CN102634652B - 烧结矿喷洒卤化物溶液的自动控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明的烧结矿喷洒卤化物溶液的自动控制装置包括由输送管顺次连接的储液单元、加压单元、控制单元、喷洒单元以及设置在加压单元和控制单元之间的用于将卤化物溶液返回至储液单元的回流管，喷洒单元设置在高炉上料主皮带上方，喷洒单元的喷洒范围能够覆盖高炉上料主皮带的整个宽度方向，控制单元包括顺次连接的电磁阀和流量控制子单元，电磁阀与高炉上料主皮带为连锁控制以实现电磁阀的开启与高炉上料主皮带的运转同步进行且电磁阀的关闭与高炉上料主皮带的停止同步进行。本发明不仅实现对卤化物溶液喷洒的自动控制，保证了降低烧结矿低温还原粉化率的要求，而且避免了卤素离子进入烧结烟气且消除了其对脱硫设备的腐蚀影响，环保意义重大。

Description

烧结矿喷洒卤化物溶液的自动控制装置

技术领域

本发明涉及冶金设备技术领域，更具体地讲，涉及一种烧结矿喷洒卤化物溶液的自动控制装置。 

背景技术

用烧结矿炼铁有利于改善高炉技术经济指标，但烧结矿冶炼存在低温还原粉化率高的问题。在高炉上部的低温还原区，在400℃-600℃的温度范围内，存在着铁矿石大量粉化的现象，称之为铁矿石低温还原粉化性，其根源在于六面体的赤铁矿被煤气还原到立方体磁铁矿阶段，晶形转变发生体积膨胀，产生的内应力增加导致铁矿石破碎粉化。烧结矿在还原初期的低温还原粉化是影响高炉冶炼的一个重要问题。严重的粉化会导致炉顶灰尘大量增加和结瘤，降低了料柱的透气性和还原性，焦比上升，破坏炉况顺行。 

国内外研究发现烧结矿采用喷洒或浸渍卤化物(如CaCl₂、MgCl₂，NaBr等)的技术方法最为有效，能显著降低烧结矿的低温还原粉化率，目前几乎国内外所有烧结厂家都采用了这一技术。 

传统的方法是在进入高炉矿仓的烧结矿运输皮带上喷洒卤化液，并且以喷洒CaCl₂溶液最为常用。目前，几乎所有的高炉都对入炉前的烧结矿进行一次沟下过筛，筛除＜5mm的烧结矿粉末并将其作为返矿返回烧结，返矿率占烧结矿总量的10-30％，返矿中的Cl离子在烧结过程中部分进入烧结烟气，部分在返矿循环中富集。 

随着社会的进步与发展，环境保护的重要性越来越得到广泛的认同与重视，铁矿石烧结行业要求降低烟气有害气体排放量，特别是SO₂的排放达标已成为项目建设的必要条件，新建的烧结机都必须设计烟气脱硫装置，减少SO₂排放量对大气的污染，用得较多的脱硫工艺是采用离子液吸收烧结烟气中的SO₂生产硫酸，该工艺中使用了众多的管道与生产硫酸的专业设备。 

目前的问题是：烧结矿喷洒CaCl₂溶液等卤化物溶液后进行沟下过筛并将返矿返回烧结的工序中，Cl离子等卤素离子在烧结循环过程中对烟气脱硫 管道与设备产生腐蚀，影响其寿命与烟气脱硫效果，造成烟气SO₂排放不达标，污染环境。 

为了减小这种影响，必须消除或减少沟下过筛后的返矿中的氯离子等卤素离子在烧结过程的循环富集对脱硫设备的影响。因此，亟需设计一种新的烧结矿的卤化物溶液喷洒装置。 

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。 

本发明提供了一种既能降低烧结矿低温还原粉化率，又能消除卤素离子对脱硫设备的腐蚀，还能实现自动控制的烧结矿卤化物溶液喷洒装置，从而极大地改善了烟气脱硫效果且降低了环境污染程度。 

