CN104593588B - 氧化铁矿磁化焙烧设备 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种氧化铁矿磁化焙烧设备，包括筒体、托辊、电机和燃烧装置，筒体的外部设有带保温层的保温罩；筒体套装在保温罩轴线位置的通孔中，筒体的外壁与保温层之间留有间隙；保温罩的两端与对应位置的筒体外壁之间设有扣接件；燃烧装置至少设有多个燃烧嘴，燃烧嘴的端部均位于间隙中并指向筒体外壁；保温罩上设有烟道；筒体和保温罩均倾斜设置在地面上。本发明筒体中氧气的唯一来源是物料进入时携带的，能够保证筒体内始终为稳定的还原气氛。设置至少两个以上均匀排列的燃烧嘴，能够对筒体整体实施加热，实现温度的均匀分布并增强保温效果。保温罩设置在筒体的外部并留有被封堵的间隙，可以增强筒体内的保温效果，有效减少热损耗。

Description

氧化铁矿磁化焙烧设备
技术领域
本发明涉及一种矿山机械，具体为一种用于矿石冶炼的设备，特别是针对一种氧化铁矿磁化焙烧设备。
背景技术
目前，氧化铁矿磁化焙烧所采用的设备通常为回转窑。回转窑包括两端由托辊支撑的可旋转的筒体；设置在筒体上的燃烧装置，燃烧装置的喷火点位于筒体的一端，火焰直接喷入筒体内燃烧，以此加热物料使物料发生反应；筒体的一端为入料口，另一端为出料口，筒体内设有用于翻转物料的扬板，筒体的内壁上设有用于保温的耐火砖，以此保证物料具有反应温度环境。
由上述可知，现有的回转窑虽然能够对氧化铁矿进行磁化焙烧，但是由于结构设置不合理，所以存在以下的问题：回转窑密封性不好所导致的还原气氛不稳定，回转窑内的温度分布不均匀以及回转窑的保温效果不好。
密封性不好导致的还原气氛不稳定，原因在于现有回转窑的燃烧装置直接将火焰喷入筒体内，筒体内会随着火焰的燃烧而进入氧气，而氧化铁矿磁化焙烧需要在还原气氛下进行，氧气的注入会将还原气氛抵消掉。又因为氧气进入筒体所产生的气流会形成负压，再加上筒体本身的旋转，所以还原气氛不稳定。
温度分布不均是因为筒体本身较长，而喷火点仅位于筒体的一端，火焰的长度有限，靠近火焰的温度高，远离火焰的温度低，故造成筒体内温度分布不均匀。此外，由于筒体自身旋转，筒体内的扬板在对物料翻转时会扰乱筒体内的气流分布，进而影响筒体内温度的均匀分布。
保温效果不好同样是因为喷火点仅在筒体的一端，而筒体的长度长，所以火焰的行程不能保证对整个筒体实施保温，火焰无法达到的地方仅能够通过余温来实现保温。又因为回转窑是在筒体内部加热，在筒体内部将耐火砖作为保温层，能量从内到外辐射，在半径热辐射中会有巨大的热损耗，也不利于保温。
由上述三个问题导致现有回转窑在对氧化铁矿磁化焙烧时出现反应时间长、处理量小、磁化率较低等不利于生产的结果。
反应时间延长是因为氧化铁矿磁化焙烧的主要反应为还原反应，而回转窑筒体内持续注入的氧气所产生氧化反应和正在发生的还原反应大部分抵消，从而造成反应时间延长。此外由于火焰的行程有限，使得高温区较短，造成反应物料在高温区停留时间短，进一步造成反应时间长、处理量降低。
磁化率比较低是因为在氧化铁矿磁化焙烧过程中，磁化反应需要在高温反应结束后有一段保温时间来保证磁化率。而由于现有回转窑的保温效果不好，无法提供足够的保温时间，故现有回转窑对氧化铁矿的焙烧磁化率较低。
