CN104198522A - 一种铁矿石在线烧结试验装置及试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铁矿石在线烧结装置，包括点火装置，所述点火装置可进行温度调节，点火装置与半透明烧结锅连接，半透明烧结锅底部设有双温度检测热电偶，半透明烧结锅高度方向等距间隔设置多个测温热电偶；所述半透明烧结锅与缩径烟气排送管道连接，缩径烟气排送管道包括前端的较小直径段和后端的较大直径段，较小直径段内部设有热电偶、流量计、压力变送器、粉尘浓度仪，较大直径段上设有烟气成分分析仪取样口；缩径烟气排送管道与扩散式旋风除尘器连接，扩散式旋风除尘器的排风口与列管换热器连接，所述列管换热器与除水器连接，所述除水器与变频多级离心风机连接，所述多级离心风机具有模拟量调节阀门，多级离心风机与排气筒连接。

Description

一种铁矿石在线烧结试验装置及试验方法

技术领域

本发明涉及一种在线烧结试验装置，具体来说，是一种铁矿石在线烧结试验装置及试验方法，属于在线烧结技术领域。

背景技术

铁矿粉、溶剂和燃料按一定的比例混合，经过混匀制粒后布入烧结锅进行烧结。钢铁厂烧结配料试验成套技术设备，是铁矿粉优劣的“鉴定实验平台”，可运用于各大钢厂的烧结配料试验，用于铁矿粉烧结性能测定及烧结新工艺的评价，对烧结厂配矿、选矿起着关键性作用，其带来的效益是直接的。由于铁矿石资源(特别是优质矿石资源)的可开采量越来越有限，为了有效的评价铁矿粉烧结性能优劣，确定配矿方案，开发新矿种资源，优化烧结工艺，各钢铁厂纷纷建有烧结配料试验系统，各烧结配料试验系统工艺均大同小异，但其配套设备技术水平相差却很大。

目前常规的烧结试验装置为：点火器提供固定的点火温度，≥800℃，点火器调节范围有限，仅实现给烧结矿点火的功能；烧结杯为耐热钢制作，由于结构的局限，烧结杯内部烧结过程无法记录和观察，试验效果有限；烧结排烟管道上一般也都设置有流量计和压力传感器，但流量普遍检测精度不够；管路上设有旋风除尘器和罗茨风机，由于受粉尘和温度的影响，罗茨风机故障率大；烧结压力调节一般采用风门调节，受系统的局限性，调节的稳定性很差，风门频繁开关调节，烧结曲线波动大，影响烧结的试验效果；烧结终了的检测都依靠烧结杯底部热电偶，一般都采用一个热电偶，检测的准确度有局限性，也无法判定。由于传统烧结试验装置设备的局限性，虽然各大钢厂几乎都配有烧结试验装置，但试验的效果有限，稳定性差，为确定一种配矿的好坏，需要连续做很多次试验，才能确定配矿的情况，甚至试验结果不准确，给钢厂选矿和配矿造成误导，造成不可挽回的损失。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是：现有的铁矿石在线烧结装置，点火器仅仅能够实现点火的功能；烧结杯内部烧结过程无法记录和观察；流量普遍检测精度较低；由于受粉尘和温度的影响，罗茨风机故障率大；烧结压力调节一般采用风门调节，受系统的局限性，调节的稳定性很差，风门频繁开关调节，烧结曲线波动大，影响烧结的试验效果；烧结终了的检测都依靠烧结杯底部热电偶，一般都采用一个热电偶，检测的准确度有局限性；因此，为确定一种配矿的好坏，往往需要连续做很多次试验，才能确定配矿的情况，甚至试验结果不准确，给钢厂选矿和配矿造成误导，造成不可挽回的损失。

