CN102633445A - 一种烧结用活性石灰的消化装置及消化方法 - Google Patents

Abstract

本发明设计了一种烧结用活性石灰的消化装置及消化方法，通过在配料主皮带上设置分料器和由密封罩、合料器、松料器、加水器等组成的消化反应单元，使活性石灰在消化反应单元的密封罩内两次加水进行消化反应，既解决了活性石灰消化无标准化设备而难以消化并且影响其使用效果与污染环境等问题，也确保了所有活性石灰均能得到充分消化，保证了活性石灰的使用效果并使活性石灰能发挥其特有的强化作用，同时不污染生产作业环境和大气环境，有助于扩大活性石灰用于烧结的应用范围并提高烧结矿的质量和产量，具有广泛的应用前景和较高的经济价值。

Description

一种烧结用活性石灰的消化装置及消化方法

技术领域

本发明属于烧结工艺技术领域，更具体地讲，涉及一种烧结用活性石灰的消化装置及消化方法。

背景技术

生石灰作为一种粘结剂用于铁矿石烧结，不仅能强化混合料制粒，增加湿球热稳定性，且还可使烧结过程中固体碳燃点下降，改善活化碳的燃烧过程而提高产质量，是烧结增产提质最有效的强化剂之一而得到普遍应用。人们在使用生石灰的同时，也在不断地改善生石灰质量(如提高生石灰的活性度)。实践表明，随着生石灰活性度的提高，其强化制粒与烧结的效果也愈明显。

生石灰的活性度以中和生石灰消化时产生的Ca(OH)₂所消耗的4mol/L盐酸的毫升数表示。一般来说，生石灰的活性度平均值超过300ml/4N-HCl，则可以显著缩短消化反应时间，提高其强化制粒与烧结的使用效果，这种生石灰被称为活性石灰。

与普通生石灰相比，活性石灰具有晶体小、分散度高、活性度大、加水消化速度快、消化程度高等特点，为了强化烧结生产，活性石灰越来越多地替代普通生石灰用于烧结。活性石灰一般采用回转窑焙烧，而普通生石灰一般采用竖窑烧制。活性石灰不仅CaO含量高，且粒度细，与普通生石灰相比，其中小于3mm粒级含量与CaO含量均高出10个百分点以上，未烧透的石灰石(生烧率)一般低5-8个百分点，活性度高1倍左右。普通生石灰的CaO含量一般为75-85％、活性度一般为180-230ml，而活性石灰中的CaO含量可达90-96％、活性度一般可达300-350ml。

CaO+H₂O＝Ca(OH)₂+热量的反应称为消化反应，生石灰或活性石灰在用于烧结前必须进行消化反应。

目前烧结使用的生石灰进行消化的标准配套设备是集配料称重与消化反应于一体的配消器装置，但是由于活性石灰的活性度高，不适宜用配消器的绞笼加水进行消化，主要原因在于：一、活性石灰消化速度极快，消化反应瞬间完成，体积急剧膨胀而堵塞配消器的绞笼，同时消化产生的水蒸汽倒流与活性石灰反应，进而堵塞螺旋电子称与卸灰阀，导致下料不畅使生产中断，造成生产巨大波动，影响烧结矿成分与稳定性；二、活性石灰粒度细粉尘大，产生的蒸汽与粉尘反应后会黏糊在除尘管道上，极容易堵塞而使除尘器失效；三、如果直接在配料主皮带上打水进行消化，则产生的蒸汽与皮带上溅出的料容易烫伤人，安全隐患大，同时粉尘与蒸汽混合使配料室环境恶劣，操作者几乎不能接近现场进行作业。

因此，目前很多烧结厂由于没有合适的配消装置而放弃使用活性石灰，或使用活性石灰后因其消化效果不好而引起生产波动，甚至污染环境。因此，需要设计一种能够进行活性石灰消化的装置或方法以解决以上问题。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的之一在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。

