CN110345765A - 一种烧结料面喷吹燃气防逃逸系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烧结料面喷吹燃气防逃逸系统及其控制方法，所述防逃逸系统包括：喷吹罩，位于烧结机台车顶部；喷吹管排，设于所述喷吹罩内部并位于所述烧结机台车上方；燃气管道，用于向所述喷吹管排输送可燃气体；其特征在于，还包括：气流装置，包括传动连接的料面传力驱动机构和旋转叶轮装置，所述旋转叶轮装置设于所述喷吹罩顶部区域，用于驱动外部空气产生气流并将产生的气流从所述喷吹罩顶部向下输入所述喷吹罩内部，以在所述喷吹管排上方位置形成使可燃气体无法向上穿过的风压带区域。该防逃逸系统可基本消除燃气逃逸现象，有助于吸入罩外空气，进而达到使烧结生产线稳产、顺产、优产的目的。

Description

一种烧结料面喷吹燃气防逃逸系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，尤其涉及在烧结矿生产过程中，用于防止喷吹的燃气从喷吹罩泄露的防逃逸系统。本发明还涉及用于控制所述防逃逸系统运行的方法。

背景技术

烧结工艺是炼铁流程中的一个关键环节，其原理是将各种粉状含铁原料，配入适量的燃料和熔剂，加入适量的水，经混合和造球后在烧结设备上使物料发生一系列物理化学变化，烧结成块，从而送往高炉进行下一步工序。

为了降低高炉炼铁的焦比和冶炼成本，高炉对烧结矿的要求往往是高强度和高还原性。烧结工序中，一般要求烧结矿具有较高的强度、高成品率、较低的返矿率，以及较低的燃料消耗。高强度和高还原性的烧结矿在高炉冶炼过程中消耗较少的焦炭，从而可以降低二氧化碳的排放。从长远角度考虑，二氧化碳减排要求将成为制约钢铁工业发展的瓶颈之一。据相关资料介绍，烧结与高炉工序二氧化碳排放量约占工业排放总量的60％。因此，无论从企业降低成本考虑还是从环境保护角度考虑，减少烧结固体燃料消耗比例与降低高炉炉料的燃料比成为炼铁技术的迫切之需。

在此大环境下，一种“烧结料面气体燃料喷吹技术”应运而生，其原理是通过喷吹装置在点火炉后一段距离的烧结台车上方喷吹稀释到可燃浓度下限以下的气体燃料，使其在烧结料层内燃烧供热。该技术可降低烧结矿生产中的固体碳用量以及CO₂排放量，同时，由于气体燃料的燃烧加宽了烧结料层在生产时的高温带宽度，所以使得1200℃～1400℃的烧结矿温度时间得到延长，从而使得烧结矿的强度以及5mm～10mm孔隙率得到有效加强，具有较好的节能减排提质效果。

上述喷吹技术所采用的喷吹装置，在长期生产中被发现存在以下缺陷：

一方面，仍然存在煤气逃逸现象。由于其密封方式为静态翼型防逃逸板式密封，在密封板与密封板之间存在的缝隙依然能穿透煤气，甚至有的煤气被压制在翼型板底部，出现周期性的井喷逃逸(即每隔几十分钟高浓度逃逸一次)。

另一方面，罩内空气吸入难度较大。由于采用静态翼型防逃逸板密封，料面大部分面积区域被翼型板覆盖，这样料面的负压对罩外空气的吸引力度受到了很大限制，罩外空气很难被吸入罩内进入料层内，从而对烧结效果造成了负面影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种烧结料面喷吹燃气防逃逸系统。该防逃逸系统可基本消除燃气逃逸现象，有助于吸入罩外空气，进而达到使烧结生产线稳产、顺产、优产的目的。

本发明的另一目的是提供一种用于控制所述烧结料面喷吹燃气防逃逸系统运行的方法。

为实现上述目的，本发明提供一种烧结料面喷吹燃气防逃逸系统，包括：

喷吹罩，位于烧结机台车顶部；

喷吹管排，设于所述喷吹罩内部并位于所述烧结机台车上方，用于向所述烧结机台车的烧结料面喷吹可燃气体；

燃气管道，用于向所述喷吹管排输送可燃气体；还包括：

气流装置，包括料面传力驱动机构和旋转叶轮装置，所述旋转叶轮装置设于所述喷吹罩顶部区域，与所述喷吹管排之间具有上下间隔的距离；所述料面传力驱动机构与所述旋转叶轮装置传动连接，以通过料面的直线运动驱动所述旋转叶轮装置；所述旋转叶轮装置用于驱动外部空气产生气流并将产生的气流从所述喷吹罩顶部向下输入所述喷吹罩内部，以在所述喷吹管排上方位置形成使可燃气体无法向上穿过的风压带区域。