本发明采取以下技术方案：

一种铁矿石在线烧结试验装置，包括点火装置1，所述点火装置1可进行温度调节，所述点火装置1与半透明烧结锅2连接，所述半透明烧结锅2底部设有双温度检测热电偶3，所述半透明烧结锅2高度方向等距间隔设置多个测温热电偶；所述半透明烧结锅2与缩径烟气排送管道连接，所述缩径烟气排送管道包括前端的较小直径段和后端的较大直径段，所述较小直径段内部设有热电偶、流量计、压力变送器、粉尘浓度仪，所述较大直径段上设有烟气成分分析仪取样口6；所述缩径烟气排送管道与扩散式旋风除尘器7连接，扩散式旋风除尘器7的排风口与列管换热器8连接，所述列管换热器8与除水器9连接，所述除水器9与变频多级离心风机10连接，所述多级离心风机10具有模拟量调节阀门11，多级离心风机10与排气筒12连接。

进一步的，所述半透明烧结锅2高度方向等距间隔设置的多个测温热电偶的间距为100mm。

进一步的，所述半透明烧结锅3底部设置高度调节架模拟不同深度的料层烧结。

进一步的，所述点火装置1点火并维持350℃左右的温度，模拟现场铁矿石烧结可提供的预热烟气温度。

进一步的，半透明烧结锅2采用石英玻璃与高温不锈钢的组合材质。

一种上述的铁矿石在线烧结试验装置进行铁矿石在线烧结试验的方法，其特征在于，包括以下顺序步骤：

根据料层深度调节半透明烧结锅2内高度调节架的高度；

半透明烧结锅2内放入填底矿，铁矿粉、溶剂和燃料按一定的比例混合；

进行模拟在线烧结烟气加热的预热试验：

变频多级离心风机10启动提供8840Pa负压的风量；

点火装置1点火并维持半透明烧结锅2内的温度在300℃-400℃左右，模拟在线烧结排放烟气的温度；烧结锅半透明，实时记录料层烧结状况；

烧结锅自上而下每100mm布设热电偶，检测烧结过程各高度上的料层温度，烧结锅底部设置有双热电偶用于检测烧结终了的温度,判断烧结过程的结束；

在Φ100管道内设置威力巴流量计、压力变送器、热电偶、静电感应粉尘浓度仪,提高检测精度和准确性；

缩径烟气排送管道的较小直径段的流量计、压力变送器、热电偶、静电粉尘浓度仪进行数据监测，并提供监测数据；

烟气成份在线检测设备检测烧结烟气的各种成份浓度；

除水器9将冷凝的水排出管道；

模拟量调节风门11用于辅助调节系统的风压和风量适应烧结过程的需要；

进行正式的在线烧结试验：

变频多级离心风机10启动提供17400Pa负压的风量；

点火装置1半透明烧结锅2内的温度调节至900℃以上，重复模拟在线烧结烟气加热的预热试验的后续步骤，直至在线烧完成。

本发明的特点在于：设置了半透明材质的烧结锅，试验人员在试验的时候可以观察烧结锅内的情况，充分了解烧结的情况；烧结锅内设置高度调节架，可以根据所需料层的深度来对锅内高度进行调节；烧结锅自上而下均匀等距布置多个热电偶，从而可以测得烧结锅内不同高度的温度，对烧结锅的温度情况进行细致的监测；采用能够调节点火温度的点火装置，从而可以模拟铁矿石烧结生产过程中烟气的温度(约350℃)，利用烟气的高温对烧结锅进行预热，从而达到节能的效果，本装置在试验的时候可以对这种烟气带来的节能效果进行验证；设置缩径烟气排送管道，缩径烟气排送管道的较大直径段的风速较低，通过变径后，前端较小直径段内的风速大大提高，从而能够提高其内的各种监测传感器的检测精度；扩散式旋风除尘器可以进行除尘，列管换热器可以进行降温，除水器进行除水，从而对多级变频离心风机进行保护；多级离心变频风机可以调整风机转速，从而提高负压的稳定性，提高在线烧结装置的检测精度。

