CN108458593A - 一种带式烧结机料层喷气加湿装置和加湿方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种烧结料层喷汽加湿系统和加湿方法，所述烧结料层喷汽加湿装置，包含蒸汽引入系统和蒸汽喷射系统；所述蒸汽引入系统包括引汽管道和蒸汽干管，所述引汽管道的入口连接至蒸汽源，引入的蒸汽进入蒸汽干管；所述的蒸汽干管设置在沿烧结机前进方向的烧结机台车两侧；所述蒸汽喷射系统包括若干套喷嘴集管，所述喷嘴集管上设置有若干个蒸汽喷嘴；所述喷嘴集管设置于所述蒸汽干管上。本发明明显提高了烧结料层的热交换速率，加快烧结垂直烧结速度，进而提高了烧结机利用系数；本发明促进烧结固体燃料完全燃烧，增加了固体燃耗燃烧发出的热量，保证烧结矿质量稳定，为进一步降低烧结固体燃耗提供保障。
Description
技术领域
本发明涉及一种在带式烧结机料层喷汽加湿烧结技术，属于钢铁行业烧结生产技术领域。
背景技术
随着高炉烧结矿用量的显著增加，烧结机在大型钢厂中的作用越来越重要。提高烧结矿产量与质量在大型钢铁企业降低铁前工序成本、提高工序利润中发挥重要作用，现有烧结机不可能轻易改变现在使用的原料种类、烧结规程及设备参数，在烧结面积及烧结混合料散装密度不可改变的条件下，烧结机提高产量的唯一办法是提高垂直烧结速度，加快烧结进程，进而通过提高烧结机机速来提高产量。
然而为保证烧结机台车上所布烧结混合料完全烧透，需减慢垂直烧结速度来保证足够的热量得到利用，而为此需降低烧结机运行速度。如果烧结过程进展过缓那么料层的高温区或熔融区便会过深，导致料层透气性恶化，这往往会使机头以后全机长50％～70％透气性变差，其原因为因料层高温区或熔融区向下蔓延。
烧结生产是一项冶金过程。烧结原料主要有富含铁分的铁矿石，加入一些冶金含铁废料及熔剂(如石灰石、白云石等)与固体燃料(焦粉或无烟煤等)合在一起，经过充分混匀，润湿制成烧结混合料。然后烧结混合料偏析布料于烧结台车上，点火烧结。与此同时启动抽风电机，由风机从料层上抽吸周围空气，吸入的空气被已经点火烧结的顶层高温烧结矿加热。这一热交换过程使顶部已烧结的料层变凉，同时已升温的空气为下层尚未烧结的混合料提供热量。这一热交换的交换速率决定烧结垂直烧结速度。
垂直烧结速度取决于烧结料层内空气渗入速度，烧结过程是从料层顶处开始，逐渐下移，烧向蓖条，因而加快料层内空气渗入速度有助于烧结机上混合料中的碳加快燃烧从而加快烧结速度，改进热传导及使料层中焦碳产生更多热是加快烧结速度的前提。
为加快空气与料层之间热交换过程，可以增加吸入料层的空气量，通过增加混合料的透气性，增加主抽风机抽风量来实现，此种方法存在瓶颈，不易实施；也可以增加吸入的空气的比热。由于蒸汽的比热是干燥空气的1.8倍，所以可以通过往烧结料层上面喷射高温蒸汽来提高空气的比热。这样同等数量的空气增添蒸汽就可以在料层内部产生更强烈的热交换能力。随着蒸汽的喷入，烧结料层内空气湿度加大，加湿燃烧可提高燃料的燃烧效率，这在内燃机、水煤浆、煤粉燃烧、煤的层燃和煤气化等领域已应用较多，效果明显。由于烧结过程的强化，固体燃料燃烧过程趋于完整，提高了固体燃料的燃烧效率，且完全燃烧所释放的热量是不完全燃烧的三倍之多，提高了烧结燃料的燃烧效率增加了烧结过程热量，保证烧结矿质量不会随着烧结垂直燃烧速度的提高而恶化。同时，固体燃料燃烧率的提高可使烧结燃耗进一步降低，燃料消耗降低又对减少烧结污染物和CO2排放有重大意义。