优选地，所述料面传力驱动机构包括：

料面耙齿器，设于主传动轴，用于和料面相接触并将料面的直线运动转变为旋转运动；

次传动轴，通过主传动带与所述主传动轴传动连接；

从传动轴，通过次传动带与所述次传动轴传动连接，所述次传动带的侧面带有齿部；

所述旋转叶轮装置设有的旋转齿轮盘，所述次传动带通过其侧面的齿部与所述旋转齿轮盘啮合传动，以驱动所述旋转叶轮装置。

优选地，进一步设有提升装置，所述提升装置包括提升架、绞盘和拉升索，所述提升架安装在烧结机平台上，所述绞盘设于所述提升架，所述拉升索的一端连接于所述绞盘，另一端连接所述主传动轴，所述绞盘通过所述拉升索提升或下放所述主传动轴。

优选地，所述旋转叶轮装置包括旋转框架、旋转叶片和旋转轴；所述旋转叶片通过旋转轴安装在所述旋转框架内部，所述旋转齿轮盘安装于所述旋转轴，以驱动所述旋转叶片以所述旋转轴为中心进行转动。

优选地，所述旋转叶轮装置还包括承力框架，所述承力框架连接于所述喷吹罩，所述旋转框架连接并定位于所述承力框架内部。

优选地，所述旋转叶片的数量为2～8片，且相对于旋转平面具有自倾斜角度，所述自倾斜角度在5°～30°之间。

优选地，还包括：

风压检测部件，其在所述喷吹罩内的安装位置高于所述喷吹管排，以检测所述喷吹管排上方的风压值；

可燃气体浓度检测部件，用于检测所述风压带区域内的可燃气体浓度值；

控制装置，用于接收所述风压检测部件所测得的风压值和所述可燃气体浓度检测部件所测得的可燃气体浓度值，并根据所述风压值和可燃气体浓度值控制所述气流装置在所产生的气流能够使所述可燃气体无法向上穿过所述风压带区域的工况下运行。

为实现上述另一目的，本发明提供一种烧结料面喷吹燃气防逃逸控制方法，用于上述任一项所述的烧结料面喷吹燃气防逃逸系统，包括：

运行烧结机，由烧结机料面通过料面传力驱动机构带动旋转叶轮装置开始产生气流；

通过风压检测部件和可燃气体浓度检测部件实时监测所述喷吹管排上方的风压值和风压带区域的可燃气体浓度值；

当监测到的风压值K偏出设定范围k1～k2时，对气流装置进行调节；若风压值K＞k2，则减小料面传力驱动机构与料面的接触程度或料面的移动速度，以降低旋转叶轮装置开所产生的气流流速，若风压值K＜k1，则增大料面传力驱动机构与料面的接触程度或料面的移动速度，以提高旋转叶轮装置开所产生的气流流速；

继续判断监测到的风压值K是否偏出设定范围k1～k2，若判断结果为是，则重复上述调节步骤，若判断结果为否，则结束本次调节；

当监测到的可燃气体浓度值高于临界值k3时，开始进行计时，若监测到的可燃气体浓度值高于k3的连续持续时间大于设定时间t，则增大料面传力驱动机构与料面的接触程度或料面的移动速度，以提高旋转叶轮装置所产生的气流流速；

继续判断监测到的可燃气体浓度值是否低于临界值k3，若判断结果为否，则重复上述调节步骤，若判断结果为是，则结束本次调节。

进一步地，若k1≤K≤k2，同时，监测到的可燃气体浓度值高于临界值k3，且监测到的可燃气体浓度值高于k3的连续持续时间大于设定时间t，则调整k1和k2，以根据调整后的k1和k2对料面传力驱动机构与料面的接触程度或料面的移动速度进行调节，使监测到的可燃气体浓度值低于临界值k3。

