CN106148681A - 降低烧结机固体燃料消耗的混合料制备装置及制备方法 - Google Patents

Abstract

一种降低烧结机固体燃料消耗的混合料制备装置及制备方法，装置包括固体燃料仓、螺旋计量秤、输送管道和供水管，固体燃料仓的底部通过螺旋计量秤连通输送管道的一端，输送管道的另一端设有固体燃料喷头，且固体燃料喷头位于二次混合机内长度方向的1/2‑2/3位置处，供水管的一端连接水源，另一端设有雾化水喷头，雾化水喷头固定于二次混合机内。本发明的制备装置可以将固体燃料通过输送管道直接加入二次混合机的中后部，使得固体燃料分布于二次混合制粒的中外层，避免大颗粒固体燃料被细颗粒的铁矿粉、熔剂等包裹在颗粒内部，有利于提高燃烧的活性、速度和效率，并且可以解决二次混合机空间狭小的问题，无须增加新的工艺建筑或构筑物，节约成本。

Description

降低烧结机固体燃料消耗的混合料制备装置及制备方法

技术领域

本发明涉及烧结机节能降耗技术领域，尤其涉及一种降低烧结机固体燃料消耗的混合料制备装置及制备方法。

背景技术

普通烧结混合料制备的工艺路线如图1所示为：配料（铁矿粉、返矿、熔剂、燃料）→一次混合机混合→二次混合机混合→烧结混合料。固体燃料在配料时一次性加入，大颗粒的固体燃料容易被细颗粒的铁矿粉、熔剂等包裹在颗粒内部，造成固体燃料燃烧活性差、烧结过程中固体燃料燃烧速度慢、燃烧时间长、燃烧效率低等问题。为了能够提供足够的热能保证混合料内部液相的生成，必须增加固体燃料数量，造成了固体燃料消耗量的增加；又因固体燃料中往往有硫元素，使固体燃料在烧结反应中容易产生二氧化硫气体，从而使烧结废气中二氧化硫的含量增加，导致烧结烟气脱硫设备脱硫剂消耗的增加，进而增加烧结烟气脱硫设备的运行成本。

二次混合机是烧结混合料制粒的主要设备，为了改善固体燃料在混和料中的分布，就必须采用燃料和混合料分次加入的方式，采用合适的装置在二次混合机内位置配加一定数量的固体燃料，就需要有一套独立于二次混合机进料系统以外的单独配加固体燃料的装置，但是由于受到混合机处设备的空间结构限制，空间十分狭窄，建设成本也比较高，制约了此种技术的应用。

CN200810080228.0的专利中公开了将固体燃料按照固体燃料粒度大小分别在配料室和滚煤机进料皮带上配加，部分的固体燃料通过气力输送喷吹包覆在一次混合造块料的外表面，最后进入滚煤机进行制粒，其工艺过程存在一些缺点：一次混合料制粒时间短，混合造料块强度低，经过漏斗、皮带输送机倒运后混合料极易发生破碎形成粉状，粉状的混合料在配加固体燃料后进行制粒，仍有大量固体燃料被包裹在混合料治粒内部，造成固体燃料的浪费，而因皮带机属于密封性差的空间，喷吹包覆焦粉又容易造成固体燃料的逸散，既造成固体燃料的浪费又容易引起环境污染。

CN201410370565.9的专利中公开其采用三次配加固体燃料的工艺方法，有以下缺陷：固体燃料需经过2-3次筛分分成三种不同粒度的固体燃料，其中筛网孔径分别为3.0mm、2.0mmm和1.0mm大小的筛分设备，固体燃料往往含有一定的水分容易造成筛网的糊堵，而经过一次、二混合的混合料在转运过程中容易发生破碎现象，所以仍有大量的固体燃料被混合料治粒所包裹其内部，造成固体燃料的浪费，同时分配加需要增加输送用皮带等，如皮带通廊多投资过高。

申请号是CN201610070115.7的专利中公开了采用二次配加固体燃料的方法，会让大量的固体燃料被混合料制粒包裹在其内部，造成固体燃料的浪费，而分次配加需要增加的设备（如输送用皮带）及建筑物（如皮带通廊）也很多，造成建设投资过高。