发明内容
针对目前烧结生产的困境，本发明提供了一种设计合理，工艺先进，费效比大，可提高烧结生产率，降低烧结固体燃料，减少温室气体排放的高效节能的烧结技术。
本发明提供的烧结料层喷汽加湿装置，包含蒸汽引入系统和蒸汽喷射系统；
所述蒸汽引入系统包括引汽管道和蒸汽干管，所述引汽管道的入口连接至蒸汽源，引入的蒸汽进入蒸汽干管；所述的蒸汽干管设置在沿烧结机前进方向的烧结机台车两侧；
所述蒸汽喷射系统包括若干套喷嘴集管，所述喷嘴集管上设置有若干个蒸汽喷嘴；所述喷嘴集管设置于所述蒸汽干管上。
作为上述加湿装置一种更好的选择，所述蒸汽干管沿烧结机前进方向在烧结机台车两侧30-80cm处铺设，更优选设置在50cm外。
作为上述加湿装置一种更好的选择，所述引气管道和引气干管为由20#无缝钢管制成。20#无缝钢管制成的引汽管道将蒸汽由烧结环冷余热回收装置引入蒸汽干管中。
作为上述加湿装置一种更好的选择，所述喷嘴集管使用20#无缝钢管制成，喷嘴集管下均匀安装6-10个蒸汽喷嘴，喷吹集管沿烧结机风箱中心线对称分布。
作为上述加湿装置一种更好的选择，所述喷嘴集管于距烧结机头三分之一处开始安装，于距烧结机尾距烧结机尾四分之一处结束安装。
作为上述加湿装置一种更好的选择，所述喷吹集管间隔5米，第一组蒸汽集管安装于烧结机长度三分之一处，喷嘴集管固定在刚性框架上，刚性框架由专用结构支撑。
作为上述加湿装置一种更好的选择，所述蒸汽喷嘴选用螺旋雾化喷嘴，材质为不锈钢。在工作时，所述蒸汽喷嘴可以以喷射角度为80-100°(优选90°)向烧结料层喷射150℃、0.3MPa蒸汽，蒸气参与烧结反应，每平方烧结面积需要3.4-4.0kg/h的蒸汽量。
作为上述加湿装置一种更好的选择，所述引气管道的入口连接至烧结环冷余热回收装置，并将其蒸汽引入加湿装置中。
作为上述加湿装置一种更好的选择，所述引汽管道前安装的总阀门，蒸汽干管安装的电磁阀，所述蒸汽集管前安装的分阀门。所述蒸汽由引汽管道前安装的总阀门，蒸汽干管安装的电磁阀及蒸汽集管前安装的分阀门控制流量。
作为上述加湿装置一种更好的选择，所述引汽管道、蒸汽干管和蒸汽集管上设置放散阀。
在本发明的实施例内，由20#无缝钢管制成引汽管道把蒸汽由烧结环冷余热回收装置引入蒸汽干管，蒸汽干管由20#无缝钢管制成管道，蒸汽干管沿烧结机前进方向在烧结机台车俩测50cm处铺设，蒸汽从此干管送到喷射系统。蒸汽喷射系统由喷嘴集管、喷嘴组成，喷嘴集管使用20#无缝钢管制成，喷嘴集管下均匀安装6-10个蒸汽喷嘴，喷吹集管沿烧结机风箱中心线对称分布，根据烧结机大小可以安装不同数量的蒸汽集管，每组蒸汽集管间隔5米，第一组蒸汽集管安装于烧结机长度三分之一处，喷嘴集管固定在刚性框架上，刚性框架由专用结构支撑；蒸汽喷嘴选用螺旋雾化喷嘴，材质为不锈钢，喷射角度为90°向烧结料层喷射150℃、0.3MPa蒸汽，蒸气参与烧结反应，每平方烧结面积需要3.4-4.0kg/h的蒸汽量。蒸汽计量控制系统包括蒸汽引汽管上安装总阀门，主要方便停机检修维护，在各喷嘴集管安装分阀门，便于调节各个支管上的流量，使蒸汽达到喷吹的最佳压力。在蒸汽干管上装有螺线管式电磁阀，与烧结机连锁，如果烧结机停机，此电磁阀会自动动作切断蒸汽供应，这样可以避免浪费蒸汽。为传递相关参数信号，配有压力及温度传感器，及时了解蒸汽品质及流量是否符合生产需求。在相应管道内设置蒸汽放散阀，以便排除管道内凝集的汽凝水。