进一步地，将k1调整为k1′，k1′＝k1-Δk1，将k2调整为k2′，k2′＝k2+Δk2。

进一步地，若烧结矿料层透气性指数δ<0.2，则K1的取值为400Pa，K2的取值为1000Pa；若0.2<烧结矿料层透气性指数δ<0.7，则K1的取值为300Pa，K2的取值为1500Pa；若0.7<烧结矿料层透气性指数δ<1，则K1的取值为200Pa，K2的取值为2000Pa。

进一步地，若可燃气体为焦炉煤气，则k3的取值范围位于250ppm-350ppm；若可燃气体为高炉煤气，则k3的取值范围位于750ppm-850ppm；若可燃气体为天然气，则k3的取值范围位于150ppm-250ppm；若可燃气体为高焦混合煤气，则k3的取值范围位于450ppm-550ppm；

优选地，若可燃气体为焦炉煤气，则k3的取值为300ppm；若可燃气体为高炉煤气，则k3的取值为800ppm；若可燃气体为天然气，则k3的取值为200ppm；若可燃气体为高焦混合煤气，则k3的取值范围位于500ppm。

本发明在喷吹罩顶部增设有气流装置，气流装置主要由料面传力驱动机构和旋转叶轮装置组成，料面传力驱动机构可通过料面的直线运动驱动旋转叶轮装置在喷吹管排上方形成风压带区域，由于旋转叶轮装置所产生的气流流速可调，从而可以在喷吹罩内部形成动态的风压式密封，一旦有可燃气体逃逸到风压带区域，就又会被旋转叶轮装置产生的气流吹回喷吹管排附近，使可燃气体无法向上穿过风压带区域，这就从源头上消除了煤气逃逸的现象，基本可以实现可燃气体“零”逃逸，而且，旋转叶轮装置能够将喷吹罩外部的空气输入喷吹罩内部，这样可有助于补充罩外空气，确保喷吹罩内部不会因为空气不够导致含氧量过低而影响烧结正常生产。

本发明提供的烧结料面喷吹燃气防逃逸控制方法用于上述烧结料面喷吹燃气防逃逸系统，由于所述烧结料面喷吹燃气防逃逸系统具有上述技术效果，则烧结料面喷吹燃气防逃逸控制方法也应具有相应的技术效果。

附图说明

图1为本发明实施例公开的一种烧结料面喷吹燃气防逃逸系统的结构示意图；

图2为图1所示烧结料面喷吹燃气防逃逸系统的侧视图；

图3为图1所示烧结料面喷吹燃气防逃逸系统的局部俯视图；

图4为料面传力驱动机构的结构示意图；

图5为图4所示料面传力驱动机构的俯视图；

图6为图1中所示旋转叶轮装置的结构示意图；

图7为图6所示旋转叶轮装置的俯视图；

图8为提升装置的结构示意图；

图9为图8所示提升装置的俯视图；

图10为风压仪、CO检测仪、电机驱动式绞盘与控制装置的电气接线图；

图11为本发明实施例公开的一种烧结料面喷吹燃气防逃逸控制方法的流程图。

图中：

1.喷吹罩 2-1.喷吹总管 2-2.喷吹支管 3.喷吹管排 4.翼型防逃逸板 5.风压仪7.料面传力驱动机构 71.主传动轴 72.料面耙齿器 73.主传动皮带 74.次传动轴 75.从传动轴 76.第一次传动皮带 77.第二次传动皮带 8.旋转叶轮装置 81.承力框架 82.旋转框架 83.旋转叶片 84.旋转轴 85.旋转齿轮盘 9.提升装置 91.提升架 92.电机驱动式绞盘 93.拉升索 10.CO检测仪 11.烧结机台车

具体实施方式

本发明在喷吹装置结构基础上对其加以了优化改进，研发出一种烧结料面喷吹燃气防逃逸系统，并开发出与其相匹配的控制方法，以达到使整条烧结生产线稳产、顺产、优产的目的。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

在本文中，“上、下、内、外”等用语是基于附图所示的位置关系而确立的，根据附图的不同，相应的位置关系也有可能随之发生变化，因此，并不能将其理解为对保护范围的绝对限定；而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

请参考图1、图2、图3，图1为本发明实施例公开的一种烧结料面喷吹燃气防逃逸系统的结构示意图；图2为图1所示烧结料面喷吹燃气防逃逸系统的侧视图；图3为图1所示烧结料面喷吹燃气防逃逸系统的局部俯视图。