现有的回转窑还存在设备成本高的问题，这是因为现有回转窑属于内部加热，需要建立专门的燃烧室，从而使得设备体积大、配套设备多、重量大，相应的传动机构配置要求高，所以成本高。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种氧化铁矿磁化焙烧设备，具有还原气氛稳定、温度分布均匀以及保温效果好的特点。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种氧化铁矿磁化焙烧设备，包括两端设有入料口和出料口的筒体，筒体的内壁上均匀设有扬料板，支撑筒体两端的托辊，驱动筒体的电机以及燃烧装置，其特征在于，筒体的外部设有保温罩，保温罩的内壁上设有保温层，保温层内填充有保温阻燃材料，保温层在保温罩的轴线位置围绕出一个通孔；所述筒体同轴套装在通孔中，筒体的两端伸出保温罩的两端，筒体的外壁与保温层之间留有间隙，筒体可在保温罩内转动；保温罩的两端与对应位置的筒体外壁之间设有用于封堵所述间隙的扣接件；所述燃烧装置至少设有两个以上的燃烧嘴，燃烧嘴等间隔并排穿过保温罩的保温层指向筒体的外壁，每一个燃烧嘴的端部均位于所述间隙中；保温罩上设有烟道，烟道的一端连通保温罩的外部，烟道的另一端连通所述间隙；所述保温罩通过支架倾斜固定在地面上，筒体伸出保温罩的两端通过托辊倾斜支撑在地面上，筒体和保温罩的倾斜角度一致。
进一步，所述保温层由均匀分布的保温箱构成，保温箱固定在保温罩的内壁上，保温阻燃材料分别填充在各个保温箱中。
进一步，所述保温阻燃材料为高温棉。
进一步，所述用于封堵间隙的扣接件为迷宫式扣接件，包括环状的固定件和旋转件，其中固定件穿过筒体并盖装固定在保温罩的两端，旋转件套装固定在与保温罩端面对应位置的筒体外壁上，所述固定件和旋转件的相对面设有契合的齿槽，旋转件和固定件通过齿槽啮合，旋转件的齿槽可在固定件的齿槽内转动。
进一步，所述燃烧装置为每一个燃烧嘴配设有气阀。
进一步，所述筒体的外壁和保温层之间的间隙距离为3cm-5cm。
进一步，所述筒体和保温罩的倾斜角度为2°±0.5°。
进一步，所述保温罩为长方体或圆柱体。
进一步，所述筒体的入料口设有入料罩，入料罩的上方连接料斗，入料罩内固定有一个导料板，该导料板斜插进入料口中。
进一步，所述筒体在入料口的端部盖装有限料板，限料板中间设有孔径小于筒体入料口的圆孔。
进一步，所述筒体的出料口设有出料罩，出料罩的下端通入水中。
本发明的有益效果在于，筒体中氧气进入的唯一来源是氧化铁矿和其他反应物料进入时所携带的，筒体的入料口和出料口均与上下工艺设备连接实现物料密封，这样能够保证筒体内始终为稳定的还原气氛。燃烧装置设置至少两个以上燃烧嘴，燃烧嘴等间隔并排穿过保温罩对筒体的外壁加热，这样能够对筒体整体实施加热，实现温度的均匀分布并增强保温效果。设有保温层的保温罩设置在筒体的外部并留有间隙，间隙两端被扣接件封堵，这样可以增强筒体内的保温效果，有效减少热损耗。
附图说明
图1为本发明的正面透视图。
图2为图1的俯视图。
图3为图1的A-A剖视图。
图4为图1的B处局部剖视图。
图中：1、筒体，2、保温罩，3、燃烧嘴，4、烟道，5、大齿轮，6、料斗，7、入料口，8、入料罩，9、导料板，10、限料板，11、电机，12、小齿轮，13、托辊，14、支架，15、保温箱，16、出料罩，17、出料口，18、保温阻燃材料，19、通孔，20、扬料板，21、旋转件，22、固定件，23、燃烧装置。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1和图2所示，一种氧化铁矿磁化焙烧设备，包括筒体1、托辊13、电机11和燃烧装置23。筒体1的两端分别设有入料口7和出料口17。在筒体1的内壁上均匀设有扬料板20，当筒体1转动时，扬料板20可带动筒体1中氧化铁矿等反应物料进行翻转。电机11通过用于传动的大齿轮5和小齿轮12与筒体1连接。电机11转动进而驱动筒体1转动。托辊13则设置在筒体1的两端，用于支撑转动中的筒体1。燃烧装置23通过燃烧嘴3对筒体1进行加热，为氧化铁矿的磁化焙烧提供反应温度。