为了实现上述目的，本发明提供了一种烧结矿喷洒卤化物溶液的自动控制装置，包括由输送管顺次连接的储液单元、加压单元、控制单元、喷洒单元以及设置在加压单元和控制单元之间的用于将卤化物溶液返回至储液单元的回流管，喷洒单元设置在高炉上料主皮带上方，喷洒单元的喷洒范围能够覆盖高炉上料主皮带的整个宽度方向；控制单元包括顺次连接的电磁阀和流量控制子单元，其中，电磁阀与高炉上料主皮带为连锁控制以实现电磁阀的开启与高炉上料主皮带的运转同步进行且电磁阀的关闭与高炉上料主皮带的停止同步进行，实现对高炉上料主皮带上的烧结矿喷洒卤化物溶液的动作过程的自动控制。 

根据本发明所述的烧结矿喷洒卤化物溶液的自动控制装置的一个实施例，所述储液单元为溶液池，溶液池中的液位至少为溶液池深度的2/3。 

根据本发明所述的烧结矿喷洒卤化物溶液的自动控制装置的一个实施例，所述加压单元为加压泵。 

根据本发明所述的烧结矿喷洒卤化物溶液的自动控制装置的一个实施例，所述流量控制子单元包括串联连接的流量控制阀和转子流量计。 

根据本发明所述的烧结矿喷洒卤化物溶液的自动控制装置的一个实施例，所述喷洒单元为喷洒管，喷洒管上均匀开设有一排喷洒孔以对高炉上料主皮带上的烧结矿喷洒卤化物溶液。 

本发明与现有技术相比，不仅实现了对溶液喷洒的自动化控制，保证了 降低烧结矿低温还原粉化率的要求，而且避免了卤素离子进入烧结烟气且消除了其对脱硫设备的腐蚀影响，从而提高了烟气脱硫效率，减少了烟气排放中SO₂的含量，环保意义重大。 

附图说明

图1是现有技术中烧结矿的卤化物溶液喷洒装置的结构示意图。 

图2是本发明示例性实施例的烧结矿喷洒卤化物溶液的自动控制装置的结构示意图。 

附图标记说明： 

1-储液单元、2-加压单元、3-回流管、4-输送管、5-电磁阀、6-流量控制阀、7-转子流量计、8-喷洒单元、9-高炉上料主皮带、10-运料皮带、11-烧结矿矿槽、12-筛子、13-返矿皮带、14-高炉上料小车。 

具体实施方式

在下文中，将结合附图对本发明的示例性实施例作进一步详细的描述。 

图1是现有技术中烧结矿的卤化物溶液喷洒装置的结构示意图。如图1所示，现有技术中的烧结矿的卤化物溶液喷洒装置是在对烧结矿进行沟下过筛之前对烧结矿喷洒卤化物溶液。而本发明通过对现有技术中的卤化物溶液喷洒装置进行改进，将喷洒位置由高炉沟下过筛前的运料皮带上改为过筛后的高炉上料主皮带上，将喷洒方式由连续喷洒改为随高炉上料主皮带间断运转的间断喷洒，并采用自动控制方式，即高炉上料主皮带运转上料时喷洒装置喷洒卤化物溶液，高炉上料主皮带停止时，喷洒动作停止。如此改进后，沟下返矿中就不含有卤素离子，从而消除卤素离子对脱硫设备的腐蚀，提高了烟气脱硫效率。 

图2是本发明示例性实施例的烧结矿喷洒卤化物溶液的自动控制装置的结构示意图。如图2所示，根据本实施例的烧结矿喷洒卤化物溶液的自动控制装置包括由输送管4顺次连接的储液单元1、加压单元2、控制单元(未示出)、喷洒单元8以及设置在加压单元2和控制单元之间的用于将卤化物溶液返回至储液单元1的回流管3。 