申请号是CN201020573822.6的专利中公开了“一种铁矿粉烧结固体燃料二次分加装置”，其设计的装置主要包括料仓、振动给料器、电子计量皮带和悬臂皮带。因其采用振动给料器给料所以无法保证固体焦炭配料精确给定，容易造成固体燃料的浪费；又因其悬臂皮带的长度有限（4m），而进料皮带伸入混合机内一般在1.0m-1.5m左右，所以悬臂皮带和进料皮带落料点的距离也就2.5m-3.0m，混合料制粒需要要喷洒雾化水作为粘结剂，因为皮带运输机潮湿后容易发生打滑和跑偏的问题，所以混合机内喷洒雾化的区域往往会避开皮带机的区域，由于上述所说固体燃料和一次混合料落点过于相近且没有粘接剂，所以采用此种装置依然会有大量的固体燃料被混合料制粒包裹在其内部，造成固体燃料的浪费；实际生产中有很多的二次混合机采用进料溜槽的方法将一次混合料给入二次混合机中，二次混合机进料口处的空间十分狭窄，无法放下料仓、振动给料器、电子计量皮带和悬臂皮带等装置。

申请号是CN96102842.4的专利中公开了“烧结混合料成球后外粘固体燃料配加方法”，其特征是：将含铁原料、冷热返矿、熔剂、制粒用添加剂先按一定配比配料，随后在混合机中加水混合，并在造球机上制粒后，再将一定量的固体燃料与制粒后的混合料混合。此专利必须使用铁精粉（小于200目的占70%以上）质量配比在65%以上的混合料，无法适应现有的烧结矿的原料要求（0-8mm），在现有的烧结工程流程中无法使用，同时需要在一次混合机和二次混合机之间增加造球设备、输送设备（皮带运输机）、仓储设备（混合料仓）以及相应的建筑物，投资成本太高。

因此，有必要发明一种更好的烧结混合料制备方法，改善固体燃料在混合料中的分布，提高固体燃料的燃烧活性、燃烧速度和燃烧效率，减少烧结机固体燃料的配加，降低烧结烟气中二氧化硫的含量，降低烟气脱硫设备的运行成本，减少输送设备等以降低成本。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种降低烧结机固体燃料消耗的混合料制备装置及制备方法，提高固体燃料的燃烧活性、燃烧速度和燃烧效率的。

本发明是通过如下技术方案实现的：

本发明提供一种降低烧结机固体燃料消耗的混合料制备装置，所述装置包括：固体燃料仓、螺旋计量秤、输送管道和供水管，所述固体燃料仓的底部通过螺旋计量秤连通输送管道，所述输送管道的一端设有固体燃料喷头，且所述固体燃料喷头位于二次混合机内长度方向的1/2-2/3位置处，所述供水管的一端连接水源，另一端设有雾化水喷头，所述雾化水喷头固定于二次混合机内。

所述固体燃料仓的底部通过螺旋计量秤连通输送管道，所述输送管道的一端连接动力设备，另一端设置固体燃料喷头，所述固体燃料喷头位于二次混合机内长度方向的1/2-2/3位置处，所示供水管的数量可以设置为多根，多个雾化水喷头分别位于二次混合机内的不同位置处，方便为混合料提供雾化水。

固体燃料仓内的固体燃料通过螺旋计量秤计量后输送至输送管道，通过输送管道的固体燃料喷头进入二次混合机内的中后部并通过供水管配加雾化水，使固体燃料分布于二次混合制粒的中外层，避免了大颗粒的固体燃料被细颗粒的铁矿粉、熔剂等包裹在颗粒内部造成固体燃料燃烧活性差、烧结过程中固体燃料燃烧速度慢、燃烧时间长、燃烧效率低的问题。

优选的，所述供水管上设有水流量调节阀门，以调节雾化时喷头的出水量，进而控制混合料制粒程度。

优选的，所述螺旋计量秤为双管螺旋计量秤。双管双层结构的，上层完成稳流和输送，下层实现计量和输送，稳流效果好而且节省空间。

优选的，所述输送管道为气力输送管道。所述固体燃料仓的底部通过螺旋计量秤连通输送管道，所述输送管道的一端连接压缩空气源，为输送管道提供动力，另一端设置固体燃料喷头。

