CN108278893B - 一种粒度可控烧结机及烧结工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种粒度可控烧结机及烧结工艺，该烧结机包括布料装置和烧结机台车，其中布料装置为粒度可控布料装置，粒度可控布料装置包括焦粉料斗和多功能料斗，焦粉料斗与多功能料斗布置在烧结机台车上方，焦粉料斗与多功能料斗实现在烧结机台车内料层高度方向上依次间隔布料；多功能料斗包括焦粉分料仓和混合分料仓；焦粉分料仓内置焦粉，其底部设有焦粉出口；混合分料仓内置混合料，其底部设有混合料间隔出口；焦粉出口与混合料间隔出口沿台车轮轴方向交叉布置而成，实现沿台车轮轴方向的同步间隔布料。本发明将烧结矿用焦粉层进行立体分割，通过振动破碎形成粒度大小均匀的烧结矿颗粒，缩短了生产时间，提高了余热回收的品质和效率。

Description

一种粒度可控烧结机及烧结工艺

技术领域

本发明涉及烧结矿烧结系统，尤其涉及一种粒度可控烧结机及烧结工艺。

背景技术

铁矿石在选矿处理后，进入高炉炼铁之前要经过造块处理。当前造块主要采用带式烧结机焙烧的方式，烧结过程如图1、图2和图3所示。带式烧结机主要由头轮装置1、尾轮装置2、布料装置3、烧结机台车4、破碎装置5以及环式冷却机6等部分组成。开始时布料装置3保持静止，头轮装置1提供动力通过尾轮装置2驱动烧结机台车4相对布料装置3向前运动。布料装置3将铁矿石粉末、焦炭、石灰石及添加剂充分混合均匀成混合料7后，通过布料装置3均匀布置在烧结机台车4篦条上，完成均匀布料工艺，利用点火炉将混合料7顶部点燃，并借助负向风压向下烧结，保证混合料7充分燃烧反应。在高温作用下，混合料7粉末粘连在一起，最终形成整块烧结矿，完成燃烧工艺后，烧结机台车4运动到烧结机尾轮装置2处，在重力作用下卸料，烧结矿进入破碎装置5进行破碎作业。经历破碎工序后的烧结矿再进入环式冷却机6进行冷却作业，完成冷却工艺，其一方面将高温烧结矿冷却至常温以备后续加工处理，另一方面将高温烧结矿显热进行回收利用，降低烧结工序的能耗。

当前烧结工艺将烧结矿混合料均匀布置在烧结机台车4上，烧结完成后的烧结矿具有批处理量大、温度高、强度高且各处强度均相同等特性。但当前烧结工艺中破碎装置5均采用单辊破碎机进行破碎作业，存在以下几个问题：

1、烧结矿通常需要破碎到6-150mm大小才能达到后续工艺所要求的粒度范围。单辊破碎机破碎时，由于破碎机篦条只能限制烧结矿一个方向的尺寸，导致部分烧结矿颗粒尺寸远超过150mm，最大可达300mm以上，无法满足成品烧结矿颗粒的尺寸要求。为了确保烧结矿颗粒大小达到要求，必须在单辊破碎机后面设置双辊破碎机进行二次破碎作业，造成了工序和成本的浪费。

2、单辊破碎机破碎的烧结矿颗粒尺寸差别较大，不同尺寸颗粒的冷却传热系数不同。由于进入环式冷却机6冷却的烧结矿颗粒显热释放进度不一致，粒径小的颗粒冷却速度快，粒径大的颗粒冷却速度慢，大大影响了余热回收的品质和效率；

3、如果烧结矿颗粒温度过高，则容易造成设备损坏，严重者甚至引发事故。为了确保烧结矿颗粒充分冷却，环式冷却机6风量和冷却时间的选择必须保证大粒径颗粒能够完全冷却。所以整个冷却过程需要很大的风量，同时还需要保持足够长的冷却时间，大大增加了烧结工序的能耗和固定资产的投资。

发明内容

针对当前带式烧结机烧结工艺过程所存在的问题，本发明提供一种粒度可控烧结机及烧结工艺，通过该粒度可控烧结机对现有烧结工艺进行优化改进，该粒度可控烧结机采用非均匀布料，利用焦粉层将烧结机台车内的混合料分割成粒度大小合适的颗粒。混合料区域燃烧后强度很大，而焦粉分割层燃烧后强度很小。待烧结完成后，只需利用振动破碎装置即可将烧结矿破碎成大小均匀的烧结矿颗粒，然后进入环式冷却机进行冷却。

