CN109323596B - 一种可解决烧结矿换热不均匀的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可解决烧结矿换热不均匀的处理方法，涉及用于烧结矿余热处理的竖冷窑设备。本发明包括以下步骤：步骤A、准备阶段：准备可解决烧结矿换热不均匀的处理装置；步骤B、通入换热气体及烧结矿：自竖冷窑底部的进风口向竖冷窑内部通入待换热的气体，自竖冷窑顶部的进料口向竖冷窑内部通入待换热的烧结矿；步骤C、控制翻转承载件翻转：控制每层隔离层上的翻转承载件在设定的时间间隔内以对应的旋转轴为轴线自转180°；步骤D、回收换热气体及烧结矿：自竖冷窑底部出料口排出的换热后的烧结矿落至传送带上排走，自竖冷窑顶部出风口排出的换热后的气体被收集再利用。本发明大幅度提高了烧结矿处理过程中的余热利用率。

Description

一种可解决烧结矿换热不均匀的处理方法

技术领域

本发明涉及钢铁冶金行业中用于烧结矿余热处理的竖冷窑设备，更具体地说，涉及一种可解决烧结矿换热不均匀的处理方法。

背景技术

在烧结矿冷却及余热利用中，国内外主要采用环冷或带冷工艺，但这两种工艺存在漏风率高的问题，导致烧结矿的高温余热得不到有效回收利用；在烧结矿处理过程中，需要消耗大量的循环空气，因漏风率高的问题，会有大量空气放散，放散空气中含有的硫化氢、二氧化硫等有害物质会对周围的环境造成严重污染。

一直以来，不少研究人员都对以上问题进行了研究，并设计了相应的烧结矿竖冷窑冷却工艺及余热回收处理方式，例如专利公开号：CN 207600221 U，公开日：2018年07月10日，发明创造名称为：用于烧结矿冷却的竖冷窑设备，该申请案的竖冷窑设备壳体顶部设有垂直的进料斗，壳体内腔下部置有供气装置，供气装置包括九个小的顶面为正方形的供气腔组成一个大的正方形截面内接于圆柱形的窑膛内，每个供气腔的下段为锥形，由上锥斗和下锥斗组合而成，上锥斗和下锥斗之间套插檐形成的环状缝隙构成环形通道；每个供气腔的中心上方设有中央风帽，每个上锥斗的顶部设有水平放置的十字风道，十字风道的中心与其供气腔的中心重合并向上延伸与中央风帽连通；壳体下部还水平置有上进气口和下进气口。该竖冷窑设备虽然能回收烧结矿的余热，但存在了下料偏析，换热效率低下，余热回收率不够，高温排料烧坏传送带，竖冷窑未达到设计效果等问题，难以实现工业化应用。

综上所述，如何克服现有烧结矿在竖冷窑内进行余热回收时换热效率低下的不足，是现有技术中亟需解决的技术难题。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有烧结矿在竖冷窑内进行余热回收时换热效率低下的不足，提供了一种可解决烧结矿换热不均匀的处理方法，大幅度提高了烧结矿处理过程中的余热利用率。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的可解决烧结矿换热不均匀的处理方法，包括以下步骤：

步骤A、准备阶段：准备可解决烧结矿换热不均匀的处理装置；

步骤B、通入换热气体及烧结矿：自竖冷窑底部的进风口向竖冷窑内部通入待换热的气体，自竖冷窑顶部的进料口向竖冷窑内部通入待换热的烧结矿；

步骤C、控制翻转承载件翻转：控制每层隔离层上的翻转承载件在设定的时间间隔内以对应的旋转轴为轴线自转180°；

步骤D、回收换热气体及烧结矿：自竖冷窑底部出料口排出的换热后的烧结矿落至传送带上排走，自竖冷窑顶部出风口排出的换热后的气体被收集再利用。

作为本发明更进一步的改进，步骤C中，控制每层隔离层上相邻翻转承载件之间的自转方向相反。

作为本发明更进一步的改进，所述可解决烧结矿换热不均匀的处理装置包括竖冷窑，所述竖冷窑内部自上而下设有若干层隔离层，每层隔离层包括若干个相邻排列的翻转承载件，每个翻转承载件的两端分别连接有旋转轴。

