CN106996700A - 一种高温烧结矿取料方法及其取料装置 - Google Patents

Abstract

一种高温烧结矿取料方法及其取料装置，涉及高温烧结矿余热回收的设备与方法，尤其涉及一种可以实现高温烧结矿在环冷/带冷工艺与竖式冷却工艺之间灵活切换的取料方法及其取料装置，在热矿储仓的底部和侧壁分别设置取料溜槽和受料溜槽；高温烧结矿料优先滑入取料溜槽；借助受料溜槽与取料溜槽的入口高度差，通过插入或拔出取料溜槽末端的针形插板阀，控制高温矿料在环冷机与竖式冷却机之间即时切换。用于烧结矿显热回收系统的热矿取料作业，操作简单，安全方便，运行可靠，能够满足竖式冷却工艺对烧结矿粒度和保温的要求，既可通过热矿转运装置的移动速度控制取料量，又不会给热矿转运装置造成物料重压，可保持热矿转运装置安全顺行。

Description

一种高温烧结矿取料方法及其取料装置

技术领域

本发明涉及高温烧结矿余热回收的设备与方法，尤其涉及一种可以实现高温烧结矿在环冷/带冷工艺与竖式冷却工艺之间灵活切换的取料方法及其取料装置。

背景技术

烧结矿是我国高炉炼铁的主要炉料，约占入炉铁料的70％以上，2014年全国烧结矿产量约8.5亿吨。烧结工序能耗占钢铁生产总能耗的12％左右(其中烧结废气余热约占4％，烧结矿显热约占8％)，合理回收利用烧结工序中的余热资源，特别是烧结矿的显热资源是是整个钢铁企业节能减排工作的重中之重。

鉴于烧结矿现有环式/带式冷却工艺存在漏风严重、风机能耗大、显热利用率低(不足30％)、工作区域扬尘大、占地和投资运行费用高、设备故障率高等缺点，国内外开展了竖罐式/竖炉式用于烧结矿显热回收系统技术的研究和实践。烧结矿在竖罐/竖炉内缓慢下行的过程中，与底部上行的循环风充分换热，热矿经较长的停留时间冷却后排出竖罐/竖炉，换热后的循环风温度升高至450～550℃，从竖罐/竖炉上部后引出，经除尘、余热回收后循环利用。竖式冷却与环式冷却相比，具有显热利用率高(约60％)、全程密闭无扬尘、风机能耗低、占地小等优点，对于烧结区域废气减排、粉尘削减和余热回收，意义重大。

在传统烧结工艺中，红热的烧结矿经烧结台车尾端落入矿仓，经单辊破碎后，送至环式或带式冷却机进行冷却处理。因此，在烧结矿竖式冷却工艺中，如何将700～800℃的高温烧结矿从现有烧结—环冷/带冷系统中顺利取出，减少高温料对设备、材质的磨损、冲击、变形作用，并能使烧结矿在环(带)冷工艺与竖式冷却工艺间灵活切换，是竖冷工艺取代环冷/带冷工艺的前提。

近年来，针对现有烧结矿竖式冷却回收显热的研究较多，但主要集中在显热回收工艺、竖炉本体、上部布料、下部布风、系统自动控制、后续余热回收系统等方面，关于高温烧结矿取料方法的研究较少。

在CN102345981A、CN202853402U、CN103954139A、CN103424001A、CN 103234358A等已公开的与烧结矿竖式冷却装置及其余热回收系统相关的专利或专利申请中，其取料方式均为烧结矿未经破碎直接通过受料漏斗入炉，这种方式不利于后续烧结矿在竖炉内的散热，且影响烧结矿布料的均匀性，炉内会出现烧结矿架桥结拱现象。

中国发明专利申请“一种可高效用于烧结矿显热回收系统的立式烧结矿冷却机”(发明专利申请号：200910074513.6公开号：CN101576351A)公开了一种可高效用于烧结矿显热回收系统的立式烧结矿冷却机，由供料部分、冷却部分和输料部分构成，其取料方式采用罐车承接热矿，然后按照批次，用吊车吊至竖炉顶部。这种“吊罐式”取料无法连续作业，操作安全隐患大，取料送料过程散热严重，因此不适合大工程运行。