本发明的具体技术方案是：

一种粒度可控烧结机，所述烧结机包括布料装置和烧结机台车，其特征在于，所述布料装置为粒度可控布料装置，所述粒度可控布料装置包括焦粉料斗和多功能料斗，所述焦粉料斗与所述多功能料斗布置在所述烧结机台车上方，所述焦粉料斗内置焦粉，所述多功能料斗内置混合料和所述焦粉，所述焦粉料斗与所述多功能料斗实现在所述烧结机台车内料层高度方向上依次间隔布料；

所述多功能料斗包括焦粉分料仓和混合分料仓，所述焦粉分料仓和所述混合分料仓并排设置；所述焦粉分料仓内置所述焦粉，其底部设有焦粉出口；所述混合分料仓内置所述混合料，其底部设有混合料间隔出口；所述焦粉出口与所述混合料间隔出口沿台车轮轴方向交叉布置而成，实现沿台车轮轴方向的同步间隔布料。

进一步地，所述焦粉出口分为焦粉间隔出口和焦粉连续出口，所述焦粉间隔出口沿台车轮轴方向与所述混合料间隔出口间隔交叉布置；所述焦粉连续出口沿台车轮轴方向连续布置，所述焦粉出口内置焦粉阀板，用于控制所述焦粉流向所述焦粉间隔出口或所述焦粉连续出口。

进一步地，所述混合料间隔出口内设置混合料阀板，用于控制所述混合料间隔出口的开启或闭合。

进一步地，所述焦粉间隔出口与所述混合料间隔出口保持同步切换。

进一步地，所述焦粉料斗和所述多功能料斗为多组，交替布置在所述烧结机台车上。

进一步地，所述烧结机还包括破碎装置，所述破碎装置设置在所述烧结机台车出口侧，所述破碎装置为振动破碎机。

利用上述粒度可控烧结机，本发明实现了一种粒度可控烧结工艺，其特征在于，所述烧结工艺通过如下步骤实现：

(1)、头轮装置提供动力驱动尾轮装置带动烧结机台车向前匀速运动；

(2)、粒度可控布料装置完成间隔布料工艺；

通过混合料和焦粉的间隔布料，实现焦粉层在料层高度方向、台车轮轴方向和台车运动方向对混合料层的立体分割；

(3)、实现立体分割的混合料和焦粉，在烧结机台车内完成燃烧工艺，形成烧结矿；

(4)、当烧结机台车运动到尾轮装置处，在重力作用下，烧结矿进入破碎装置，完成破碎工艺；

(5)、破碎后的烧结矿进入环式冷却机完成冷却。

进一步地，在步骤(2)中，所述混合料和所述焦粉的间隔布料过程是：

在烧结机台车向前匀速运动过程中，利用焦粉料斗和多功能料斗在料层高度方向上依次间隔布料，用焦粉层在料层高度方向上分隔混合料；

同时通过混合料阀板和焦粉阀板同步打开混合料间隔出口和焦粉间隔出口，完成混合料和焦粉沿台车轮轴方向上间隔布料；

当台车轮轴方向上间隔布料结束后，关闭混合料间隔出口，打开焦粉连续出口，沿台车轮轴方向连续布置焦粉；当连续的焦粉层布置完成后，混合料阀板和焦粉阀板再同步切换，开始混合料和焦粉沿台车轮轴方向上间隔布料，之后，再重复以上过程。

进一步地，在步骤(4)中，所述破碎工艺是通过振动破碎机振动破碎烧结矿。

本发明的有益效果：

本发明提供的粒度可控烧结机改善了传统烧结工艺，通过特殊的布料工艺，将烧结矿用焦粉层进行了分割，由于焦粉燃烧后的强度非常小，远小于混合料燃烧后的强度，使得烧结完成后的烧结矿在破碎工艺中，通过振动破碎机非常容易一次破碎成所需粒度大小均匀的烧结矿颗粒，无需双辊破碎机进行二次破碎作业，大大缩短了生产时间。

由于在振动破碎工艺中得到的烧结矿颗粒大小均匀，破碎的烧结矿颗粒显热释放进度相同，提高了余热回收的品质和效率，并在冷却工艺中可减小环式冷却机风量，使用相对均衡的风量即可使烧结矿颗粒快速冷却，缩短了环式冷却机冷却时间，大大节约了生产成本。