如图所示，在一种具体实施例中，本发明所提供燃气喷吹用罩顶风压式防逃逸系统，主要由喷吹罩1、喷吹管排3、燃气管道和气流装置等构成。

其中，喷吹罩1位于烧结机台车11的顶部；喷吹管排3设于喷吹罩1内部并位于烧结机台车11上方，用于向烧结机台车11的烧结料面喷吹可燃气体；燃气管道分为喷吹总管2-1和喷吹支管2-2，喷吹总管2-1位于喷吹罩1外部，可与厂区燃气管道相连，喷吹支管2-2穿过喷吹罩1的侧壁与喷吹管排3相连，具有位于喷吹罩1外部的管道部分和位于喷吹罩1内部的管道部分，其位于喷吹罩1外部的一端与喷吹总管2-1相连，位于喷吹罩1内部的一端与喷吹管排3相连，以将喷吹总管2-1的可燃气体输送至喷吹管排3。

喷吹管排3位于喷吹罩1内，并位于烧结机台车11上方，在生产时，燃气从厂区燃气管道进入喷吹总管2-1后再进入喷吹支管2-2，最后进入喷吹管排3并喷出，在喷吹罩1内与罩内空气混合，形成设计要求浓度的混合性气体，进入烧结机台车11的烧结料层内部辅助烧结。

各喷吹管排3的上方设有水平的翼型防逃逸板4，喷吹管排3位于翼型防逃逸板4下方的中间位置，多个喷吹管排3的翼型防逃逸板4大体位于同一平面，相邻的翼型防逃逸板4之间可具有间隙，通过翼型防逃逸板4，可将短时间内无法被吸入料面的燃气压住，使其不至于很快地往上逃逸。

在一些实施例中，翼型防逃逸板4还可以进一步分为可独立活动的左防逃逸板和右防逃逸板两部分，左防逃逸板和右防逃逸板在对接处设有转轴，在驱动机构的带动下，可以绕转轴从左右两侧向上翻转一定角度或向下翻转一定角度，从而通过调节获得不同的防逃逸性能。

本实施例取消了喷吹罩1顶部的百叶窗稳流板，取而代之增设了气流装置，此气流装置主要由料面传力驱动机构7和旋转叶轮装置8组成，旋转叶轮装置8设于喷吹罩1顶部区域，与喷吹管排3之间具有上下间隔的距离，用于驱动外部空气产生气流并将产生的气流从喷吹罩1顶部向下输入喷吹罩1内部，以在喷吹管排3上方位置形成使可燃气体无法向上穿过的风压带区域，从而达到防止可燃气体逃逸的目的。

请参考图6、图7，图6为图1中所示旋转叶轮装置的结构示意图；图7为图6所示旋转叶轮装置的俯视图；

本实施例中，与实施例一相同的部分，给予相同的附图标记，并省略相同的文字说明。

如图所示，料面传力驱动机构7与旋转叶轮装置8传动连接，旋转叶轮装置8用于驱动外部空气产生气流并将产生的气流从喷吹罩1顶部向下输入喷吹罩1内部，以在喷吹管排3上方位置形成使可燃气体无法向上穿过的风压带区域。

多个旋转叶轮装置8在喷吹罩1顶部以矩形阵列方式排列分布，以基本覆盖喷吹罩1的顶部区域为宜，多个旋转叶轮装置8在运行时所产生的气流共同形成风压带区域，风压带区域的至少一部分在横截面上连续覆盖喷吹罩1的可燃气体逃逸区并在纵向上具有一定的厚度。

各旋转叶轮装置8主要由由承力框架81、旋转框架82、旋转叶片83、旋转轴84和旋转齿轮盘85组成，其中承力框架81外部与喷吹罩1焊接相连，内部与旋转框架82焊接相连，旋转叶片83通过旋转轴84被固定安装在旋转框架82内，可在旋转齿轮盘85的驱动下以旋转轴84为圆心作缓慢转动。旋转叶片83的安装数量可在2～8片之间变化，其安装带有一定的自倾斜角度，其自倾斜角度在5°～30°之间，例如，可以是8°、10°、15°、20°、25°等等，在转动时可起到从外部将空气流体吸入内部、在煤气喷吹管排4上方位置形成风压带的效果。

