CN106440810B - 一种烧结机 - Google Patents

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Abstract

一种烧结机，包括烧结台车，供包含固体燃料在内的烧结原料床层在烧结台车上移动；点火器，位于烧结台车上方的前部；遮风罩，位于烧结台车上方的后部；风箱，位于烧结台车下方，用于汇集燃烧后的烟气，并连接供烟气排出的烟气管道，其特征在于：烧结机还包括至少一个空气入口，位于遮风罩顶部；至少一个燃气入口，位于遮风罩顶部，且分别连接各自的燃气供气管道；燃气喷吹控制器，设置在至少一个燃气供气管道上，用于控制进入燃气入口的燃气喷吹量。本发明可显著提高烧结过程的能量效率，并改善系统通用性和操作可控性；基于此发明的变燃气流量喷吹系统可有效改善烧结非均质性突出的问题。

Description

一种烧结机
技术领域
本发明涉及一种烧结机，更具体地说涉及一种燃气喷吹烧结机。
背景技术
钢铁生产是中国能耗最高的行业，大约占全国能耗总量的16.1％。铁矿石烧结仅次于炼铁和焦化工序，占钢铁行业总能耗的9-12％。一方面，烧结厂中低品位铁矿石原料的比例在逐渐升高，急需开发新技术保证烧结矿质量，提高烧结矿成品率，而不增高能耗水平。另一方面，烧结工序中常用的化石燃料焦粉成本高，排放压力大，使用替代燃料可以有效缓解成本和排放的压力，但需要高效可控的强化烧结技术作为保障。中国专利CN1105391A所公开的冷却机低温废气循环烧结方法中使用低温废气的显热改善燃烧环境，强化烧结。但是所使用的废气温度较低(200℃左右)，很难控制直接影响烧结质量的熔化区(高于1100℃)特性，烧结强化效果有限。当使用低品位替代燃料时，现有技术已不能满足强化烧结的需要。
另外，烧结床内烧结非均质性非常严重，导致能量效率低。例如，在烧结初始阶段，燃烧区位于烧结床顶部，烧结床内透气性差，燃烧效率低，冷空气直接冲刷熔化区，烧结矿因欠熔导致强度差，成品率低；当燃烧区传播至烧结床底部时，烧结床内透气性得到改善，空气预热充分，燃烧效率提高，此时因烧结矿过熔造成能量浪费。实现烧结床内燃料的偏析分布：增加烧结床顶部的燃料输入，降低烧结床底部的燃料输入，是解决烧结非均质性问题和优化能量效率的基本思路。但是在常规固体燃料烧结工艺中实现燃料的偏析分布主要有以下两个难点：首先，烧结原料颗粒的形状、大小和密度有较大差异，调控固体燃料颗粒在混合料中的分布难度大，可调范围窄，精度低，要实现精确控制成本极高；其次，为特定烧结原料和生产条件设计的固体燃料偏析布料设备通用性差，如果烧结原料种类和生产条件发生改变，布料设备需要停机重新调试，甚至重新设计。
发明内容
本发明针对上述现有技术不足，提供一种烧结机，操作方便可控，将显著提高能量效率，并显著改善烧结质量。基于此发明，同时提供一种变燃气流量喷吹的烧结机，可控制不同位置处的燃气流量，从而精确实现烧结床内的燃料偏析分布，改善烧结非均质性突出的问题。
本发明为了解决上述技术问题所采取的技术方案是：
一种烧结机，包括烧结台车，供包含固体燃料在内的烧结原料床层在烧结台车上移动；点火器，位于烧结台车上方的前部；遮风罩，位于烧结台车上方的后部；风箱，位于烧结台车下方，用于汇集燃烧后的烟气，并连接供烟气排出的烟气管道，其特征在于：烧结机还包括至少一个空气入口，位于遮风罩顶部；至少一个燃气入口，位于遮风罩顶部，且分别连接各自的燃气供气管道；燃气喷吹控制器，设置在至少一个燃气供气管道上，用于控制进入燃气入口的燃气喷吹量。
优选方案进一步包括如下任一技术特征：
烧结机还包括由多孔泡沫材料制成的混合器，其设置于遮风罩内侧，用于混合进入遮风罩内侧的空气和燃气。
烧结机的空气入口为两个或两个以上，燃气入口为两个或两个以上，连接每个燃气入口的燃气供气管道上都包含独立的燃气喷吹控制器，其中靠近点火器位置的燃气喷吹控制器燃气输出流量大于远离点火器位置的燃气喷吹控制器燃气输出流量，从而沿烧结台车移动方向形成变燃气流量的偏析喷吹。
进入烧结原料床层空气与燃气的混合气体浓度不高于其在标准大气条件下爆炸浓度下限。
