CN102538465B - 旋转烧结机系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于冶金技术领域，涉及一种旋转烧结机系统，包括旋转烧结机、卸料装置，在旋转烧结机卸料端设置有切割装置。一种切割装置是水平剪切装置，一种是垂直压切装置，切割装置切割时与烧结矿饼同步运动。一种卸料装置是主动推下式卸料装置，推料时与烧结矿饼同步运动，推料头下部设置有钢丝刷。该旋转烧结机系统可使单台烧结机有效面积达到800平方米，烧结机漏风率小于1%，配套的除尘、脱硫系统投资降低一半。采用本发明建设规模300万吨/年烧结矿的烧结机，耗电量可减少4000万kW.h/年，减少主抽风机电费2000万元/年，减少CO₂排放4100万吨/年；减少维修费用1000万元/年；减少SO₂排放3000吨/年。

Description

旋转烧结机系统

技术领域

本发明属于冶金技术领域，涉及生产烧结矿的一种烧结设备。

背景技术

烧结矿是一种供炼铁高炉使用的人造块矿。从全球资源情况看，可以直接用于炼铁高炉的天然块矿资源不足，价格上涨。并且，直接使用高比例的天然块矿也会使得炼铁高炉技术经济指标变差，其原因在于，天然块矿的冶炼性能比烧结矿要差，这样就会使得炼铁成本增加。为了解决上述问题，有必要大量使用以铁矿粉为基本原料制成的烧结矿，并且提高烧结矿的质量。所以，烧结矿的生产在炼铁工业中处于难以替代的重要位置。

现有烧结矿的生产设备主要有带式烧结设备和环式烧结设备。

1、带式烧结设备，由带式烧结机、铺底料装置、布料装置、点火器、抽风装置等组成。目前所广泛应用的带式烧结机是Dwight Lioyd型带式烧结机，由台车、密封滑道、风箱、头轮、尾轮、驱动装置、回车道、骨架等组成。

带式烧结设备的工作过程为：

（1）布料：将含有固体燃料、熔剂的混合料通过布料器布到带式烧结机机头的台车篦床上，混合料层厚度通常为500毫米～800毫米，台车连续的向前移动，后面空台车连续的被混合料布满。为了保护篦床，延长其使用寿命，并增加料层透气性，通常在混合料布料之前，首先在篦床上铺上一层较薄的铺底料，厚度通常为20～40毫米，再将混合料布在铺底料之上，铺底料是一种粒径通常为10～20毫米的烧结矿；

（2）、点火：布满料的台车连续前行，台车上的混合料表层中的固体燃料，在经过点火器时被点火器的火焰点燃；

（3）、抽风烧结：混合料层表层中的固体燃料被点燃后，台车继续前行，在抽风负压的作用下，空气穿过料层，其中的氧与料层中的固体燃料发生反应不断燃烧，产生高温，混合料局部软化或熔化，发生一系列的化学反应，生成一定数量的液相，随后，随着燃烧带的逐渐下移，其上层温度降低，液相逐渐冷却而凝固成烧结矿。临近机尾时，烧结过程完成，台车篦床上的混合料层全部变成具有一定强度的烧结矿饼；

（4）、折断卸料：台车继续前行，经过带式烧结机尾轮时，通过台车在尾轮上的折弯，烧结矿饼断裂成短烧结矿饼，而后滑动进入尾轮后下部的破碎机，完成卸料过程。然后台车经回车道、烧结机头轮返回到布料位置。如此不断循环，烧结生产连续进行。

带式烧结设备是目前主要的烧结设备。具有工艺及设备成熟、可靠，单机规格大，产品质量好等优点。自从世界上第一台Dwight Lioyd型带式烧结机诞生以来，其设备规格一直在不断增大。现在，大型的Dwight Lioyd型带式烧结机台车有效宽度为5米，烧结机有效长度为100米，设备规格即其有效烧结面积为500平方米。推动设备规格不断增大的动力在于，（1）大型烧结机的产品质量更好。其中一个重要原因在于，在烧结过程中，边缘的烧结矿强度较差，大型烧结机的有效宽度大，烧结矿的边缘层所占比例小，强度较好的中间层所占比例大，所以，最终成品烧结矿的质量较好。（2）大型烧结机的经济性更好。当烧结机更大时，返矿率较高的边缘层所占比例下降，从而使得烧结成品率提高，单位消耗下降，从而使成本下降。同时，使用大型烧结机的烧结厂的劳动生产率更高，也降低了人工成本。

但是带式烧结设备中的带式烧结机存在固有的、无法克服的漏风率高、烧结矿吨矿电耗高、投资大、台车有效利用率低、维修费用高等缺点，漏风率通常高达40%～60%。

大量漏风会带来以下几个方面的危害：

（1）漏风使得烧结矿吨矿电耗大幅度增加，使得烧结矿成本增加，经济性降低。通常，烧结矿因漏风导致的电量浪费为15～20kW.h/t左右，相应增加烧结矿生产成本7～10元/t左右；