请一并参考图4、图5，图4为料面传力驱动机构的结构示意图；图5为图4所示料面传力驱动机构的俯视图。

如图所示，料面传力驱动机构7主要由主传动轴71、料面耙齿器72、主传动皮带73、次传动轴74、从传动轴75、第一次传动皮带76和第二次传动皮带77组成，其中料面耙齿器72安装于主传动轴71，其下部与烧结料面接触，依靠料面的移动可实现连续自转，次传动轴74通过主传动皮带73与主传动轴71传动连接，可与主传动轴71同步转动，次传动轴74和从传动轴75之间通过第一次传动皮带76和第二次传动皮带77传动连接(次传动皮带的数量可根据烧结机大小不同而不同，这里仅以两根为例)，在次传动轴74的转动下，从传动轴75、第一次传动皮带76和第二次传动皮带77均做缓慢转动，第一次传动皮带76的两侧均设有齿部，第二次传动皮带77的一侧设有齿部，并通过齿部与侧面通过驱动齿条与各旋转叶轮装置8的旋转齿轮盘85相啮合，使得旋转齿轮盘85亦可随之做缓慢转动，从而驱使旋转轴84带动旋转叶片83做顺时针或逆时针转动，达到罩内风压密封的效果。

请一并参考图8、图9，图8为提升装置的结构示意图；图9为图8所示提升装置的俯视图。

如图所示，提升装置9主要由提升架91、电机驱动式绞盘92和拉升索93组成，其中提升架91被固定安装在烧结机平台上，电机驱动式绞盘92的数量为两个，分左右被固定安装在提升架91上，拉升索93一端连接电机驱动式绞盘92，另一端连接主传动轴71，随着电机驱动式绞盘92的顺时针或逆时针转动，主传动轴71和料面耙齿器72可以被提升或下放，从而通过控制料面耙齿器72与料面的接触程度来控制主传动轴71的转速，进而控制旋转叶轮装置8的转速。当然，也可以通过调节料面运行速度来控制转叶轮装置8的转速，或者，将两种方式相结合来控制转叶轮装置8的转速。

喷吹罩1顶部可开设或预留孔位，以便将旋转叶轮装置8安装在与之一一对应的孔位中，也可以不在喷吹罩1顶部开设或预留孔位，而是将旋转叶轮装置8彼此相邻地连接在一起，从而固定安装在喷吹罩1顶部，相当于由旋转叶轮装置2一起形成喷吹罩1的顶部。当然，在不会产生矛盾的情况下，这两种安装方式也可以组合使用。

当然，旋转叶轮装置8的具体结构并不局限于以上形式，在另外一些实施例中，旋转叶轮装置8可主要由旋转叶片83和旋转轴84等部分组成，旋转轴84穿过喷吹罩1顶部的轴孔伸入喷吹罩1，旋转叶片83安装在旋转轴84伸入喷吹罩1的一端，为了能够吸入外部空气，可以同时在喷吹罩1顶部开设对应于旋转叶片83的进气孔。

请一并参考图10，图10为风压仪、CO检测仪、电机驱动式绞盘与控制装置的电气接线图。

本实施例中，与实施例一相同的部分，给予相同的附图标记，并省略相同的文字说明。

如图所示，在上述实施例的基础上，可进一步设置风压仪5和CO检测仪10，其中，风压仪5安装在喷吹罩1的左侧侧壁上，其检测端在喷吹罩1内的位置高于喷吹管排3，以实时检测喷吹罩1内燃气喷吹管排3上方的风压值。

CO检测仪10安装在喷吹罩1的右侧侧壁上，其检测端位于旋转叶轮装置运行时所形成的风压带区域，以实时检测喷吹罩1内风压带位置的CO浓度值，CO检测仪10的检测端所处的位置在高度方向上高于风压仪5的检测端所处的位置。

风压仪5和CO检测仪10的信号输出端均连接于控制装置，控制装置用于接收风压仪5所测得的风压值和CO检测仪10所测得的可燃气体浓度值，并根据风压值和可燃气体浓度值，控制料面传力驱动机构7或料面的移动速度，使旋转叶轮装置8所产生的气流能够使可燃气体无法向上穿过风压带区域。

由于风压仪5、CO检测仪10和控制装置采用通用技术即可实现，其本身并非本发明的核心所在，因此，这里对风压仪5、CO检测仪10和控制装置的结构、组成和工作原理就不再展开进行说明。

