CN109708462A - 一种圆筒形结构持续式烧结机及其烧结方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种圆筒形结构持续式烧结机及其烧结方法，属于冶金行业烧结矿生产技术领域。技术方案是：密封体（2）密封在烧结机本体（4）的上部，使烧结机本体（4）的内部形成一个密闭的烧结室（15），所述烧结室（15）的横截面为圆形，烧结室（15）设有抽真空系统，烧结机本体（4）的下部设有多个与烧结室（15）连通的集矿仓（6），密封体（2）上设有与烧结室（15）连通的混合料仓（1），烧结室（15）的上部设有与混合料仓（1）相配合的布料装置（3），烧结室（15）的下部设有多个均匀布置的齿辊式卸料器（5）。本发明的有益效果是：不需要连续铺底料及外部点火工序，降低了工序能耗；提高了设备利用系数，降低了废气排放量。

Description

一种圆筒形结构持续式烧结机及其烧结方法

技术领域

本发明涉及一种圆筒形结构持续式烧结机及其烧结方法，属于冶金行业烧结矿生产技术领域。

背景技术

冶金行业中烧结矿生产主要由步进式及带式烧结机，在工艺生产过程中需连续的对烧结机头部循环作业的空台车进行布铺底料后布混合料，每个布满混合料的台车均需经过点火炉对混合料面进行点燃后，采用台车下部抽风烧结的循环作业过程。以广泛应用的带式烧结机为例，烧结机主要由机架、传动装置、尾部调节装置、台车、头部和尾部密封板、固定滑道、风箱与烟道组成的吸风装置等；在烧结机头部的上方，铺底料仓及铺底料布料装置、混合料仓及混合料布料装置、点火炉依次排列；头部密封板及尾部密封板之间为烧结台面，烧结台面的下侧是风箱，风箱两侧为固定滑道，与移动的台车形成移动密封；风箱下侧与烟道连接，风机抽风运行，风箱及烧结台面上呈负压状态，烧结机上的台车在驱动系统的驱动下在轨道上循环运行；烧结机头部的空台车经过铺底料仓时经过铺底料布料装置，在台车壁板上部铺一层粒度为10～25mm，厚度为20～40mm的小块成品烧结矿作为铺底料；经过混合料仓时混合料布料装置将混合料沿台车纵横方向均匀分布，形成粒度均匀、表面平整并且有一定松散性的混合料层；布料完毕载有混合料的台车经机头密封板进入点火炉，在抽风机的作用下混合料面呈负压状态，将点火炉内燃烧的1200度左右的火焰抽入混合料面将混合料上部点燃，在驱动装置的作用下台车依次前行，被点燃的混合料自上而下进行烧结过程，依次出现烧结矿层、燃烧层、预热层、干燥层和过湿层，在台车前移烧结的过程中，过湿层、干燥层、预热层、燃烧层相继消失，最终只剩下的烧结矿层，统称烧结饼，烧结饼的高温红矿层约占烧结饼高度的1/3-1/4；烧结过程完毕，烧结饼随台车离开机尾密封，到达烧结机尾部经U型轨道下行，在重力作用下烧结矿饼离开台车落入破碎机，卸料后的空台车返回烧结机的头部再次循环工艺过程；烧结矿饼经破碎后进入冷却机进行冷却，冷却完毕的烧结矿输送至筛分设备进行筛分，粒度小于5mm的返回配料工序，粒度为5mm以上的作为成品烧结矿供高炉冶炼使用，其中部分粒度为10-25mm的成品烧结矿输送至铺底料仓作为铺底料循环烧结工艺过程。