中国实用新型专利“一种高温烧结矿转运系统的取料装置”(实用新型专利号：ZL201320185303.6授权公告号：CN203259001U)公开了一种高温烧结矿转运系统的取料装置，包括设置于烧结机出矿端的单辊破碎机，单辊破碎机下方设有翻板阀，翻板阀的底部设置于炉冷系统下料溜槽和环冷/带冷系统下料溜槽上端的连接处。该取料装置通过炉冷系统和环冷/带冷系统之间的翻板阀控制热矿的两路分流切换。但是，在实际运行中，因烧结矿高温磨蚀性强，矿料垂直下落到翻板阀上，巨大的冲击作用力会使阀板产生变形扭曲；同时，烧结细料会积聚在阀体末端和阀销处，会导致翻板阀控制失灵，时间稍长翻板阀就无法实现有效封闭，由此导致两套冷却系统难以可靠的实现切换。中国实用新型专利“一种烧结矿炉式冷却与环冷机冷却的插板切换式取料装置”(实用新型专利号：ZL201420779424.8授权公告号：CN204388632U)公开了一种烧结矿炉式冷却与环冷机冷却的插板切换式取料装置，包括两组卸料斗、V形料斗和两组插板阀，通过两组插板阀的控制，实现炉式冷却与环冷机冷却的即时切换。但是，在实际运行中，高温磨蚀性强的烧结矿料垂直下落的冲击作用，同样会使插板阀发生变形扭曲，进而导致插板阀控制失灵；同时，该技术方案采用两组卸料斗和两组插板阀控制方式，其结构复杂不仅导致设备投资大，而且还会造成两套冷却系统切换的可靠性下降。

发明内容

本发明的目的是提供一种高温烧结矿取料方法，能够利用辊缝零调过程中的检测数据，实现对PC交叉精度的监测评估，解决仅依靠设备停机时利用人工测量评估PC交叉精度的检测效率低下，费工耗时的技术问题。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种高温烧结矿取料方法，用于烧结矿显热回收系统的高温烧结矿取料操作，其特征在于，在取料装置的热矿储仓的底部，设置送料至竖式冷却机的取料溜槽；在取料装置的热矿储仓的侧壁，设置送料至环冷机的受料溜槽；所述受料溜槽的入口高于取料溜槽的入口，进入热矿储仓的高温烧结矿料在重力作用下优先滑入取料溜槽；借助受料溜槽与取料溜槽的入口高度差，通过插入或拔出取料溜槽末端的针形插板阀，控制高温矿料在环冷机与竖式冷却机之间即时切换。

本发明的高温烧结矿取料方法的一种较佳的技术方案，其特征在于包括以下步骤：

S10：将烧结机台车末端落下的高温烧结矿料，经落矿导引装置送到热矿破碎装置；

S20：热破碎后的高温烧结矿料落入热矿储仓，在重力作用下滑入热矿储仓底部的取料溜槽；

S30：判断竖式冷却机是否需要取料，若竖式冷却机需要取料，转步骤S50；否则，执行环冷作业：将针形插板阀插入取料溜槽末端的插口位置，使沿取料溜槽下滑的高温烧结矿料被阀篦条阻碍；高温烧结矿料中的粗大物料在阀篦条架桥停留，使矿料逐渐积聚在取料溜槽上方形成密封料柱；