本实施例通过设置风压仪5、CO检测仪10和控制装置，能够实时监测喷吹罩1内部是否发生了燃气逃逸现象，并在发生燃气逃逸现象之前，自动调节料面传力驱动机构7或料面的移动速度，使旋转叶轮装置8产生的气流流速变小或变大，从而达到根据实际工况自动调节防止燃气逃逸的目的，能够更好的满足实际使用需求。

上述实施例仅是本发明的优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要作出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式。例如，采用其他方式排列旋转叶轮装置8，或者，根据喷吹罩1的大小，对旋转叶轮装置8的尺寸和数量作出相应的调整，等等。由于可能实现的方式较多，这里就不再一一举例说明。

请参考图11，图11为本发明实施例公开的一种烧结料面喷吹燃气防逃逸控制方法的流程图。

除了上述烧结料面喷吹燃气防逃逸系统，本发明还提供一种烧结料面喷吹燃气防逃逸控制方法，以用于控制上述烧结料面喷吹燃气防逃逸系统。

该控制方法包括以下步骤：

运行烧结机，由烧结机料面通过料面传力驱动机构7带动旋转叶轮装置8开始产生气流。

同时系统通过风压仪5和CO检测仪10实时监测喷吹管排3上方的风压值和风压带区域的CO浓度值。

当监测到的风压值K偏出设定范围k1～k2时，对旋转叶轮装置进行调节；若风压值K＞k2，则减小料面传力驱动机构7与料面的接触程度或料面的移动速度，以降低旋转叶轮装置8所产生的气流流速，若风压值K＜k1，增大料面传力驱动机构7与料面的接触程度或料面的移动速度，以提高旋转叶轮装置8所产生的气流流速。

继续判断监测到的风压值K是否偏出设定范围k1～k2，若判断结果为是，则重复上述调节步骤，若判断结果为否，则结束本次调节。

当监测到的CO浓度值高于临界值k3时，开始进行计时，若监测到的CO浓度值高于k3的连续持续时间大于设定时间t，则判断此时为逃逸工况，则增大料面传力驱动机构7与料面的接触程度或料面的移动速度，以提高旋转叶轮装置8所产生的气流流速。

继续判断监测到的可燃气体浓度值是否低于临界值k3，若判断结果为否，则重复上述调节步骤，若判断结果为是，则结束本次调节。

如果风压太高则易在喷吹罩1内产生正压，导致燃气被鼓出罩外。如果风压太低则易引起喷吹罩1内燃气往上逃逸，经研究发现，风压合理范围下限值k1、上限值k2受烧结矿料层透气性指数影响，其常规取值见表1所示。

表1

此外，H2&CO浓度临界值k3受喷吹煤气介质种类影响，若可燃气体为焦炉煤气，则CO浓度临界值k3的取值范围位于250ppm-350ppm；若可燃气体为高炉煤气，则k3的取值范围位于750ppm-850ppm；若可燃气体为天然气，则k3的取值范围位于150ppm-250ppm；若可燃气体为高焦混合煤气，则k3的取值范围位于450ppm-550ppm。

进一步地，若可燃气体为焦炉煤气，则k3的取值为300ppm；若可燃气体为高炉煤气，则k3的取值为800ppm；若可燃气体为天然气，则k3的取值为200ppm；若可燃气体为高焦混合煤气，则k3的取值范围位于500ppm，其常规取值见表2所示。

表2

上述k3是用来判断煤气是否逃逸的标准，其判断的优先级高于下限值k1和上限值k2，也就是说，如果k1≤K≤k2，煤气仍然逃逸，则此时可调整下限值k1和上限值k2的取值，形成适应该工况的新的的k1′与k2′，以根据k1′和k2′对气流装置进行调节，消除煤气逃逸现象。

具体地，可以将k1调整为k1′，其中k1′＝k1-Δk1，和/或，将k2调整为k2′，其中k2′＝k2+Δk2。

若在k1′≤K≤k2′的条件下，煤气仍然逃逸，则重复上述步骤对k1′与k2′作出进一步调整，直至煤气不再逃逸。

其中的Δk1与Δk2根据燃气种类、烧结机运行参数等工况条件不同而不同，既可以相等，也可以不相等，例如两者的取值可以是10Pa、20Pa、50Pa或100Pa等等，不同的取值对应不同的调整到位精度，取值越小，端值调整到位精度越高，但所需的调整次数可能相对较多，取值越大，端值调整到位精度越低，但所需的调整次数可能相对较少。