在工艺生产过程中，一是每个循环作业的空台车在布混合料前均需铺一层粒度10-25mm、厚度20-40mm成品烧结矿作为铺底料，部分成品矿作为铺底料循环烧结，在输送及铺底循环烧结过程中消耗部分能源；二是在烧结循环过程中每个空台车在布满混合料后，均需经过点火炉对混合料的表面10-20mm深度进行点燃，以高炉煤气做点火介质，吨矿高炉煤气消耗在30-50米立方左右，每立方米高炉煤气以0.11-0.13元计算，经济价值在3.3-6.5元之间，即烧结点火工序需消耗大量的能源；三是在设备的循环运行过程中，台车本体及弹性密封面、固定滑道密封面、头尾部密封面的磨损造成系统漏风，随设备老化变形、磨损的程度的加深，漏风率逐渐加大，烧结机的综合漏风率在20%-50%左右，主抽风机有效风量的利用率降低，漏入的无效风量增加了废气的流量及流速，影响除尘、脱硫及脱销的负荷；四是料层厚度与漏风率的比例关系，增加烧结料层的厚度将造成系统漏风更加严重，限制了混合料的布料高度，料层蓄热作用得不到持续利用；五是生产过程中烧结机头至烧结机尾部的烧结工况不一致，点火炉下风箱阀门开度底，保持低负压点火，废气流量小、温度低；高SO₂、NO_X废气集中在中部风箱，烟气湿度较大；后段风箱废气温度较高，废气流量大，含氧量逐渐上升，含有大量的粉尘；六是台车在循环的过程中，篦条承受剧烈的温度变化，易发生变形和烧损，使用周期六个月至一年，需定期进行更换，消耗量较大；七是烧结机尾部的烧结饼含有大量的高温红矿，需配备冷却设备进行再次冷却，低温余热无法有效回收利用。

综上所述，现有烧结机及其工艺存在布料前连续使用成品矿进行铺底、混合料面需连续进行点火、设备磨损系统漏风点较多、废气排放量较大、布料料层厚度低、余热利用系数低等缺点，而且需配置冷却设备，生产运行及维护费用高。

发明内容

本发明的目的是提供一种圆筒形结构持续式烧结机及其烧结方法，不需要连续铺底料及外部点火工序，余热持续利用，系统漏风率低，减少了废气排放量，提高料层的厚度，降低了燃料消耗，解决背景技术中存在的问题。

本发明的技术方案是：

一种圆筒形结构持续式烧结机，包含混合料仓、密封体、布料装置、烧结机本体、齿辊式卸料器和集矿仓，烧结机本体的内部设有一个上开口的密闭空间，密封体密封在烧结机本体的上部，使烧结机本体的内部形成一个密闭的烧结室，所述烧结室的横截面为圆形，烧结室设有抽真空系统，烧结机本体的下部设有多个与烧结室连通的集矿仓，密封体上设有与烧结室连通的混合料仓，烧结室的上部设有与混合料仓相配合的布料装置，烧结室的下部设有多个均匀布置的齿辊式卸料器；所述布料装置包含旋转支承、布料车、输送机、布料器和布料高度调节器，所述布料高度调节器包含升降机和导向机，升降机设置在烧结室的外侧，导向机设置在烧结室内，所述导向机包含导杆和导套，导杆下端的固定在旋转支承上，导杆的上端穿过导套与升降机连接，导杆在升降机的作用下以导套定位带动旋转支撑上下滑动，布料车和输送机均固定在旋转支承上，布料车位于输送机的下方，布料器固定在布料车上。

