CN107557571B - 一种烧结混合料预热和布料的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烧结混合料预热和布料的方法及装置，将烧结环冷机低温段热风，经过除尘器除尘和蒸汽的保温加湿，由管道送往烧结机多辊布料器处，经预热辅助布料装置，对多辊布料器上的烧结混合料从上到下进行3～5次预热；调节预热辅助布料装置热风喷射系统的参数，进而调整对准布料器上不同部位烧结混合料喷嘴的热风喷射量和喷射速度，实现热风辅助偏析布料。本发明既可以使环冷机低温段热废气得到利用，提高烧结混合料温度，又可以实现热风辅助偏析布料，改善料层透气性，达到降低烧结固体燃耗，提高烧结利用系数的目的。

Description

一种烧结混合料预热和布料的方法及装置

技术领域

本发明涉及烧结领域，特别涉及一种烧结混合料预热和布料的方法及装置。

背景技术

烧结混合料温度是制约烧结生产的重要因素，直接影响烧结矿的产质量和能耗。在烧结过程中，若混合料温度低于“露点”温度，其上部水分蒸发并不能随废气排出料层，而是在料层下部冷凝成水，形成过湿带。过湿带严重影响了烧结料层的透气性，降低了垂直烧结速度，使烧结产量下降，质量变差。为避免过湿带对烧结过程造成不利影响，必须提高烧结混合料的温度，使其达到“露点”之上。

提高混合料温度的方法和途径有很多，从热源上讲有热返矿预热混合料、热废气预热混合料和蒸汽预热混合料等。生石灰预热受成本和生石灰用量的限制，混合料温度提高幅度有限；热返矿预热影响混合料水分稳定，且导致作业环境恶劣，各烧结厂都取消了此工艺；铁料中自然含水，混合料中添加水分有限，通过配加热水提高混合料温度幅度也非常有限，烧结生产实践证明蒸汽预热混合料是最有效的预热方法。

蒸汽预热烧结混合料的装置有两种，一种是在混合机中加射流蒸汽喷头，在混合机中用蒸汽将混合料预热，另一种是在混合机前大矿槽或泥辊上小矿槽周边加一些蒸汽喷嘴，在矿槽用蒸汽将混合料预热。前者的缺点是：在混合机中预热混合料，热效率较低，一般烧结厂的混合机离烧结机较远，混合料经皮带长距离运输热量损失较大；后者的缺点是：在泥辊上小矿槽预热混合料，热效率虽高，但蒸汽预热混合料时本身变成水留在混合料中，引起混合料水分波动，同时易造成棚料。

专利CN200420085120.8公开了一种多点式烧结混合料蒸汽预热装置，包括：料仓蒸汽预热部分、混合机内蒸汽预热部分和泥辊上小矿槽蒸汽预热部分，料仓蒸汽预热部分、混合机内蒸汽预热部分、泥辊上小矿槽蒸汽预热部分依次设置；该实用新型先在料仓及混合机内用蒸汽将混合料预热到45～65℃，预热混合料时蒸汽冷凝变成的水参加混合机造球，不会引起混合料水分超出允许范围，由于混合料与蒸汽的传热方式为对流传热，热效率高；混合料运到泥辊上小矿槽后，在小矿槽周边及中间加一些蒸汽喷嘴用蒸汽进一步将混合料温度提高。本专利仅提出在料仓、混合机和机头小矿槽预热混合料，没有提出热交换效率高的预热装置。

专利CN200620003878.1公开了一种矿槽烧结混合料蒸汽预热装置，包括料仓，料仓侧壁上设有边部喷头，所述料仓内设有中心喷头，该中心喷头设于连接蒸汽源的进汽管上。采用上述结构后，由于料仓内设有中心喷头，从蒸汽源来的蒸汽，一路通过蒸汽围管从料仓周边的边部蒸汽喷头射入料仓，另一路通过料仓内蒸汽喷头射入混合料料仓，两路蒸汽在料仓内同时对烧结混合料加热，混合料与蒸汽以对流的方式传热，该装置可以使混合料温度增加，蒸汽的热利用率提高，但是该装置中心蒸汽喷头容易堵塞，中心进气管磨损较快，而且容易引起矿槽崩料。