（2）漏风使得抽风系统烟气量大大增加，抽风系统的烟道、除尘器、风机、烟囱的规格被迫增大，设备投资增加。通常，因漏风使得抽风系统投资增加35%～50%左右。相应的，维修费用升高30%～45%左右；

（3）漏风使得烧结烟气脱硫系统脱硫效果降低。其原因在于，在总硫量不变的情况下，漏风使得烟气总量几乎增加一倍，导致含硫烟气流速提高了一倍左右，使脱硫效率大幅度降低，从而使得硫排放绝对量大大增加，导致严重的环境问题；

（4）为了解决硫排放量增加的问题，必须加大烧结烟气脱硫系统的设备规格，这又增加了投资和维修费用，而这些费用也要进入到烧结矿的生产成本中去，使得经济性变差；

（5）漏风使得烧结烟气温度降低，从而使得烟气所蕴含的可利用热能品位降低，使得本可以回收利用的余热资源变得没有回收利用价值；

（6）漏风使得因发电而导致的二氧化碳的排放量大幅度增加。通常，漏风使二氧化碳排放量增加18～25kg/t_{（烧结矿）}左右。也间接导致环境问题更为突出。

台车有效利用率是指一台烧结机上安装的台车中，位于布料、点火、抽风烧结、卸料区域的台车数量与总的台车数量之比。带式烧结机的台车有效利用率通常为37%～48%，台车有效利用率低就使得建设投资增加。

2、环式烧结设备，由环式烧结机（也称环形烧结机）、铺底料装置、布料装置、点火器、犁式卸料器、抽风装置等组成。环式烧结机由若干个扇形风箱组成的风箱环、篦条、环形梁、托轮、定心挡轮、驱动装置、中心集烟管等组成。中国专利文献CN2099288U、CN1059268C、CN2808931Y公布了三种环式烧结机的专利。其中中国专利文献CN2099288U（专利号：ZL91220108.8）和CN1059268C（专利号：ZL97108048.8）中采用犁式卸料器将烧成的烧结矿饼从篦床上刮下完成卸料；中国专利文献CN2808931Y（专利号：ZL200420079739.8）公开的“无中轴环形烧结机”对卸料进行了改进，采用螺旋卸料机对烧成的烧结矿饼进行破碎和卸料。

环式烧结设备的工作过程为;

（1）布料：将含有固体燃料、熔剂的混合料通过布料器布到环式烧结机布料端的环形风箱篦床上，环形风箱连续的向前转动，后面空篦床被混合料连续的布满，料层横截面为梯形。为了保护篦床，延长其使用寿命，并增加总的料层透气性，通常在混合料布料之前，首先在篦床上铺上一层较薄的铺底料，再将混合料布在铺底料之上；

（2）点火：随着环形风箱的继续转动，风箱篦床上的混合料表层中的固体燃料，在经过点火器时被点火器的火焰点燃；

（3）抽风烧结：表层混合料中的固体燃料被点燃后，继续前行，在抽风负压的作用下，空气穿过料层，其中的氧与料层中的燃料发生反应不断燃烧，产生高温，混合料局部软化或熔化，发生一系列的化学反应，生成一定数量的液相，随后，随着燃烧带的逐渐下移，其上层温度降低，液相逐渐冷却而凝固成烧结矿。临近卸料端时，烧结过程完成，风箱篦床上的料层全部变成烧结矿饼。

（4）犁式卸料：通过犁式卸料器将烧结矿饼强制刮下，在被刮的同时，烧结矿饼受挤压碎裂成块，同时落入环形风箱旁边下部的破碎机进行破碎，然后风箱篦床继续旋转，一直到布料端。如此不断循环，烧结生产连续进行。

由于结构上的原因，环形烧结机可以采用水平环形水封槽进行密封，这就消除了一个最主要的漏风因素，所以环式烧结设备存在漏风率低、烧结矿吨矿电耗低的优点，同时，还有投资少、维修费用低的优点。但是，只适用于小型烧结机，并且产品质量差，通常设备规格为16～28平方米，目前主要应用于小型烧结厂。

自1990年我国第一台环式烧结机投入生产以来，尽管有多家设计研究单位和烧结厂对其不断研究及改进，但是，该工艺及设备并没有得到很好的发展，特别是在最重要的设备大型化方面几乎没有进展。目前为止，设备规格最大为有效烧结面积35平方米，烧结机上料层宽度1.7米，料层高度500毫米。这也就使得其生产的烧结矿质量较差，不能满足大中型炼铁高炉的需要。设备大型化没有显著进展的最重要原因在于：该设备在大型化后无法卸料。