附图说明

图1为现有带式烧结机烧结工艺流程原理图；

图2为现有带式烧结机中布料装置原理图；

图3为图2中A-A向布料装置示意图；

图4为本发明粒度可控烧结机的工艺流程原理图；

图5为本发明粒度可控烧结机中布料装置原理图；

图6为图5中沿B-B方向多功能料斗的剖视图；

图7为图6中沿C-C方向焦粉出口中连续出料状态下的剖视图；

图8为图6中沿C-C方向焦粉出口中间隔出料状态下的剖视图；

图9为图8中沿E-E方向焦粉间隔出口的剖视图；

图10为图8中沿F-F方向焦粉连续出口的剖视图；

图11为图6中沿D-D方向混合料间隔出口的剖视图；

图12为本发明中混合料阀板关闭状态下混合料间隔出口示意图；

图13为本发明中混合料阀板开启状态下混合料间隔出口示意图；

图14为粒度可控烧结机烧结完成后的烧结矿示意图。

其中：1-头轮装置、2-尾轮装置、3-布料装置、3.1-焦粉料斗、3.2-多功能料斗、3.2.1-焦粉分料仓、3.2.2-混合分料仓、3.2.3-焦粉出口、3.2.3.1-焦粉间隔出口、3.2.3.2-焦粉连续出口、3.2.4-混合料间隔出口、3.2.5-焦粉阀板、3.2.6-混合料阀板、4-烧结机台车、5-破碎装置、6-环式冷却机、7-混合料、7.1-混合料层、8-焦粉、8.1-焦粉层。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本申请的技术方案，以下将通过实施例并结合附图对本发明做进一步详细说明。

本申请文件中的上、下、左、右、前和后等方位用语是基于附图所示的位置关系而建立的。附图不同，则相应的位置关系也有可能随之发生变化，故不能以此理解为对保护范围的限定。

本发明中，术语“安装”、“相连”、“相接”、“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，也可以是一体地连接，也可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通信，也可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元器件内部的联通，也可以是两个元器件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本实施例记载了一种粒度可控烧结机及烧结工艺，该烧结机主要由头轮装置1、尾轮装置2、布料装置3、烧结机台车4、破碎装置5以及环式冷却机6等部分组成，与现有的烧结机相同之处在于，各个组成部分之间的相对位置关系均与现有技术相同，且包括相同的头轮装置1、尾轮装置2、烧结机台车4及环式冷却机6。烧结机台车4围绕头轮装置1和尾轮装置2运动，布料装置3设置在烧结机台车4的上方，头轮装置1提供动力通过尾轮装置2驱动烧结机台车4相对布料装置3向前运动。破碎装置5设置在烧结机台车4出口侧，烧结矿完成燃烧工艺后进入破碎装置5进行破碎作业，环式冷却机6设置在破碎装置5出口侧，破碎后的烧结矿由破碎装置5进入环式冷却机6冷却。

该烧结机与现有的烧结机区别在于，所使用的布料装置3为粒度可控布料装置，破碎装置5为振动破碎机。

本例的粒度可控烧结机通过粒度可控布料装置非均匀布料，利用焦粉8将烧结机台车4内的混合料7分割成粒度大小合适的颗粒，由于焦粉8燃烧后强度远小于混合料7燃烧后强度，可通过振动破碎机将烧结矿破碎成大小均匀的烧结矿颗粒，然后进入环式冷却机6进行冷却。

如图4和图5所示，本例中的粒度可控布料装置包括焦粉料斗3.1和多功能料斗3.2。焦粉料斗3.1与多功能料斗3.2交替布置在烧结机台车4上方，可布置多组，其中焦粉料斗3.1内置焦粉8，多功能料斗3.2内置混合料7和焦粉8。焦粉料斗3.1和多功能料斗3.2实现在烧结机台车4内料层高度方向上依次间隔布料，利用焦粉8将多功能料斗3.2内的混合料7在料层高度方向上分隔。

如图5和图6所示，多功能料斗3.2由焦粉分料仓3.2.1和混合分料仓3.2.2组成。焦粉分料仓3.2.1和混合分料仓3.2.2并排设置。焦粉分料仓3.2.1内置焦粉8，其底部设有焦粉出口3.2.3，通过焦粉出口3.2.3焦粉8流入烧结机台车4内。混合分料仓3.2.2内置铁矿石粉末、焦炭、石灰石及添加剂均匀混合的混合料7，其底部设有混合料间隔出口3.2.4，通过混合料间隔出口3.2.4混合料7流入烧结机台车4内。焦粉出口3.2.3与混合料间隔出口3.2.4沿台车轮轴方向交叉布置而成。

