CN101492768B - 一种高效均匀混合物料的方法及其设备 - Google Patents

Abstract

一种含铁矿粉与还原煤粉的高均匀混合技术，适用于钢铁冶金工业的煤基直接还原法铁矿粉与煤粉的混合。先将精确计量的铁矿粉与煤粉送入多耙多向桨叶混合机混合，再将计量好的粘结剂通过喷管送入混合机混合，在混合机体上设置有密封且透气的加料装置、排气孔、出料门、能防止粉料外泄，不污染环境。混合料出来后再经过一次紧密压料，通过PLC完成其混料全过程，为下一步造块作好准备。该方法混料均匀度高、混料时间短、方便调节、灵活度大、电耗低、设备运行可靠、维护更换容易、密封作业、对环境污染小，造块产品性能好。

Description

一种高效均匀混合物料的方法及其设备

所属技术领域

本发明涉及含铁矿物与还原煤粉配料后的均匀混合方法及其设备，适用于钢铁冶金工业的煤基直接还原法的球团造块原料准备工艺中对铁矿粉与煤粉的混合，也可以用于普通铁矿、钒钛磁铁矿、钛精矿等与其他添加物的混合。

背景技术

在球团造块生产中，对含铁矿粉与煤粉的混合料进行均匀混合，可以降低添加剂加入量和最大限度地解决原料配料后不均匀分布的问题。混合方法及其混合设备对混合料混合均匀程度的好坏，直接影响着物料的成型率，对球团矿的含铁品位、还原的质量和产量等都有很大影响。

现有的混合工艺普遍存在混合均匀度差和配料精度低的问题，而且工作期间现场粉尘飞扬，影响环保。

目前冶金工厂使用的多种原料的混合设备主要有以下几种：

1、圆筒式混合机，其主要缺点是混合均匀度差，因需要多级混合，所以设备结构复杂、庞大，能耗高，而且过程如果失误，存在无法补救的问题。

2、单螺旋式，混合均匀度很差，而且均匀度控制困难。

3、双螺旋式，混合均匀度差，设备笨重、复杂、电耗高，工艺控制灵活性差，操作不灵活，使均匀度调整困难，不能充分混合。

4、强力式混合机，由多台电机垂直与水平传动组合，电耗高，筒内易堆积料粘料，很难清理，混合均匀度不理想。

5、轮碾式混合机，能力小，电耗高，设备笨重，混合均匀度差。

发明内容

针对现有铁矿粉及多种附加物料混合工艺及其混合设备存在的缺点和不足，本发明提供一种能够高效高均匀度混合物料的方法及其混合设备，通过干混、湿混和再加压连续作业，进、出物料均不产生粉尘外泄，以满足煤基直接还原工艺对造块成分均匀度和环境友好的高要求，有利于快速还原，而且成本低。

为了实现上述目的，本发明的高效均匀混合物料的方法包括以下步骤，首先，分别将按重量要求称好的铁矿粉和煤粉原料配料后，批量装入混合机内以多桨叶多方向交叉方式进行干混，通过对混合料进行多耙、多向、交叉掀翻操作，实现不同料间成分均匀的快速混合，再向同一混合机内加入含水的粘结剂，含水粘结剂的加入由PLC控制，按体积或时间根据工艺要求进行计量和作业，充分混合加入的物料，连续完成“湿混”作业，使混合物料混合均匀度为70％-95％，配料精度大于等于5‰，然后，将混合机排出的物料进行预压处理，再批量输送到直接还原造块装置。

本发明的造块混合料的高效均匀混合机包括：铁矿粉计量称1、煤粉计量称2、加料装置7、排气孔6、粘结剂罐3、粘结剂计量器4、在混合机机壳5内的混合桨叶9、出料门10和与其相连接的第一输送机11，所述的铁矿粉计量称1和煤粉计量称2位于加料装置7之前，分别用于根据工艺要求按重量和水分，计量待混合的铁矿粉和还原煤粉，所述的加料装置7采用硬软连接方式，加料装置7、排气孔6和出料门10与混合机机壳5之间均采用密封连接，使进、出物料均不产生粉尘外泄，且不影响计量，所述的混合机机壳5采用曲面与平面结合的混合结构，有助于混合时不粘料、不磨损，所述的混合桨叶9为多耙、多向、交叉的掀翻装置，由电机带动耙齿和推料板掀动输入的混合料高速旋转，混合桨叶对干混或湿混的混合料以多桨叶多方向交叉方式完成成分均匀的混合，其角度的设置应使混合料无死区。本发明的混合装置还包括粘结剂喷管8，具有多孔多方向雾化功能，粘结剂喷管8根据PLC的控制，逐步将在粘结剂计量器4上根据工艺要求按重量和水分备好的粘结剂加入混合机，所述的粘结剂计量器4位于粘结剂喷管8和粘结剂罐3之间。压辊装置12，对由第一输送机11传送的连续经过混合桨叶9干混合、湿混合处理后的混合机排出的物料施压，增加物料的紧密度，和第二输送机13，设置在压辊装置12的下游，用于将由压辊装置12处理后的物料输送到造块装置。