S40：随着密封料柱厚度的增加，热矿储仓底部逐渐积料，直到料位到达受料溜槽入口的高度之后，高温烧结矿料进入受料溜槽，沿着受料溜槽下滑输送到环冷机进行冷却；

S50：拔下针形插板阀，打开取料溜槽的出口通道，高温烧结矿料沿着取料溜槽下滑，通过取料溜槽的末端槽口，以不受重压的松散状态落到末端槽口下部的热矿转运装置的表面；

S60：通过调节热矿转运装置的移动速度，控制高温烧结矿料的取料流量，实现竖式冷却机的连续供料。

本发明的另一个目的是提供一种专门设计用于实现上述高温烧结矿取料方法的高温烧结矿取料装置，本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种实现上述高温烧结矿取料方法的高温烧结矿取料装置，包括连接在烧结机台车末端的落矿导引装置，用于将烧结矿料破碎至工艺粒度的热矿破碎装置，用于储存破碎后的烧结矿料的热矿储仓，以及将烧结矿料输送到竖式冷却机的热矿转运装置；所述的落矿导引装置用于将来自烧结机台1的热矿引导至热矿破碎装置内，避免粗大物料直接落入热矿储仓内；其特征在于，所述的热矿储仓的上部为方形结构，下部是一侧为垂直壁、另一侧为斜壁的锥形四面体结构；在热矿储仓的底部和侧壁开设两个下料溜槽，其中，位于锥形底部的下料溜槽为送料至竖式冷却机的取料溜槽，位于锥形侧壁的下料溜槽为送料至环冷机的受料溜槽；所述受料溜槽的入口高于取料溜槽的入口，进入热矿储仓的高温矿料在重力作用下优先滑入取料溜槽；在所述取料溜槽的末端设有用于落料切断控制的针形插板阀。

本发明的高温烧结矿取料装置的一种较佳的技术方案，其特征在于所述的针形插板阀由阀柄、阀杆和连接在阀杆上的一组相互平行均布的阀篦条构成；所述阀篦条的末端带有呈锥形、楔形或扁条形的阀针，以便针形插板阀能够从烧结矿料中顺利插入或拔出。

本发明的高温烧结矿取料装置的一种更好的技术方案，其特征在于所述的阀篦条为耐高温、耐磨损、抗变形的不锈钢或特殊钢制成的圆柱体或矩形柱体；所述阀篦条的直径或断面宽度为5mm～20mm，其长度对应于取料溜槽的宽度；相邻两根阀篦条的间距为10～40mm。

本发明的高温烧结矿取料装置的一种改进的技术方案，其特征在于所述的热矿储仓的斜壁面与水平面的夹角为45°，所述斜壁面与取料溜槽的坡度一致，落入热矿储仓的高温矿料可沿斜壁面平滑下行进入取料溜槽。

本发明的高温烧结矿取料装置的另一种改进的技术方案，其特征在于所述的受料溜槽与热矿储仓的斜壁面正交连接，其入口位于热矿储仓的斜壁面上，入口高度比取料溜槽的入口高度高出200mm。

本发明的高温烧结矿取料装置的一种进一步改进的技术方案，其特征在于所述取料溜槽的末端槽口与热矿转运装置的落料表面保持20～100mm的垂直距离，使得取料溜槽的落料轻触热矿转运装置的表面且不产生重压。

本发明的高温烧结矿取料装置的一种优选的技术方案，其特征在于所述的热矿破碎装置为单辊破碎机，可以通过调节颚板与圆辊之间的间隙控制被粉碎后的烧结矿的粒度；破碎后的烧结矿粒度设置为120～180mm。

本发明的高温烧结矿取料装置的另一种优选的技术方案，其特征在于所述热矿转运装置为耐高温热矿的链板机、链斗机或鳞板机中的一种，用于将热矿料输送至竖式冷却机的顶部；所述的热矿转运装置设有保温装置，可以减少热矿转运过程中的热损失。

本发明的有益效果是：

1、本发明的高温烧结矿取料方法及其取料装置，可用于烧结矿显热回收系统的热矿取料作业，操作简单，安全方便，运行可靠，可实现现有环冷机受料和竖冷机取料的灵活切换，能够满足竖式冷却工艺对烧结矿粒度和保温的要求。

2、本发明的高温烧结矿取料方法及其取料装置，采用针形插板阀，结构简单，可靠性高，适合烧结现场工况恶劣的实际情况。

3、本发明的高温烧结矿取料方法及其取料装置，采取取料溜槽的末端槽口与热矿转运装置表面保持一定距离的技术方案，既可通过热矿转运装置的移动速度控制取料量，又不会给热矿转运装置造成物料重压，可保持热矿转运装置安全顺行。