所述烧结室的抽真空系统包含抽风烟道、除尘器、风量调节阀和抽风机，抽风烟道的一端通过密封体与烧结室连通，抽风烟道的另一端与除尘器、风量调节阀和抽风机连接。

所述烧结机本体下部的多个集矿仓组合成一个与烧结室相配合的矩形结构。

所述集矿仓的侧面设有风量调节装置，集矿仓的底部设有排料阀。

所述布料车设有布料驱动装置，所述布料驱动装置包含驱动电机、减速机和补偿式传动轴，驱动电机和减速机通过补偿式传动轴与旋转支承转动连接。

所述齿辊式卸料器包含辊子和辊子两端的轴承座，辊子的外表面为锯齿状。

所述输送机为带式输送机。

一种圆筒形结构持续式烧结机的烧结方法，采用上述所限定的一种圆筒形结构持续式烧结机，包含以下步骤：

①首先通过混合料仓和布料装置将大颗粒块状烧结矿送入烧结室作为铺底料，要求铺底料厚度分布平整、均匀；

②将含油易燃的木屑、木块作为点火料，通过混合料仓和布料装置分布于铺底料的上方，点火料厚度在烧结室中的分布平整、均匀；

③将燃烧的火种分布在点火料的上方，并将点火料点燃；

④在点燃的点火料上再铺上一层点火料；

⑤当点火料燃烧稳定后，通过混合料仓和布料装置持续、均匀、平整的在烧结室中分布混合料；

⑥调整风量调节阀逐渐增加风量，在空气的助燃下点火料将混合料点燃，混合料开始自下而上进行逆向烧结；

⑦调节布料高度调节器中的升降机，使布料器至需要的布料工作高度并保持烧结室中烧结料层厚度的稳定，烧结过程持续进行；

⑧烧结室底部混合料率先完成烧结过程成为烧结饼；

⑨启动齿辊式卸料器，通过旋转的齿辊式卸料器将烧结饼剪切破碎为块状烧结矿后通过集矿仓持续排出。

所述步骤②中铺底料的大颗粒块状烧结矿的粒度大于齿辊式卸料器中相邻两个齿辊之间的空隙，铺底料的厚度大于齿辊式卸料器的最大直径。

所述步骤②中的点火料的厚度为90--110mm，步骤④中的点火料的厚度为180-220mm。

在烧结矿的生产过程中，将混合料持续送入密闭空间内的圆形烧结室，处于密闭空间内部的布料装置通过旋转运动，将混合料持续均匀分布于烧结室并保持高度的稳定；在抽风机的作用下，密闭空间的烧结室呈真空状态；对烧结室分别铺一层铺底料、点火料，并送入火种将其点燃；在燃烧稳定的点火料上铺混合料，被点燃的混合料在空气的助燃下，烧结矿层、燃烧层、预热层、干燥层和过湿层开始自下而上逆向进行；烧结室底部烧结过程结束并冷却的烧结饼，在齿辊式卸料器的剪切作用下被持续的破碎排出；工艺生产过程中，在布料器及齿辊式卸料器的协调配合下保持烧结过程中料层厚度的稳定及烧结过程的持续进行。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，该烧结生产不需要连续铺底料及外部点火工序，降低了工序能耗；设备结构简洁、运转部件少、系统漏风率低、提高了设备利用系数，降低了废气排放量；废气余热充分利用降低了工序的燃料消耗，减少了烧结生产过程造成的环境污染及能源消耗。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图中：混合料仓1、密封体2、布料装置3、烧结机本体4、齿辊式卸料器5、集矿仓6、密封阀7、截料阀8、风量调节装置9、排料阀10、抽风烟道11、除尘器12、风量调节阀13、抽风机14、烧结室15、旋转支承16、布料车17、输送机18、布料器19、布料高度调节器20、布料驱动装置21、补偿式传动轴22、密封23、升降机24、导向机25、导杆26、导套27、套筒式补偿器28、复合式补偿导杆29、液压泵站30、旋转接头31、水冷型输送机液力马达32。

