CN102778124A - 一种回转窑直接还原设备用二次径向供风装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种回转窑直接还原用二次径向供风装置，其主要由二次风烧嘴、手动蝶阀、供风管道、二次风机、第一蝶阀、机械滑道组成，其中，供风管道和二次风机均固定在回转窑身上，供风管道与二次风机之间安装有第一蝶阀，第一蝶阀包括胶轮、开闭连杆、拉复位弹簧、限位块和带有中心轴的阀体，其中，开闭连杆同蝶阀的中心轴垂直固接，蝶阀固定在回转窑上，机械滑道为圆弧形，并固定在支撑回转窑的平台上，且当回转窑旋转时，蝶阀开闭连杆的胶轮能在机械滑道的圆弧内滑动。采用本发明的径向供风装置后，对于回转窑的操作温度调节，调节点多出数倍，操作更灵活，窑内的温度更趋于均匀，回转窑产量大幅增加，生产成本大幅下降，取得更好的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，尤其涉及一种回转窑直接还原设备用二次径向供风装置。
背景技术
直接还原球团矿（DRI）是现代电炉冶炼优质钢所必须的优质冶金原料。随着废钢来源的短缺和质量的日益低下，作为钢铁冶炼短流程主要工艺的电炉炼钢对优质直接还原球团矿的需求越来越紧迫。因此世界上直接还原球团矿的产量近二十年来一直处于增长之势，每年的增长平均在15%左右，目前已接近5000万t/a。但我国的产量还不足60万t/a。
国际上生产直接还原球团矿75%以上是采用高品位球团矿或纯净的优质块矿为原料、以经裂化重整天然气为还原剂、以竖炉为主体设备，采用直接还原工艺生产的。这种生产工艺规模大，投资高，其热压块（HBI）可以实行长途海运。但必须以价格较高的优质氧化球团矿为含铁原料，同时受天然气产地分布的局限和天然气涨价因素的影响极大。
在我国，由于天然气的产量有限，同时也缺乏优质球团和优质块矿的供应，所以采用竖炉直接还原工艺生产直接还原球团矿，很难满足原、燃料的条件。但我国有丰富的煤炭资源，而且分布广泛，同时也有一定产量的优质磁铁精矿，因而采用以煤为基的回转窑直接还原工艺，生产电炉炼钢所必须DRI是一种可行较好的选择。
国内、外以煤为还原剂采用回转窑设备进行直接还原生产金属化球团已经有了比较成熟的工艺方法，其中回转窑内的二次供风大都采用轴向供风方式，此种方式虽然能够满足生产要求，但也存在着一定的缺点，主要是：
（1）由于轴向供风烧嘴间隔过大，一般每个二次供风烧嘴需负责4米以上区域内的温度调节，这就使得4米区域内的温度分布很不均匀，一般温度波动达到150℃以上；这就使回转窑在生产过程中极易造成局部高温，使得炉料软化甚至熔融，粘结在回转窑内壁上形成粘结圈，造成排料不畅，影响正常生产。
（2）回转窑采用二次风轴向供风方式，热风和窑中的燃料发生反应，放出热量，使得回转窑内表面的耐火材料温度比较高，当窑体回转使得高温裸露的窑内表面进入到料层后极易与粉料发生粘结，也是造成回转窑结圈的主要原因。
（3）由于二次风采用轴向供风，回转窑内温度波动太大，使得在回转窑的生产过程中逼迫降低操作温度来避免回转窑结圈，这也就大幅度降低了回转窑的生产能力，影响其经济效益。
（4）目前在国外也有极少数厂家回转窑采用径向供风,但都使用混合燃料(煤和油或煤和天然气)，在二次风烧嘴进入料层后加入油或天然气避免因供风引起局部高温粘结，这样就使得供风系统复杂化且生产成本也会加大。
发明内容