本发明还进一步提供了加湿的方法，包括：
1)将回收蒸汽通过引汽管道送至蒸汽干管，蒸汽干管沿烧结机前进方向在烧结机台车俩侧铺设，蒸汽从此干管送到喷嘴集管；
2)蒸汽经由蒸汽喷嘴按照喷射角度为80-100°向烧结料层喷射蒸汽，参与烧结反应。
作为上述方法一种更好的选择，所述蒸汽来自烧结机环冷余热回收装置。本发明使用的典型回收蒸汽具有150℃、0.3MPa的物化参数。
作为上述方法一种更好的选择，蒸汽喷嘴的喷射角度为90°。
作为上述方法一种更好的选择，蒸气参与烧结反应，每平方烧结面积的供气量为3.4-4.0kg/h。
本发明和现有技术相比，具有如下的有益效果：
1)本发明明显提高了烧结料层的热交换速率，加快烧结垂直烧结速度，进而提高了烧结机利用系数；本发明促进烧结固体燃料完全燃烧，增加了固体燃耗燃烧发出的热量，保证烧结矿质量稳定，为进一步降低烧结固体燃耗提供保障。应用效果表明；
2)蒸汽喷嘴将150℃、0.3MPa水蒸气于距烧结机头三分之一处开始垂直喷射进烧结料层，在抽风机的作用下，水蒸气参与烧结反应，提高烧结利用系数5％，降低烧结固体燃耗1.5Kg/t,返矿率降低1％，降低烧结电耗；
3)本发明在烧结生产的应用，有效提高生产效益，降低固体燃耗，提高烧结矿质量，减少CO2等有害物质的排放。
附图说明
图1为本发明工艺流程图。
具体实施方式
如下为本发明的实施例，其仅用作对本发明的解释而并非限制。
如下实施例使用的带式烧结机料层喷气加湿的装置包含蒸汽引入系统和蒸汽喷射系统；
其中，20#无缝钢管制成引汽管道把蒸汽由烧结环冷余热回收装置引入蒸汽干管，蒸汽干管由20#无缝钢管制成管道，蒸汽干管沿烧结机前进方向在烧结机台车俩测50cm处铺设，蒸汽从此干管送到喷射系统。蒸汽喷射系统由喷嘴集管、喷嘴组成，喷嘴集管使用20#无缝钢管制成，喷嘴集管下安装均匀6-10个蒸汽喷嘴，喷吹集管沿烧结机风箱中心线对称分布，根据烧结机大小可以安装不同数量的蒸汽集管，每组蒸汽集管间隔5米，第一组蒸汽集管安装于烧结机长度三分之一处，喷嘴集管固定在刚性框架上，刚性框架由专用结构支撑；蒸汽喷嘴选用螺旋雾化喷嘴，材质为不锈钢，喷射角度为90°(80-100°之间任意角度也可以，如下实施例同)向烧结料层喷射150℃、0.3MPa蒸汽，蒸气参与烧结反应，每平方烧结面积需要3.4-4.0kg/h的蒸汽量。蒸汽计量控制系统包括蒸汽引汽管上安装总阀门，主要方便停机检修维护，在各喷嘴集管安装分阀门，便于调节各个支管上的流量，使蒸汽达到喷吹的最佳压力。在蒸汽干管上装有螺线管式电磁阀，与烧结机连锁，如果烧结机停机，此电磁阀会自动动作切断蒸汽供应，这样可以避免浪费蒸汽。为传递相关参数信号，配有压力及温度传感器，及时了解蒸汽品质及流量是否符合生产需求。在相应管道内设置蒸汽放散阀，以便排除管道内凝集的汽凝水。
实施例1：
蒸汽由引汽管道从烧结环冷余热回收系统引入送至蒸汽干管，蒸汽工况为150℃、0.3MPa，距烧结机头三分之一处开始架设喷汽喷嘴集管，每相距5米增设一组喷嘴集管至距烧结机尾四分之一处，蒸汽由喷汽喷嘴垂直喷射于烧结料层，在抽风机的作用下，蒸气参与烧结反应，每平方烧结面积需要3.4kg/h的蒸汽量。