在本发明中，筒体1的外部设有保温罩2，保温罩2可为长方体或圆柱体。保温罩2的结构如1和图3所示，在保温罩2的内壁上设有保温层，保温层是由填充的保温阻燃材料18构成。保温阻燃材料18可选用阻燃耐高温的高温棉。为了套接在筒体1上，保温罩2在轴心位置开有通孔19，该通孔19是由保温层围绕形成的。通孔19的孔径大于筒体1的孔径。需要说明的是，为了使保温阻燃材料18填充稳固，同时也为了方便对局部保温阻燃材料18进行更换，所以保温层可由均匀分布的多个保温箱15构成，保温箱15紧密排列并固定在保温罩2的内壁上，保温阻燃材料18则分别填充在各个保温箱15中。
如图1和图3所示，筒体1套接在保温罩2的通孔19中，筒体1的两端伸出保温罩2的两端，筒体1与通孔19的轴线重合。筒体1的外壁与保温层之间留有间隙，间隙的范围在3cm-5cm。筒体1可在保温罩2内转动。为了保证保温层的保温效果，在保温罩2的两端与对应位置的筒体1外壁之间设有用于封堵该间隙的扣接件。该扣接件不会影响筒体1转动。如图3所示，扣接件可采用迷宫式扣接件，包括环状的固定件22和旋转件21。其中，固定件22盖装固定在保温罩2的两端，筒体1从固定件22中穿出。旋转件21套装固定在筒体1的外壁上，旋转件21固定的位置与保温罩2端面盖装固定件22的位置对应。在固定件22和旋转件21的相对面设有契合的齿槽，旋转件21和固定件22通过齿槽啮合。在筒体1转动的时，旋转件21的齿槽可在固定件22的齿槽内转动。
在本发明中，燃烧装置23设置至少两个以上的燃烧嘴3。如图1和图3所示，这些燃烧嘴3等间隔并排设置，并且每一个燃烧嘴3均穿过保温罩2的保温层指向筒体1的外壁，燃烧嘴3的端部位于筒体1外壁和保温层之间的间隙中。为了能够对温度进行调节，燃烧装置23为每一个燃烧嘴3都配设有气阀，通过调节燃气量来调节火焰大小，进而对温度进行调节。本发明也可为燃烧装置23配备温度自动控制系统，通过设定温度来自动调节燃气量。
如图1所示，在保温罩2上设有烟道4，烟道4的一端连通保温罩2的外部，烟道4的另一端连通间隙。烟道4与保温罩2的轴线垂直。
如图1所示，为了使氧化铁矿和反应物料在进入筒体1后，可以一边反应一边向出料口17滑落。故将伸出保温罩2的筒体1两端由托辊13倾斜支撑在地面上。保温罩2则通过支架14倾斜固定在地面上。筒体1和保温罩2的倾斜角度一致，范围在2°±0.5°。
如图1所示，为了方便氧化铁矿进入筒体1，故在筒体1的入料口7设置一个入料罩8。入料罩8的上方连接料斗6，入料罩8内固定一个导料板9，该导料板9倾斜插进入料口7中。为了对氧化铁矿一次进入筒体1的数量进行控制，故在筒体1的入料口7的端部盖装有限料板10，限料板10中间设有孔径小于筒体1入料口7的圆孔。
为了进一步保证筒体1的密封性，可在筒体1的出料口17设置出料罩16，并将出料罩16的下端通入水中。