参见附图1所示，采用犁式卸料器将烧成的烧结矿饼从篦床上刮下完成卸料的示意图，从图中可以清楚地看出，烧结机的旋转方向为ω，静止不动的犁式卸料器13对烧结矿饼12产生一个合力为斜向的反作用力F，使得烧结矿饼受到挤压、弯折双重作用而碎裂成块，其中径向分力Fx将烧结矿饼12从风箱篦床11上推下，落入破碎机的受料斗14中，周向分力Fy对烧结机旋转产生阻力，同时，对烧结矿饼产生挤压作用，这个挤压作用还会沿着未碎裂的烧结矿饼一直传递到未烧完的混合料层。严重时，还会使烧结机机械结构产生变形。当烧结机规格较大时，尤其是烧结矿饼宽度较大，强度较高时，卸料阻力急剧增大，犁式卸料装置会将相当长度的烧结料层推离正常位置，导致生产过程被迫中断。所以说，对于较大规格的烧结机而言，犁式卸料器卸料的方法完全不可行。

ZL200420079739.8公开的“无中轴环形烧结机”对卸料进行了改进，采用螺旋卸料机对烧成的烧结矿饼进行破碎和卸料。其出发点是卸料动力由螺旋卸料机单独提供，不增加炉床传动负担，避免炉床挤压变形。但是，螺旋卸料过程首先要将烧结矿饼破碎成尺度小于其螺距尺寸的碎块，然后才能依靠螺旋叶片将碎块卸下。事实上，尽管烧结矿饼是一种强度不高，脆性较大的物料，但其强度仍然远远超出了螺旋装置的破碎能力。对于中型规格的烧结机而言，当烧结矿强度达到中等水平时，螺旋卸料机对烧成的烧结矿饼进行破碎和卸料就完全不可行。

所以，现有卸料技术导致环式烧结机无法实现大型化。而由于边缘及表层烧结矿质量差，小规格的环式烧结机的边缘及表层烧结矿所占的比例很高，导致小型的环式烧结机的产品质量差，成品率低，消耗高。同时，劳动生产率也很低。环式烧结机通常设备规格为16～28平方米，个别达到35平方米，目前主要应用于小型烧结厂。尽管有漏风率低、电耗低的优点，但环式烧结机在产品质量、成品率、劳动生产率等方面与大中型的带式烧结机相比完全没有竞争力。国家产业政策将小型烧结机列入淘汰目录。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术的带式烧结设备所存在的烧结机漏风率高、烧结矿吨矿电耗高、投资大、台车有效利用率低、维修费用高等不足，以及，环式烧结设备所存在的设备规格小、产品质量差，成品率低、劳动生产率低等不足，提供一种旋转烧结机系统，使得低漏风率的旋转烧结机能够大幅度地增大单机规格，使得烧结矿生产电耗低的同时产品质量好、成品率高，适用于大中型烧结厂。

本发明所述的用于烧结矿生产的一种旋转烧结机系统，它包括旋转烧结机、卸料装置，其特征在于：在旋转烧结机的卸料端的卸料装置之前设置有将烧结矿饼切割成短烧结矿饼的切割装置。

旋转烧结机是指整机篦床构成一个水平环形平面的烧结机，包括已有的环式烧结机、环形烧结机。靠近布料装置的位置称为布料端，靠近卸料装置的位置称为卸料端。切割装置是利用剪力、切力、锯割力等力将烧结矿饼切断的机械装置。卸料装置是将被切割分断的短烧结矿饼从篦床上卸下的机械装置。

在旋转烧结机系统中设置了切割装置，就可以将整体烧结矿饼在卸料前切割分段成短烧结矿饼，卸料装置将被切割的短烧结矿饼卸下将不再困难，即便是已有技术中的犁式卸料器也可以将被切割的短烧结矿饼卸下，消除了已有技术中环式烧结机在设备大型化后无法卸料的缺陷，使低漏风率的旋转烧结机可以大型化。

具体的一种切割装置是一种水平剪切装置，也就是说，二个剪刃沿水平方向相对移动，将烧结矿饼剪切分断。

所述的水平剪切装置在运行剪切动作时与烧结矿饼保持同步运动。在正常生产时，烧结矿饼是随设备连续转动的，为了顺利剪切烧结矿饼，将水平剪切装置设置为在运行剪切动作时与烧结矿饼保持同步运动。

水平剪切装置在运行剪切动作时与烧结矿饼保持同步运动的第一种技术方案是：所述的水平剪切装置包括机架、剪刃、导向架、液压缸，其机架上设置有导向架，剪刃设置在导向架上，液压缸和导向杆设置在机架上，并且与导向架相连，机架下部设置有轮，轮坐落在环形轨上，机架一侧设置有回程弹簧，回程弹簧一端与机架相连，另一端与设备基础相连；保持同步运动的第二种技术方案是：所述的回程弹簧用重锤滑轮组成的重力牵拉复位装置代替，其余与第一种技术方案相同，同样会获得好的效果。水平剪切装置在运行剪切动作时与烧结矿饼保持同步运动也还有其它技术方案，是该技术领域的普通技术人员容易想到的。