本发明提供了一种烧结矿用活性石灰的消化装置和消化方法，解决了活性石灰无法在配消器内进行消化而影响使用效果与污染环境的问题。

为了实现上述目的，本发明的一方面提供了一种烧结用活性石灰的消化装置，所述消化装置包括供料单元、配料主皮带、分料器和消化反应单元，供料单元设置在配料主皮带的上游端的上方以向配料主皮带提供活性石灰，供料单元的出料口正对配料主皮带的中轴线；配料主皮带承载原料并接收活性石灰，且带动由原料及活性石灰组成的配合料以适当速率从配料主皮带的上游端向下游端移动；分料器设置在配料主皮带上且位于供料单元之前，分料器包括分料器支架和以悬挂方式设置在分料器支架下方的分料块，分料块的轴线与配料主皮带的中轴线垂直且位于同一平面，分料块的高度可以调节；消化反应单元设置在配料主皮带上且位于供料单元之后，消化反应单元包括密封罩、第一加水器、合料器、松料器和第二加水器，其中，密封罩设置有进口和出口，配料主皮带经由进口和出口通过密封罩，密封罩上设置有排气管；第一加水器的出水口一端伸入密封罩中且出水口正对配料主皮带的中轴线，第一加水器的进水口一端与水源连接，第一加水器还包括流量计及阀门；合料器设置在密封罩中且位于第一加水器之后，合料器包括合料器支架和以悬挂方式设置在合料器支架下方的合料件，合料件呈倒人字形，合料件的高度可以调节；松料器设置在密封罩中且位于合料器之后2-10m的位置处，松料器包括松料器支架和以悬挂方式设置在松料器支架下方的松料梳，松料梳包括多根梳齿且具有梳子状结构，松料梳的高度可以调节；第二加水器设置在松料器之后，第二加水器的出水口一端伸入密封罩中且出水口正对配料主皮带的中轴线，第二加水器的进水口一端与水源连接，第二加水器还包括流量计及阀门。

根据本发明烧结用活性石灰的消化装置的一个实施例，所述供料装置包括由上至下顺次连接的料仓、螺旋配料秤和配消器。

根据本发明烧结用活性石灰的消化装置的一个实施例，所述分料块通过螺丝杆悬挂设置在分料器支架下方，所述合料件通过螺丝杆悬挂设置在合料器支架下方，所述松料梳通过螺丝杆悬挂设置在松料器支架下方。

根据本发明烧结用活性石灰的消化装置的一个实施例，所述第一加水器的流量计及阀门设置在密封罩外部，所述第二加水器的流量计及阀门设置在密封罩外部。

本发明的另一方面提供了一种烧结用活性石灰的消化方法，所述消化方法采用了上述烧结用活性石灰的消化装置。

根据本发明烧结用活性石灰的消化方法的一个实施例，所述消化方法包括如下步骤：

a)在配料主皮带上铺上原料并形成具有一定高度的料堆，开动配料主皮带，使配料主皮带带动原料从配料主皮带的上游端向下游端移动；

b)调节分料器的分料块的高度，使分料块沿着配料主皮带的中轴线在原料料堆上连续刨出一条深度适当的料沟；

c)打开供料单元的出料口使活性石灰下落至配料主皮带上的原料料沟内；

d)待由原料及活性石灰组成的配合料进入至消化反应单元的密封罩后，打开第一加水器的阀门并调节流量，对活性石灰进行第一次打水消化；

e)调节合料器的合料件的高度，使合料件的两个侧边将原料料堆两边料位较高的原料合拢，包裹并盖住正在消化的活性石灰；

f)调节松料器的松料梳的高度，使松料梳对正在进行消化反应或消化反应基本完成的配合料进行疏松处理；

g)打开第二加水器的阀门并调节流量，对已进行疏松处理后的配合料进行第二次打水消化，以确保活性石灰得到充分消化。

本发明与现有技术相比，不仅可以确保所有活性石灰均能得到充分消化，保证了使用活性石灰的效果而发挥其特有的强化作用，同时不污染生产作业环境和大气环境。

附图说明

图1是本发明示例性实施例的烧结用活性石灰的消化装置的整体结构示意图。

图2是本发明示例性实施例的烧结用活性石灰的消化装置的分料器结构示意图。

图3是本发明示例性实施例的烧结用活性石灰的消化装置的合料器结构示意图。

图4是本发明示例性实施例的烧结用活性石灰的消化装置的送料器结构示意图。

附图标记说明：

1-配料主皮带、2-分料器、2-1-分料器支架、2-2-分料块、2-3-分料器螺丝杆、3-供料单元、3-1-料仓、3-2-螺旋配料秤、3-3-配消器、4-消化反应单元、4-1-密封罩、4-2-排气管、4-3-第一加水器、4-4-合料器、4-4-1-合料器支架、4-4-2-合料件、4-4-3-合料器螺丝杆、4-5-松料器、4-5-1-松料器支架、4-5-2-松料梳、4-5-3-松料器螺丝杆、4-6-第二加水器。

具体实施方式

在下文中，将对本发明的示例性实施例作进一步详细的描述。

首先，根据附图描述本发明示例性实施例的烧结用活性石灰的消化装置，图1是本发明示例性实施例的烧结用活性石灰的消化装置的整体结构示意图。如图1所示，本实施例中的烧结用活性石灰的消化装置包括供料单元3、配料主皮带1、分料器2和消化反应单元4，下面对每个部分的结构进行详细说明。