本发明的有益效果为：适应性广，可模拟各种烧结工况，烧结过程透明可视，检测数据准确性高，运行稳定性好，更贴近现实生产，对现实生产优化工艺和选矿指导价值高。

附图说明

图1是本发明铁矿石在线烧结装置的主视图。

图2是本发明铁矿石在线烧结装置的俯视图。

图3是图1的局部放大图。

图4是图1的局部放大图。

图中，1.点火装置，2.半透明烧结锅，3.双温度检测热电偶，4.底座，5.缩径在线监测管线，6.烟气成分分析仪取样口，7.扩散式旋风除尘器，8.列管换热器，9.除水器，10.多级离心风机，11.模拟量调节阀门，12.排气筒。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本发明做进一步说明。

图1是本发明的主视图，如其所示，包括可调温点火装置1、Φ300x1000的半透明烧结锅2，烧结锅底双热电偶3、底座4、Φ200/Φ100变径管道、缩径管路威力巴流量检测、缩径管路压力在线检测、缩径管路温度检测、缩径管路静电感应粉尘浓度仪、烟气成份在线检测、扩散式旋风除尘器7、列管式换热器8、除水器9、模拟量调节风门11、变频多级离心风机10、排气筒12。

在Φ300x1000半透明烧结锅2内安装对应的高度调节架，烧结锅内放入填底矿，铁矿粉、溶剂和燃料按一定的比例混合，经过混匀制粒后布入烧结锅。变频多级离心风机10启动提供一定负压的风量，点火器点火提供350℃左右的温度，模拟铁矿石在线烧结烟气的温度，利用高温烟气给铁矿石在线烧结提供热量，从而起到节能的作用，点火器提供该温度是为了对利用这种温度烟气的节能效果进行验证。在此条件下本在线烧结装置的工作步骤与正常点火温度下的工作步骤相同。

正式试验时，点火器提供900℃以上的点火温度,点火2分钟后,点火器移开；变频多级离心风机提供约17400Pa的负压的风量开始烧结；烧结锅半透明可实时记录料层烧结状况；从上而下,每100mm设置有热电偶,可检测烧结过程各高度上的料层温度；烧结锅底部设置有双热电偶用于检测烧结终了的温度,判断烧结过程的结束；Φ200管道内的风速很低,通过Φ200/Φ100变径管道缩径后,管道流速提高,在Φ100管道内设置威力巴流量计、压力变送器、热电偶、静电感应粉尘浓度仪,提高检测精度和准确性；烟气成份在线检测可检测烧结烟气的各种成份浓度；扩散式旋风除尘器用于除尘保护风机；列管式换热器对烧结烟气进行降温,可将烟气温度从500℃降低到100℃以下,保护风机,确保风机稳定运行；排水器将冷凝的水排出管道；模拟量调节风门用于辅助调节系统的风压和风量适应烧结过程的需要.变频多级离心风机大大提高了烟气负压调节的可靠性和稳定性,风机相对于常规的罗茨风机,对粉尘、烟气温度适用范围更广,大大提高了烧结试验的效果，数据准确度大大提高。

本发明采用变频多级离心风机10提供烧结所需要的负压和风量，通过模拟量调节风门辅助调节；通过Φ200/Φ100变径管道缩小管道直径后检测管道内的流量、负压以及粉尘浓度，提高检测的准确性；采用石英玻璃+高温不锈钢半透明烧结杯可肉眼观测烧结过程变化，半透明烧结杯2自上而下每100mm设置测温热电偶，自动记录烧结过程各高度层温度变化，烧结杯底部设置双热电偶确保温度检测的准确性，烧结杯底部设置高度调节架模拟不同深度的料层烧结；可调温点火装置1可根据试验要求对烧结矿预热模拟现场预热热态烧结对烧结过程的节能影响，指导现场节能改造，同时可提供足够的温度实现烧结矿的自动点火烧结；管道设置烟气成份在线监测以对烧结过程产生的废气进行检测获取数据；设置扩散式旋风除尘器对粉尘进行处理，环保除尘同时保护风机；设置列管式换热器对烧结废气温度降温保护风机；设置排水器，去除冷凝的水汽。