优选的，所述输送管道通过钢丝绳悬挂固定于二次混合机内部。所述输送管的一部分位于二次混合机的内部，通过钢丝绳悬挂固定。

本发明还提供一种降低烧结机固体燃料消耗的混合料制备方法，应用于上述的装置，所述方法包括如下步骤：

S101：将合格的固体燃料存放于固体燃料仓内；

S102：将铁矿粉、返矿和熔剂按预设的配比进行配料，然后输送至一次混合机进行混合，获取一次混合料；

铁矿粉是钢铁厂通用的铁矿粉，返矿是指烧结矿筛分后≤5mm的部分；

S103：将所述一次混合料输送至二次混合机内，所述一次混合料在二次混合机内翻滚运动并配加雾化水，使混合料逐渐相互粘接，并在滚动运动中制粒；

S104：当混合料输送至二次混合机长度方向的1/2-2/3位置处时，将所述固体燃料仓内的固体燃料通过输送管道输送至二次混合机长度方向的1/2-2/3位置处，并配加雾化水，使固体燃料包裹在混合料制粒的中外层位置。

固体燃料在二次混合机中进行制粒过程：一次混合料进入二次混合机后配加雾状水，粉状混合料在二次混合机内滚动、相互粘附，混合料颗粒逐渐长大，并在中部形成直径1.5mm-4mm大小的混合料颗粒，然后继续滚动并粘附焦粉等固体燃料，焦粉和粉状混合料，逐渐长大成为3mm-8mm大小的混合料颗粒并最终得到烧结混合料。

优选的，所述步骤S101中，所述固体燃料的粒径为0-3mm。

优选的，所述步骤S104中，向二次混合机内输送固体燃料前先确认二次混合料制粒的粒径长为1.5-4mm。

优选的，所述步骤S104中，当混合料颗粒达，通过皮带输出，得到完整的带有固体燃料的二次混合料。

当混合料输送至二次混合机长度方向的1/2-2/3范围时，确认二次混合料制粒的粒径长至1.5mm-4mm，启动连接输送管道的压缩空气气源，气压将固体燃料仓内经过计量秤的进入输送管道内的固体燃料，输送喷吹至二次混合机长度方向的1/2-2/3之间位置，并配加雾化水，固体燃料包裹在二次混合料制粒的中外层位置，当颗粒的粒径达到3-8mm大时，通过皮带输送混合料颗粒，得到完整的带有固体燃料的二次混合料。

优选的，所述固体燃料为焦粉或煤粉，其中，所述焦粉的固定碳含量大于80%，水分小于12%；所述煤粉的水分小于10%，灰分小于15%，挥发分小于8%，硫小于1%，固定碳含量大于75%。

优选地，所述熔剂为消石灰、生石灰、石灰石粉、白云石份中的一种或两种以上的组合。

优选地，所述铁矿粉、返矿、熔剂、固体燃料的质量配比为52-66.4:20-35:7.15-12.8:2.92-4.4。

本发明实施例提供的技术方案可以包含以下有益效果：

一种降低烧结机固体燃料消耗的混合料制备装置及制备方法，所述装置包括固体燃料仓、螺旋计量秤、输送管道和供水管，所述固体燃料仓的底部通过螺旋计量秤连通输送管道的一端，所述输送管道的另一端设有固体燃料喷头，且所述固体燃料喷头位于二次混合机内长度方向的1/2-2/3位置处，所述供水管的一端连接水源，另一端设有雾化水喷头，所述雾化水喷头固定于二次混合机内。采用本发明提供的降低烧结机固体燃料消耗的混合料制备装置可以将固体燃料通过输送管道直接加入二次混合机的中后部，使得固体燃料分布于二次混合制粒的中外层，避免大颗粒固体燃料被细颗粒的铁矿粉、熔剂等包裹在颗粒内部，有利于提高燃烧活性、燃烧速度和燃烧效率，并且，采用本发明的装置，可以解决二次混合机空间狭小的问题，只需要对小部分设备进行改造，不需要增加新的工艺建筑或构筑物，能大量节约建设资金，节省项目投资，结构简单、可行性高、设备运行可靠。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见的，对于本领域技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中混合料制备方法的工艺路线图。

图2为本发明实施例提供的一种降低烧结机固体燃料消耗的混合料制备装置的结构示意图。

图3为本发明实施例提供的一种降低烧结机固体燃料消耗的混合料制备方法的工艺路线图。

图4为本发明实施例提供的一种降低烧结机固体燃料消耗的混合料制备方法的流程图。

图中所示：固体燃料仓1、螺旋计量秤2、输送管道3、二次混合机4、进料皮带机5、一次混合料6、水流量调节阀门7、供水管8、二次混合料9、钢丝绳10、雾化水喷头11、固体燃料喷头12。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案,下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护范围。