供料单元3设置在配料主皮带1的上游端的上方以向配料主皮带1提供活性石灰，供料单元3的出料口正对配料主皮带1的中轴线。具体地，供料单元3可以包括由上至下顺次连接的料仓3-1、螺旋配料秤3-2和配消器3-3，其中料仓3-1用于储存活性石灰，螺旋配料秤3-2用于称量，而为了克服活性石灰由于消化速度快、反应激烈导致配消器堵塞、影响螺旋称称量精度等诸多缺陷，配消器3-3在本发明中并不用做消化作业的容器，而仅利用配消器3-3的绞笼中的叶片搅动将活性石灰下到配料主皮带1上，消化反应在之后设置的消化反应单元4中进行。

配料主皮带1承载原料并接收活性石灰，且带动由原料及活性石灰组成的配合料以适当速率从配料主皮带1的上游端向下游端移动。在本发明中，配料主皮带1既作为运输工具，也作为消化反应的承载工具，也即活性石灰直接在配料主皮带1上进行打水消化。其中，原料可以为铁矿石、熔剂、燃料等常用的烧结用料。

分料器2设置在配料主皮带1上且位于供料单元3之前，图2是本发明示例性实施例的烧结用活性石灰的消化装置的分料器结构示意图，如图2所示，分料器2包括分料器支架2-1和以悬挂方式设置在分料器支架2-1下方的分料块2-2，其中，分料块2-2的轴线与配料主皮带的中轴线垂直且位于同一平面，并且分料块2-2的高度可以调节。通过调节分料块2-2的高度，可以很方便地使用分料器2在配料主皮带的原料的中轴线上刨出一条适当深度的料沟，料沟的主要作用就是容纳后续下料的活性石灰。具体地，分料块2-2通过分料器螺丝杆2-3悬挂设置在分料器支架2-1下方，分料块2-2可以直接焊接在分料器螺丝杆2-3的末端，通过旋转分料器螺丝杆2-3实现分料块2-2高度的调节；分料块2-2应具有一定的体积，以方便地刨出料沟，例如分料块2-2为倒梯形状的铁块。

消化反应单元4设置在配料主皮带1上且位于供料单元3之后，本发明中的消化反应单元4则是活性石灰进行消化反应的部件，消化反应单元4包括密封罩4-1、第一加水器4-3、合料器4-4、松料器4-5和第二加水器4-6。

其中，为了避免消化过程中产生的蒸汽与热量外排影响环境，在消化反应单元4中设置有密封罩4-1，消化反应均在密封罩4-1内完成。密封罩4-1设置有进口和出口，配料主皮带1经由进口和出口通过密封罩4-1，密封罩4-1上设置有排气管4-2，以将蒸汽排入大气，保持配料室作业环境的洁净。活性石灰经消化反应后随配料主皮带1的运转很快移出密封罩4-1，被后续的配料返矿盖住继续进行反应。此外，为了方便合料器4-3与松料器4-4高度的调节(每台配料主皮带的上料量与料面形状一般变化不大，因此合料器与松料器的高度一般不经常调节)，在密封罩4-1的相应位置设置有操作门，操作门时常关闭。密封罩4-1的尺寸和材质可以根据实际需要进行选择，例如采用胶皮或镀锌铁皮制作，长度可以为15-20m、高度可以为1.5-2m。

第一加水器4-3的出水口一端伸入密封罩4-1中且出水口正对配料主皮带1的中轴线，第一加水器4-3的进水口一端与水源连接，第一加水器4-3还包括流量计及阀门。第一加水器4-3具体可以为一根装有流量计与阀门的加水管，以可控地为活性石灰的消化反应提供水。为了方便操作，流量计与阀门均设置在密封罩4-1的外部。

合料器4-4设置在密封罩4-1中且位于第一加水器4-3之后，图3是本发明示例性实施例的烧结用活性石灰的消化装置的合料器结构示意图，如图3所示，合料器4-4包括合料器支架4-4-1和以悬挂方式设置在合料器支架4-4-1下方的合料件4-4-2，合料件4-4-2呈倒人字形结构置于料面上方且合料件4-4-2的高度可以调节。通过调节合料件4-4-2的高度，可以使配料主皮带1的两边料位较高的原料合拢，盖住填有活性石灰的料沟，以保证消化反应更充分地进行。具体地，合料件4-4-2通过合料器螺丝杆4-4-3悬挂设置在合料器支架4-4-1下方，合料件4-4-2可以采用厚度为10-20mm的胶皮制作且两侧边的长度可以为50-70mm，具体尺寸根据上料主皮带1的规格而定，合料件4-4-2固定在合料器螺丝杆4-4-3的末端。通过旋转合料器螺丝杆4-4-3实现分料块2-2高度的调节，也为了保证最好的合料效果。