具体的另一种切割装置是垂直压切装置，也就是说：切刀的移动方向是垂直方向。

所述的垂直压切装置在运行压切动作时与烧结矿饼保持同步运动。

所述的垂直压切装置在运行压切动作时与烧结矿饼保持同步运动的第一种技术方案是：所述的垂直压切装置包括机架、刀架、切刀、导向杆、液压缸，机架上设置有导向杆，刀架设置在导向杆上，切刀设置在刀架上，液压缸设置在机架上，并且与刀架相连，机架下部设置有轮，轮坐落在环形轨上，机架一侧设置有回程弹簧，回程弹簧一端与机架相连，另一端与基础相连；保持同步运动的第二种技术方案是：所述的回程弹簧用重锤滑轮组成的重力牵拉复位装置代替，其余与第一种技术方案相同，同样会获得好的效果。垂直压切装置在运行压切动作时与烧结矿饼保持同步运动也还有其它技术方案，是该技术领域的普通技术人员容易想到的。

优选的一种切割装置是一种水平剪切装置。

优选的一种卸料装置是一种主动推下式卸料装置，也就是说，卸料力是一种由卸料装置主动对短烧结矿饼所施加的推力，而不是来源于旋转烧结机的旋转动力的反作用力。

所述的主动推下式卸料装置，它的卸料方式是使用推杆装置将短烧结矿饼推下。一种技术方案是：该卸料装置包括推料头、液压缸、导向杆、导向扁套，推料头设置在液压缸前端，液压缸尾端与底座通过销轴相连接，底座固定设置，导向杆设置在导向扁套内，推料头下部设置有钢丝刷，导向扁套设置有回程弹簧，回程弹簧一端与导向杆相连，另一端与导向扁套相连；另一种技术方案是：该卸料装置包括推料头、液压缸、导向杆、导向套、底座、工字梁、承重轮等，推料头设置在导向杆前端，导向杆设置在导向套内，导向杆与导向套是间隙配合，液压缸前端与推料头相连，液压缸尾端与导向套通过销轴相连接，导向套通过销轴与底座相连，底座固定设置，推料头下部设置有钢丝刷，导向套一侧设置有回程弹簧，在烧结矿饼上方跨越设置工字梁，推料头通过承重轮与工字梁相连。

所述的卸料装置的液压缸也可以用气缸或电动推杆装置代替，同样会获得好的效果。

旋转烧结机系统的工作过程为：

（1）布料：将含有固体燃料、熔剂的混合料通过布料器布到旋转烧结机布料端的环形篦床上，篦床连续的向前转动，后面空篦床被混合料连续的布满，料层横截面为梯形。为了保护篦床，延长其使用寿命，并增加总的料层透气性，通常在混合料布料之前，首先在篦床上铺上一层较薄的铺底料，再将混合料布在铺底料之上；

（2）点火：随着环形篦床的继续转动，篦床上的混合料表层中的固体燃料，在经过点火器时被点火器的火焰点燃；

（3）抽风烧结：表层混合料中的固体燃料被点燃后，继续前行，在抽风负压的作用下，空气穿过料层，其中的氧与料层中的燃料发生反应不断燃烧，产生高温，混合料局部软化或熔化，发生一系列的化学反应，生成一定数量的液相，随后，随着燃烧带的逐渐下移，其上层温度降低，液相逐渐冷却而凝固成烧结矿。临近卸料端时，烧结过程完成，篦床上的料层全部变成烧结矿饼。

（4）切割：篦床上的料层烧结过程完成，全部变成烧结矿饼，然后随篦床继续旋转至卸料端的切割位置，切割装置开始切割并在与烧结矿饼同步运动状态下将烧结矿饼切割分段成短烧结矿饼。通过切刀的作用，被切下的短烧结矿饼与未切的烧结矿饼之间形成一定宽度的间隔。

（5）卸料：被切割分段的短烧结矿饼，随篦床的转动继续前行，到达卸料端的卸料位置，设置在卸料位置的卸料装置在与烧结矿饼同步运动状态下将短烧结矿饼从篦床上卸下，短烧结矿饼落入旁边的破碎机受料斗，再进入破碎机进行破碎，然后篦床继续旋转，一直到布料端。如此不断循环，烧结生产连续进行。

需要说明的是，在切割装置的切割过程中，有可能使切下的短烧结矿饼产生一道或多道裂缝，并在切口处产生少量碎块。短烧结矿饼的裂缝及在切口处产生的少量碎块并不会对卸料产生不利影响。

由于在旋转烧结机系统中设置了切割装置以及在烧结矿的生产工艺中增加了切割步骤，使得旋转烧结机上烧结矿的卸料过程不再挤压烧结料层及设备，即便是烧结矿达到可能的最好强度也可以顺利切割，消除了制约旋转烧结机大型化的关键因素，使得旋转烧结机大型化有了可行性，其实质意义在于，使设计大型并且低漏风率的旋转烧结机不再存在难以克服的障碍，因此，可以在降低能耗、减少排放、减少建设投资、提高烧结矿质量方面得到全面的获益。