具体实施方式

以下结合附图，通过实例对本发明作进一步说明。

参照附图1，一种圆筒形结构持续式烧结机，包含混合料仓1、密封体2、布料装置3、烧结机本体4、齿辊式卸料器5和集矿仓6，烧结机本体4的内部设有一个上开口的密闭空间，密封体2密封在烧结机本体4的上部，使烧结机本体4的内部形成一个密闭的烧结室15，所述烧结室15的横截面为圆形，烧结室15设有抽真空系统，烧结机本体4的下部设有多个与烧结室15连通的集矿仓6，密封体2上设有与烧结室15连通的混合料仓1，烧结室15的上部设有与混合料仓1相配合的布料装置3，烧结室15的下部设有多个均匀布置的齿辊式卸料器5，所述布料装置3包含旋转支承16、布料车17、输送机18、布料器19和布料高度调节器20，所述布料高度调节器20包含升降机24和导向机25，升降机24设置在烧结室15的外侧，导向机25设置在烧结室15内，所述导向机25包含导杆26和导套27，导杆26下端的固定在旋转支承16上，导杆26的上端穿过导套27与升降机24连接，导杆26在升降机24的作用下以导套27定位带动旋转支撑16上下滑动，布料车17和输送机18均固定在旋转支承16上，布料车17位于输送机18的下方，布料器19固定在布料车17上。

所述烧结室15的抽真空系统包含抽风烟道11、除尘器12、风量调节阀13和抽风机14，抽风烟道11的一端通过密封体2与烧结室15连通，抽风烟道11的另一端与除尘器12、风量调节阀13和抽风机14连接。

所述烧结机本体4下部的多个集矿仓6组合成一个与烧结室15相配合的矩形结构。

所述集矿仓6的侧面设有风量调节装置9，集矿仓6的底部设有排料阀10。

所述布料车17设有布料驱动装置21，所述布料驱动装置21包含驱动电机、减速机和补偿式传动轴22，驱动电机和减速机通过补偿式传动轴22与旋转支承16转动连接。

所述齿辊式卸料器5包含辊子和辊子两端的轴承座，辊子的外表面为锯齿状。

所述输送机18为皮带输送机。

具体实施例：

在本实施例中，该烧结机由混合料仓1、密封体2、布料装置3、烧结机本体4、齿辊式卸料器5、集矿仓6组成，以自上而下的顺序排列；

烧结机本体4呈圆筒型结构，内部是呈圆柱形的烧结室15，上端与密封体2连接；

混合料仓1的下部穿过密封体2，上端是密封阀7，下部是截料阀8；

烧结室15的密闭空间经抽风烟道9、除尘器10、风量调节阀11至抽风机12，构成抽真空系统；

齿辊式卸料器5中的带锯齿的辊子的两端伸出密闭空间外，由外部两端的瓦座支撑固定，相邻两个的齿辊式卸料器5之间旋转方向相反；

集矿仓6侧面设有风量调节装置9，底部设有排料阀10；

多个集矿仓6的入料口组合成一个圆形，每个集矿仓6各自独立，与烧结室15底部相对应，并将烧结室15划分为若干独立的工况调整区；

布料装置3处于密闭空间内，布料装置3由旋转支承16、布料车17、输送机18、布料器19、布料高度调节器20组成；

启动布料驱动装置21，补偿式传动轴22经密封23驱动旋转支承16旋转；布料车17、输送机18、布料器19沿烧结室15的圆心旋转运行；

调节布料高度调节器20中的升降机24和导向机25的导杆26沿导套27向下滑动，推动旋转支承16、布料车17和输送机18下行；

混合料仓1与布料装置3之间的距离变化由套筒式补偿器28伸缩进行补偿、旋转支承16与布料驱动装置21之间的距离变化由补偿式传动轴22伸缩进行补偿，旋转支承16拉动复合式补偿导杆29下行；

布料器19恢复至初始布料高度；

启动液压泵站30，液力油通过含有冷却水管的复合式补偿导杆29，经位于套筒式补偿器28中心下方的旋转接头31驱动水冷型输送机液力马达32拖动输送机18运行，复合式补偿导杆29中的循环水冷却水冷型输送机液力马达32；

开启抽风机14并调整风量调节阀13控制小风量，空气经风量调节装置9、集矿仓6、卸料器5到达烧结室15底部并上行，经密封体2、抽风烟道11、除尘器12、风量调节阀13至抽风机14排出；