松料器4-5设置在密封罩4-1中且位于合料器4-4之后，优选地，松料器4-5位于合料器4-4之后2-10m的位置处，在松料器4-5与合料器4-4之间预留一定的距离是为了使活性石灰具有足够的反应时间，之后再对配合料进行松料有助于提高消化效果。图4是本发明示例性实施例的烧结用活性石灰的消化装置的送料器结构示意图，如图4所示，松料器4-5包括松料器支架4-5-1和以悬挂方式设置在松料器支架4-5-1下方的松料梳4-5-2，松料梳4-5-2包括多根梳齿且具有梳子状结构，松料梳4-5-2的高度可以调节。松料器是为了将配料主皮带1上的混合料进行均匀化与疏松处理，为第二次加水消化反应创造更充分的条件。具体地，松料梳4-5-2通过松料器螺丝杆4-5-3悬挂设置在松料器支架4-5-1下方，松料梳4-5-2可以焊接在松料器螺丝杆4-5-3的末端，松料梳4-5-2的梳齿由长度可以由10-14mm的钢筋制成，梳齿之间的间距应该适宜。通过旋转松料器螺丝杆4-5-3可以实现松料梳4-5-2的高度调节，以保证梳齿插入料中的深度适宜。

第二加水器4-6设置在松料器4-5之后并且其结构与第一加水器4-3的结构类似，即第二加水器4-6的出水口一端伸入密封罩4-1中且出水口正对配料主皮带1的中轴线，第二加水器4-6的进水口一端与水源连接，第二加水器4-6还包括流量计及阀门。第二加水器4-6用于可控地对活性石灰的第二次消化反应提供水。

下面对采用本发明示例性实施例的烧结用活性石灰的消化方法进行说明。

本发明示例性实施例的烧结用活性石灰的消化方法即采用上述消化装置进行消化反应，并且该消化方法具体包括如下步骤：

a)在配料主皮带上1铺上铁矿石、石灰石、燃料等原料并形成具有一定高度的料堆，开动配料主皮带，使配料主皮带带动原料从配料主皮带的上游端向下游端移动；

b)调节分料器2的分料块2-2的高度，使分料块2-2沿着配料主皮带1的中轴线在原料料堆上连续刨出一条深度适当的料沟；

c)打开供料单元的出料口使活性石灰下落至配料主皮带1上的原料料沟内；

d)待由原料及活性石灰组成的配合料进入至消化反应单元4的密封罩4-1后，打开第一加水器4-3的阀门并调节流量，对活性石灰进行第一次打水消化；

e)在第一次消化反应过程中，配合料很快随着配料主皮带1运行到合料器4-4的下方，调节合料器4-4的合料件4-4-2的高度，使合料件4-4-2的两个侧边将原料料堆两边料位较高的原料合拢，包裹并盖住正在消化的活性石灰；

f)之后，调节松料器4-5的松料梳4-5-2的高度，使松料梳4-5-2对正在进行消化反应或消化反应基本完成的配合料进行均匀地疏松处理，为第二次打水消化创造条件；

g)经过疏松的配合料分散度与均匀度均有所增加，打开第二加水器4-6的阀门并调节流量，对已进行疏松处理后的配合料进行第二次打水消化，以确保活性石灰得到充分消化，提高其使用效果。

以上步骤为本发明示例性实施例的烧结用活性石灰的消化方法的基本步骤，其顺序不能颠倒或打乱。

当然，在后续的运料过程中还可进行进一步消化，例如还可以在一次混合机中加水进行后续消化，但后续的消化比例只占活性石灰总量的不到10％，因此消化反应主要是在本发明的烧结用活性石灰的消化装置内加水完成的。如果活性石灰全部在一次混合机中进行加水消化，则活性石灰在运料与翻运过程中将产生大量的粉尘，污染环境；同时一次混合机的主要作用是混匀与制粒，如果同时担负全部活性石灰的消化，则会影响混合料的混匀与制粒效果，进而影响烧结透气性与产量、质量。

使活性石灰在配料主皮带1上直接进行打水消化，其消化反应产生的蒸汽通过排气管排除，不影响生产与作业环境。更重要地，活性石灰在配料主皮带上直接打水消化，使活性石灰的消化时间更充分、配料质量更稳定，活性石灰的功效与强化效果比在配消器内或一次混合机内的效果强得多。