此外，对于Δk1和Δk2，系统可自动记录其每次取值与对应工况条件参数，形成数据库，在运行多次累计一定数据后，系统将具备自动根据当前工况条件参数推算Δk1、Δk2，并自动调整的功能。

使用本发明技术方案进行燃气喷吹强化烧结生产时，燃气通过喷吹总管2-1、喷吹支管2-2进入喷吹罩1中的喷吹管排3内，最终从喷吹管排3下方喷出。与此同时，系统通过料面传力驱动机构7驱动旋转叶片83在罩顶区域做匀速缓慢转动，旋转叶片83在转动过程中可以有效地从罩外吸入空气，将其鼓入罩内并在罩内喷吹管排3的上方区域形成风压带。风压带可以确保从喷吹管排3内喷出的煤气在料层透气性不强的时候，可以被有效压制在罩内不会逃逸，同时风压带可以源源不断地给烧结料面输送空气，保证其燃烧生产所需的足够空气量。

本发明相比现有技术，具有以下优势：

一方面，可消除煤气逃逸现象。由于本发明为罩顶动态风压式密封，煤气无法往上穿过风压带，一旦逃逸到风压带位置，就又会被吹回管排附近，这就从源头上完全消除了煤气逃逸的现象，基本上可以实现煤气“零”逃逸。

另一方面，可有助于罩外空气的吸入。由于本发明为罩顶动态风压式密封，旋转叶片83在转动时，能够从罩外吸入大气鼓入罩内，这样可有助于罩外空气的吸入，确保罩内不会因为空气不够导致氧含量过低从而影响烧结正常生产。

可见，通过使用本发明技术，可有效解决现有技术的各项缺陷，强化罩内密封度与空气吸入度，有效强化煤气喷吹强化烧结技术的强化效果与经济性指标，相比较现有技术更加可靠、安全与稳定。

以上对本发明所提供的烧结料面喷吹燃气防逃逸系统及其控制方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (12)

1.一种烧结料面喷吹燃气防逃逸系统，包括：

喷吹罩，位于烧结机台车顶部；

喷吹管排，设于所述喷吹罩内部并位于所述烧结机台车上方，用于向所述烧结机台车的烧结料面喷吹可燃气体；

燃气管道，用于向所述喷吹管排输送可燃气体；其特征在于，还包括：

气流装置，包括料面传力驱动机构和旋转叶轮装置，所述旋转叶轮装置设于所述喷吹罩顶部区域，与所述喷吹管排之间具有上下间隔的距离；所述料面传力驱动机构与所述旋转叶轮装置传动连接，以通过料面的直线运动驱动所述旋转叶轮装置；所述旋转叶轮装置用于驱动外部空气产生气流并将产生的气流从所述喷吹罩顶部向下输入所述喷吹罩内部，以在所述喷吹管排上方位置形成使可燃气体无法向上穿过的风压带区域。

2.根据权利要求1所述的烧结料面喷吹燃气防逃逸系统，其特征在于，所述料面传力驱动机构包括：

料面耙齿器，设于主传动轴，用于和料面相接触并将料面的直线运动转变为旋转运动；

次传动轴，通过主传动带与所述主传动轴传动连接；

从传动轴，通过次传动带与所述次传动轴传动连接，所述次传动带的侧面带有齿部；

所述旋转叶轮装置设有的旋转齿轮盘，所述次传动带通过其侧面的齿部与所述旋转齿轮盘啮合传动，以驱动所述旋转叶轮装置。

3.根据权利要求2所述的烧结料面喷吹燃气防逃逸系统，其特征在于，进一步设有提升装置，所述提升装置包括提升架、绞盘和拉升索，所述提升架安装在烧结机平台上，所述绞盘设于所述提升架，所述拉升索的一端连接于所述绞盘，另一端连接所述主传动轴，所述绞盘通过所述拉升索提升或下放所述主传动轴。

4.根据权利要求3所述的烧结料面喷吹燃气防逃逸系统，其特征在于，所述旋转叶轮装置包括旋转框架、旋转叶片和旋转轴；所述旋转叶片通过旋转轴安装在所述旋转框架内部，所述旋转齿轮盘安装于所述旋转轴，以驱动所述旋转叶片以所述旋转轴为中心进行转动。