氧化铁矿的磁化焙烧需要在一个还原气氛下进行，通常采用烟煤作为还原剂。烟煤中的C与O2反应生成CO和CO2，C再和CO2反应生成CO。若筒体1内的O2过多还原气氛会被抵消，而本发明的O2来源仅存在与氧化铁矿和其他反应物料从入料口7中进入筒体1时所携带的，这样能够使筒体1内始终保持还原气氛。
氧化铁矿中的Fe2O3在被CO还原成Fe3O4的过程中始终要求高温，并且由于氧化铁矿会逐渐向出料口17移动，所以要求筒体1的高温区域分布均匀。本发明将多个燃烧嘴3等间隔并排设置在筒体1的外侧，多个加热点的火焰可直接对整个筒体1加热，这样便能够保证筒体1内的温度分布均匀并且增强筒体整体的保温效果。
氧化铁矿在被进一步磁化时需要温度能够维持，这就要求对筒体1进行有效的保温。本发明将带有保温层的保温罩2设置在筒体1的外部，保温层与筒体1之间留有间隙，保温罩2的两端通过扣接件将间隙封堵。这样的设置能够有效的增强保温效果，减少热损耗。

Claims (10)

1.一种氧化铁矿磁化焙烧设备，包括两端设有入料口和出料口的筒体，筒体的内壁上均匀设有扬料板，支撑筒体两端的托辊，驱动筒体的电机以及燃烧装置，其特征在于：筒体的外部设有保温罩，保温罩的内壁上设有保温层，保温层内填充有保温阻燃材料，保温层在保温罩的轴线位置围绕出一个通孔；所述筒体同轴套装在通孔中，筒体的两端伸出保温罩的两端，筒体的外壁与保温层之间留有间隙，筒体可在保温罩内转动；保温罩的两端与对应位置的筒体外壁之间设有用于封堵所述间隙的扣接件；所述燃烧装置至少设有两个以上的燃烧嘴，燃烧嘴等间隔并排穿过保温罩的保温层指向筒体的外壁，每一个燃烧嘴的端部均位于所述间隙中；保温罩上设有烟道，烟道的一端连通保温罩的外部，烟道的另一端连通所述间隙；所述保温罩通过支架倾斜固定在地面上，筒体伸出保温罩的两端通过托辊倾斜支撑在地面上，筒体和保温罩的倾斜角度一致。
2.如权利要求1所述的一种氧化铁矿磁化焙烧设备，其特征在于：所述保温层由均匀分布的保温箱构成，保温箱固定在保温罩的内壁上，保温阻燃材料分别填充在各个保温箱中。
3.如权利要求1或2所述的一种氧化铁矿磁化焙烧设备，其特征在于：所述保温阻燃材料为高温棉。
4.如权利要求1所述的一种氧化铁矿磁化焙烧设备，其特征在于：所述用于封堵间隙的扣接件为迷宫式扣接件，包括环状的固定件和旋转件，其中固定件穿过筒体并盖装固定在保温罩的两端，旋转件套装固定在与保温罩端面对应位置的筒体外壁上，所述固定件和旋转件的相对面设有契合的齿槽，旋转件和固定件通过齿槽啮合，旋转件的齿槽可在固定件的齿槽内转动。
5.如权利要求1所述的一种氧化铁矿磁化焙烧设备，其特征在于：所述燃烧装置为每一个燃烧嘴配设有气阀。
6.如权利要求1所述的一种氧化铁矿磁化焙烧设备，其特征在于：所述筒体的外壁和保温层之间的间隙距离为3cm-5cm。
7.如权利要求1所述的一种氧化铁矿磁化焙烧设备，其特征在于：所述筒体和保温罩的倾斜角度为2°±0.5°。
8.如权利要求1所述的一种氧化铁矿磁化焙烧设备，其特征在于：所述筒体的入料口设有入料罩，入料罩的上方连接料斗，入料罩内固定有一个导料板，该导料板斜插进入料口中。
9.如权利要求1或8所述的一种氧化铁矿磁化焙烧设备，其特征在于：所述筒体在入料口的端部盖装有限料板，限料板中间设有孔径小于筒体入料口的圆孔。
10.如权利要求1或8所述的一种氧化铁矿磁化焙烧设备，其特征在于：所述筒体的出料口设有出料罩，出料罩的下端通入水中。
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