本技术采用新的回转窑供风方法，具体实施方式是在回转窑外部设置机械滑道，在机械滑道的作用下，利用与之相通的蝶阀开启和关闭可以控制二次风是否供风，即当二次风烧嘴进入回转窑内的料层之前将自动关闭供风阀门,烧嘴风口露出料层后再自动打开，以避免因料层内供风引起局部高温粘结。
根据本发明的一方面，提供了一种回转窑直接还原用二次径向供风装置，其特征在于该种径向供风装置主要由二次风烧嘴、手动蝶阀、供风管道、二次风机、特殊改装的蝶阀、机械滑道组成，其中供风管道和二次风机均固定在回转窑身上，供风管道与二次风机之间安装有蝶阀，蝶阀主要由胶轮、开闭连杆、拉复位弹簧、限位块、带有中心轴的阀体构成，其中胶轮设在开闭连杆的顶端，开闭连杆同蝶阀的中心轴垂直固接，拉复位弹簧的一端固定在开闭连杆的中部，另一端固定在阀体适当位置，限位块为两个互相垂直的挡板且固定在阀体的顶端，蝶阀同样固定在回转窑上，机械滑道为圆弧形，弧度约120°-150°，并固定在支撑回转窑的平台上，且当回转窑旋转时，蝶阀开闭连杆的胶轮可在机械滑道的圆弧内滑动。
径向供风装置共安装有4-8条供风管道，两相邻供风管道间沿圆周方向分布间隔为45°-90°。
径向供风装置的每条供风管道上联有相互间隔500-800mm的二次风烧嘴。
回转窑供风采用本技术的优点是：
1.由于回转窑身上增加有多个烧嘴供风，烧嘴间隔比较小，区域内温度调节非常灵活，回转窑系统温度分布非常均匀，相邻烧嘴的温度波动范围可以控制在5-10℃范围内；
2.使回转窑可以使用单一的煤种来进行直接还原铁生产，避免使用价格很高且供应紧张的油和天然气，更适合我国国情；
3.回转窑采用二次风径向供风后，窑内的热交换方式发生改变，由于从窑壁吹入冷空气，使得窑内耐火材料内壁的温度下降，更能有效的避免回转窑结圈，保证回转窑生产的连续性；
4.回转窑采用二次风径向供风后，取消了伸入窑内的二次风管，一方面降低了耐高温合金钢的使用量，节省投资，降低了生产成本；另一方面由于窑内没有了二次风管的阻挡，使得从窑头喷入的还原煤分布更加合理，温度更加可控，有利于回转窑的操作。
5.由于回转窑的温度波动范围可以控制在10℃以内，回转窑的操作温度可相应提高，进一步缩短还原所需的时间，对于回转窑进一步提高产量降低能耗降低成本提高经济效益创造了有利条件。
6.由于采用径向供风的回转窑操作温度的提高，使得还原所需时间缩短，回转窑可以明显缩短长度，进而进一步降低了设备造价，节省投资，能够大幅提高回转窑的产量。
综上所述，相对二次风轴向供风来说，对于回转窑的操作温度调节，调节点多出数倍，操作更灵活，窑内的温度更趋于均匀，波动范围可以控制在5-10℃，回转窑产量会有一个量的提升，生产成本大幅度下降，取得更好的经济效益。
附图说明
通过下面结合示例性地示出一例的附图进行的描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：
图1为二次风烧嘴在回转窑窑身的径向分布示意图；
图2为二次风烧嘴在回转窑窑身截面的分布示意图；
图3为蝶阀的结构示意图的俯视图；
图4为蝶阀的断面结构示意图。
具体实施方式
以下，参照附图来详细说明本发明的实施例。