其中，储液单元1用于溶解与储存一定浓度的卤化物溶液。具体地，储 液单元1为溶液池，溶液池中的液位至少应为溶液池深度的2/3，以保证卤化物溶液的喷洒量。 

加压单元2在输出储液单元1中的卤化物溶液之后为其提供压力，这是因为储液单元1与喷洒单元8可能不在同一区域或同一标高位置，因此必须对卤化物溶液进行加压处理。具体地，加压单元2为加压泵，加压泵将卤化物溶液输送至喷洒单元8，以保证设备的连续运转。 

控制单元用于控制卤化物溶液的喷洒，例如，控制喷洒作业的开始和结束以及控制卤化物溶液的喷洒量。 

喷洒单元8则用于将卤化物溶液均匀地喷洒在烧结矿表面上。 

回流管3用于将喷洒卤化物溶液后的剩余压力与卤化物溶液返回储液单元1。在加压单元2的卤化物溶液输送量与实际卤化物溶液使用量不一致的情况下，回流管3能够承担回流作用以使除实际使用的卤化物溶液之外的部分卤化物溶液回流至储液单元1。 

本发明中，喷洒单元8设置在高炉上料主皮带9的上方，喷洒单元8的喷洒范围能够覆盖高炉上料主皮带9的整个宽度方向。喷洒单元8直接对经沟下过筛后并置于上料主皮带9上的烧结矿进行卤化物溶液的喷洒，由此沟下过筛后的返矿在未被喷洒卤化物溶液的情况下经由返矿皮带10返回至烧结机，因而避免了卤素离子进入烧结烟气而对脱硫设备产生的腐蚀，同时也有利于节约卤化物溶液。具体地，喷洒单元8为喷洒管，喷洒管上均匀开设有一排喷洒孔以对高炉上料主皮带9上的烧结矿喷洒卤化物溶液，喷洒范围需覆盖高炉上料主皮带9的整个宽度方向，以保证喷洒的效率和范围。 

同时，根据现代高炉工艺与生产实际，高炉上料是间断分批次的作业，并不是对高炉连续上料。因此，在本发明的方法中，通过控制单元来实现根据高炉的上料周期开启或关闭喷洒单元8。通常，根据高炉容积的不同，上料间隔时间是5-10分钟，因此，高炉上料主皮带9也是每隔5-10分钟间断运行一次。此时，设置在高炉上料主皮带9上方的喷洒单元8作业周期与高炉上料主皮带9运行周期一致，即，也是每隔5-10分钟间断运行一次。这里，如果喷洒单元8是连续喷洒，即高炉上料主皮带9停止时喷洒动作仍未停止，则卤化物溶液会从高炉上料主皮带9上溢流到地面，污染环境又浪费药品。 

本发明中的控制单元可以包括顺次连接的电磁阀5和流量控制子单元，其中，电磁阀5与高炉上料主皮带9为连锁控制以实现电磁阀5的开启动作 与高炉上料主皮带9的运转同步进行且电磁阀5的关闭动作与高炉上料主皮带9的停止同步进行。也即，当高炉上料主皮带9运转时，则电磁阀5被通电，其中的电磁线圈通电产生磁力并带动电磁阀5中的阀芯开启，喷洒装置开始喷洒作业；当高炉上料主皮带9停止时，则电磁阀5被断电，继而电磁阀5中的阀芯关闭，喷洒装置停止喷洒作业，由此实现了高炉上料主皮带9的上料与卤化物溶液的喷洒的同步进行并实现了对喷洒过程的自动控制。 

其中，流量控制子单元包括串联连接的流量控制阀6和转子流量计7，流量控制阀6与转子流量计7联合使用可准确控制卤化物溶液的喷洒流量。当流量控制阀6的开度加大时，流量增加，流量控制阀6的开度减小时，流量减小；转子流量计7则用于直观显示卤化物溶液的喷洒流量。一般来说，烧结矿所需的卤化物溶液喷洒量是固定不变的，因此将流量控制阀6的开度固定在某一合适位置即可，当然其开度控制需要手动调节完成。 