混合料仓1中首先输送大颗粒块状烧结矿作为铺底料，大块烧结矿的粒度大于相邻两个齿辊式卸料器5之间的空隙，铺底料的厚度以覆盖齿辊式卸料器5为参照，烧结室15中铺底料厚度分布平整、均匀；

混合料仓1中输送入含油易燃的木屑、木块作为点火料，分布于铺底料的上侧，点火料厚度90-110mm左右，分布平整、均匀；

将燃烧的火种送入混合料仓1，平整、均匀分布至点火料的上端并将其点燃；

在燃烧的点火料上方再铺一层200mm左右的点火料；

关闭截料阀8，停止输送机18，停止布料驱动装置21；

混合料仓1中送入混合料，堆积在截料阀8的上部并保持混合料仓1中的高仓位；

观察烧结室15中点火料至燃烧稳定；

打开截料阀8，混合料仓1中的混合料经套筒式补偿器28落在输送机18尾部；

启动输送机18，将混合料输送至布料器19，混合料仓1中不断补充的混合料保持有效的高度并形成对密闭空间的密封；

启动布料驱动装置21，布料器19在烧结室15中旋转，持续、均匀、平整的在烧结室15中分布混合料；

调整风量调节阀13逐渐增加风量，在空气的助燃下点火料将混合料点燃，混合料开始自下而上进行逆向烧结；

调节布料高度调节器20，导杆26在导向机25的作用下沿导套27向上滑动，推动旋转支承16、布料车17和输送机18上行，布料器19至需要的布料工作高度，并保持烧结室15中烧结料层高度的稳定，烧结过程持续进行；

烧结室15底部混合料率先完成烧结过程成为烧结饼；

烧结室15底部上行的空气冷却烧结饼的同时被加热为热风；

启动齿辊式卸料器5，旋转的齿辊式卸料器5将烧结饼剪切破碎为块状烧结矿落入集矿仓6中；

集矿仓6中的块状烧结矿到达高仓位，开启排料阀10外排；块状烧结矿在集矿仓6中到达低仓位，关闭排料阀10；

布料装置3在烧结室15上部持续分布混合料，齿辊式卸料器5将烧结室15底部的烧结饼持续破碎排出；

在布料装置3及齿辊式卸料器5的协调配合下保持烧结室15中料层厚度的稳定及烧结过程的持续进行。

在工艺生产过程中，如果布料装置3发生紧急设备事故，关闭截料阀8，清空输送机18、布料车17及布料器19的混合料进行检修作业；

在计划停机或检修时，需清空混合料仓1，关闭密封阀7，将混合料仓1、输送机18及布料器19的混合料清空进行检修作业。

上述所涉及到的混合料仓1、齿辊式卸料器5、风量调节装置9、除尘器12、风量调节阀13、旋转支承16、布料车17、输送机18、布料器19、升降机24、套筒式补偿器28和液压泵站30均为本技术领域公知技术。

Claims (10)

1.一种圆筒形结构持续式烧结机，其特征在于：包含混合料仓（1）、密封体（2）、布料装置（3）、烧结机本体（4）、齿辊式卸料器（5）和集矿仓（6），烧结机本体（4）的内部设有一个上开口的密闭空间，密封体（2）密封在烧结机本体（4）的上部，使烧结机本体（4）的内部形成一个密闭的烧结室（15），所述烧结室（15）的横截面为圆形，烧结室（15）设有抽真空系统，烧结机本体（4）的下部设有多个与烧结室（15）连通的集矿仓（6），密封体（2）上设有与烧结室（15）连通的混合料仓（1），烧结室（15）的上部设有与混合料仓（1）相配合的布料装置（3），烧结室（15）的下部设有多个均匀布置的齿辊式卸料器（5）；所述布料装置（3）包含旋转支承（16）、布料车（17）、输送机（18）、布料器（19）和布料高度调节器(20)，所述布料高度调节器(20）包含升降机（24）和导向机（25），升降机（24）设置在烧结室（15）的外侧，导向机（25）设置在烧结室（15）内，所述导向机（25）包含导杆（26）和导套（27），导杆（26）下端的固定在旋转支承（16）上，导杆（26）的上端穿过导套（27）与升降机（24）连接，导杆（26）在升降机（24）的作用下以导套（27）定位带动旋转支撑（16）上下滑动，布料车（17）和输送机（18）均固定在旋转支承（16）上，布料车（17）位于输送机（18）的下方，布料器（19）固定在布料车（17）上。

