CN102494535A

CN102494535A - 一种防结圈焙烧回转窑及焙烧方法

Info

Publication number: CN102494535A
Application number: CN2011103977630A
Authority: CN
Inventors: 邢慧芳; 赵君梅; 杨良嵘; 刘会洲
Original assignee: Institute of Process Engineering of CAS
Current assignee: Institute of Process Engineering of CAS
Priority date: 2011-12-02
Filing date: 2011-12-02
Publication date: 2012-06-13

Abstract

本发明涉及一种防结圈焙烧回转窑。所述回转窑的内部放置有研磨体，并设置有螺旋式带形导轨；所述带形导轨内部中空，外沿与回转窑内壁紧密贴合。本发明中研磨体的作用是使回转窑内的矿粉分散而不至于结块。在焙烧过程中，物料与回转窑内部的研磨体一同焙烧，与此同时研磨体对物料进行研磨，随着回转窑的旋转，研磨体与物料沿带形导轨向出料端移动，最终出料。出料后物料与研磨体冷却后分离，分离出的研磨体可以返回回转窑中重复使用。

Description

一种防结圈焙烧回转窑及焙烧方法

技术领域

本发明属于回转窑设备技术领域，具体地说，涉及一种防结圈焙烧回转窑及焙烧方法。

背景技术

在我国炼铁炼钢工业中，冶炼前对矿石进行焙烧处理是最通行的。焙烧(roasting)是固体物料在高温不发生熔融的条件下进行的反应过程，可以有氧化、热解、还原、卤化等，通常用于焙烧无机化工和冶金工业。焙烧过程有加添加剂和不加添加剂两种类型。焙烧的目的在于除去矿石中的游离水、结晶水、CO₂和硫，能使坚硬的矿石变得疏松，在炼铁时提高了铁氧化物的还原性。

不加添加剂的焙烧，也称煅烧，按用途可分为：①分解矿石，如石灰石化学加工制成氧化钙，同时制得二氧化碳气体；②活化矿石，目的在于改变矿石结构，使其易于分解，例如：将高岭土焙烧脱水，使其结构疏松多孔，易于进一步加工生产氧化铝；③脱除杂质，如脱硫、脱除有机物和吸附水等；④晶型转化，如焙烧二氧化钛使其改变晶型，改善其使用性质。按生产工艺可分为烧胀法和烧结法两种。烧胀法是将原料加热至熔融温度，产生气体使其膨胀。烧结法通过加热使某些原料熔化，将整团颗粒黏结在一起。

加添加剂的焙烧所使用的添加剂可以是气体或固体，固体添加剂兼有助熔剂的作用，使物料熔点降低，以加快反应速度。按添加剂的不同有多种类型：1、氧化焙烧：粉碎后的固体原料在含氧气氛中焙烧，使其中的有用成分转变成氧化物，同时除去易挥发的砷、锑、硒、碲等杂质。2、还原焙烧：在矿石或盐类中添加还原剂进行高温处理，常用的还原剂是碳。在制取高纯度产品时，可用氢气、一氧化碳或甲烷作为焙烧还原剂。3、氯化焙烧：在矿物或盐类中添加氯化剂进行高温处理，使物料中某些组分转变为气态或凝聚态的氧化物，从而同其他组分分离。氯化剂可用氯气或氯化物(如氯化钠、氯化钙等)。4、硫酸化焙烧：以二氧化硫为反应剂的焙烧过程，通常用于硫化物矿的焙烧，使金属硫化物氧化为易溶于水的硫酸盐。

回转窑是一种连续生产作业的焙烧生产设备，在有色冶金、黑色冶金、水泥工业、耐火材料和造纸等工业中有广泛应用。回转窑按处理物料不同可分为水泥窑、冶金化工窑和石灰窑。水泥窑主要用于煅烧水泥熟料，分干法生产水泥窑和湿法生产水泥窑两大类。冶金化工窑则主要用于冶金行业钢铁厂贫铁矿磁化焙烧；铬、镍铁矿氧化焙烧；耐火材料厂焙烧高铝钒土矿和铝厂焙烧熟料、氢氧化铝；化工厂焙烧铬矿砂和铬矿粉等类矿物。石灰窑(即活性石灰窑)用于焙烧钢铁厂、铁合金厂用的活性石灰和轻烧白云石。