附图说明

图1是本发明的用于烧结矿显热回收系统的高温烧结矿取料装置的结构示意图；

图2是高温烧结矿取料装置的针形插板阀示意图；

图3是本发明的高温烧结矿取料方法的流程图。

图中各部件的附图标记：1-烧结机台车，2-落矿导引装置，3-热矿破碎装置，4-热矿储仓，5-受料溜槽，6-环冷机，7-取料溜槽，8-针形插板阀，81-阀柄，82-阀杆，83-阀篦条，84-阀针，9-热矿转运装置，10-竖式冷却机。

具体实施方式

为了能更好地理解本发明的上述技术方案，下面结合附图和实施例进行进一步地详细描述。

本发明的高温烧结矿取料方法，用于烧结矿显热回收系统的高温烧结矿取料操作，其特征在于，在取料装置的热矿储仓4的底部，设置送料至竖式冷却机10的取料溜槽7；在取料装置的热矿储仓4的侧壁，设置送料至环冷机6的受料溜槽5；所述受料溜槽5的入口高于取料溜槽7的入口，进入热矿储仓4的高温烧结矿料在重力作用下优先滑入取料溜槽7；借助受料溜槽5与取料溜槽7的入口高度差，通过插入或拔出取料溜槽7末端的针形插板阀8，控制高温矿料在环冷机6与竖式冷却机10之间即时切换。

本发明的高温烧结矿取料方法的一个实施例，包括以下步骤：

S10：将烧结机台车1末端落下的高温烧结矿料，经落矿导引装置2送到热矿破碎装置3；

S20：热破碎后的高温烧结矿料落入热矿储仓4，在重力作用下滑入热矿储仓4底部的取料溜槽7；

S30：判断竖式冷却机10是否需要取料，若竖式冷却机10需要取料，转步骤S50；否则，执行环冷作业：将针形插板阀8插入取料溜槽7末端的插口位置，使沿取料溜槽7下滑的高温烧结矿料被阀篦条83阻碍；高温烧结矿料中的粗大物料在阀篦条架桥停留，使矿料逐渐积聚在取料溜槽上方形成密封料柱；

S40：随着密封料柱厚度的增加，热矿储仓4底部逐渐积料，直到料位到达受料溜槽5入口的高度之后，高温烧结矿料进入受料溜槽5，沿着受料溜槽5下滑输送到环冷机6进行冷却；

S50：拔下针形插板阀8，打开取料溜槽7的出口通道，高温烧结矿料沿着取料溜槽7下滑，通过取料溜槽7的末端槽口，以不受重压的松散状态落到末端槽口下部的热矿转运装置9的表面；

S60：通过调节热矿转运装置9的移动速度，控制高温烧结矿料的取料流量，实现竖式冷却机1的连续供料。

图1是实现上述高温烧结矿取料方法的高温烧结矿取料装置的一个实施例，包括连接在烧结机台车1末端的落矿导引装置2，用于将烧结矿料破碎至工艺粒度的热矿破碎装置3，用于储存破碎后的烧结矿料的热矿储仓4，以及将烧结矿料输送到竖式冷却机10的热矿转运装置9；所述的落矿导引装置2用于将来自烧结机台车1的热矿引导至热矿破碎装置3内，避免粗大物料直接落入热矿储仓4内；如图1所示，所述的热矿储仓4的上部为方形结构，下部是一侧为垂直壁、另一侧为斜壁的锥形四面体结构；在热矿储仓4的底部和侧壁开设两个下料溜槽，其中，位于锥形底部的下料溜槽为送料至竖式冷却机10的取料溜槽7，位于锥形侧壁的下料溜槽为送料至环冷机6的受料溜槽5；所述受料溜槽5的入口高于取料溜槽7的入口，进入热矿储仓的高温矿料在重力作用下优先滑入取料溜槽7；在所述取料溜槽7的末端设有用于落料切断控制的针形插板阀8。

根据图2所示的本发明的高温烧结矿取料装置的针形插板阀的实施例，所述的针形插板阀8由阀柄81、阀杆82和连接在阀杆82上的一组相互平行均布的阀篦条83构成；所述阀篦条83的末端带有呈锥形、楔形或扁条形的阀针84，以便针形插板阀8能够从烧结矿料中顺利插入或拔出。