多孔泡沫混合器包括多段，按照不同燃气流量喷吹区域进行分段布置。烧结原料中的固体燃料包括重量百分比为5％-100％的焦粉，以及重量百分比为0-95％的无烟煤、兰炭或生物质。
燃气为纯燃气，或高炉煤气或焦炉煤气。
所述燃气喷吹控制器为手动阀门或自动的质量流量控制器，其可以根据实时的空气流量调整燃气流量，实现对预混燃气和空气浓度的控制。
燃气管道靠近喷吹位置处设置单向阀。
本发明与现有技术相比，具有以下效果：
(1)本发明中用气体燃料替代一部分固体燃料，当从上游喷吹燃气时，在熔化区上游产生的二次燃烧区不但可以拓宽熔化区厚度，并能隔离冷却区，起到缓冲的作用，防止冷空气直接冲刷熔化区(冷空气直接冲刷熔化区会导致能量效率大幅降低)。显著降低了熔化区的冷却速率，延长了融化温度保持时间，提高烧结质量。另外，烧结机在低浓度燃气喷吹条件下即能正常工作，可回收利用钢铁生产工序中产生的低品位燃气，具有安全性高和成本低等优点。当烧结原料和燃料种类发生改变时，仅需简单调试燃气喷吹的位置和浓度。
(2)本发明中变燃气流量喷吹的烧结机可有效解决烧结床内由于热量分布不合理导致的烧结非均质性突出问题。操作过程中只需调整燃气流量控制器的参数便可连续控制不同位置的喷吹燃气流量，实现燃料的偏析分布，改善烧结床层上部热量不足，烧结强度差，下部热量过剩，浪费严重的问题。与常规固体燃料偏析方法相比，燃气偏析喷吹方法具有操作简单灵活、控制精度高等优势。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为基于本发明的燃气偏析喷吹的烧结机结构示意图；
其中：1-烧结台车，2-烧结原料，3-点火器，4-遮风罩，5-燃气喷吹控制器，6-燃气管道，7-单向阀，8-混合器，9-风箱，10-烟气管道，11-抽风机。
具体实施方式
图1是本发明提供的烧结机结构示意图。
烧结机，以燃气和固体燃料共同为烧结过程提供热量，设置一套燃气喷吹控制器5。烧结原料2随烧结台车1移动，在烧结原料2床层上方的遮风罩4顶部设置一个空气入口；燃气由燃气管道6进入遮风罩4顶部内侧与空气混合，燃气喷吹控制器5根据实时的空气流量调整燃气流量，实现对预混燃气/空气浓度的控制。当烧结台车1上的烧结原料2经过点火器3后，预混的燃气/空气在抽风机11的作用下进入烧结原料2床层，并在固体燃料燃烧区上方受热燃烧，形成二次燃烧区，为烧结熔化区继续提供热量并降低其冷却速率，延长融化温度保持时间，提高烧结质量。与空气混合后，进入烧结原料2床层的燃气喷吹浓度不高于其在标准大气条件下爆炸浓度下限，目的是使燃气产生的二次燃烧区紧紧依附在原有固体燃料燃烧区上游(高浓度燃气在远离熔化区的位置即产生二次燃烧区，与原有固体燃料燃烧区匹配不佳)，保证烧接强化效果的同时能兼顾操作环境的安全性。燃烧后的烟气在风箱9内汇集，经处理后由烟气管道10排出。
优选的，为降低烧结成本，控制温室气体和污染物的排放，烧结原料2中可用低成本或低排放的燃料，如用无烟煤、兰炭或生物质来替代焦粉，根据替代燃料的品位和供应情况，替代比例可在0％-95％内选择。
优选的，为防止燃气回火，引发不安全事故，在燃气管道6靠近喷吹位置处设置单向阀7。
优选的，在遮风罩4内靠近燃气进口侧设置混合器8，混合器可使用多孔泡沫材料；并可以包括多段，在不同燃气流量喷吹区域采用分段布置。
图2是本发明提供的实现燃气偏析喷吹的烧结机结构示意图。
在上述烧结机的基础上，本发明同时提供一种变燃气流量喷吹烧结机，其特征在于，包含至少两套独立的燃气喷吹控制器5，沿烧结台车1移动方向可实现变燃气流量喷吹：在靠近点火器3的位置燃气喷吹控制器5采用高流量燃气输出，为烧结原料2床层上部补充热量，拓宽其熔化区；在远离点火器3的位置燃气喷吹控制器5采用低流量燃气输出，减少烧结原料2床层下部的热量浪费，压缩其熔化区。
本发明未对烧结机中常规的混料设备、布料设备、供电系统以及烟气处理系统进行详细描述。
本发明的实施方式只是对本专利的示意性说明，并不限定它的保护范围，本领域技术人员还可以对其局部进行改变，只要没超出本专利的精神实质，都在本专利的保护范围内。