专利CN200710012212.1公开了一种烧结混合料预热方法及其装置，利用烧结工艺余热生成过热蒸汽，引送至混合料矿槽，矿槽内有汽室板紧固联接矿槽内壁，合成汽室腔，由连接环管上的支管穿过矿槽壁，将过热蒸汽送入汽室腔，各汽室板组合联接环绕矿槽内壁构成具有双重导热方式的热交换作用的环状预热带，按操作条件进行预热加温混合料，该装置可以提高烧结混合料温度，但是该装置先预热边缘混合料，然后通过热辐射预热中心混合料，由于混合料在矿槽中时间很短，所以中部混合料存在预热不充分的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种烧结混合料预热和布料的方法及装置，利用环冷机低温段热废气在烧结机布料处预热烧结混合料，一方面使低温段环冷热废气得到利用，提高烧结混合料温度，降低固体燃耗，另一方面增大料层空隙率，改善料层透气性，使料层达到较好的偏析效果，提高烧结利用系数。

为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

一种烧结混合料预热和布料的方法，其特征在于烧结环冷机低温段200℃～280℃热风，经过除尘器除尘和蒸汽保温加湿，由管道送往烧结机多辊布料器处，经预热辅助布料装置，对圆辊给料机布到多辊布料器上的烧结混合料进行预热和辅助布料；

所述蒸汽保温加湿，向热风中配加蒸汽的质量分数为10％～30％，所用蒸汽温度为250℃～300℃；蒸汽与热风充分混匀后，所得加湿保温热风的温度为230℃～280℃，湿度以其预热烧结混合料后，混合料水分波动在±0.05％范围内为准进行调节；

所述预热和辅助布料，加湿保温后的热风经预热辅助布料装置对多辊布料器上的烧结混合料进行3～5次预热：加湿热风第一次预热刚布到多辊布料器上的烧结混合料，热风压力为0.5～1MPa，热风速度8～13m/s；加湿热风最后一次预热即将离开多辊布料器的烧结混合料，热风压力为1～1.6MPa，热风速度为13～18m/s；加湿热风其余1～3次预热，预热多辊布料器中部的烧结混合料，热风压力为0.8～1.4MPa，热风速度为10～15m/s。

所述低温段热风，其经除尘器除尘后所含粉尘浓度小于60mg/Nm³。

所述对烧结混合料进行3～5次预热，其每次预热所用加湿热风的温度和蒸汽含量相同；其每次预热的热风压力和热风速度依据下料速度和混合料温度调节。

一种实现烧结混合料预热和布料的方法的装置，其特征在于它包括预热辅助布料装置本体和控制系统，预热辅助布料装置本体设置于多辊布料器前端，通过PID控制信号与控制系统连接；

所述预热辅助布料装置本体，其包括热风主管道、热风分管道、连接管、风量和压力控制阀、拉瓦尔喷嘴、保温绝热外壳、料速测定仪和红外测温仪；热风主管道从上到下设有3～5个分管道连接口，通过连接管与3～5个热风分管道连接，连接管上设有风量压力控制阀，每个热风分管道上设有均匀分布的5～6个拉瓦尔喷嘴，拉瓦尔喷嘴与热风分管道通过螺纹连接；从上往下第一个热风分管道的拉瓦尔喷嘴对准多辊布料器的第1～2辊，最后一个热风分管道的拉瓦尔喷嘴对准多辊布料器的尾辊的下沿，其余1～3个热风分管道的拉瓦尔喷嘴对准多辊布料器的中部辊；料速测定仪和红外测温仪分别安装在预热辅助布料装置靠近多辊布料器一侧的顶部和底部。

所述控制系统，其包括PID控制器和数据处理器，PID控制器通过PID信号与连接管上的风量压力控制阀、料速测定仪和红外测温仪连接；数据处理器分析料速和料温数据，通过PID信号调节风量压力控制阀。

所述保温绝热外壳，其将热风主管道、热风分管道、连接管、风量和压力阀均包裹在内，仅拉瓦尔喷嘴伸出其外。

所述拉瓦尔喷嘴，其收缩管处设有伸缩套，收缩管长短可以调节。

本发明相比现有技术具有以下有益效果：1、本发明既可以提高烧结混合料温度，又使环冷机低温段热废气得到利用，降低预热蒸汽的使用量和烧结固体燃耗。2、本发明在烧结机布料处预热烧结混合料，可以起到气流辅助布料的作用，增大料层空隙率，改善料层透气性，使料层达到较好的偏析效果，提高烧结利用系数。