附图说明：

图1是已有技术的犁式卸料原理图；

图2是本发明实施例1的原理图；

图3是本发明实施例1的切割装置结构示意图；

图4是图3的俯视图；

图5是本发明实施例2切割装置的另一种结构示意图；

图6是图5的俯视图；

图7是本发明实施例1的卸料装置结构示意图；

图8是图7的俯视图；

图9是本发明实施例2的卸料装置另一种结构示意图；

图10是图9的俯视图；

图11是图9中A-A剖视图。

具体实施方式

结合实施例参照附图对实现本发明的具体实施方式进行详细的说明：

为实现本发明所设计的旋转烧结机系统为：包括旋转烧结机、铺底料装置、布料装置、点火器、抽风装置、卸料装置，其技术要点是：在旋转烧结机的卸料端的卸料装置之前设置有将烧结矿饼切割成短烧结矿饼的切割装置。

实施例1

实施例1是实现本发明的一种旋转烧结机系统，在图2中，1是旋转烧结机，2是切割装置，3是卸料装置，4是铺底料装置，5是布料装置，6是点火器，8是烧结矿饼，9是短烧结矿饼,10是破碎机进料斗。

旋转烧结机1的有效烧结面积为300平方米，中径是28米，篦床有效宽度是4米，料层高度是700毫米，旋转方向是ω，旋转速度是1.3转/小时，中径线速度为1.92米/分。铺底料装置4与已有技术的原理相同，布料装置5是采用已有技术的圆辊给料机加多辊布料器的已有技术，点火器6为使用煤气点火的已有技术。

图3、图4是切割装置2的结构原理图，该切割装置是一种剪切装置，该剪切装置在运行剪切动作时与烧结矿饼保持同步运动，包括机架21、导向架22、剪刃23、液压缸24。该剪切装置设置在旋转烧结机1的卸料端的切割位置，并跨越篦床上的烧结矿饼8。其机架21上左右对称设置有二个导向架22，左右对称设置的二个剪刃23分别设置在左右导向架22上，二个左右对称设置的液压缸24和导向杆25分别设置在机架21上的左右两侧，并且分别与导向架22相连，机架21下部四角设置有四个轮26，二条环形轨27分别固定设置在旋转烧结机1的篦床内侧和外侧的设备基础上，二个轮26坐落在内侧环形轨27上，二个轮26坐落在外侧环形轨27上，机架21背对旋转烧结机旋转方向ω一端的内侧、外侧分别设置有一个回程弹簧28，回程弹簧一端与机架21相连，另一端与设备基础相连。

图7、图8是卸料装置3的结构原理图，该卸料装置是一种主动推下式卸料装置，也就是说是一种推料装置，该推料装置在运行推料动作时与烧结矿饼保持同步运动，包括推料头31、液压缸32、导向杆34。该推料装置设置在旋转烧结机1的卸料端的卸料位置，并位于篦床上的已经被切割分断的短烧结矿饼9的内侧。其推料头31设置在液压缸32前端，液压缸32尾端与底座33通过销轴38相连接，底座33固定设置，导向杆34设置在导向扁套35内，导向扁套35固定设置，推料头31下部设置有钢丝刷36，导向扁套35一侧设置有回程弹簧37，回程弹簧37一端与导向杆34相连，另一端与设备基础相连。导向杆34与导向扁套35的上下方向间隙较小，是间隙配合，水平方向有较大的活动空间，导向杆34被导向扁套35所限制，不能上下移动及转动，可以自由地水平移动及在水平面内转动。

