变大并且一些燃烧器单元就可以用于烧结炉的启动。燃烧器单元易于拆卸和替换，这是必需的，例如在维修保养时。附属的权利要求公开了本发明的必要特征。
附图说明
下面将通过附图详细介绍本发明的设备，其中：
图1是烧结设备的示意图，
图2是沿图1中B-B线的剖视图。
具体实施方式
参见图1，该烧结设备由围绕处于末端的滚筒(未显示)转动的烧结带1、烧结炉17以及相关的气体通道2、3、4构成，气体经由该气体通道在烧结炉的不同部分之间循环。图2详细显示了气体通道4在B-B点处的剖视图。连续烧结包括闭合的气体循环，并且循环气体用于烧结过程的各个阶段。该烧结设备还包括支撑结构(未显示)。要被烧结的原料被输入，从而在烧结带1的顶部形成了料床。在烧结炉里，要被烧结的原料首先经过干燥区18和预热区19，然后移至具有一个或多个部分的烧结区20。在烧结区之后，该烧结设备通常包括稳定区21，稳定区之后是有多个部分的冷却区22。气体23通过气体单元24导入烧结设备，并首先进入冷却区的各个部分。气体单元被连接至一个或多个鼓风机(未显示)。当气体经过烧结带1并经过位于烧结带顶部的要被烧结原料的料床后，该气体从每个所述部分吸入到各个气体通道2、3和4中。要从最外面的气体通道2(在要被烧结原料的流动方向上看)被去除的气体被导入干燥区18，并且该气体通道通常没有配备燃烧器单元。相反，来自于更接近烧结设备中部的冷却部分的气体被导入气体通道3和4，气体通道3和4配备了燃烧器单元5、27、28和29。气体通道的内部由耐火材料制成。具有燃烧器单元的气体通道也优选配备了除气单元26，该除气单元主要用于紧急情况。烧结后的材料从烧结带移走用于进一步的处理。气体从烧结区、预热区和干燥区移至去除单元25。气体从去除单元25被导向气体净化过程，并可能被回收至烧结过程。
图2显示了燃烧器单元5和27是如何安装到气体通道4中的。在图2的方案中，气体通道4包括两个燃烧器单元5和27，它们都被放置在该气体通道的转弯处9。燃烧器单元5和27布置作为气体通道的一部分，每个燃烧器单元包括至少一个独立的设于气体通道壁6上的燃烧空间7。燃烧空间7的作用是保护由燃烧器单元产生的火焰以及火焰形态不受在气体通道中流动的任意过程气流23的影响。燃烧空间7的尺寸根据所使用燃料的数量以及燃烧器喷枪的类型而定。燃烧器单元5、27包括至少部分地围绕燃烧空间7的支撑结构8，并且该支撑结构适于装配作为气体通道3、4的壁6的一部分。支撑结构8优选采用与气体通道的壁6相同的材料。燃烧器单元可作为气体通道的一部分，并且整个燃烧器单元易于被另一燃烧器单元替换。燃烧器单元5和27包括供给管10和11，既可用于液体燃料，例如油，也可以用于气体燃料，例如CO气体。此外，燃烧器单元包括点火燃烧器12，用来点燃喷射到燃烧空间7中的燃料以及空气，从而形成指向气流23的火焰。显然，燃料供给管和点火燃烧器的位置可以与图2的配置不同。但是，在不影响烧结过程的情况下，该燃料可以用另一燃料来代替。根据在每个过程中哪种燃料最经济，可以改变所采用的燃料。但是，优选而非必须的是，燃烧器单元5配备有可用于至少两种不同燃料的供给管。例如，如果暂时得不到油，甚至可以采用CO气体或LPG气体进行加热。
燃烧器单元包括用于助燃空气的供给管30，该助燃空气用来点燃点火燃烧器12，从而可在燃烧器单元的燃烧空间7内点燃火焰。除了只在加热初始使用的点火燃烧器12外，该烧结设备并不必须需要独立输送助燃空气。但是，优选为燃烧器单元提供独立的助燃空气供给装置13，它可以在需要时将助燃空气输入气体通道4。否则，燃烧所需的空气就从循环气体通道内流动的气体中获得，即气体通道作为燃烧室进行工作。另外，燃烧器单元还包括火焰检测器14，用于维持并点燃火焰。燃烧器单元的方向被控制成使得过程气体的流动不会使火焰喷向通道的砖石材料。因此，燃烧器单元位于气体通道4中，以使燃烧器单元的燃烧空间7的中心线15与气体通道的中心线16之间的夹角A优选为5到50度。因此，根据本例，这样的位置阻止了来自于冷却区22的气流23撞击铺设在气体通道水平部分的保护砖石。