一般来说，回转窑是一个长筒形的炉体，整个炉体在传动装置的作用下能够自身旋动，在窑内的反应物界面不断受热不断更新，充分反应。回转窑的转速根据工艺条件要求可以进行调节。回转窑整体有一定的倾斜度，根据要求可以进行调节，以调整物料在炉内的停留时间。炉内料可以为粉料、球团及熔剂，根据生产条件，不同配方、不同配比物料进入回转窑进行焙烧。

回转窑的主要结构包括窑体、胎环、止推滚轮等。窑壳是回转窑(旋窑)的主体，窑壳钢板厚度在40mm左右的钢板，胎环的附近，因为承重比较大，此处的窑壳钢板要厚一些。窑壳的内部砌有一层200mm左右的耐火砖。窑壳在运转的时候，由于高温及承重的关系，窑壳会有椭圆型的变形，这样就会对窑砖产生压力，影响窑砖的寿命。在窑尾大约有一米长的地方为锥形，使从预热机进料室来的料能较为顺畅地进入到窑内。胎环用于支持滚轮、轴承，胎环与支持滚轮都是用来支撑窑的重量用。胎环是套在窑壳上，它与窑壳间并没有固定，窑壳与胎环之间是加有一块铁板隔开，使胎环与窑壳间保留一定间隙，不能太大也不能过小。如果间隙太小，窑壳的膨胀受到胎环的限制，窑砖容易破坏。如果间隙太大，窑壳与胎环间相对移动、磨擦更加厉害，也会使窑壳的椭圆变形更加严重。止推滚轮就是限制回转窑(旋窑)吃下或吃上时的极限开关。因为支持滚轮要比窑胎宽一些，为使托轮与轮带能够上下移动，磨损均匀。在胎环的端面设有止推滚轮。止推滚轮只是起到阻挡的作用，滚轮本身并没有动力。窑体的吃上吃下是靠滚轮的偏位，将托轮与窑的中心线有一定角度，让托轮给窑体有向上的力，使窑壳上移。

在回转窑的生产中经常会出现结圈现象，现在大多用停工人工清理的办法，但是影响生产，提高生产成本。一般来说，回转窑形成结圈的原因主要有如下几点：①入窑生料成分波动大，喂料量不稳定，势必造成窑内热工制度的紊乱。当成分高和喂料量大时，必须加头煤，提高烧成温度，甚至降低窑速，当成分低或喂料量少时，操作上不能及时调整，烧成带温度过高，物料过烧发黏，容易形成长厚窑皮，进而形成熟料圈。②有害成分的影响。R₂O和SO₃含量偏高，易形成硫碱圈。MgO高时，特别是大于4.8％时，能使熟料液相量大量增加，液相黏度下降，熟料烧结范围变窄，窑皮增厚形成熟料圈。③煤粉质量的影响。灰分高、细度粗、水分大的煤粉容易产生不完全燃烧，煤灰沉落相对比较集中，容易形成熟料圈。另外，喂煤量不稳定，使窑内温度忽高忽低，也易形成结圈。

CN 200972321Y公开了一种球团焙烧竖炉的炉口，包括炉体，其特征在于：炉体上端是斜面炉口；在斜面炉口上设置台阶。该实用新型的竖炉，有利于改善传统竖炉的焙烧制度，提高竖炉作业率，降低劳动强度，改善炉口环境；无结块、管道、跑风现象发生。大幅度降低球团返矿率，提高球团焙烧质量。

CN 85200547U涉及一种减少回转窑在焙烧过程中结圈的回转窑窑转筛。所述窑转筛结构为圆筒形，直接固结在回转窑进料端部，随回转窑一起转动，从而筛分出从链篦机直接排料中所含的粉末，达到避免回转窑焙烧时因粉末过多而引起结圈的目的。

以上两个在先专利也都在一定程度上解决了回转窑焙烧过程中的结圈问题。但是经过检索各种文献资料可以看出，现有的各种解决方式普遍存在结圈问题解决不彻底，难以在现有回转窑设备基础上进行直接改造或者改造结构复杂，不易操作等问题。

发明内容

本发明针对现有的回转窑设备存在的结圈严重，结圈物致密等问题，提出了一种使用方便、经过简单改造即可解决回转窑结圈问题的焙烧回转窑及焙烧方法。

为了达到上述目的，本发明通过如下技术方案实现：

一种防结圈焙烧回转窑，所述回转窑的内部放置有研磨体。研磨体的作用就是使回转窑内的矿粉分散而不至于结块。由于回转窑的转动而使研磨体发生移动，研磨体对矿石进行多方向的冲击，再加上研磨体的摩擦作用，这两种作用使较大颗粒的矿粉磨细而保持分散状。

