CN108007187A

CN108007187A - 一种巨型旋焰窑装置

Info

Publication number: CN108007187A
Application number: CN201810034327.9A
Authority: CN
Inventors: 唐竹胜; 郭树玉; 唐佳
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-01-15
Filing date: 2018-01-15
Publication date: 2018-05-08

Abstract

本发明属于冶金及冶金设备领域，尤其涉及一种巨型旋焰窑装置。本发明可以制成(￠4000～￠7000mm)×(120～150m)长的巨型旋焰窑，能够有效控制窑炉纵向膨胀和径向膨胀，其自身重量可减少300～600t，节能降本；天然气和助燃风经预热后进入烧嘴，节约能源，降低窑炉金属外壳的热量损耗；本发明的旋焰窑装置具备载重负荷小、通体外加热、操作简单、装置故障率低、产能大、运行安全可靠、节能环保等优势。

Description

一种巨型旋焰窑装置

技术领域

本发明属于冶金及冶金设备领域，尤其涉及一种巨型旋焰窑装置。

背景技术

市场上现有的隔焰式回转窑(外加热回转窑)均存在各种各样的问题，温度曲线不平稳，主要是窑炉规模难以做大，严重限制了其应用领域和范围，尽管本人已经在隔焰式回转窑装置方向有了很大的创新突破，生产的隔焰式回转窑装置具有很多优点，也可以将隔焰式回转窑做到直径￠4m以上，长度可以达到近百米；但是其耐热钢的使用厚度需要40～60mm，其耐热钢的成本巨大，造成巨型旋焰窑的投资很大，也给其应用造成一定的影响和限制。

发明内容

本发明针对上述现有技术存在的不足，提供一种巨型旋焰窑装置，装置载重负荷小、故障率低、制作成本低、通体加热且节能环保。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种巨型旋焰窑装置，其特殊之处在于，包括回转筒体和驱动装置；所述驱动装置包括窑尾驱动装置、回转筒体前段驱动装置、回转筒体中段驱动装置、回转筒体后段驱动装置、窑头驱动装置和回转筒体外支撑驱动装置；

所述回转筒体从前到后依次包括加料段、加热段和出料段；

所述加料段前端与所述加料斗相衔接，所述加料段前端设有窑尾罩，所述窑尾罩上设有烟气排出口，所述加料段外设有窑尾托圈，所述窑尾驱动装置通过窑尾托圈带动加料段旋转；

所述加热段从前到后依次为回转筒体前段、回转筒体中段和回转筒体后段；所述加热段前端设有加热段窑尾罩，所述加热段后端设有加热段窑头罩；所述加热段窑尾罩上设有加热段烟气排出口；

所述回转筒体前段、回转筒体中段和回转筒体后段中，回转筒体外设有风室内壳和风室外壳，所述风室内壳和风室外壳之间通过风室加强板分隔形成若干助燃风预热风室；所述回转筒体与所述风室内壳之间设有回转筒体外支撑驱动装置；所述风室内壳内侧设有保温棉毡，所述保温棉毡和所述回转筒体之间形成加热室；回转筒体内侧设有扬料板；

所述加热室内设有若干烧嘴，所述烧嘴延伸至风室外壳外；所述助燃风预热风室通过助燃风管连通至烧嘴；

所述回转筒体前段外设有回转筒体前段托圈，所述回转筒体前段驱动装置通过回转筒体前段托圈带动回转筒体前段旋转；

所述回转筒体中段外设有回转筒体中段托圈，所述回转筒体中段驱动装置通过回转筒体中段托圈带动回转筒体中段旋转；

所述回转筒体后段外设有回转筒体后段托圈，所述回转筒体后段驱动装置通过回转筒体后段托圈带动回转筒体后段旋转；

所述回转筒体前段和回转筒体中段之间、回转筒体中段和回转筒体后段之间分别设有筒体膨胀接口；

所述回转筒体中段中央，回转筒体和风室外壳之间设有挡板组件，所述挡板组件由内向外包括内挡板和外挡板，所述内挡板插接在所述外挡板内，所述外挡板延伸至所述风室外壳外；

所述出料段外设有窑头托圈，所述窑头驱动装置通过窑头托圈带动出料段旋转；所述出料段后端设有窑头罩，所述窑头罩上设有出料口；所述出料段的回转筒体内连通有燃气总管路，所述燃气总管路上设有燃气总管阀门和旋转密封接头；所述燃气总管路分支成若干燃气支路管道，所述燃气支路管道从回转筒体后段穿出、连通至所述烧嘴；所述燃气支路管道上设有燃气支路管阀门。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述的回转筒体外支撑驱动装置包括旋转外拨块、旋转内拨块和拨板，所述旋转外拨块均布在所述风室内壳内表面形成“外齿轮”，所述旋转内拨块均布在所述回转筒体外表面形成“内齿轮”，所述外齿轮和内齿轮相互啮合；在所述旋转内拨块之间、所述旋转外拨块上设有拨板。