本发明采用的矿粉与煤粉计量称是机械或电子式的，该称可以用电子拉头式传感器，或电子压头式传感器，或机械杠杆式。所述的硬软连接方式的加料装置7包括带有闸门14的喇叭形的称斗、软质的玻纤针织布袋和加料装置7的孔，使物料从称斗密封不漏粉地经过软质的玻纤针织布袋送入加料装置7的孔，并且使铁矿粉称和煤粉称的称量精度不受外力的影响。

本发明混合机的机壳5的顶盖是平面，侧壁与顶盖的平面是垂直的，底部为一个弧面，底部和侧面光滑过渡，采用PV光滑材料做衬板。所述的混合机桨叶9采用高强钢制作，所述的多耙、多向、交叉的掀翻装置设置在双轴上，相邻桨叶的叶片斜角方向一正一反，每根轴上的桨叶在安装关系上允许进入另一根轴桨叶的旋转范围内，但不能碰轴，所述混合桨叶的叶片与混合机的内壁不接触，它们之间始终留有大于或等于2mm的间隙。

所述的出料门10的结构型式为双开式扇形门或单开式扇形门，斗内无存料区，且出料门10上不存料，能快速干净地卸出料。所述的压辊装置12可以是单辊或多辊装置，压辊装置12的辊宽和辊径可根据料量，皮带宽度选择，且压力可调。所述的混合料输送机，即第一输送机11、第二输送机13为连续带式或埋刮板式或斗式，可把物料送到平面或立面上需要的位置。

本发明与现有混料技术比较，其有益效果主要体现在：均匀度显著提高，方便调节，灵活度大，而且混匀时间短，电耗低，设备轻巧，运行可靠。而且，由于本发明的混合设备采用密封作业，对环境污染小，设备磨损少，产品性能好。

附图说明

图1是本发明混合方法及其设备的实施例的示意图。

图2是本发明混合设备的实施例的基本结构示意图。

图3是图2所示的本发明混合设备中的进料、加料和出料部分的示意图。

在图1-3中的标号的技术含义为：

1-铁矿粉计量称        8-粘结剂喷管

2-煤粉计量称          9-混合桨叶

3-粘结剂罐            10-出料门

4-粘结剂计量器        11-第一输送机

5-混合机机壳          12-压辊装置

6-排气孔              13-第二输送机

7-加料装置            14-闸门

                      15---软连接

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进一步详细说明。

如图1所示为本发明混合方法及其混合设备的一个具体实施例。

如图1所示，本发明的高效均匀混合物料的方法包括，使用铁矿粉计量称1和煤粉计量称2，分别根据工艺要求按重量和水分将铁矿粉和还原煤粉计好量，作好重量准备先进入干混工序。即，将按重量要求称好配料后的铁矿粉和煤粉原料，通过密封不漏粉尘且又能透气的加料装置7批量装入混合机机壳5以多桨叶多方向交叉方式进行干混，相当于预混。由于未湿润前的干料不发粘，通过对混合料进行多耙、多向、交叉掀翻操作，易于交错实现不同料间的快速混合，完成铁矿粉和煤粉成分均匀混合的“干混”基本任务。待干混时间差不多了，再加入含水的粘结剂，进行湿混。即，在粘结剂计量器4上计量粘结剂，再根据工艺要求按重量和水分备好粘结剂，然后根据粘结剂用量、粘度，通过粘结剂喷管8将含水的粘结剂逐步送入同一混合机，混合桨叶9混合加入的物料，连续完成“湿混”作业，让粘结剂与所有粉料相接触，通过翻转、交错、揉挤、碾压而使物料更加均匀，有利压块。完成混合后的物料从出料门10排出，混合机内的空气从排气孔6排出去。紧接着，将经第一输送机11输送的混合机排出的已混合好的比较松散的物料输送至压辊装置12，通过预压增加混合料的紧密度，再由第二输送机13批量输送到造块装置(图中未示出)。按物料特性和产品要求，采用可编程控制器PLC对以上作业实行混料全过程自动化控制和作业。