所述的阀篦条83为耐高温、耐磨损、抗变形的不锈钢或特殊钢制成的圆柱体或矩形柱体；所述阀篦条83的直径或断面宽度为5mm～20mm，其长度对应于取料溜槽的宽度；相邻两根阀篦条的间距为10～40mm。间距过小，针形插板阀8插入/拔出烧结矿时费力；间距过大，插入后会漏料较多而造成物料损失。根据本发明的高温烧结矿取料装置的针形插板阀的一个实施例，所述阀篦条83为不锈钢制成的直径10mm的圆柱体，相邻两根阀篦条的间距为20mm。

根据本发明的高温烧结矿取料装置的一个实施例，所述的热矿储仓4的斜壁面与水平面的夹角为45°；所述斜壁面与取料溜槽7的坡度一致，落入热矿储仓4的高温矿料可沿斜壁面平滑下行进入取料溜槽7。

在图1所示的实施例中，所述的受料溜槽5与热矿储仓4的斜壁面正交连接，其入口位于热矿储仓4的斜壁面上，入口高度比取料溜槽7的入口高度高出200mm。

根据本发明的高温烧结矿取料装置的一个实施例，所述取料溜槽7的末端槽口与热矿转运装置9的落料表面保持20～100mm的垂直距离，使得取料溜槽7的落料轻触热矿转运装置的表面且不产生重压。该距离太小，取料溜槽7内的热矿料柱会增加热矿转运装置9表面的承重，导致热矿转运装置9变形；该距离太大，热矿料在下落过程中，会冲击热矿转运装置表面。

所述的热矿破碎装置3为单辊破碎机，可以通过调节颚板与圆辊之间的间隙，控制被粉碎后的烧结矿的粒度；破碎后的烧结矿粒度设置为120～180mm，优选为150mm。

所述热矿转运装置9为耐高温热矿的链板机、链斗机或鳞板机的一种，用于将热矿料输送至竖式冷却机的顶部；所述的热矿转运装置9设有保温装置，可以减少热矿转运过程中的热损失。

本发明采用具有若干条等间距阀篦条的针形插板阀进行落料的切断控制，其特点是：作业简单，安全可靠、抽插切换方便。其工作原理是：(1)不需取料时，向取料溜槽相应位置插入针形插板阀，热矿料沿取料溜槽下行过程中，被阀篦条阻碍，虽有细料短时间会透过阀篦条漏失，但粗大物料会在阀篦条之间架桥，随着粗大料越来越多，细料也被截留在阀篦条上方，并逐渐在取料溜槽上方形成料柱，随着料柱厚度的增加，储仓底部逐渐积料，达到了环冷机受料溜槽的高度，然后热矿料送至环冷机进行冷却；(2)当需要取料时，拔下插板阀，物料自动沿着入口较低取料溜槽下行，不再通过入口较高的受料溜槽流向环冷机，从而实现高温矿料在环冷机与竖式冷却机之间自动即时切换。

高温烧结机块度大、硬度高，常规的平面型插板阀难以快速插入/拔出烧结矿，本发明的高温烧结矿取料装置的阀篦条型插板阀，插入/拔出烧结料层时阻力小，速度快，可方便的完成取料和截料作业。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明的技术方案，而并非用作为对本发明的限定，任何基于本发明的实质精神对以上所述实施例所作的变化、变型，都将落在本发明的权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种高温烧结矿取料方法，用于烧结矿显热回收系统的高温烧结矿取料操作，其特征在于，在取料装置的热矿储仓的底部，设置送料至竖式冷却机的取料溜槽；在取料装置的热矿储仓的侧壁，设置送料至环冷机的受料溜槽；所述受料溜槽的入口高于取料溜槽的入口，进入热矿储仓的高温烧结矿料在重力作用下优先滑入取料溜槽；借助受料溜槽与取料溜槽的入口高度差，通过插入或拔出取料溜槽末端的针形插板阀，控制高温矿料在环冷机与竖式冷却机之间即时切换。

2.根据权利要求1所述的高温烧结矿取料方法，其特征在于包括以下步骤：

S10：将烧结机台车末端落下的高温烧结矿料，经落矿导引装置送到热矿破碎装置；

S20：热破碎后的高温烧结矿料落入热矿储仓，在重力作用下滑入热矿储仓底部的取料溜槽；

S30：判断竖式冷却机是否需要取料，若竖式冷却机需要取料，转步骤S50；否则，执行环冷作业：将针形插板阀插入取料溜槽末端的插口位置，使沿取料溜槽下滑的高温烧结矿料被阀篦条阻碍；高温烧结矿料中的粗大物料在阀篦条架桥停留，使矿料逐渐积聚在取料溜槽上方形成密封料柱；