附图说明

图1混合料预热方法工艺流程图；

图2混合料预热装置结构图；

图3热风分管道和喷嘴结构图。

其中：1)给料仓；2)给料门；3)烧结混合料；4)多辊布料器；5)烧结台车；6)圆辊给料机；7)热风主管道；8)风量压力控制阀；9)热风分管道；10)拉瓦尔喷嘴；11)连接管；12)保温绝热外壳；13)控制系统；14)螺纹；15)伸缩套；16)红外测温仪；17)料速测定仪。

具体实施方式

实施例1

一种烧结混合料预热和布料方法，其工艺如图1所示，烧结环冷机低温段270℃热风，经过除尘器除尘，其所含粉尘浓度小于60mg/Nm³；向热风中配加蒸汽的质量分数为15％，蒸汽温度为290℃；蒸汽与热风充分混匀后得加湿保温热风，其温度为275℃左右；加湿保温热风由管道送往烧结机七辊布料器处的预热辅助布料装置。

加湿保温后的热风经预热辅助布料装置对七辊布料器上的烧结混合料进行3次预热和辅助布料，其每次预热所用加湿热风的温度和蒸汽含量相同：加湿热风第一次预热，预热由圆辊给料机6刚布到七辊布料器4上的烧结混合料，热风压力为0.9MPa，热风速度12m/s；加湿热风第二次预热七辊布料器中部的烧结混合料，热风压力为1.3MPa，热风速度14m/s；加湿热风第3次预热即将离开七辊布料器的烧结混合料，热风压力为1.5MPa，热风速度为16m/s；其每次预热的热风压力和热风速度依据下料速度和混合料温度调节；烧结混合料被加湿保温热风预热后，其水分波动在±0.05％范围内。

实现上述烧结混合料预热和布料方法的装置，如图2所示，包括预热辅助布料装置本体和控制系统13，预热辅助布料装置本体设置于七辊布料器4前端，通过PID控制信号与控制系统连接。预热辅助布料装置本体包括热风主管道7、热风分管道9、连接管11、风量压力控制阀8、拉瓦尔喷嘴10、保温绝热外壳12；热风主管道从上到下设有3个分管道连接口，通过连接管11与三个热风分管道连接，连接管上设有风量压力控制阀8；每个热风分管道上设有均匀分布的5个拉瓦尔喷嘴，如图3所示；拉瓦尔喷嘴与热风分管道通过螺纹14连接；从上往下第一个热风分管道的拉瓦尔喷嘴对准七辊布料器的第1～2辊上的烧结混合料，第二个热风分管道的拉瓦尔喷嘴对准七辊布料器的第3～6辊上的烧结混合料；最后一个热风分管道的拉瓦尔喷嘴对准七辊布料器的第7辊的下沿的混合料；红外测温仪16和料速测定仪17分别安装在预热辅助布料装置靠近布料器一侧的底部和顶部。控制系统13包括PID控制器和数据处理器，PID控制器通过PID信号与连接管上的风量压力控制阀8、红外测温仪16和料速测定仪17连接；数据处理器分析料速和料温数据，通过PID信号调节风量压力控制阀。保温绝热外壳12将热风主管道、热风分管道、连接管、风量压力控制阀均包裹在内，仅拉瓦尔喷嘴伸出其外；拉瓦尔喷嘴收缩管处设有伸缩套，收缩管长短可以调节，进而调节热风的喷射速度和喷射范围。

本发明方法应用后，烧结混合料温度提高8℃，烧结固体燃耗降低5kg/t，烧结利用系数提高2％，烧结矿转鼓强度提高3％。

实施例2

一种烧结混合料预热和布料方法，其工艺如图1所示，烧结环冷机机低温段220℃热风，经过除尘器除尘，其所含粉尘浓度小于60mg/Nm³；向热风中配加蒸汽的质量分数为25％，蒸汽温度为260℃；蒸汽与热风充分混匀后得加湿保温热风，其温度为235℃左右；加湿保温热风由管道送往烧结机九辊布料器处的预热辅助布料装置。

加湿保温后的热风经预热辅助布料装置对九辊布料器上的烧结混合料进行4次预热和辅助布料，其每次预热所用加湿热风的温度和蒸汽含量相同：加湿热风第一次预热，预热由圆辊给料机6刚布到九辊布料器4上的烧结混合料，热风压力为0.6MPa，热风速度9m/s；最后一次预热，预热即将离开九辊布料器的烧结混合料，热风压力为1.2MPa，热风速度为14m/s；加湿热风其余2次预热，预热九辊布料器中部的烧结混合料，热风压力为0.9MPa，热风速度为11m/s；其每次预热的热风压力和热风速度依据下料速度和混合料温度调节；烧结混合料被加湿保温热风预热后，其水分波动在±0.05％范围内。