它的工作原理是：旋转烧结机1在其驱动装置的作用下连续的向前转动，铺底料装置4将铺底料铺在旋转烧结机1的篦床上，厚度20毫米～30毫米，布料装置5将混合料铺在铺底料之上，厚度为700毫米，断面形状为上窄下宽的梯形，随着旋转烧结机1的转动，篦床连续的向前移动，篦床上的料层，在经过点火器6时表层中的固体燃料被点火器的火焰点燃，然后在抽风负压的作用下空气穿过料层，使料层不断燃烧，产生高温，混合料局部软化或熔化，发生一系列的化学反应，生成一定数量的液相，随着燃烧带的逐渐下移，上层温度降低，液相逐渐冷却凝固成烧结矿，当篦床临近卸料端时，烧结过程完成，料层全部变成烧结矿饼。当烧结矿饼到达切割位置时，切割装置2开始切割，装置的机架21的内外侧设置的二个液压缸24动作，在同步装置的控制下，以相同的速度，推动二个导向架22相向运动，设置在导向架22上的二个剪刃23也从初始位置开始向烧结矿饼8剪切，将烧结矿饼8剪切分断为短烧结矿饼9。导向杆25使得导向架22的受力状态优化。当剪刃23开始剪入烧结矿饼8时，烧结矿饼8仍然随旋转烧结机1转动，切割装置2借助于其设置的走形轮26在环形轨27上运动，使切割装置2与旋转烧结机1上的烧结矿饼8相对位置保持不变，当剪切完成剪刃23回复到初始位置时，切割装置2在回程弹簧28的作用力下也回复到初始位置，为下一次剪切做好准备，剪切装置的一个工作循环结束。液压缸24的行程为2.5米，剪刃23的剪切速度为1.25米/秒，剪切时间为2秒，返回时间为1.5秒，剪切力为100千牛顿，往返时间为3.5秒，切割装置2在切割及剪刃返回的过程中与旋转烧结机1同步行走112毫米（以烧结机的中径弧长计），短烧结矿饼的长度为2.5米。被剪切分断的短烧结矿饼9到达卸料位置时，卸料装置3的液压缸32动作，推动推料头31运动，接触并推动短烧结矿饼9，将短烧结矿饼9从旋转烧结机1的篦床上推下，落入破碎机的受料斗10。导向杆34和导向扁套35使推料头31保持水平前进。当推料头31开始接触短烧结矿饼9时，短烧结矿饼9仍然随旋转烧结机1转动，同时，推料头31在与烧结矿饼9的摩擦力作用下和液压缸32、导向杆34一起以销轴38为中心摆动，导向杆34在导向扁套35的支撑下做水平运动，推料头31与旋转烧结机1上的短烧结矿饼9相对位置保持不变，直到短烧结矿饼9被推下落入破碎机的受料斗10内，推料头31推动短烧结矿饼9一起向前运动时，钢丝刷36将遗留的细碎颗粒清理干净，也推至受料斗10内，卸料完成。此时，短烧结矿饼9对推料头31的摩擦力消失，导向杆34以及推料头31、液压缸32在回程弹簧37的作用力下也回复到初始位置，液压缸32收回，当推料头31回复到初始位置时，一个工作循环结束，为下一次推料做好准备。液压缸32的行程为5米，推料头31的前进速度为2米/秒，推料时间为2.5秒，返回时间为1.5秒，推料力为80000牛顿，往返时间为4秒，推料头31在推料的过程中与旋转烧结机1同步转动80毫米，导向杆34和液压缸32的摆动角度为0.4度。该实施例每小时生产优质烧结矿375吨，可满足大型高炉的烧结矿供应需要。

实施例2

实施例2是实现本发明的一种旋转烧结机系统，在图2中，1是旋转烧结机，2是切割装置，3是卸料装置，4是铺底料装置，5是布料装置，6是点火器，8是烧结矿饼，9是短烧结矿饼,10是破碎机进料斗。

旋转烧结机1的有效烧结面积为500平方米，中径是40米，篦床有效宽度是5米，料层高度是800毫米，旋转方向是ω，旋转速度是1.34转/小时，中径线速度为2.78米/分。

图5、图6是切割装置2的结构原理图，该切割装置是一种垂直压切装置，该压切装置在运行压切动作时与烧结矿饼保持同步运动，包括机架201、刀架202、切刀203、液压缸204。该压切装置设置在旋转烧结机1的卸料端的切割位置，并跨越篦床上的烧结矿饼8。其机架201上设置有二个导向杆205，导向杆205下端设置有刀架202，刀架202上设置有多个切刀203，设置在机架201上的液压缸204和刀架202相连，机架201下部四角设置有四个轮206，二条环形轨207分别设置在旋转烧结机1的篦床内侧和外侧的设备基础上，二个轮206坐落在内侧环形轨207上，二个轮206坐落在外侧环形轨207上，机架201背对旋转烧结机旋转方向ω一端的内侧、外侧分别设置有一个回程弹簧208，一端与机架201相连，另一端与设备基础相连。

图9、图10、图11是卸料装置3的结构原理图，该卸料装置是一种有动力推下式卸料装置，也就是说是一种主动推料装置，该推料装置在运行推料动作时与烧结矿饼保持同步运动，包括推料头301、液压缸302、导向杆304。该推料装置设置在旋转烧结机1的卸料端的卸料位置，并位于篦床上的已经被切割分断的短烧结矿饼9的内侧。其推料头301设置在液压缸302前端，液压缸302尾端与导向套305通过销轴308相连接，导向套305尾端与底座303通过销轴309相连，底座303固定设置，导向杆304设置在导向套305内，其前端与推料头301相连，推料头301下部设置有钢丝刷306，导向套305背对旋转烧结机旋转方向ω的一侧设置有回程弹簧307，回程弹簧307另一端与设备基础相连。导向杆304与导向套305是一种间隙配合，导向杆304、导向套305以及与其设置在一起的液压缸302推料头301可以自由地以销轴309为中心在水平面内转动。在跨越烧结矿饼9的上方固定设置有工字梁311，推料头301上部设置有承重轮310，推料头301通过承重轮310悬挂在工字梁311上。