综上所述，本发明的烧结用活性石灰的消化装置及消化方法解决了活性石灰消化无标准化设备而难以消化的问题，不仅可以确保所有活性石灰均能得到充分消化，保证了活性石灰的使用效果并使活性石灰发挥其特有的强化作用，同时不污染生产作业环境和大气环境，有助于扩大活性石灰用于烧结的应用范围并提高烧结矿的质量和产量，具有广泛的应用前景和较高的经济价值。

尽管上面结合实施例示出并描述了本发明的烧结用活性石灰的消化装置及消化方法，但是本领域普通技术人员将理解的是，在不脱离如所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在这里做出形式和细节上的各种改变。

Claims (6)

1.一种烧结用活性石灰的消化装置，其特征在于，所述消化装置包括供料单元、配料主皮带、分料器和消化反应单元，

供料单元设置在配料主皮带的上游端的上方以向配料主皮带提供活性石灰，供料单元的出料口正对配料主皮带的中轴线；

配料主皮带承载原料并接收活性石灰，且带动由原料及活性石灰组成的配合料以适当速率从配料主皮带的上游端向下游端移动；

分料器设置在配料主皮带上且位于供料单元之前，分料器包括分料器支架和以悬挂方式设置在分料器支架下方的分料块，分料块的轴线与配料主皮带的中轴线垂直且位于同一平面，分料块的高度可以调节；

消化反应单元设置在配料主皮带上且位于供料单元之后，消化反应单元包括密封罩、第一加水器、合料器、松料器和第二加水器，其中，

密封罩设置有进口和出口，配料主皮带经由进口和出口通过密封罩，密封罩上设置有排气管；

第一加水器的出水口一端伸入密封罩中且出水口正对配料主皮带的中轴线，第一加水器的进水口一端与水源连接，第一加水器还包括流量计及阀门；

合料器设置在密封罩中且位于第一加水器之后，合料器包括合料器支架和以悬挂方式设置在合料器支架下方的合料件，合料件呈倒人字形，合料件的高度可以调节；

松料器设置在密封罩中且位于合料器之后2-10m的位置处，松料器包括松料器支架和以悬挂方式设置在松料器支架下方的松料梳，松料梳包括多根梳齿且具有梳子状结构，松料梳的高度可以调节；

第二加水器设置在松料器之后，第二加水器的出水口一端伸入密封罩中且出水口正对配料主皮带的中轴线，第二加水器的进水口一端与水源连接，第二加水器还包括流量计及阀门。

2.根据权利要求1所述的烧结用活性石灰的消化装置，其特征在于，所述供料装置包括由上至下顺次连接的料仓、螺旋配料秤和配消器。

3.根据权利要求1所述的烧结用活性石灰的消化装置，其特征在于，所述分料块通过螺丝杆悬挂设置在分料器支架下方，所述合料件通过螺丝杆悬挂设置在合料器支架下方，所述松料梳通过螺丝杆悬挂设置在松料器支架下方。

4.根据权利要求1所述的烧结用活性石灰的消化装置，其特征在于，所述第一加水器的流量计及阀门设置在密封罩外部，所述第二加水器的流量计及阀门设置在密封罩外部。

5.一种烧结用活性石灰的消化方法，其特征在于，所述消化方法采用了权利要求1至4中任一项所述的烧结用活性石灰的消化装置。

6.根据权利要求5所述的烧结用活性石灰的消化方法，其特征在于，所述消化方法包括如下步骤：

a)在配料主皮带上铺上原料并形成具有一定高度的料堆，开动配料主皮带，使配料主皮带带动原料从配料主皮带的上游端向下游端移动；

b)调节分料器的分料块的高度，使分料块沿着配料主皮带的中轴线在原料料堆上连续刨出一条深度适当的料沟；

c)打开供料单元的出料口使活性石灰下落至配料主皮带上的原料料沟内；

d)待由原料及活性石灰组成的配合料进入至消化反应单元的密封罩后，打开第一加水器的阀门并调节流量，对活性石灰进行第一次打水消化；

e)调节合料器的合料件的高度，使合料件的两个侧边将原料料堆两边料位较高的原料合拢，包裹并盖住正在消化的活性石灰；

f)调节松料器的松料梳的高度，使松料梳对正在进行消化反应或消化反应基本完成的配合料进行疏松处理；

g)打开第二加水器的阀门并调节流量，对已进行疏松处理后的配合料进行第二次打水消化，以确保活性石灰得到充分消化。

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