参见图2，所示为本发明实施例提供的一种降低烧结机固体燃料消耗的混合料制备装置的结构示意图。

由图2可知，所述混合料制备装置包括：固体燃料仓1、螺旋计量秤2、输送管道3和供水管8，所述固体燃料仓1的底部通过螺旋计量秤2连通输送管道3，所述输送管道3的一端设有固体燃料喷头12，且所述固体燃料喷头12位于二次混合机内长度方向的1/2-2/3位置处，所述供水管8的一端连接水源，另一端设有雾化水喷头11，所述雾化水喷头11固定于二次混合机内。

本实施例中，所述供水管8的数量为多根，雾化水喷头11分散设置于二次混合机内部，以便为二次混合机内的混合料提供雾化水，每根供水管8上都设有水流量调节阀门7；所述输送管道3为气力输送管道，所述气力输送管道的一端连接0.4-0.5MPa的压缩空气气源，另一端设置有固体燃料喷头12，所述固体燃料喷头12位于二次混合机内部，具体的，所述气力输送管道的一部分或全部通过钢丝绳悬挂固定于二次混合机内部，以便气力输送管道直接将固体燃料输送至二次混合机内部相应的位置。

使用时，铁矿粉、返矿、熔剂全部在配料室按照预设的配比进行配料，经过皮带输送至一次混合机进行一次混合后，得到一次混合料6，一次混合料6通过进料皮带机5进入二次混合机4的头部进行混合制粒，当混合料到达二次混合机4内的1/2-2/3处时，固体燃料仓1内的固体燃料通过螺旋计量秤2计量后输送至输送管道3，并通过输送管道3的固体燃料喷头12进入二次混合机4内的中后部，通过供水管8配加雾化水，使混合料与固体燃料混合，固体燃料粘附于混合料制粒的中外层，最终形成二次混合料9输出，避免了大颗粒的固体燃料被细颗粒的铁矿粉、熔剂等包裹在颗粒内部造成固体燃料燃烧活性差、烧结过程中固体燃料燃烧速度慢、燃烧时间长、燃烧效率低的问题，固体燃料的分别更加合理，有利于提高固体燃料燃烧的活性、速度和效率，减少了烧结机固体燃料的配加，降低了烧结烟气中二氧化硫的含量和烟气脱硫设备的运行成本；另一方面，本发明实施例提供的混合料制备装置只需要对小部分设备进行改造，不需要增加新的工艺建筑或构筑物，解决了二次混合机空间狭小的问题，能够大量节约建设资金，节省项目投资，简单且可行性高，设备运行可靠。

进一步，所述螺旋计量秤2为双管双层螺旋计量秤。双管双层结构的螺旋计量秤，上层完成稳流和输送，下层实现计量和输送，稳流效果好而且节省空间。

参见图3和图4，本发明还提供一种降低烧结机固体燃料消耗的混合料制备方法，应用于上述的装置，图4所示为本发明实施例提供的一种降低烧结机固体燃料消耗的混合料制备方法的流程图，下述实施例均以图4所示的方法流程为基础。

实施例1

本实施例提供一种降低烧结机固体燃料消耗的混合料制备方法，所示方法按如下步骤进行：

S101：将合格的焦粉存放于固体燃料仓1内，其中，焦粉的粒度在0-3mm之间的占90%以上；

S102：将铁矿粉、返矿和生石灰按质量份数比为52:20:7.5的配比进行配料，然后经皮带机I输送至一次混合机中进行混合，得到一次混合料；

S103：将所述一次混合料经皮带机II输送至二次混合机内并配加雾化水，混合料在二次混合机内滚动、相互粘附，混合料颗粒逐渐长大；二次混合机设备型号为：φ5x23m，筒体长23m，筒体倾角2.1°。

S104：当混合料颗粒运动至二次混合机内11.5m处，并形成直径为1.5mm的大小的颗粒时，使用双管螺旋计量秤按照铁矿粉、返矿、熔剂、固体燃料质量比为52:20:7.5:2.92的配比将固体燃料仓1内的焦粉经输送管道3输送至二次混合机内的11.5m位置处，并经过固体燃料喷头12将焦粉均匀喷入此位置的混合料颗粒表面，并配加雾化水，混合料颗粒继续滚动并粘附焦粉，混合料颗粒逐渐长大成为3mm大的混合料颗粒后，经皮带机III输出得到二次混合料即烧结混合料。