它的工作原理是：旋转烧结机1在其驱动装置的作用下连续的向前转动，铺底料装置4将铺底料铺在旋转烧结机1的篦床上，厚度20毫米～30毫米，布料装置5将混合料铺在铺底料之上，厚度为800毫米，断面形状为上窄下宽的梯形，随着旋转烧结机1的转动，篦床连续的向前移动，篦床上的料层，在经过点火器6时表层被点火器的火焰点燃，然后在抽风负压的作用下空气穿过料层，使料层不断燃烧，产生高温，混合料局部软化或熔化，发生一系列的化学反应，生成一定数量的液相，随着燃烧带的逐渐下移，上层温度降低，液相逐渐冷却凝固成烧结矿，当篦床临近卸料端时，烧结过程完成，料层全部变成烧结矿饼。当烧结矿饼到达切割位置时，机架201上设置的液压缸204动作，推动刀架202向下运动，设置在刀架202上的切刀203从初始位置开始向烧结矿饼8切割，将烧结矿饼8切割分断为短烧结矿饼9。导向杆205控制刀架202的切割方向。当切刀203开始切入烧结矿饼8时，烧结矿饼8仍然随旋转烧结机1转动，切割装置2借助于其上设置的走形轮206在环形轨207上运动，使切割装置2与旋转烧结机1上的烧结矿饼8相对位置保持不变，当切割完成切刀203回复到初始位置时，切割装置2在回程弹簧208的作用力下也回复到初始位置，为下一次切割做好准备，切割装置的一个工作循环结束。液压缸204的行程为1米，切刀23的切割速度为1米/秒，切割时间为1秒，返回时间为0.75秒，切割力为150千牛顿，往返时间为1.75秒，切割装置2在切割及切刀返回的过程中与旋转烧结机1同步行走90毫米（以烧结机的中径弧长计），短烧结矿饼9的长度为4米。被剪切分断的短烧结矿饼9到达卸料位置时，卸料装置3的液压缸动作，推动推料头301运动，接触并推动短烧结矿饼9，将短烧结矿饼9从旋转烧结机1的篦床上推下，落入破碎机的受料斗10。当推料头301开始接触短烧结矿饼9时，短烧结矿饼9仍然随旋转烧结机1转动，同时，推料头301在与短烧结矿饼9的摩擦力作用下和液压缸302、导向杆304、导向套305一起以销轴309为中心摆动，推料头301在承重轮310及梁311的支撑承载下水平弧线运动，推料头301与旋转烧结机1上的短烧结矿饼9相对位置保持不变，直到短烧结矿饼9被推下落入破碎机的受料斗10内，钢丝刷306将遗留的碎料清理干净，卸料完成，此时，短烧结矿饼9对推料头301的摩擦力消失，导向杆304、导向套305以及推料头301、液压缸302在回程弹簧307的作用力下也回复到初始位置，液压缸302收回，当推料头301回复到初始位置时，一个工作循环结束，为下一次推料做好准备。液压缸302的行程为6米，推料头301的前进速度为2米/秒，推料时间为3秒，返回时间为2秒，推料力为120千牛顿，往返时间为5秒，推料头301在推料的过程中与旋转烧结机1同步转动140毫米，导向杆304、导向套305及液压缸302的摆动角度为0.7度。该实施例每小时生产优质烧结矿650吨，可满足特大型高炉的烧结矿供应需要。

实施例3

实施例3是实现本发明的一种旋转烧结机系统，在图2中，1是旋转烧结机，2是切割装置，3是卸料装置，4是铺底料装置，5是布料装置，6是点火器，8是烧结矿饼，9是短烧结矿饼,10是破碎机进料斗。

旋转烧结机1的总抽风面积为125平方米，其中有效烧结面积为62.5平方米，冷却面积是62.5平方米，中径是16米，篦床有效宽度是3米，料层高度是800毫米，旋转方向是ω，旋转速度是1.24转/小时，中径线速度为1.01米/分。

本实施例将旋转烧结机总抽风面积的50%用作烧结矿冷却，即在抽风烧结过程完成后，继续抽风，空气将已经烧结成的烧结饼冷却降温到150℃～250℃，然后再切割、卸料，卸料后的烧结矿破碎后无需冷却，可以直接送往整粒系统处理。烧结厂也无需建设冷却机，工厂布置简化，除尘系统也得以简化。

图3、图4是切割装置2的结构原理图，切割装置2的液压缸24的行程为1.75米，剪刃23的剪切速度为1.25米/秒，剪切时间为1.4秒，返回时间为1.1秒，剪切力为100千牛顿，往返时间为2.5秒，切割装置2在切割及剪刃返回的过程中与旋转烧结机1同步行走42毫米（以烧结机的中径弧长计），短烧结矿饼的长度为2.5米，其余与实施例1相同。

图7、图8是卸料装置3的结构原理图。卸料装置3的液压缸32的行程为3.5米，推料头31的前进速度为1.75米/秒，推料时间为2秒，返回时间为1.5秒，推料力为50000牛顿，往返时间为3.5秒，推料头31在推料的过程中与旋转烧结机1同步转动34毫米，导向杆34和液压缸32的摆动角度为0.2度，其余与实施例1相同。该实施例每小时生产优质烧结矿90吨，可满足中型高炉的烧结矿供应需要。