采用上述进一步方案的有益效果是，在高温运转时，回转筒体发生膨胀，旋转外拨块和旋转内拨块相互啮合，回转筒体在驱动装置作用下运转；降温时，回转筒体发生收缩，回转筒体做收缩滑动运行，直到归位，停止旋转。如此，确保了每段回转筒体中的高温烟气经烟气排出口顺利排出，保证了被还原物料的温度稳定性，使物料还原更彻底。通过设计保温棉毡，进一步减少热能损失，确保了回转筒体在高温状态下运行安全、稳定、可靠。

进一步，所述扬料板为直条状、螺旋状或反螺旋状。

采用上述进一步方案的有益效果是，扬料板起到扬料和加强筋的作用。

进一步，所述回转筒体的轴线与水平线夹角为0.5°-3.5°，所述加料段高于出料段；转速为0.5-5.0r/min。

采用上述进一步方案的有益效果是，倾斜设置，能够使回转筒体内的半熔融状态还原铁产品靠自身重力缓缓下流，还原过程中产生的煤气和烟气上浮，从烟气排出口收集，实现预热再利用。

进一步，所述窑尾托圈、窑头托圈与回转筒体之间设有托圈软连接板；所述回转筒体前段托圈、回转筒体中段托圈、回转筒体后段托圈与风室外壳之间设有托圈软连接板。

采用上述进一步方案的有益效果是，可以解决回转筒体径向膨胀的间隙问题。

本发明的有益效果是：

1、本发明的巨型旋焰窑装置，装置外壳为风室外壳、风室内壳的双层钢板、中间设有风室加强板并形成助燃风预热风室，无论回转窑直径规格多大，其外壳采用的钢板材料均不需超过20mm的厚度，大大节约了钢材用量，并减轻窑炉自重；窑内的回转筒体是由多道回转筒体外支撑驱动装置支撑和驱动的，回转筒体的厚度也不会随着直径增大而加厚，厚度只需控制在25mm以内，大大减少了昂贵的耐热钢用量；本发明的窑炉可以制作到直径(￠4000～￠7000mm)×(120～150m)长的巨型旋焰窑。

2、有效控制窑炉纵向膨胀

本发明的隔焰式回转窑装置的回转筒体分为回转筒体前段、回转筒体中段、回转筒体后段；在回转筒体中段的两端分别设有筒体膨胀接口，回转筒体中段中间设有外挡板和内挡板，使得回转筒体中段只能向两端平均膨胀；回转筒体前段由于与窑尾托圈紧密连接，又被窑尾驱动装置固定住，回转筒体前段膨胀时无法左右膨胀，只能向窑内中间端膨胀；回转筒体后段由于与窑头托圈紧密连接，又被窑头驱动装置固定住，回转筒体前段膨胀时无法左右膨胀，只能也向窑内中间端膨胀；筒体膨胀接口的母口间歇足够长，完全满足其膨胀的距离，因此回转筒体两头在没有改变总长度时，充分解决了其高温运行的纵向膨胀问题。

3、有效控制窑炉径向膨胀

本发明的风室外壳、风室内壳和风室加强板组成的金属外壳与多道驱动装置的连接是靠托圈软连接板连接的，可以解决一部分径向膨胀的间隙问题；金属外壳与回转筒体之间是加热室，中间设有多道回转筒体外支撑驱动装置，具有支撑和驱动回转筒体的双重作用，每圈回转筒体外支撑驱动装置由6～12组组成，又分为旋转外拨块和旋转内拨块，分别与风室外壳、风室内壳和回转筒体焊接，旋转外拨块在旋转内拨块的沟槽内拨动回转筒体旋转，旋转外拨块和旋转内拨块之间也留有足够的间隙，除了有效驱动回转筒体旋转外，还保证了回转筒体的径向膨胀间隙，几个环节的有效设计，彻底解决了隔焰式回转窑径向膨胀的问题。