5.根据权利要求4所述的烧结料面喷吹燃气防逃逸系统，其特征在于，所述旋转叶轮装置还包括承力框架，所述承力框架连接于所述喷吹罩，所述旋转框架连接并定位于所述承力框架内部。

6.根据权利要求5所述的烧结料面喷吹燃气防逃逸系统，其特征在于，所述旋转叶片的数量为2～8片，且相对于旋转平面具有自倾斜角度，所述自倾斜角度在5°～30°之间。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的烧结料面喷吹燃气防逃逸系统，其特征在于，还包括：

风压检测部件，其在所述喷吹罩内的安装位置高于所述喷吹管排，以检测所述喷吹管排上方的风压值；

可燃气体浓度检测部件，用于检测所述风压带区域内的可燃气体浓度值；

控制装置，用于接收所述风压检测部件所测得的风压值和所述可燃气体浓度检测部件所测得的可燃气体浓度值，并根据所述风压值和可燃气体浓度值控制所述气流装置在所产生的气流能够使所述可燃气体无法向上穿过所述风压带区域的工况下运行。

8.一种烧结料面喷吹燃气防逃逸控制方法，用于上述权利要求1至7中任一项所述的烧结料面喷吹燃气防逃逸系统，其特征在于，包括：

运行烧结机，由烧结机料面通过料面传力驱动机构带动旋转叶轮装置开始产生气流；

通过风压检测部件和可燃气体浓度检测部件实时监测所述喷吹管排上方的风压值和风压带区域的可燃气体浓度值；

当监测到的风压值K偏出设定范围k1～k2时，对气流装置进行调节；若风压值K＞k2，则减小料面传力驱动机构与料面的接触程度或料面的移动速度，以降低旋转叶轮装置所产生的气流流速，若风压值K＜k1，则增大料面传力驱动机构与料面的接触程度或料面的移动速度，以提高旋转叶轮装置所产生的气流流速；

继续判断监测到的风压值K是否偏出设定范围k1～k2，若判断结果为是，则重复上述调节步骤，若判断结果为否，则结束本次调节；

当监测到的可燃气体浓度值高于临界值k3时，开始进行计时，若监测到的可燃气体浓度值高于k3的连续持续时间大于设定时间t，则增大料面传力驱动机构与料面的接触程度或料面的移动速度，以提高旋转叶轮装置所产生的气流流速；

继续判断监测到的可燃气体浓度值是否低于临界值k3，若判断结果为否，则重复上述调节步骤，若判断结果为是，则结束本次调节。

9.根据权利要求8所述的烧结料面喷吹燃气防逃逸控制方法，其特征在于，若k1≤K≤k2，同时，监测到的可燃气体浓度值高于临界值k3，且监测到的可燃气体浓度值高于k3的连续持续时间大于设定时间t，则调整k1和k2，以根据调整后的k1和k2对料面传力驱动机构与料面的接触程度或料面的移动速度进行调节，使监测到的可燃气体浓度值低于临界值k3。

10.根据权利要求9所述的烧结料面喷吹燃气防逃逸控制方法，其特征在于，将k1调整为k1′，k1′＝k1-Δk1，将k2调整为k2′，k2′＝k2+Δk2。

11.根据权利要求8所述的烧结料面喷吹燃气防逃逸控制方法，其特征在于，若烧结矿料层透气性指数δ<0.2，则K1的取值为400Pa，K2的取值为1000Pa；若0.2<烧结矿料层透气性指数δ<0.7，则K1的取值为300Pa，K2的取值为1500Pa；若0.7<烧结矿料层透气性指数δ<1，则K1的取值为200Pa，K2的取值为2000Pa。

12.根据权利要求8至11任一项所述的烧结料面喷吹燃气防逃逸控制方法，其特征在于，若可燃气体为焦炉煤气，则k3的取值范围位于250ppm-350ppm；若可燃气体为高炉煤气，则k3的取值范围位于750ppm-850ppm；若可燃气体为天然气，则k3的取值范围位于150ppm-250ppm；若可燃气体为高焦混合煤气，则k3的取值范围位于450ppm-550ppm；

优选地，若可燃气体为焦炉煤气，则k3的取值为300ppm；若可燃气体为高炉煤气，则k3的取值为800ppm；若可燃气体为天然气，则k3的取值为200ppm；若可燃气体为高焦混合煤气，则k3的取值范围位于500ppm。