为控制多功能料斗3.2在烧结机台车4内的焦粉8的布料，焦粉出口3.2.3又进一步分为焦粉间隔出口3.2.3.1和焦粉连续出口3.2.3.2，如图7和图8所示，焦粉出口3.2.3内置焦粉阀板3.2.5，用于控制焦粉8流向焦粉间隔出口3.2.3.1或焦粉连续出口3.2.3.2。如图9所示，焦粉间隔出口3.2.3.1沿台车轮轴方向与混合料间隔出口3.2.4间隔交叉布置，当焦粉阀板3.2.5打开至焦粉间隔出口3.2.3.1时，可实现焦粉8间隔布料功能。如图10所示，焦粉连续出口3.2.3.2沿台车轮轴方向连续布置，当焦粉阀板3.2.5打开至焦粉连续出口3.2.3.2时，可实现焦粉8连续布料功能。

在混合料间隔出口3.2.4内设置混合料阀板3.2.6，如图11至图13所示，用以控制该混合料间隔出口3.2.4的开启或闭合。当混合料阀板3.2.6开启时，混合料7从混合料间隔出口3.2.4流出，而当混合料阀板3.2.6闭合时，混合料7停止流出，从而实现混合料间隔出口3.2.4的间隔出料功能。

本例中焦粉间隔出口3.2.3.1与混合料间隔出口3.2.4保持同步切换，当混合料阀板3.2.6打开混合料间隔出口3.2.4的同时，焦粉阀板3.2.5同步打开焦粉间隔出口3.2.3.1。当混合料阀板3.2.6关闭混合料间隔出口3.2.4时，焦粉阀板3.2.5打开焦粉连续出口3.2.3.2，从而实现了混合料7和焦粉8沿台车轮轴方向的同步间隔布料。

本例粒度可控烧结机的烧结过程与传统的带式烧结机烧结过程主要区别在于布料工艺和破碎工艺。由于混合料7燃烧后强度很大，而焦粉8燃烧后强度很小，则焦粉层8.1燃烧后强度远小于混合料层7.1燃烧后强度。混合料7和焦粉8经过特殊的布料工艺，待烧结完成形成烧结矿后，只需利用振动破碎机即可轻易将烧结矿破碎成大小均匀的烧结矿颗粒，使得破碎工艺更高效，更简洁。

利用本例粒度可控烧结机进行烧结的工艺过程为：

1)、头轮装置1提供动力驱动尾轮装置2带动烧结机台车4向前匀速运动；

2)、粒度可控布料装置完成间隔布料工艺；

在烧结机台车4向前匀速运动过程中，利用焦粉料斗3.1和多功能料斗3.2在料层高度方向上依次间隔布料，用焦粉层8.1在料层高度方向上分隔混合料7。

在料层高度方向上分隔的同时，通过混合料阀板3.2.6和焦粉阀板3.2.5同步打开混合料间隔出口3.2.4和焦粉间隔出口3.2.3.1，完成混合料7和焦粉8沿台车轮轴方向上间隔布料。

当台车轮轴方向上间隔布料结束后，关闭混合料间隔出口3.2.4，打开焦粉连续出口3.2.3.2，沿台车轮轴方向连续布置焦粉8。当该连续的焦粉层8.1布置完成后，混合料阀板3.2.6和焦粉阀板3.2.5再同步切换，开始混合料7和焦粉8沿台车轮轴方向上间隔布料，之后，再重复以上过程。如此下去，实现了焦粉层8.1在料层高度方向、台车轮轴方向和台车运动方向对混合料层7.1的立体分割，如图5和图14所示。

3)、实现立体分割的混合料7和焦粉8，在烧结机台车4内完成燃烧工艺，形成图14示出的烧结矿；

4)、当烧结机台车4运动到尾轮装置2处，在重力作用下，烧结矿进入破碎装置5，利用振动破碎机振动破碎烧结矿，完成破碎工艺；

5)、破碎后的烧结矿进入环式冷却机6完成冷却。

虽然上面结合本发明的优选实施例对本发明的原理进行了详细的描述，本领域技术人员应该理解，上述实施例仅仅是对本发明的示意性实现方式的解释，并非对本发明包含范围的限定。实施例中的细节并不构成对本发明范围的限制，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均落在本发明保护范围之内。

Claims (9)

1.一种粒度可控烧结机，所述烧结机包括布料装置(3)和烧结机台车(4)，其特征在于，所述布料装置(3)为粒度可控布料装置，所述粒度可控布料装置包括焦粉料斗(3.1)和多功能料斗(3.2)，所述焦粉料斗(3.1)与所述多功能料斗(3.2)布置在所述烧结机台车(4)上方，所述焦粉料斗(3.1)内置焦粉(8)，所述多功能料斗(3.2)内置混合料(7)和所述焦粉(8)，所述焦粉料斗(3.1)与所述多功能料斗(3.2)实现在所述烧结机台车(4)内料层高度方向上依次间隔布料；