实施例2：
蒸汽由引汽管道从烧结环冷余热回收系统引入送至蒸汽干管，蒸汽工况为150℃、0.3MPa，距烧结机头三分之一处开始架设喷汽喷嘴集管，每相距5米增设一组喷嘴集管至距烧结机尾四分之一处，蒸汽由喷汽喷嘴垂直喷射于烧结料层，在抽风机的作用下，水蒸气参与烧结反应，每平方烧结面积需要3.6kg/h的蒸汽量。
实施例3：
蒸汽由引汽管道从烧结环冷余热回收系统引入送至蒸汽干管，蒸汽工况为150℃、0.3MPa，距烧结机头三分之一处开始架设喷汽喷嘴集管，每相距5米增设一组喷嘴集管至距烧结机尾四分之一处，蒸汽由喷汽喷嘴垂直喷射于烧结料层，在抽风机的作用下，水蒸气参与烧结反应，每平方烧结面积需要3.8kg/h的蒸汽量。
实施例4：
蒸汽由引汽管道从烧结环冷余热回收系统引入送至蒸汽干管，蒸汽工况为150℃、0.3MPa，距烧结机头三分之一处开始架设喷汽喷嘴集管，每相距5米增设一组喷嘴集管至距烧结机尾四分之一处，蒸汽由喷汽喷嘴垂直喷射于烧结料层，在抽风机的作用下，水蒸气参与烧结反应，每平方烧结面积需要4.0kg/h的蒸汽量。
蒸汽喷嘴将150℃、0.3MPa蒸气垂直喷射进烧结料层，在抽风机的作用下，水蒸气参与烧结反应，加快烧结料层热交换速度，提高烧结垂直烧结速度，提高烧结利用系数5％，降低烧结固体燃耗1.5Kg/t,返矿率降低1％，降低烧结电耗。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.烧结料层喷汽加湿装置，包含蒸汽引入系统和蒸汽喷射系统；其特征在于：
所述蒸汽引入系统包括引汽管道和蒸汽干管，所述引汽管道的入口连接至蒸汽源，引入的蒸汽进入蒸汽干管；所述的蒸汽干管设置在沿烧结机前进方向的烧结机台车两侧；
所述蒸汽喷射系统包括若干套喷嘴集管，所述喷嘴集管上设置有若干个蒸汽喷嘴；所述喷嘴集管设置于所述蒸汽干管上。
2.如权利要求1所述的烧结料层喷汽加湿装置，其特征在于：所述蒸汽干管沿烧结机前进方向在烧结机台车两侧30-80cm处铺设。
3.如权利要求1所述的烧结料层喷汽加湿装置，其特征在于：所述引气管道和引气干管由20#无缝钢管制成。
4.如权利要求1所述的烧结料层喷汽加湿装置，其特征在于：所述喷嘴集管使用20#无缝钢管制成，喷嘴集管下均匀安装6-10个蒸汽喷嘴，喷吹集管沿烧结机风箱中心线对称分布。
5.如权利要求1所述的烧结料层喷汽加湿装置，其特征在于：所述喷嘴集管于距烧结机头三分之一处开始安装，于距烧结机尾距烧结机尾四分之一处结束安装。
6.如权利要求1所述的烧结料层喷汽加湿装置，其特征在于：所述蒸汽喷嘴选用螺旋雾化喷嘴，材质为不锈钢。
7.利用权利要求1-6任一所述烧结料层喷汽加湿装置进行加湿的方法，包括：
1)将回收蒸汽通过引汽管道送至蒸汽干管，蒸汽干管沿烧结机前进方向在烧结机台车两侧铺设，蒸汽从蒸汽干管送到喷嘴集管；
2)蒸汽经由蒸汽喷嘴按照喷射角度为80-100°向烧结料层喷射蒸汽，参与烧结反应。
8.如权利要求7所述的加湿方法，其特征在于，蒸汽喷嘴的喷射角度为90°。
9.如权利要求7所述的加湿方法，其特征在于，蒸气参与烧结反应，每平方烧结面积的供气量为3.4-4.0kg/h。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20180828 |