Claims (7)

1.一种烧结机，包括烧结台车，供包含固体燃料在内的烧结原料床层在烧结台车上移动；点火器，位于烧结台车上方的前部；遮风罩，位于烧结台车上方的后部；风箱，位于烧结台车下方，用于汇集燃烧后的烟气，并连接供烟气排出的烟气管道，其特征在于：烧结机还包括至少一个空气入口，位于遮风罩顶部；至少一个燃气入口，位于遮风罩顶部，且分别连接各自的燃气供气管道；燃气喷吹控制器，设置在至少一个燃气供气管道上，用于控制进入燃气入口的燃气喷吹量；
所述烧结机还包括由多孔泡沫材料制成的混合器，其设置于遮风罩内侧，用于混合进入遮风罩内侧的空气和燃气；
空气入口为两个或两个以上，燃气入口为两个或两个以上，连接每个燃气入口的燃气供气管道上都包含独立的燃气喷吹控制器，其中沿着烧结台车移动方向，各个燃气喷吹控制器的燃气输出流量递减，从而形成变燃气流量的偏析喷吹。
2.如权利要求1所述的烧结机，其特征在于：进入烧结原料床层空气与燃气的混合气体浓度不高于其在标准大气条件下爆炸浓度下限。
3.如权利要求1任一项所述的烧结机，其特征在于：多孔泡沫混合器包括多段，按照不同燃气流量喷吹区域进行分段布置。
4.如权利要求1至3任一项所述的烧结机，其特征在于：烧结原料中的固体燃料包括重量百分比为5％-100％的焦粉，以及重量百分比为0-95％的无烟煤、兰炭或生物质。
5.如权利要求1至3任一项所述的烧结机，其特征在于：燃气为纯燃气，或高炉煤气或焦炉煤气。
6.如权利要求1至3任一项所述的烧结机，其特征在于：所述燃气喷吹控制器为手动阀门或自动质量流量控制器，其可以根据实时的空气流量调整燃气流量，实现对预混燃气/空气浓度的控制。
7.如权利要求1至3任一项所述的烧结机，其特征在于：燃气管道靠近喷吹位置处设置单向阀。
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