实施例4

实施例4大部分结构与实施例1相同，其区别在于，切割装置2中，以重锤滑轮装置取代回程弹簧28，参照图3、图4，即将回程弹簧28取消，在机架21迎向旋转烧结机旋转方向ω一端的内侧、外侧分别设置一组重锤滑轮装置，即在设备基础上固定设置滑轮，钢丝绳一端与机架21相连，绕过滑轮，另一端与重锤相连，重锤的重力经钢丝绳、滑轮后作用于机架21。其余与实施例1相同。

实施例5

实施例5大部分结构与实施例2相同，其区别在于，卸料装置3中，以重锤滑轮装置取代回程弹簧307，参照图9、图10、图11，即将回程弹簧307取消，在导向套305迎向旋转烧结机旋转方向ω一侧设置一组重锤滑轮装置，即在设备基础上固定设置滑轮，钢丝绳一端与导向套305相连，绕过滑轮，另一端与重锤相连，重锤的重力经钢丝绳、滑轮后作用于导向套305。其余与实施例2相同。

有益效果：

本发明的旋转烧结机系统，设置有切割装置的技术方案，在烧结矿的生产工艺过程中采用了在旋转烧结机上对烧结矿饼切割后卸料的方法，很好地解决了已有技术中带式烧结设备存在固有的漏风率高、烧结矿吨矿电耗高、投资大、台车有效利用率低、维修费用高等缺点，以及，已有技术的环形烧结机的设备规格小、产品质量差，不适用于大中型烧结厂等缺点。提供的一种旋转烧结机系统，单机规格大，产品质量好，烧结漏风率低，烧结矿吨矿电耗低、投资少、维修费用低，适用于大中型烧结厂。单台烧结机有效烧结面积可以达到800平方米以上，漏风率可以低至1%以下。

使用本发明建设的烧结厂，在同等产量规模下，与带式烧结机相比，主抽风机风量降低40%～60%，主抽风机耗电量也同比降低40%～60%，同时，电除尘器设备规格降低一半，除尘效率提高；在降低硫化物、氮氧化物排放方面，配套的脱硫装置设备规格可以减小一半，硫化物、氮氧化物捕集效率提高，硫化物、氮氧化物排放减少；工程建设投资也大幅度降低。根据计算，采用本发明建设规模300万吨/年烧结矿的烧结机，主抽风机耗电量可减少4000万kW.h/年，减少电费支出2000万元/年，减少CO₂排放4100万吨/年；减少设备维修费用1000万元/年；减少SO₂排放3000吨/年，减少工厂建设投资1亿元左右。如果中国目前的烧结厂的烧结机按面积计，有10%采用本发明进行改造，则可减少电耗2.4亿元/年，减少CO₂排放4.9亿吨/年；减少SO₂排放3.6万吨/年，经济效益与环境效益均十分显著。

Claims (5)

1.旋转烧结机系统，它包括旋转烧结机、卸料装置，其特征在于：在旋转烧结机（1）的卸料端的卸料装置（3）之前设置有将烧结矿饼（8）切割成短烧结矿饼（9）的切割装置（2）；所述的切割装置（2）是一种水平剪切装置或垂直压切装置；

所述的水平剪切装置包括机架（21）、导向架（22）、剪刃（23）、液压缸（24），机架（21）上设置有导向架（22），剪刃（23）设置在导向架（22）上，液压缸（24）和导向杆（25）设置在机架（21)上，并且与导向架(22)相连，机架(21)下部设置有轮(26)，轮(26)坐落在环形轨(27)上，机架(21)一侧设置有回程弹簧(28)；

所述的垂直压切装置包括机架、切刀、导向架、液压缸，机架(201)上设置有导向架(202)，切刀(203)设置在导向架(202)上，液压缸(204)和导向杆(205)设置在机架(201)上，并且与导向架(202)相连，机架(201)下部设置有轮(206)，轮(206)坐落在环形轨(207)上，机架(201)一侧设置有回程弹簧(208)。

2.根据权利要求1所述的旋转烧结机系统，其特征在于：所述的水平剪切装置在运行剪切动作时与烧结矿饼保持同步运动。

3.根据权利要求1所述的旋转烧结机系统，其特征在于：所述的垂直压切装置在运行压切动作时与烧结矿饼保持同步运动。

4.根据权利要求1所述的旋转烧结机系统，其特征在于：卸料装置(3)是一种主动推下式卸料装置。

5.根据权利要求4所述的旋转烧结机系统，其特征在于：主动推下式卸料装置包括推料头、液压缸、导向杆、导向架，推料头(31)上设置在液压缸(32)前端，液压缸尾端与底座(33)通过销轴相连接，底座(33)固定设置，导向杆(34)设置在导向架(35)内，推料头(31)下部设置有钢丝刷(36)，导向架(35)设置有回程弹簧(37)。

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