图1为二次风烧嘴在回转窑窑身的径向分布示意图，附图2是二次风烧嘴在回转窑窑身截面的分布示意图，由图1和图2可见，此种回转窑二次风径向供风装置主要由二次风烧嘴1、手动蝶阀2、供风管道3、二次风机4、特殊改装的蝶阀9、机械滑道10组成。其中，径向指回转窑窑身的长度方向。供风管道3和二次风机4均固定在回转窑身上，随窑一起旋转，回转窑身上共安装有4-8条供风管道3，每条供风管道3上安有相互间隔500-800mm的二次风烧嘴1，两相邻供风管道间沿圆周方向均匀分布，平均间隔为45°-90°，每一供风管道3与二次风机4之间安装有一个特殊改装的蝶阀9，图3和图4是蝶阀9的结构示意图，由图3和图4可见，蝶阀9主要由胶轮5、开闭连杆6、拉复位弹簧7、限位块8、带有中心轴的阀体11等部件构成，其中胶轮5设在开闭连杆6的顶端，开闭连杆6同阀体11的中心轴垂直固接，拉复位弹簧7的一端固定在开闭连杆6的中部，另一端固定在阀体的适当位置，限位块8为两个互相垂直的挡板且固定在阀体11的顶端，蝶阀9同样固定在回转窑上，而机械滑道10为圆弧形，弧度约120°-150°，并固定在支撑回转窑的平台上，且当回转窑旋转时，蝶阀开闭连杆6的胶轮5可在机械滑道10的圆弧内滑动。
工作时当供风管道上的蝶阀链杆6上的胶轮5随窑转动运行进入机械滑道时，蝶阀9上的开闭连杆6受到滑道的限制而产生转动，通过中心轴带动蝶阀阀体11一起旋转，但在限位块8的作用下只能旋转90°，使得蝶阀的阀体11处于关闭状态，此时受此蝶阀控制的同一供风管道3上的所有二次风烧嘴1在物料层中处于绝对不供风状态，等蝶阀连杆6上的胶轮5随窑旋转出滑道10后，机械滑道10的限制解除，蝶阀9的开闭连杆6在拉复位弹簧7的作用下回转，在限位块8的阻挡下正好回转90°，带动蝶阀阀体11转回90°，进而重新复位，同一供风管道3上的所有二次风烧嘴1恢复供风。另外在每个二次风烧嘴前都安装有手动调节阀2，以便根据需要可以逐一调节每个二次风烧嘴1的进风量，从而可以调节回转窑内部各点的温度。
最新设计的回转窑直径为2600mm，供风管道设计了8个，每个管道上每隔800mm设置一个二次风烧嘴，滑道弧度为150°，其余如同发明内容所述，二次风烧嘴和蝶阀使用耐高温合金钢制作，其开关自如，阀门泄漏率为零，使用寿命预期可达一年以上，回转窑运行3个月，没有发生任何结圈现象，设备生产效率提高10%。设备作业效率提高8%。
本发明不限于上述实施例，在不脱离本发明的精神和原理的情况下，可以进行各种变形和修改。
Claims (3)
1.一种回转窑直接还原用二次径向供风装置，其特征在于该种径向供风装置包括二次风烧嘴（1）、手动蝶阀（2）、供风管道（3）、二次风机（4）、第一蝶阀（9）和机械滑道（10），其中，供风管道（3）和二次风机（4）均固定在回转窑身上，供风管道（3）与二次风机（4）之间安装有第一蝶阀（9），第一蝶阀（9）包括胶轮（5）、开闭连杆（6）、拉复位弹簧（7）、限位块（8）、带有中心轴的阀体，其中胶轮（5）设在开闭连杆（6）的顶端，开闭连杆（6）同蝶阀（11）的中心轴垂直固接，拉复位弹簧（7）的一端固定在开闭连杆（6）的中部，另一端固定在阀体适当位置，限位块（8）为两个互相垂直的挡板且固定在阀体的顶端，蝶阀（9）同样固定在回转窑上，机械滑道（10）为圆弧形，弧度约120°-150°，并固定在支撑回转窑的平台上，且当回转窑旋转时，蝶阀开闭连杆（6）的胶轮（5）能在机械滑道（10）的圆弧内滑动。
2.根据权利要求1所述的回转窑直接还原用二次径向供风装置，其特征在于径向供风装置共安装有4-8条供风管道（3），两相邻供风管道间沿圆周方向分布间隔为45°-90°。
3.根据权利要求1所述的回转窑直接还原用二次径向供风装置，其特征在于径向供风装置的每条供风管道（3）上联有相互间隔500-800mm的二次风烧嘴（1）。
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