作为本发明更进一步的改进，所述竖冷窑的顶部分别开设有进料口和出风口，所述竖冷窑的底部分别开设有出料口和进风口；每层隔离层上分别开设有若干个贯通的通风孔；除去最下层的隔离层，其他上下相邻的两层隔离层中，其中一层隔离层上通风孔的开设位置位于整个竖冷窑的一侧，另一层隔离层上通风孔的开设位置位于整个竖冷窑的另一侧。

作为本发明更进一步的改进，最下层的整个隔离层上均分别开设有通风孔。

作为本发明更进一步的改进，最上层的隔离层上通风孔的开设位置位于远离出风口所在的一侧。

作为本发明更进一步的改进，所述翻转承载件为一矩形板。

作为本发明更进一步的改进，所述翻转承载件的横截面为“十字形”，该翻转承载件每一条边上通风孔的开设位置对应相同。

作为本发明更进一步的改进，所述出料口的下方设有传送带。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：

本发明中，隔离层的翻转设置和通风孔的交错设置相结合，改变了现有烧结矿在竖冷窑内的堆叠状态，使得竖冷窑在布料时由传统的填充布料转化为分层式布料，翻转承载件在翻转过程中烧结矿颗粒物即可自由下落，增强了落料的均匀性，有效避免了因细颗粒物在窑内堆积而使得换热空气无法流通的现象，同时，换热空气在竖冷窑内的停留时间显著增加，增大了颗粒物和换热空气的换热时间，强化换热效果，大幅度提高了烧结矿处理过程中的余热利用率，有利于钢铁企业节能减排。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为实施例1-4的可解决烧结矿换热不均匀的处理装置的结构示意图；

图2为实施例3中翻转承载件的结构示意图；

图3为实施例4中翻转承载件的剖视结构示意图；

图4为实施例5的可解决烧结矿换热不均匀的处理方法的流程图。

示意图中的标号说明：1-竖冷窑；101-进料口；102-出料口；103-进风口；104-出风口；105-翻转承载件；1051-通风孔；106-旋转轴；2-传送带。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

实施例1

结合图1，本实施例的可解决烧结矿换热不均匀的处理装置，包括竖冷窑1，该竖冷窑1内部自上而下设有若干层隔离层，每层隔离层包括若干个相邻排列的翻转承载件105，每层隔离层上的翻转承载件105按照窑膛尺寸均匀布满整个窑膛截面，每个翻转承载件105的两端分别连接有旋转轴106。具体本实施例中，翻转承载件105由耐火材料加工而成，翻转承载件105两端的中心位置分别连接有耐热合金管制作的旋转轴106，且旋转轴106延伸至竖冷窑1外并与传动机构连接(旋转轴106和竖冷窑1炉墙之间的缝隙由绝热材料填充，防止热量散失)，由传动机构控制带动翻转承载件105进行翻转，其中，传动机构可设置转动时间、频率且每块翻转承载件105可单独控制，这样可根据具体换热情况，对具体工况进行调节。具体本实施例中，控制上下相邻两层隔离层之间的距离在2m以上，以保证料层厚度及换热效率。

本实施例中，竖冷窑1的顶部分别开设有进料口101和出风口104，竖冷窑1的底部分别开设有出料口102和进风口103，出料口102的下方设有传送带2(本实施例中，传送带2的材料要承受400℃以上的温度，确保固体烧结矿被有效输送走)；每层隔离层上分别开设有若干个贯通的通风孔1051；除去最下层的隔离层，其他上下相邻的两层隔离层中，其中一层隔离层上通风孔1051的开设位置位于整个竖冷窑1的一侧，另一层隔离层上通风孔1051的开设位置位于整个竖冷窑1的另一侧。(即，除去最下层的隔离层，任意上下相邻的两层隔离层上通风孔1051的位置相对设置，其通风孔1051的开设形式参考图1)。

现有的烧结矿处理前温度在450℃左右，在竖冷窑冷却处理过程中，烧结矿在窑膛内经长时间停留，缓慢下落至传送带，冷却后的烧结矿温度有200℃左右，并未达到设计时的冷却效果。经分析，其主要原因是，烧结矿烧结完成后，未进行热筛等工序就直接由台车送入布料管道中，其中低于5mm的颗粒高达20％以上，细颗粒在窑内产生堆积情况，使得最终下料偏析现象严重、通风效率低下，进而换热效率低下。目前，竖冷窑生产工艺的冷却烧结矿产量为5500t/d，排出温度在200℃～250℃左右；距离设计效果：余热回收系统可产生1.27MPa、300℃高压蒸汽20t/h，0.3MPa、143℃低压蒸汽为6t/h，尚有一定距离。所以烧结矿竖冷窑的余热资源的回收与利用，对钢铁工业的能源节约、能耗降低、污染物排放的减少，起着关键的作用。