图1中，本发明的铁矿粉与煤粉物料高效均匀混合设备主要由混合机机壳5、铁矿粉计量称1、煤粉计量称2、带有闸门14的加料装置7、排气孔6、粘结剂罐3、粘结剂计量器4、粘结剂喷管8、混合桨叶9、出料门10、第一输送机11、第二输送机13和压辊装置12组成。其中，铁矿粉计量称1和煤粉计量称2分别用于根据工艺要求按重量和水分计量待混合的铁矿粉和还原煤粉，所述的计量称可以用电子拉头式传感器，或电子压头式传感器，或机械杠杆式计量称。粘结剂计量器4按体积或时间对粘结剂罐3中取出的粘结剂进行计量，能发出信号并输送给可编程控制器PLC，控制加入量和按程序工作。这里所述的粘结剂最好采用有广泛来源、价格便宜、不污染、能方便加入和计量的粘结剂，能将矿粉、煤粉很好的粘结在一起，有利于所压制团块有很好的落下强度和抗压强度。

如图2所示，混合机的机壳5采用曲面与直面结合体的设计，其顶盖是平面，侧壁与顶盖的平面是垂直的，底部为一个弧面，底部和侧面光滑过渡，采用PV光滑材料做衬板，可避免粘料，混合桨叶的叶片与混合机壁不接触，之间始终留有大于或等于2mm的间隙，既使有少量料在壁上，也可不磨损机体。排气孔6用于向混合机加料时排出空气，排气孔6内设置有滤布，防止粉尘飞扬。粘结剂喷管8具有多孔多方向喷雾功能，由压缩空气引射或机械雾化均可，不粘结，也不堵塞，容易清理。所述的干混和湿混在同一混合机器中完成，混合桨叶9采用高强钢制作，例如采用一块200*150mm*6mm左右的不锈钢板，在中部由一根直径30mm的圆钢夹焊上，再将该圆钢与混合机内的一根旋转轴焊上，制成桨叶。混合桨叶9为多耙、多向、交叉的掀翻装置，这里“多耙”是指在混合机内设有两根轴，每根轴上设有9-10对桨叶，即18-20把桨叶，两根轴上共有36-40个桨叶；“多向”是指每2个邻近桨叶的叶片斜角方向一正一反；“交叉掀翻”是指每根轴上的桨叶在安装关系上允许进入另一根轴桨叶的旋转范围内，但不能碰轴。混合桨叶由电机带动耙齿和推料板掀动输入的混合料高速旋转，使原料相互间产生复杂的剧烈运动，物料中每个成分分别被掀动抛到混合机内壁上，又被多向的耙反推回落，如此反复和连续地与其他物料成分形成充分的交叉混合，混合物料无死区，保证短时间内能够高效完成混合均匀作业。

图3所示的加料装置7采用的是硬软连接方式，使物料从带有闸门14的喇叭形的称斗经过软质的玻纤针织布袋送入加料装置7的孔，该软质的玻纤针织布袋既能够密封不漏粉，又可透气，并且因很软，不必担心因外力对铁矿粉称和煤粉称的称量准确性造成影响。这种采用硬软连接方式的加料装置既方便物料加入，又不产生粉尘外泄，并且不影响称量精度，软连接15还具有耐磨的优点。

出料门10为双开式或单开式扇形门，门的开度大，双门垂直下开，斗内无存料区，能保证经充分混合并形成流态的净混合料均匀快速排出，出料门10上不存留料。第一输送机11为连续带式或埋刮板式。压辊装置12的辊宽和辊径可根据料量，皮带宽度选择，压力大小可调节，压辊装置12可以是单个或多个辊组成，如果为单辊，单辊为从动辊，辊底下是平皮带机，当皮带机送料过来时，被压辊碾压一次，使料的密度增加；压辊也可以为双辊，水平排列布置，用皮带送料引入两辊之间，经挤压一次，也使料的密度增加。第二输送机13按下步物料送达点相应选择，可把物料送到平面或立面上需要的任何位置，经预压后送压块装置。第二输送机13可以采用如带式，斗式输送机等。本发明将压块机球窝压入相同体积的料，经过对比发现，预压过的料，压出的球块密度大，强度好，为下一步进压块机提高球块的密度带来好处。反之未经过预压的料，压出来的密度小，其落下强度和抗压强度都明显不如经过预压的料。

本发明通过工业实验证明，由于本发明的混合方法及其设备选择双轴多桨叶高效混合，桨叶多角度，两轴向心悬空抛料，极大的增加了不同料间的翻转、交叉、冲入、多方向交递、促进了不同料间的快速混合，因此配料精确，混匀效果好，易控制，混合效率较高即时间快，而且，工艺和设备简单，设备运行可靠、产品质量高。一般冶金行业中常用的圆筒式、螺旋式、强力式、轮碾式等混合物料混合均匀度为60～70％，配料精度为大于等于10‰。而本发明的混合物料混合均匀度可大于等于95％，配料精度可大于等于5‰。

Claims (9)