本发明所述回转窑的内部设置有螺旋式带形导轨；所述带形导轨内部中空，外沿与回转窑内壁紧密贴合。所述带形导轨贯穿于回转窑内部。螺旋式带形导轨的作用是将物料与研磨体一起向出料端输送，便于研磨体的重复使用。

本发明所述研磨体为瓷球和/或鹅卵石；所述研磨体直径优选20～35mm。本领域技术人员能够获知的其他可用作研磨体的材料皆可用于实施本发明，此处为优先选择而非限制。本发明对研磨体的尺寸也不进行特殊限制，本领域技术人员可以根据实际情况及操作经验进行自由选择，在此不再赘述。

本发明所述回转窑与地面呈3°～5°倾斜角。使用时，物料从回转窑倾斜度高端进料口进入，从低端出料。回转窑设置为有一定倾斜角度，利于出料。炉内料可以为粉料、球团及熔剂，根据生产条件，不同配方、不同配比物料进入回转窑进行焙烧。

本发明还提供了一种防结圈焙烧回转窑的焙烧方法，首先将物料送入回转窑，物料与回转窑内部的研磨体一同焙烧，与此同时研磨体对物料进行研磨，随着回转窑的旋转，研磨体与物料沿带形导轨向出料端移动，最终出料。

出料后物料与研磨体冷却后分离，分离出的研磨体返回回转窑中重复使用。

与已有技术方案相比，本发明具有以下有益效果：

本发明在传统回转窑的内部放置有研磨体，研磨体的作用是使回转窑内的矿粉分散而不至于结块。由于回转窑的转动而使研磨体发生移动，研磨体对矿石进行多方向的冲击，再加上研磨体的摩擦作用，这两种作用使较大颗粒的矿粉磨细而保持分散状。在焙烧过程中，物料与回转窑内部的研磨体一同焙烧，与此同时研磨体对物料进行研磨，随着回转窑的旋转，研磨体与物料沿带形导轨向出料端移动，最终出料。出料后物料与研磨体冷却后分离，分离出的研磨体返回回转窑中重复使用。

附图说明

附图1为本发明具体实施例的回转窑内部结构示意图。

附图标记：1-研磨体 2-螺旋式带形导轨

下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的权利范围以权利要求书为准。

具体实施方式

为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：

一种防结圈焙烧回转窑，所述回转窑的内部放置有研磨体1。回转窑的内部设置有螺旋式带形导轨2；所述带形导轨内部中空，外沿与回转窑内壁紧密贴合。所述带形导轨2贯穿于回转窑内部。

所述研磨体1为瓷球和/或鹅卵石；所述研磨体直径优选20～35mm。

所述回转窑与地面呈3°～5°倾斜角。

一种防结圈焙烧回转窑的焙烧方法，其特征在于，首先将物料送入回转窑，物料与回转窑内部的研磨体1一同焙烧，与此同时研磨体1对物料进行研磨，随着回转窑的旋转，研磨体1与物料沿带形导轨2向出料端移动，最终出料。出料后物料与研磨体1冷却后分离，分离出的研磨体1返回回转窑中重复使用。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征以及焙烧方法，但本发明并不局限于上述详细结构特征以及焙烧方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征以及焙烧方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims

1.一种防结圈焙烧回转窑，其特征在于，所述回转窑的内部放置有研磨体(1)。

2.如权利要求1所述的回转窑，其特征在于，所述回转窑的内部设置有螺旋式带形导轨(2)；所述螺旋式带形导轨(2)内部中空，外沿与回转窑内壁紧密贴合。

3.如权利要求2所述的回转窑，其特征在于，所述螺旋式带形导轨(2)贯穿于回转窑内部。

4.如权利要求1-3之一所述的回转窑，其特征在于，所述研磨体(1)为瓷球和/或鹅卵石；所述研磨体直径优选20～35mm。

5.如权利要求1-4之一所述的回转窑，其特征在于，所述回转窑与地面呈3°～5°倾斜角。

6.一种如权利要求1-5之一所述的回转窑的焙烧方法，其特征在于，首先将物料送入回转窑，物料与回转窑内部的研磨体(1)一同焙烧，与此同时研磨体(1)对物料进行研磨，随着回转窑的旋转，研磨体与物料沿螺旋式带形导轨(2)向出料端移动，最终出料。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，出料后将物料与研磨体(1)冷却后分离，分离出的研磨体(1)返回回转窑中重复使用。