本实施例中，烧结矿经布料管道自进料口101流入竖冷窑1内，同时，竖冷窑1内部自上而下设有若干层隔离层，每层隔离层包括若干个相邻排列的翻转承载件105，每个翻转承载件105的两端分别连接有旋转轴106，通过旋转轴106可对每个翻转承载件105分别进行翻转，烧结矿首先落至最上层的隔离层上并经一定时间冷却后，最上层隔离层的每个翻转承载件105进行翻转，块状及粉状矿粒再落至第二层隔离层上进行冷却，以此类推，烧结矿最后被冷却至100-150℃并由出料口102送至传送带2，烧结矿在落料过程中进行间隔落料的方式，避免了因烧结矿堵塞而使得换热空气无法流通的现象；为了增大换热效率，每层隔离层上分别开设有若干个贯通的通风孔1051，除去最下层的隔离层，其他上下相邻的两层隔离层中，其中一层隔离层上通风孔1051的开设位置位于整个竖冷窑1的一侧，另一层隔离层上通风孔1051的开设位置位于整个竖冷窑1的另一侧，以上设计使得换热空气自下方的进风口103进入竖冷窑1内时，换热空气在竖冷窑1内沿“S”形路线流通，最终通过顶部的出风口104排出送入余热锅炉发电，显著增加了换热空气的流程。

本实施例中，隔离层的翻转设置和通风孔1051的交错设置相结合，改变了现有烧结矿在竖冷窑1内的堆叠状态，使得竖冷窑1在布料时由传统的填充布料转化为分层式布料，翻转承载件105在翻转过程中烧结矿颗粒物即可自由下落，增强了落料的均匀性，有效避免了因细颗粒物在窑内堆积而使得换热空气无法流通的现象，同时，换热空气在竖冷窑1内的停留时间显著增加，增大了颗粒物和换热空气的换热时间，强化换热效果，大幅度提高了烧结矿处理过程中的余热利用率，有利于钢铁企业节能减排。

本实施例的可解决烧结矿换热不均匀的处理装置，使得烧结矿在窑膛中进行一种“悬料”布置，不断的进行翻转相当于不断进行布料，在此过程中，隔离层不同侧开设通风孔1051，使换热空气在窑膛内沿“S”形流动，增大冷却时间，有效解决了换热不均匀、换热效率不高的问题，本实施例的处理装置能回收烧结矿余热处理过程中的80％左右的热量，提高了整个工艺中的烧结矿余热利用率，减少了废气污染；降低了50％左右的能耗；提高了能源利用率；返本期在半年以下，有利于钢铁企业节能减排。同时，烧结矿处理量可以随产量灵活调整，在保证固态烧结矿质量的情况下，减小能耗。

实施例2

本实施例的可解决烧结矿换热不均匀的处理装置，其结构与实施例1基本相同，更进一步的：最下层的整个隔离层上均分别开设有通风孔1051，最上层的隔离层上通风孔1051的开设位置位于远离出风口104所在的一侧。

本实施例中，最下层的整个隔离层上均分别开设有通风孔1051，有利于换热空气从进风口103有效进入竖冷窑1内部换热；最上层的隔离层上通风孔1051的开设位置位于远离出风口104所在的一侧，从而在换热空气流出竖冷窑1内部的过程中增大了换热空气流程。

实施例3

参考图2，本实施例的可解决烧结矿换热不均匀的处理装置，其结构与实施例2基本相同，更进一步的：翻转承载件105为一矩形板，同一隔离层的多块矩形板按照窑膛尺寸均匀布满整个窑膛截面，其中通风孔1051开设于对应翻转承载件105的对应位置。

实施例4

参考图3，本实施例的可解决烧结矿换热不均匀的处理装置，其结构与实施例4基本相同，更进一步的：翻转承载件105的横截面为“十字形”，该翻转承载件105每一条边上通风孔1051的开设位置对应相同，当翻转承载件105处于非翻转状态时，其中水平方向上的边起到挡料作用，处于竖直方向上的边起到蓄热器作用，其增强了换热空气的换热效果。