1.一种高效均匀混合物料的方法，其特征在于，分别将按重量要求称好的铁矿粉和煤粉原料配料后，批量装入混合机内以多桨叶多方向交叉方式进行干混，通过对混合料进行多耙、多向、交叉掀翻操作，实现不同料间成分均匀的快速混合，再向同一混合机内加入含水的粘结剂，含水粘结剂的加入由PLC控制，按体积或时间根据工艺要求进行计量和作业，混合加入的物料，连续完成“湿混”作业，使混合物料混合均匀度为70％-95％，配料精度大于等于5‰，然后，将混合机排出的物料进行预压处理，再批量输送到直接还原造块装置，所述桨叶设置在双轴上，相邻桨叶的叶片斜角方向一正一反，每根轴上的桨叶在安装关系上允许进入另一根轴桨叶的旋转范围内，但不能碰轴，所述桨叶的叶片与混合机的内壁不接触。

2.一种高效均匀混合物料的设备，包括：铁矿粉计量称(1)、煤粉计量称(2)、加料装置(7)、排气孔(6)、粘结剂罐(3)、粘结剂计量器(4)、安装在混合机机壳(5)内的混合桨叶(9)、出料门(10)和与其相连接的第一输送机(11)，其特征在于：

所述的铁矿粉计量称(1)和煤粉计量称(2)位于加料装置(7)之前，分别用于根据工艺要求按重量和水分，计量待混合的铁矿粉和还原煤粉，

所述的加料装置(7)采用硬软连接方式，加料装置(7)、排气孔(6)和出料门(10)与混合机机壳(5)之间均采用密封连接，使进、出物料均不产生粉尘外泄，且不影响计量，

所述的混合机机壳(5)采用曲面与平面结合的混合结构，有助于混合时不粘料、不磨损，

所述的混合桨叶(9)为多耙、多向、交叉的掀翻装置，由电机带动耙齿和推料板掀动输入的混合料高速旋转，混合桨叶(9)对干混或湿混的混合料以多桨叶多方向交叉方式完成成分均匀的混合，其角度的设置应使混合料无死区，

还包括粘结剂喷管(8)，具有多孔多方向雾化功能，粘结剂喷管(8)根据PLC的控制，逐步将在粘结剂计量器(4)上根据工艺要求按重量和水分备好的粘结剂加入混合机，所述的粘结剂计量器(4)位于所述的粘结剂喷管(8)与粘结剂罐(3)之间，

压辊装置(12)，对由第一输送机(11)传送的连续经过混合桨叶(9)干混合、湿混合处理后的混合机排出的物料施压，增加物料的紧密度，和

第二输送机(13)，设置在压辊装置(12)的下游，用于将由压辊装置(12)处理后的物料输送到造块装置；所述的多耙、多向、交叉的掀翻装置设置在双轴上，相邻桨叶的叶片斜角方向一正一反，每根轴上的桨叶在安装关系上允许进入另一根轴桨叶的旋转范围内，但不能碰轴，所述混合桨叶的叶片与混合机的内壁不接触。

3.根据权利要求2所述的高效均匀混合物料的设备，其特征在于所述的矿粉与煤粉计量称是机械或电子式的，该称是电子拉头式传感器，或电子压头式传感器，或机械杠杆式。

4.根据权利要求2所述的高效均匀混合物料的设备，其特征在于所述的硬软连接方式的加料装置(7)包括带有闸门(14)的喇叭形的称斗、软质的玻纤针织布袋和加料装置孔，使物料从称斗密封不漏粉地经过软质的玻纤针织布袋送入加料装置孔，并且使铁矿粉称和煤粉称的称量精度不受外力的影响。

5.根据权利要求2所述的高效均匀混合物料的设备，其特征在于所述的混合机机壳(5)的顶盖是平面，侧壁与顶盖的平面是垂直的，底部为一个弧面，底部和侧面光滑过渡，采用PV光滑材料做衬板。

6.根据权利要求2或5所述的高效均匀混合物料的设备，其特征在于所述的混合桨叶(9)采用高强钢制作，所述混合桨叶的叶片与混合机的内壁之间始终留有大于或等于2mm的间隙。

7.根据权利要求2所述的高效均匀混合物料的设备，其特征在于所述的出料门(10)的结构型式为双开式扇形门或单开式扇形门，斗内无存料区，且出料门(10)上不存料，能快速干净地卸出料。

8.根据权利要求2所述的高效均匀混合物料的设备，其特征在于所述的压辊装置(12)是单辊或多辊装置，压辊装置(12)的辊宽和辊径根据料量，皮带宽度选择，且压力可调。

9.根据权利要求2所述的高效均匀混合物料的设备，其特征在于所述的第一输送机(11)、第二输送机(13)为连续带式或埋刮板式或斗式，把物料送到平面或立面上需要的位置。

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