此外，本发明可以应用于任何一种卤化物溶液的喷洒，例如，CaCl₂溶液、MgCl₂溶液、NaBr溶液或它们的混合溶液等。 

本发明烧结矿喷洒卤化物溶液的自动控制装置的具体实施过程为：储液单元1内的卤化物溶液在加压单元2的压力作用下进入输送管4，当筛子12与高炉上料主皮带9未运转时，电磁阀5关闭，输送管4中的卤化物溶液则通过回流管3压回至储液单元1中。当筛子12与高炉上料主皮带9运转时，从烧结矿矿槽11落到筛子12上的烧结矿经过筛分被分为两部分，筛上的烧结矿直接下落到高炉上料主皮带9上，筛下的返矿则下落到返矿皮带13上而被返回至烧结工序。由于电磁阀5与高炉上料主皮带9在电气上为连锁控制，当高炉上料主皮带9开始运转时则电磁阀5通电并进行开启动作，阀芯打开后，输送管4中的溶液一路通过电磁阀5、流量控制阀6与喷洒单元8而喷洒在高炉上料主皮带9的烧结矿表面上，之后喷洒过卤化物溶液的烧结矿落入高炉上料小车14中继而被送入高炉进行冶炼，在喷洒过程中卤化物溶液的剩余压力与流量则通过回流管3返回储液单元1中。当高炉上料主皮带9停止运转上料时，则电磁阀5失电而进行关闭动作，阀芯关闭后，喷洒单元8停止喷洒卤化物溶液，如此循环往复地进行卤化物溶液的喷洒作业。 

综上所述，本发明的烧结矿喷洒卤化物溶液的自动控制装置结构简单、构思新颖，不仅可以实现对卤化物溶液喷洒的自动化控制，达到降低烧结矿低温还原粉化率的目的，而且避免了卤素离子进入烧结烟气且消除了其对脱 硫设备的腐蚀影响，从而提高了烟气脱硫效率，减少了烟气排放中SO₂的含量，环保意义重大。 

尽管上面结合实施例示出并描述了本发明的烧结矿喷洒卤化物溶液的自动控制装置，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 (5)

1.一种烧结矿喷洒卤化物溶液的自动控制装置，包括由输送管顺次连接的储液单元、加压单元、控制单元、喷洒单元以及设置在加压单元和控制单元之间的用于将卤化物溶液返回至储液单元的回流管，其特征在于，喷洒单元设置在高炉上料主皮带上方以对经沟下过筛后留在筛上并落在高炉上料主皮带上的烧结矿进行卤化物溶液的喷洒，喷洒单元的喷洒范围能够覆盖高炉上料主皮带的整个宽度方向，控制单元包括顺次连接的电磁阀和流量控制子单元，其中，电磁阀与高炉上料主皮带为连锁控制以实现电磁阀的开启与高炉上料主皮带的运转同步进行且电磁阀的关闭与高炉上料主皮带的停止同步进行，实现对高炉上料主皮带上的烧结矿喷洒卤化物溶液的动作过程的自动控制。

2.根据权利要求1所述的烧结矿喷洒卤化物溶液的自动控制装置，其特征在于，所述储液单元为溶液池，溶液池中的液位至少为溶液池深度的2／3。

3.根据权利要求1所述的烧结矿喷洒卤化物溶液的自动控制装置，其特征在于，所述加压单元为加压泵。

4.根据权利要求1所述的烧结矿喷洒卤化物溶液的自动控制装置，其特征在于，所述流量控制子单元包括串联连接的流量控制阀和转子流量计。

5.根据权利要求1所述的烧结矿喷洒卤化物溶液的自动控制装置，其特征在于，所述喷洒单元为喷洒管，喷洒管上均匀开设有一排喷洒孔以对高炉上料主皮带上的烧结矿喷洒卤化物溶液。