S40：随着密封料柱厚度的增加，热矿储仓底部逐渐积料，直到料位到达受料溜槽入口的高度之后，高温烧结矿料进入受料溜槽，沿着受料溜槽下滑输送到环冷机进行冷却；

S50：拔下针形插板阀，打开取料溜槽的出口通道，高温烧结矿料沿着取料溜槽下滑，通过取料溜槽的末端槽口，以不受重压的松散状态落到末端槽口下部的热矿转运装置的表面；

S60：通过调节热矿转运装置的移动速度，控制高温烧结矿料的取料流量，实现竖式冷却机的连续供料。

3.一种实现权利要求1或2所述的高温烧结矿取料方法的高温烧结矿取料装置，包括连接在烧结机台车末端的落矿导引装置，用于将烧结矿料破碎至工艺粒度的热矿破碎装置，用于储存破碎后的烧结矿料的热矿储仓，以及将烧结矿料输送到竖式冷却机的热矿转运装置；所述的落矿导引装置用于将来自烧结机台1的热矿引导至热矿破碎装置内，避免粗大物料直接落入热矿储仓内；其特征在于，所述的热矿储仓的上部为方形结构，下部是一侧为垂直壁、另一侧为斜壁的锥形四面体结构；在热矿储仓的底部和侧壁开设两个下料溜槽，其中，位于锥形底部的下料溜槽为送料至竖式冷却机的取料溜槽，位于锥形侧壁的下料溜槽为送料至环冷机的受料溜槽；所述受料溜槽的入口高于取料溜槽的入口，进入热矿储仓的高温矿料在重力作用下优先滑入取料溜槽；在所述取料溜槽的末端设有用于落料切断控制的针形插板阀。

4.根据权利要求3所述的高温烧结矿取料装置，其特征在于所述的针形插板阀由阀柄、阀杆和连接在阀杆上的一组相互平行均布的阀篦条构成；所述阀篦条的末端带有呈锥形、楔形或扁条形的阀针，以便针形插板阀能够从烧结矿料中顺利插入或拔出。

5.根据权利要求4所述的高温烧结矿取料装置，其特征在于所述的阀篦条为耐高温、耐磨损、抗变形的不锈钢或特殊钢制成的圆柱体或矩形柱体；所述阀篦条的直径或断面宽度为5mm～20mm，其长度对应于取料溜槽的宽度；相邻两根阀篦条的间距为10～40mm。

6.根据权利要求3、4或5所述的高温烧结矿取料装置，其特征在于所述的热矿储仓的斜壁面与水平面的夹角为45°，与取料溜槽的坡度一致，落入热矿储仓的高温矿料可沿斜壁面平滑下行进入取料溜槽。

7.根据权利要求3、4或5所述的高温烧结矿取料装置，其特征在于所述的受料溜槽与热矿储仓的斜壁面正交连接，其入口位于热矿储仓的斜壁面上，入口高度比取料溜槽的入口高度高出200mm。

8.根据权利要求3、4或5所述的高温烧结矿取料装置，其特征在于所述取料溜槽的末端槽口与热矿转运装置的落料表面保持20～100mm的垂直距离，使得取料溜槽的落料轻触热矿转运装置的表面且不产生重压。

9.根据权利要求3、4或5所述的高温烧结矿取料装置，其特征在于所述的热矿破碎装置为单辊破碎机，可以通过调节颚板与圆辊之间的间隙控制被粉碎后的烧结矿的粒度；破碎后的烧结矿粒度设置为120～180mm。

10.根据权利要求3、4或5所述的高温烧结矿取料装置，其特征在于所述热矿转运装置为耐高温热矿的链板机、链斗机或鳞板机中的一种，用于将热矿料输送至竖式冷却机的顶部；所述的热矿转运装置设有保温装置，可以减少热矿转运过程中的热损失。