实现上述烧结混合料预热和布料方法的装置，如图2所示，包括预热辅助布料装置本体和控制系统13，预热辅助布料装置本体设置于九辊布料器4前端，通过PID控制信号与控制系统连接。预热辅助布料装置本体包括热风主管道7、热风分管道9、连接管11、风量压力控制阀8、拉瓦尔喷嘴10、保温绝热外壳12；热风主管道从上到下设有4个分管道连接口，通过连接管11与4个热风分管道连接，连接管上设有风量压力控制阀8；每个热风分管道上设有均匀分布的6个拉瓦尔喷嘴，如图3所示；拉瓦尔喷嘴与热风分管道通过螺纹14连接；从上往下第一个热风分管道的拉瓦尔喷嘴对准九辊布料器的第1～2辊上的烧结混合料，最后一个热风分管道的拉瓦尔喷嘴对准九辊布料器的第9辊下沿的烧结混合料，其余2个热风分管道的拉瓦尔喷嘴对准九辊布料器的第3～8辊上的烧结混合料；红外测温仪16和料速测定仪17分别安装在预热辅助布料装置靠近布料器一侧的底部和顶部。控制系统13包括PID控制器和数据处理器，PID控制器通过PID信号与连接管上的风量压力控制阀8、红外测温仪16和料速测定仪17连接；数据处理器分析料速和料温数据，通过PID信号调节风量压力控制阀。保温绝热外壳12将热风主管道、热风分管道、连接管、风量压力控制阀均包裹在内，仅拉瓦尔喷嘴伸出其外；拉瓦尔喷嘴收缩管处设有伸缩套，收缩管长短可以调节，进而调节热风的喷射速度和喷射范围。

本发明方法应用后，烧结混合料温度提高12℃，烧结固体燃耗降低8kg/t，烧结利用系数提高5％，烧结矿转鼓强度提高5％。

实施例3

一种烧结混合料预热和布料方法，其工艺如图1所示，烧结环冷机机低温段250℃热风，经过除尘器除尘，其所含粉尘浓度小于60mg/Nm³；向热风中配加蒸汽的质量分数为20％，蒸汽温度为280℃；蒸汽与热风充分混匀后得加湿保温热风，其温度为265℃左右；加湿保温热风由管道送往烧结机九辊布料器处的预热辅助布料装置。

加湿保温后的热风经预热辅助布料装置对布料器上的烧结混合料进行5次预热和辅助布料，其每次预热所用加湿热风的温度和蒸汽含量相同：加湿热风第一次预热，预热由圆辊给料机6刚布到九辊布料器4上的烧结混合料，热风压力为0.8MPa，热风速度10m/s；最后一次预热，预热即将离开九辊布料器的烧结混合料，热风压力为1.3MPa，热风速度为15m/s；加湿热风其余3次预热，预热九辊布料器中部的烧结混合料，热风压力为1.2MPa，热风速度为13m/s；其每次预热的热风压力和热风速度依据下料速度和混合料温度调节；烧结混合料被加湿保温热风预热后，其水分波动在±0.05％范围内。

实现上述烧结混合料预热和布料方法的装置，如图2所示，包括预热辅助布料装置本体和控制系统13，预热辅助布料装置本体设置于九辊布料器4前端，通过PID控制信号与控制系统连接。预热辅助布料装置本体包括热风主管道7、热风分管道9、连接管11、风量压力控制阀8、拉瓦尔喷嘴10、保温绝热外壳12；热风主管道从上到下设有4个分管道连接口，通过连接管11与4个热风分管道连接，连接管上设有风量压力控制阀8；每个热风分管道上设有均匀分布的6个拉瓦尔喷嘴，如图3所示；拉瓦尔喷嘴与热风分管道通过螺纹14连接；从上往下第一个热风分管道的拉瓦尔喷嘴对准九辊布料器的第1～2辊上的烧结混合料，最后一个热风分管道的拉瓦尔喷嘴对准九辊布料器的第9辊下沿的烧结混合料，其余3个热风分管道的拉瓦尔喷嘴对准九辊布料器的第3～8辊上的烧结混合料；红外测温仪16和料速测定仪17分别安装在预热辅助布料装置靠近九辊布料器一侧的底部和顶部。控制系统13包括PID控制器和数据处理器，PID控制器通过PID信号与连接管上的风量压力控制阀8、红外测温仪16和料速测定仪17连接；数据处理器分析料速和料温数据，通过PID信号调节风量压力控制阀。保温绝热外壳12将热风主管道、热风分管道、连接管、风量压力控制阀均包裹在内，仅拉瓦尔喷嘴伸出其外；拉瓦尔喷嘴收缩管处设有伸缩套，收缩管长短可以调节，进而调节热风的喷射速度和喷射范围。