4、大大减轻窑炉自身重量

金属外壳内的加热室外壁采用保温棉毡，保温效果很好，有效防止了热量散发；金属外壳内是由风室外壳、风室内壳和风室加强板组成，其结构简单，强度强大，同时也大大减轻窑炉外壳钢材重量，金属外壳形成的空腔作为助燃风预热风室，防止了外壳热量辐射损失，同时又得到预热的燃烧助燃风，一举两得；回转筒体由回转筒体外支撑驱动装置支撑和驱动，也大大减薄了耐热钢的厚度；几种合理的创新设计，使其自身重量可减少300～600t，只有传统设有耐火砖炉衬回转窑重量的15～20％，节能降本，非常适合巨型回转窑设计和加工。

5、本发明的主烧嘴采用扁平烧嘴，按照窑炉大小和物料加热程度，设有多道、多圈扁平烧嘴，扁平烧嘴安装在窑体外部，随回转窑一起旋转；天然气通过燃气总管路、燃气总管阀门、旋转密封接头和燃气支路管道进入扁平烧嘴；助燃风机将助燃风打入助燃风预热风室，经预热后进入扁平烧嘴，不但节约了能源，还降低了窑炉金属外壳的热量损耗。

6、加热方式灵活

本装置加热的热源来源广泛，可以采用高温烟气、煤气(包括天然气、煤气、焦炉煤气、煤气发生炉煤气等)、微波感应等多种方式进行加热。

7、可操作性强

本发明的巨型旋焰窑，由于其结构的创新设计，可以实现“懒汉”或“傻瓜”式操作，整个窑炉运行无需有人操作，只需一人在操控上操作，可以实现温度稳定、无机械故障的简单操作。

8、本发明的装置中烧嘴、加热室与回转筒体的整体机构一起旋转。

9、本发明的装置特别适合加工巨型隔焰式回转窑炉装置。

10、可回收高纯气体或低熔点金属

本发明的隔焰式窑炉内为微正压，两端不会进入气体，根据窑炉内还原、分解的物质不同，窑内分解或挥发出的气体、蒸汽等高纯物质会通过窑尾罩上的烟气排出口排出并回收；比如：碳酸物分解(石灰石、碳酸锰、菱镁矿、白云石等)，可回收高纯CO₂；有机物的热解、干馏(煤炭、垃圾、生物质材料、页岩、石油砂)，可回收H₂和CO、重油等；低熔点金属(氧化锌还原金属锌)可回收液态金属锌等。

附图说明

图1为本发明的纵向剖面示意图；

图2为图1的A-A方向断面示意图；

图3为图2中X处的放大结构示意图；

图4为图1的B-B方向断面示意图；

图5为图1的C-C方向断面示意图；

图6为图1的D-D方向断面示意图；

图7为图6中Y处的放大结构示意图；

图8为图1的K-K方向断面示意图；

图9为图1的E-E方向断面示意图；

图10为图1的F-F方向断面示意图；

图11为图1的M-M方向断面示意图；

图12为图1的N-N方向断面示意图；

图13为图1中R处的放大结构示意图；

图14为图13中Z处的放大结构示意图；

图15为图1中S处的放大结构示意图；

图中，1、回转筒体；2、窑尾驱动装置；3、回转筒体前段驱动装置；4、回转筒体中段驱动装置；5、回转筒体后段驱动装置；6、窑头驱动装置；7、回转筒体外支撑驱动装置；8、加料段；9、加热段；10、出料段；11、加料斗；12、窑尾罩；13、烟气排出口；14、窑尾托圈；15、回转筒体前段；16、回转筒体中段；17、回转筒体后段；18、加热段窑尾罩；19、加热段窑头罩；20、加热段烟气排出口；21、风室内壳；22、风室外壳；23、风室加强板；24、助燃风预热风室；25、保温棉毡；26、加热室；27、扬料板；28、烧嘴；29、助燃风管；30、回转筒体前段托圈；31、回转筒体中段托圈；32、回转筒体后段托圈；33、筒体膨胀接口；34、挡板组件；35、内挡板；36、外挡板；37、窑头托圈；38、窑头罩；39、出料口；40、燃气总管路；41、燃气总管阀门；42、旋转密封接头；43、燃气支路管道；44、燃气支路管阀门；45、旋转外拨块；46、旋转内拨块；47、拨板；48、托圈软连接板；49、火焰。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

一种巨型旋焰窑装置，包括回转筒体1和驱动装置；所述驱动装置包括窑尾驱动装置2、回转筒体前段驱动装置3、回转筒体中段驱动装置4、回转筒体后段驱动装置5、窑头驱动装置6和回转筒体外支撑驱动装置7；