2.根据权利要求1所述的一种圆筒形结构持续式烧结机，其特征在于：所述烧结室（15）的抽真空系统包含抽风烟道（11）、除尘器（12）、风量调节阀（13）和抽风机（14），抽风烟道（11）的一端通过密封体（2）与烧结室（15）连通，抽风烟道（11）的另一端与除尘器（12）、风量调节阀（13）和抽风机（14）连接。

3.根据权利要求1所述的一种圆筒形结构持续式烧结机，其特征在于：所述烧结机本体（4）下部的多个集矿仓（6）组合成一个与烧结室（15）相配合的圆形结构。

4.根据权利要求1或3所述的一种圆筒形结构持续式烧结机，其特征在于：所述集矿仓（6）的侧面设有风量调节装置（9），集矿仓（6）的底部设有排料阀(10)。

5.根据权利要求1所述的一种圆筒形结构持续式烧结机，其特征在于：所述布料车（17）设有布料驱动装置（21），所述布料驱动装置（21）包含驱动电机、减速机和补偿式传动轴（22），驱动电机和减速机通过补偿式传动轴（22）与旋转支承（16）转动连接。

6.根据权利要求1所述的一种圆筒形结构持续式烧结机，其特征在于：所述齿辊式卸料器（5）包含辊子和辊子两端的轴承座，辊子的外表面为锯齿状。

7.根据权利要求1所述的一种圆筒形结构持续式烧结机，其特征在于：所述输送机(18)为带式输送机。

8.一种圆筒形结构持续式烧结机的烧结方法，其特征在于：采用1-7所限定的任意一种矩形结构持续式烧结机，包含以下步骤：

①首先通过混合料仓（1）和布料装置（3）将大颗粒块状烧结矿送入烧结室（15）作为铺底料，要求铺底料厚度分布平整、均匀；

②将含油易燃的木屑、木块作为点火料，通过混合料仓（1）和布料装置（3）分布于铺底料的上方，点火料厚度在烧结室（15）中的分布平整、均匀；

③将燃烧的火种分布在点火料的上方，并将点火料点燃；

④在点燃的点火料上再铺上一层点火料；

⑤当点火料燃烧稳定后，通过混合料仓（1）和布料装置（3）持续、均匀、平整的在烧结室（15）中分布混合料；

⑥调整风量调节阀（13）逐渐增加风量，在空气的助燃下点火料将混合料点燃，混合料开始自下而上进行逆向烧结；

⑦调节布料高度调节器（20）中的升降机（24），使布料器（19）至需要的布料工作高度并保持烧结室（15）中烧结料层厚度的稳定，烧结过程持续进行；

⑧烧结室（15）底部混合料率先完成烧结过程成为烧结饼；

⑨启动齿辊式卸料器（5），通过旋转的齿辊式卸料器（5）将烧结饼剪切破碎为块状烧结矿后通过集矿仓（6）持续排出。

9.根据权利要求8所述的一种圆筒形结构持续式烧结机的烧结方法，其特征在于：所述步骤②中铺底料的大颗粒块状烧结矿的粒度大于齿辊式卸料器（5）中相邻两个齿辊之间的空隙，铺底料的厚度大于齿辊式卸料器（5）的最大直径。

10.根据权利要求8所述的一种圆筒形结构持续式烧结机的烧结方法，其特征在于：所述步骤②中的点火料的厚度为90-110mm，步骤④中的点火料的厚度为180-220mm。