实施例5

参考图4，本实施例的可解决烧结矿换热不均匀的处理方法，包括以下步骤：

步骤A、准备阶段：准备实施例3或4的可解决烧结矿换热不均匀的处理装置；

步骤B、通入换热气体及烧结矿：自竖冷窑1底部的进风口103向竖冷窑1内部通入待换热的气体，自竖冷窑1顶部的进料口101向竖冷窑1内部通入待换热的烧结矿；

步骤C、控制翻转承载件105翻转：控制每层隔离层上的翻转承载件105在设定的时间间隔内以对应的旋转轴106为轴线自转180°；

步骤D、回收换热气体及烧结矿：自竖冷窑1底部出料口102排出的换热后的烧结矿落至传送带2上排走，自竖冷窑1顶部出风口104排出的换热后的气体被收集再利用。

其中，步骤C中，控制每层隔离层上相邻翻转承载件105之间的自转方向相反，一方面防止了翻转承载件105的卡死，另一方面有利于将上层隔离层上的烧结矿均匀播散到下层的隔离层上，增强换热空气的换热效果。

本实施例中，翻转承载件105的自转时间、频率等控制与烧结矿冷却速率有关，烧结矿经窑膛中上部时，要求缓冷至排风口温度范围，在之后的中下部冷却阶段，调节烧结矿温度梯度，确保烧结矿不会出现冷却不均情况。实际生产中可根据以上两点来判断翻转承载件105的布置方式、控制方式是否合理，从而自行进行相应调整。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种可解决烧结矿换热不均匀的处理方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤A、准备阶段：准备可解决烧结矿换热不均匀的处理装置；

步骤B、通入换热气体及烧结矿：自竖冷窑(1)底部的进风口(103)向竖冷窑(1)内部通入待换热的气体，自竖冷窑(1)顶部的进料口(101)向竖冷窑( 1) 内部通入待换热的烧结矿；

步骤C、控制翻转承载件(105)翻转：控制每层隔离层上的翻转承载件(105)在设定的时间间隔内以对应的旋转轴(106)为轴线自转180°；所述翻转承载件(105)的横截面为“十字形”，该翻转承载件(105)每一条边上通风孔(1051)的开设位置对应相同；

步骤D、回收换热气体及烧结矿：自竖冷窑(1)底部出料口(102)排出的换热后的烧结矿落至传送带(2)上排走，自竖冷窑(1)顶部出风口(104)排出的换热后的气体被收集再利用。

2.根据权利要求1所述的可解决烧结矿换热不均匀的处理方法，其特征在于：步骤C中，控制每层隔离层上相邻翻转承载件(105)之间的自转方向相反。

3.根据权利要求2所述的可解决烧结矿换热不均匀的处理方法，其特征在于：所述可解决烧结矿换热不均匀的处理装置包括竖冷窑(1)，所述竖冷窑(1)内部自上而下设有若干层隔离层，每层隔离层包括若干个相邻排列的翻转承载件(105)，每个翻转承载件(105)的两端分别连接有旋转轴(106)。

4.根据权利要求3所述的可解决烧结矿换热不均匀的处理方法，其特征在于：所述竖冷窑(1)的顶部分别开设有进料口(101)和出风口(104)，所述竖冷窑(1)的底部分别开设有出料口(102)和进风口(103)；每层隔离层上分别开设有若干个贯通的通风孔(1051)；除去最下层的隔离层，其他上下相邻的两层隔离层中，其中一层隔离层上通风孔(1051)的开设位置位于整个竖冷窑(1)的一侧，另一层隔离层上通风孔(1051)的开设位置位于整个竖冷窑(1)的另一侧。

5.根据权利要求4所述的可解决烧结矿换热不均匀的处理方法，其特征在于：最下层的整个隔离层上均分别开设有通风孔(1051)。

6.根据权利要求5所述的可解决烧结矿换热不均匀的处理方法，其特征在于：最上层的隔离层上通风孔(1051)的开设位置位于远离出风口(104)所在的一侧。

7.根据权利要求6所述的可解决烧结矿换热不均匀的处理方法，其特征在于：所述翻转承载件(105)为一矩形板。

8.根据权利要求3-6任意一项所述的可解决烧结矿换热不均匀的处理方法，其特征在于：所述出料口(102)的下方设有传送带(2)。

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