所述回转筒体从前到后依次包括加料段8、加热段9和出料段10；

所述加料段前端与所述加料斗11相衔接，所述加料段前端设有窑尾罩12，所述窑尾罩上设有烟气排出口13，所述加料段外设有窑尾托圈14，所述窑尾驱动装置2通过窑尾托圈带动加料段旋转；

所述加热段从前到后依次为回转筒体前段15、回转筒体中段16和回转筒体后段17；所述加热段前端设有加热段窑尾罩18，所述加热段后端设有加热段窑头罩19；所述加热段窑尾罩上设有加热段烟气排出口20；

所述回转筒体前段、回转筒体中段和回转筒体后段中，回转筒体外设有风室内壳21和风室外壳22，所述风室内壳和风室外壳之间通过风室加强板23分隔形成若干助燃风预热风室24；所述回转筒体与所述风室内壳之间设有回转筒体外支撑驱动装置7；所述风室内壳内侧设有保温棉毡25，所述保温棉毡和所述回转筒体之间形成加热室26；回转筒体内侧设有扬料板27；

所述加热室内设有若干烧嘴28，所述烧嘴延伸至风室外壳外；所述助燃风预热风室通过助燃风管29连通至烧嘴；

所述回转筒体前段外设有回转筒体前段托圈30，所述回转筒体前段驱动装置通过回转筒体前段托圈带动回转筒体前段旋转；

所述回转筒体中段外设有回转筒体中段托圈31，所述回转筒体中段驱动装置通过回转筒体中段托圈带动回转筒体中段旋转；

所述回转筒体后段外设有回转筒体后段托圈32，所述回转筒体后段驱动装置通过回转筒体后段托圈带动回转筒体后段旋转；

所述回转筒体前段和回转筒体中段之间、回转筒体中段和回转筒体后段之间分别设有筒体膨胀接口33；

所述回转筒体中段中央，回转筒体和风室外壳之间设有挡板组件34，所述挡板组件由内向外包括内挡板35和外挡板36，所述内挡板插接在所述外挡板内，所述外挡板延伸至所述风室外壳外；

所述出料段外设有窑头托圈37，所述窑头驱动装置通过窑头托圈带动出料段旋转；所述出料段后端设有窑头罩38，所述窑头罩上设有出料口39；所述出料段的回转筒体内连通有燃气总管路40，所述燃气总管路上设有燃气总管阀门41和旋转密封接头42；所述燃气总管路分支成若干燃气支路管道43，所述燃气支路管道从回转筒体后段穿出、连通至所述烧嘴；所述燃气支路管道上设有燃气支路管阀门44；

其中，所述的回转筒体外支撑驱动装置包括旋转外拨块45、旋转内拨块46和拨板47，所述旋转外拨块均布在所述风室内壳内表面形成“外齿轮”，所述旋转内拨块均布在所述回转筒体外表面形成“内齿轮”，所述外齿轮和内齿轮相互啮合；在所述旋转内拨块之间、所述旋转外拨块上设有拨板；

所述扬料板为直条状、螺旋状或反螺旋状；

所述回转筒体的轴线与水平线夹角为0.5°-3.5°，所述加料段高于出料段；转速为0.5-5.0r/min；

所述窑尾托圈、窑头托圈与回转筒体之间设有托圈软连接板48；所述回转筒体前段托圈、回转筒体中段托圈、回转筒体后段托圈与风室外壳之间设有托圈软连接板。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种巨型旋焰窑装置，其特征在于，包括回转筒体和驱动装置；所述驱动装置包括窑尾驱动装置、回转筒体前段驱动装置、回转筒体中段驱动装置、回转筒体后段驱动装置、窑头驱动装置和回转筒体外支撑驱动装置；

所述回转筒体从前到后依次包括加料段、加热段和出料段；

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的回转筒体外支撑驱动装置包括旋转外拨块、旋转内拨块和拨板，所述旋转外拨块均布在所述风室内壳内表面形成“外齿轮”，所述旋转内拨块均布在所述回转筒体外表面形成“内齿轮”，所述外齿轮和内齿轮相互啮合；在所述旋转内拨块之间、所述旋转外拨块上设有拨板。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述扬料板为直条状、螺旋状或反螺旋状。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述回转筒体的轴线与水平线夹角为0.5°-3.5°，所述加料段高于出料段；转速为0.5-5.0r/min。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述窑尾托圈、窑头托圈与回转筒体之间设有托圈软连接板；所述回转筒体前段托圈、回转筒体中段托圈、回转筒体后段托圈与风室外壳之间设有托圈软连接板。