本发明方法应用后，烧结混合料温度提高10℃，烧结固体燃耗降低6kg/t，烧结利用系数提高4％，烧结矿转鼓强度提高6％。

Claims (7)

1.一种烧结混合料预热和布料的方法，其特征在于烧结环冷机低温段200℃～280℃热风，经过除尘器除尘和蒸汽保温加湿，由管道送往烧结机多辊布料器处，经预热辅助布料装置，对圆辊给料机布到多辊布料器上的烧结混合料进行预热和辅助布料；

所述蒸汽保温加湿，向热风中配加蒸汽的体积百分数为10％～30％，所用蒸汽温度为250℃～300℃；蒸汽与热风充分混匀后，所得加湿保温热风的温度为230℃～280℃，湿度以其预热烧结混合料后，混合料水分波动在±0.05％范围内为准进行调节；

所述预热和辅助布料，加湿保温后的热风经预热辅助布料装置对多辊布料器上的烧结混合料进行3～5次预热：加湿热风第一次预热刚布到多辊布料器上的烧结混合料，热风压力为0.5～1MPa，热风速度8～13m/s；加湿热风最后一次预热即将离开多辊布料器的烧结混合料，热风压力为1～1.6MPa，热风速度为13～18m/s；加湿热风其余1～3次预热，预热多辊布料器中部的烧结混合料，热风压力为0.8～1.4MPa，热风速度为10～15m/s。

2.根据权利要求1所述的一种烧结混合料预热和布料的方法，其特征在于所述低温段热风，其经除尘器除尘后所含粉尘浓度小于60mg/Nm³。

3.根据权利要求1所述的一种烧结混合料预热和布料的方法，其特征在于所述对烧结混合料进行3～5次预热，其每次预热所用加湿热风的温度和蒸汽含量相同。

4.根据权利要求1所述的一种烧结混合料预热和布料的方法，其特征在于所述对烧结混合料进行3～5次预热，其每次预热的热风压力和热风速度依据下料速度和混合料温度调节。

5.一种实现烧结混合料预热和布料的方法的装置，其特征在于它包括预热辅助布料装置本体和控制系统，预热辅助布料装置本体设置于多辊布料器前端，通过PID控制信号与控制系统连接；

所述预热辅助布料装置本体，其包括热风主管道、热风分管道、连接管、风量和压力控制阀、拉瓦尔喷嘴、保温绝热外壳、料速测定仪和红外测温仪；热风主管道从上到下设有3～5个分管道连接口，通过连接管与3～5个热风分管道连接，连接管上设有风量压力控制阀，每个热风分管道上设有均匀分布的5～6个拉瓦尔喷嘴，拉瓦尔喷嘴与热风分管道通过螺纹连接；从上往下第一个热风分管道的拉瓦尔喷嘴对准多辊布料器的第1～2辊，最后一个热风分管道的拉瓦尔喷嘴对准多辊布料器的尾辊的下沿，其余1～3个热风分管道的拉瓦尔喷嘴对准多辊布料器的中部辊；料速测定仪和红外测温仪分别安装在预热辅助布料装置靠近多辊布料器一侧的顶部和底部；

所述控制系统，其包括PID控制器和数据处理器，PID控制器通过PID信号与连接管上的风量压力控制阀、料速测定仪和红外测温仪连接；数据处理器分析料速和料温数据，通过PID信号调节风量压力控制阀。

6.根据权利要求5所述的一种实现烧结混合料预热和布料的方法的装置，其特征在于所述保温绝热外壳将热风主管道、热风分管道、连接管、风量和压力阀均包裹在内，仅拉瓦尔喷嘴伸出其外。

7.根据权利要求5所述的一种实现烧结混合料预热和布料的方法的装置，其特征在于所述拉瓦尔喷嘴的收缩管处设有伸缩套，收缩管长短可以调节。