所述多功能料斗(3.2)包括焦粉分料仓(3.2.1)和混合分料仓(3.2.2)，所述焦粉分料仓(3.2.1)和所述混合分料仓(3.2.2)并排设置；所述焦粉分料仓(3.2.1)内置所述焦粉(8)，其底部设有焦粉出口(3.2.3)；所述混合分料仓(3.2.2)内置所述混合料(7)，其底部设有混合料间隔出口(3.2.4)；所述焦粉出口(3.2.3)与所述混合料间隔出口(3.2.4)沿台车轮轴方向交叉布置而成，实现沿台车轮轴方向的同步间隔布料。

2.根据权利要求1所述的粒度可控烧结机，其特征在于，所述焦粉出口(3.2.3)分为焦粉间隔出口(3.2.3.1)和焦粉连续出口(3.2.3.2)，所述焦粉间隔出口(3.2.3.1)沿台车轮轴方向与所述混合料间隔出口(3.2.4)间隔交叉布置；所述焦粉连续出口(3.2.3.2)沿台车轮轴方向连续布置，所述焦粉出口(3.2.3)内置焦粉阀板(3.2.5)，用于控制所述焦粉(8)流向所述焦粉间隔出口(3.2.3.1)或所述焦粉连续出口(3.2.3.2)。

3.根据权利要求2所述的粒度可控烧结机，其特征在于，所述混合料间隔出口(3.2.4)内设置混合料阀板(3.2.6)，用于控制所述混合料间隔出口(3.2.4)的开启或闭合。

4.根据权利要求3所述的粒度可控烧结机，其特征在于，所述焦粉间隔出口(3.2.3.1)与所述混合料间隔出口(3.2.4)保持同步切换。

5.根据权利要求1所述的粒度可控烧结机，其特征在于，所述焦粉料斗(3.1)和所述多功能料斗(3.2)为多组，交替布置在所述烧结机台车(4)上。

6.根据权利要求1所述的粒度可控烧结机，其特征在于，所述烧结机还包括破碎装置(5)，所述破碎装置(5)设置在所述烧结机台车(4)出口侧，所述破碎装置(5)为振动破碎机。

7.一种粒度可控烧结工艺，其特征在于，所述烧结工艺通过如下步骤实现：

(1)、头轮装置(1)提供动力驱动尾轮装置(2)带动烧结机台车(4)向前匀速运动；

(2)、粒度可控布料装置完成间隔布料工艺；

通过混合料(7)和焦粉(8)的间隔布料，实现焦粉层(8.1)在料层高度方向、台车轮轴方向和台车运动方向对混合料层(7.1)的立体分割；

(3)、实现立体分割的混合料(7)和焦粉(8)，在烧结机台车(4)内完成燃烧工艺，形成烧结矿；

(4)、当烧结机台车(4)运动到尾轮装置(2)处，在重力作用下，烧结矿进入破碎装置(5)，完成破碎工艺；

(5)、破碎后的烧结矿进入环式冷却机(6)完成冷却。

8.根据权利要求7所述的粒度可控烧结工艺，其特征在于，在步骤(2)中，所述混合料(7)和所述焦粉(8)的间隔布料过程是：

在烧结机台车(4)向前匀速运动过程中，利用焦粉料斗(3.1)和多功能料斗(3.2)在料层高度方向上依次间隔布料，用焦粉层(8.1)在料层高度方向上分隔混合料(7)；

同时通过混合料阀板(3.2.6)和焦粉阀板(3.2.5)同步打开混合料间隔出口(3.2.4)和焦粉间隔出口(3.2.3.1)，完成混合料(7)和焦粉(8)沿台车轮轴方向上间隔布料；

当台车轮轴方向上间隔布料结束后，关闭混合料间隔出口(3.2.4)，打开焦粉连续出口(3.2.3.2)，沿台车轮轴方向连续布置焦粉(8)；当连续的焦粉层(8.1)布置完成后，混合料阀板(3.2.6)和焦粉阀板(3.2.5)再同步切换，开始混合料(7)和焦粉(8)沿台车轮轴方向上间隔布料，之后，再重复以上过程。

9.根据权利要求7所述的粒度可控烧结工艺，其特征在于，在步骤(4)中，所述破碎工艺是通过振动破碎机振动破碎烧结矿。