根据本例，气体通道4中设置了两个燃烧器单元5和27，第二个燃烧器单元可作为第一个燃烧器单元的支持燃烧器，或辅助烧结炉的启动。原则上，燃烧器单元的数量可根据工艺条件而变化。例如，当一个燃烧器单元被损坏时，可以轻松地从循环气体通道中拆卸该燃烧器，并安装另一个类似的燃烧器单元。燃烧器单元的支撑结构8的边缘优选被修圆，从而当气流23流向燃烧器单元时对气流23的阻碍尽可能小。
显然，对于本领域的技术人员来说，本发明的各种实施例并不限于前面例举的例子，而是在附属权利要求的范围内可变。

Claims (13)

1、与连续烧结有关的在位于烧结带(1)上方的气体通道(2、3、4)中加热气体(23)的一种设备，该气体通道包括至少一个壁(6)和至少两个气体单元(24、25)，来自于气体单元的气体与烧结带(1)上的原料相接触，其特征在于，至少一个气体通道(2、3、4)内设有至少一个布置作为该气体通道的一部分的燃烧器单元(5、27、28、29)，该燃烧器单元包括至少一个设于气体通道的壁(6)上的独立的燃烧空间(7)。
2、根据权利要求1所述的设备，其特征在于，燃烧器单元(5、27)包括支撑结构(8)，该支撑结构至少部分地包围燃烧空间(7)并且能装配作为气体通道(3、4)的壁(6)的一部分。
3、根据权利要求1所述的设备，其特征在于，燃烧器单元(5、27、28、29)可以设置在气体通道(3、4)的转弯处(9)。
4、根据权利要求1所述的设备，其特征在于，燃烧器单元(5、27、28、29)包括至少一条气体燃料的供给管(10)和至少一条液体燃料的供给管(11)。
5、根据权利要求1所述的设备，其特征在于，燃烧器单元(5、27、28、29)包括至少一个点火燃烧器(12)和该点火燃烧器的助燃空气单元(30)。
6、根据权利要求1所述的设备，其特征在于，燃烧器单元(5、27、28、29)包括用于助燃空气的供给装置(13)。
7、根据权利要求1所述的设备，其特征在于，燃烧器单元(5、27、28、29)包括至少一个火焰检测器(14)。
8、根据权利要求1所述的设备，其特征在于，燃烧器单元(5、27、28、29)设置于气体通道(3、4)内，使得燃烧空间(7)的中心线(15)与气体通道的中心线(16)之间的夹角(A)优选为5到50度。
9、根据权利要求1所述的设备，其特征在于，燃烧器单元(5、27、28、29)可以从气体通道(3、4)中拆除。
10、根据权利要求1所述的设备，其特征在于，在每个气体通道中配备了两个燃烧器单元，其中的一个燃烧器作为支持燃烧器。
11、与连续烧结有关的在位于烧结带(1)上方的气体通道(2、3、4)中加热气体(23)的一种方法，气体通道至少包括壁(6)和气体单元(24、25)，来自于气体单元的气体与烧结带(1)上的原料相接触，其特征在于，气体由至少一个布置作为气体通道(3、4)的一部分的燃烧器单元(5、27、28、29)加热，从而使用于加热的燃料在设于气体通道的壁(6)上的独立的燃烧空间(7)中燃烧，并且燃烧所需助燃空气的至少一部分来自于气体通道(3、4)内流动的气体。
12、根据权利要求11所述的设备，其特征在于，液体燃料通过至少一根液体燃料供给管(11)输送到燃烧器单元中。
13、根据权利要求11所述的设备，其特征在于，气体燃料通过至少一根气体燃料供给管(10)输送到燃烧器单元中。
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