经测试，将采用本实施例提供的方法得到的烧结混合料用于实际烧结生产时，固体燃料配加量比原配加量减少了10%。

实施例2

本实施例提供一种降低烧结机固体燃料消耗的混合料制备方法，所示方法按如下步骤进行：

S101：将合格的煤粉存放于固体燃料仓1内；

S102：将铁矿粉、返矿、石灰石粉和白云石粉的混合物按质量份数比为66.4:35:12.8的配比进行配料，然后经皮带机I输送至一次混合机中进行混合，得到一次混合料；

S103：将所述一次混合料经皮带机II输送至二次混合机内并配加雾化水，混合料在二次混合机内滚动、相互粘附，混合料颗粒逐渐长大；二次混合机设备型号为：φ5x24m，筒体长24m，筒体倾角2.1°。

S104：当混合料颗粒运动至二次混合机内16m处，并形成直径为4.0mm的大小的颗粒时，使用双管螺旋计量秤按照铁矿粉、返矿、熔剂、固体燃料质量比为66.4:35:12.8:4.4的配比将固体燃料仓1内的煤粉经输送管道3输送至二次混合机内的16m位置处，并经过固体燃料喷头12将煤粉均匀喷入此位置的混合料颗粒表面，并配加雾化水，混合料颗粒继续滚动并粘附煤粉，混合料颗粒逐渐长大成为8mm大的混合料颗粒后，经皮带机III输出得到二次混合料即烧结混合料。

经测试，将采用本实施例提供的方法得到的烧结混合料用于实际烧结生产时，固体燃料配加量比原配加量减少了9%。

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。

Claims (10)

1.一种降低烧结机固体燃料消耗的混合料制备装置，其特征在于，所述装置包括：固体燃料仓（1）、螺旋计量秤（2）、输送管道（3）和供水管（8），所述固体燃料仓（1）的底部通过螺旋计量秤（2）连通输送管道（3），所述输送管道（3）的一端设有固体燃料喷头（12），且所述固体燃料喷头（12）位于二次混合机内长度方向的1/2-2/3位置处，所述供水管（8）的一端连接水源，另一端设有雾化水喷头（11），所述雾化水喷头（11）固定于二次混合机内。

2.根据权利要求1所述的降低烧结机固体燃料消耗的混合料制备装置，其特征在于，所述供水管（8）上设有水流量调节阀门（7）。

3.根据权利要求2所述的降低烧结机固体燃料消耗的混合料制备装置，其特征在于，所述螺旋计量秤（2）为双管螺旋计量秤。

4.根据权利要求3所述的降低烧结机固体燃料消耗的混合料制备装置，其特征在于，所述输送管道（3）为气力输送管道。

5.根据权利要求1-4任一项所述的降低烧结机固体燃料消耗的混合料制备装置，其特征在于，所述输送管道（3）通过钢丝绳（10）悬挂固定于二次混合机内部。

6.一种降低烧结机固体燃料消耗的混合料制备方法，应用于权利要求1-5任一项所述的装置，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

S101：将合格的固体燃料存放于固体燃料仓（1）内；

S102：将铁矿粉、返矿和熔剂按预设的配比进行配料，然后输送至一次混合机进行混合，获取一次混合料；

S103：将所述一次混合料输送至二次混合机内，使所述一次混合料在二次混合机内翻滚运动并配加雾化水，使混合料逐渐相互粘接，并在滚动运动中制粒；

S104：当混合料输送至二次混合机长度方向的1/2-2/3位置处时，将所述固体燃料仓（1）内的固体燃料通过输送管道（3）输送至二次混合机长度方向的1/2-2/3位置处，并配加雾化水，使固体燃料包裹在混合料制粒的中外层位置。

7.根据权利要求6所述的降低烧结机固体燃料消耗的混合料制备方法，其特征在于，所述步骤S101中，所述固体燃料的粒径为0-3mm。

8.根据权利要求7所述的降低烧结机固体燃料消耗的混合料制备方法，其特征在于，所述步骤S104中，向二次混合机内输送固体燃料前先确认二次混合料制粒的粒径长为1.5-4mm。

9.根据权利要求8所述的降低烧结机固体燃料消耗的混合料制备方法，其特征在于，所述步骤S104中，当混合料颗粒达3-8mm时，通过皮带输出，得到完整的带有固体燃料的二次混合料。

10.根据权利要求5-9任一项所述的降低烧结机固体燃料消耗的混合料制备方法，其特征在于，所述固体燃料为焦粉或煤粉，其中，所述焦粉的固定碳含量大于80%，水分小于12%；所述煤粉的水分小于10%，灰分小于15%，挥发分小于8%，硫小于1%，固定碳含量大于75%。