本发明提供了一种在线烧结试验装置，适应性广，可模拟各种烧结工况，烧结过程透明可视，检测数据准确性高，运行稳定性好，更贴近现实生产，对现实生产优化工艺和选矿指导价值高。

Claims (6)

1.一种铁矿石在线烧结试验装置，其特征在于：

包括点火装置(1)，所述点火装置(1)可进行温度调节，所述点火装置(1)与半透明烧结锅(2)连接，所述半透明烧结锅(2)底部设有双温度检测热电偶(3)，所述半透明烧结锅(2)高度方向等距间隔设置多个测温热电偶；

所述半透明烧结锅(2)与缩径烟气排送管道连接，所述缩径烟气排送管道包括前端的较小直径段和后端的较大直径段，所述较小直径段内部设有热电偶、流量计、压力变送器、粉尘浓度仪，所述较大直径段上设有烟气成分分析仪取样口(6)；

所述缩径烟气排送管道与扩散式旋风除尘器(7)连接，扩散式旋风除尘器(7)的排风口与列管换热器(8)连接，所述列管换热器(8)与除水器(9)连接，所述除水器(9)与变频多级离心风机(10)连接，所述多级离心风机(10)具有模拟量调节阀门(11)，多级离心风机(10)与排气筒(12)连接。

2.如权利要求1所述的铁矿石在线烧结试验装置，其特征在于：所述半透明烧结锅(2)高度方向等距间隔设置的多个测温热电偶的间距为100mm。

3.如权利要求1所述的铁矿石在线烧结试验装置，其特征在于：所述半透明烧结锅(3)底部设置高度调节架模拟不同深度的料层烧结。

4.一种权利要求1所述的铁矿石在线烧结试验装置，其特征在于：所述点火装置(1)点火并维持350℃左右的温度，模拟铁矿石烧结烟气温度。

5.一种权利要求1所述的铁矿石在线烧结试验装置，其特征在于：半透明烧结锅(2)采用石英玻璃与高温不锈钢的组合材质。

6.一种权利要求3所述的铁矿石在线烧结试验装置进行铁矿石在线烧结试验的方法，其特征在于，包括以下顺序步骤：

根据料层深度调节半透明烧结锅(2)内高度调节架的高度；

半透明烧结锅(2)内放入填底矿，铁矿粉、溶剂和燃料按一定的比例混合；

进行模拟在线烧结烟气加热的预热试验：

变频多级离心风机(10)启动提供8840Pa负压的风量；

点火装置(1)点火并维持半透明烧结锅(2)内的温度在300℃-400℃左右，模拟在线烧结排放烟气的温度；烧结锅半透明，实时记录料层烧结状况；

烧结锅自上而下每100mm布设热电偶，检测烧结过程各高度上的料层温度，烧结锅底部设置有双热电偶用于检测烧结终了的温度,判断烧结过程的结束；

在Φ100管道内设置威力巴流量计、压力变送器、热电偶、静电感应粉尘浓度仪,提高检测精度和准确性；

缩径烟气排送管道的较小直径段的流量计、压力变送器、热电偶、静电粉尘浓度仪进行数据监测，并提供监测数据；

烟气成份在线检测设备检测烧结烟气的各种成份浓度；

除水器(9)将冷凝的水排出管道；

模拟量调节风门(11)用于辅助调节系统的风压和风量适应烧结过程的需要；

进行正式的在线烧结试验：

变频多级离心风机(10)启动提供17400Pa负压的风量；

点火装置(1)半透明烧结锅(2)内的温度调节至900℃以上，重复模拟在线烧结烟气加热的预热试验的后续步骤，直至在线烧完成。