CN111964440A - 条形冶炼炉的干球进料装置 - Google Patents

条形冶炼炉的干球进料装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种条形冶炼炉的干球进料装置，属于冶炼设备技术领域，包括进料通道、布料板以及,进气组件，进料通道倾斜设置，下端设置于冶炼炉的内部；布料板设置于进料通道的下端，布料板上间隔设置若干块隔板，布料板以及相邻两块隔板组成供干球下溜的分料槽；进气组件的一端与氮气气源连通，另一端与进料通道连通。本发明提供的条形冶炼炉的干球进料装置，通过进气组件向进料通道内充入氮气，氮气充满进料通道，冶炼炉内的高温空气无法进入进料通道内；另一方面，氮气排出后沿进料通道的设置方向流动，与从进料通道的下端下落到冶炼炉的干球混合，在干球表面形成氮气保护层，将干球与冶炼炉内的高温空气隔绝。

Description

条形冶炼炉的干球进料装置
技术领域
本发明属于冶炼设备技术领域，更具体地说，是涉及一种条形冶炼炉的干球进料装置。
背景技术
目前，高炉冶炼过程中随高炉煤气一起排出的粉尘颗粒物，经过重力除尘和布袋除尘器收集，形成布袋灰,布袋灰又常称为瓦斯灰，瓦斯灰含碳量高达 30％～50％，铁含量低，在15％～30％，锌、钠等含量较高，锌、钠等元素对高炉危害大，一般不能直接用于烧结配料。
钢厂系统还有其它一些除尘灰，比如：焦化煤场除尘灰，煤、焦炭的皮带通廊的除尘灰，干熄焦系统除尘灰，这些除尘灰的特点是碳含量很高；炼钢的煤气干法除尘，这种除尘灰铁含量较高，达到50％以上，钠、锌等含量高，直接用于烧结配料，锌、钠对高炉冶炼也危害较大。
将铁矿石、瓦斯灰、、除尘灰、石灰石、白云石等原料混合、造球、烘干，形成干球，干球经过预热后，加入到长条形冶炼炉内，炉内温度保持在1400～ 1700℃，进入冶炼炉内的干球浮在铁水表面，并且被炉渣覆盖，依靠炉渣隔绝空气，干球所含的氧化铁等金属氧化物与碳燃烧生成CO发生剧烈的还原反应，反应生成含CO的气体，简称煤气，煤气溢出渣层，遇到高温空气迅速燃烧、放热，维持炉内温度在1400～1700℃；煤气燃烧产生的废气由引风机从炉内引出，炉内保持-5～0Pa的微负压环境；干球中还原出的铁、锰等高沸点的金属进入铁水，干球配碳过量，铁水溶有4.3％左右的碳，保证铁水有好的流动性，还原出的锌等低沸点的金属迅速蒸发，溢出渣层，遇到热空气，迅速氧化，随着燃烧废气从炉内引出，进入废气降温、除尘收集系统，得到氧化锌粗品。
干球进料处温度1400℃～1700℃，冶炼炉内是一个氧化环境，干球本身含有碳，碳遇到高温空气，剧烈燃烧，容易造成干球崩裂，产生如下问题：一、干球因崩裂而粉化，比重变小，不容易进入炉渣与铁水的分界面(渣铁界面)，可能漂浮在炉渣上方，造成碳消耗量大，铁水配碳不足，氧化铁还原率不够，造成炉渣含铁量高；二、干球中的碳直接燃烧，打破了冶炼的热量平衡，会恶化进料区域环境，甚至发生安全事故。
其次，干球进料不均匀，大量干球进入冶炼炉，导致某一区域大量干球与高温炉渣、铁水接触，造成高温炉渣、铁水温度急剧降低，高温炉渣粘度增大，严重时固化板结，酿成事故。
发明内容
本发明的目的在于提供一种条形冶炼炉的干球进料装置，旨在解决干球进料过程存在问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种条形冶炼炉的干球进料装置，包括进料通道、布料板以及进气组件，进料通道倾斜设置，下端用于设置于冶炼炉的内部；布料板设置于所述进料通道的下端，所述布料板上间隔设置若干块隔板，相邻两块所述隔板以及所述布料板的底面组成供干球下溜的分料槽，用于对所述进料通道进入的物料进行分料；供气组件的一端用于与氮气气源连通，另一端与所述进料通道连通，用于向所述进料通道内充入氮气。
作为本申请另一实施例，所述供气组件包括喷嘴和气管，喷嘴为若干个，间隔设置于所述进料通道内；气管的一端用于与所述氮气气源连通，另一端分别于若干所述喷嘴连通。
作为本申请另一实施例，若干所述喷嘴均向所述进料通道的下端倾斜设置，且若干所述喷嘴与所述进料通道的内壁的夹角均不相同。
作为本申请另一实施例，所述进料通道包括矩形通道，所述布料板包括梯形板，所述梯形板的短底边与所述矩形通道的下端的下沿连接，两腰均设有挡板；所述隔板的顶部沿所述梯形板的短底边等间距设置、底部沿所述梯形板的长底边等间距设置。
作为本申请另一实施例，所述进料通道的内部设有闸板，所述闸板与所述进料通道的轴向垂直设置，所述闸板的下沿与所述进料通道的内壁的底部之间设有供单层干球通过的间隙，用于控制干球进入所述布料板上的量。
作为本申请另一实施例，所述布料板的上方设有用于防止氮气扩散的遮挡罩，所述遮挡罩的上沿与所述进料通道的边沿连接，以保证氮气对干球的保护。
作为本申请另一实施例，所述遮挡罩覆盖所述布料板的下沿，且所述遮挡罩的底部设有用于遮挡干球的运动轨迹的弧形遮挡板，以延长氮气与干球的接触时间。
作为本申请另一实施例，还包括配料斗，所述配料斗的底部与所述进料通道的上端连通，所述配料斗的底部设有阀门。
作为本申请另一实施例，还包括皮带秤，所述皮带秤的尾端设置于所述配料斗的正上方。
作为本申请另一实施例，所述气管上设有流量阀，用于控制进入所述进料通道的氮气的速度。
本发明提供的条形冶炼炉的干球进料装置的有益效果在于：与现有技术相比，本发明条形冶炼炉的干球进料装置，通过进气组件向进料通道内充入氮气，一方面，氮气充满进料通道，冶炼炉内的高温空气无法进入进料通道内，进料通道内的干球不会燃烧；另一方面，氮气从进料通道的下端排出，氮气排出后沿进料通道的设置方向流动，与从进料通道的下端下落到冶炼炉的干球混合，在干球表面形成氮气保护层，将干球与冶炼炉内的高温空气隔绝，减少干球在冶炼炉内下落时剧烈燃烧；
干球从进料通道进入布料板，沿布料板上的分料槽分散下落，均匀洒落在铁水与炉渣的界面，避免了干球在某一区域堆积。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
图1为本发明一实施例提供的条形冶炼炉的干球进料装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的进料通道和布料板的结构示意图；
图3为本发明又一实施例提供的条形冶炼炉的干球进料装置的结构示意图；
图中：1、进料通道；2、布料板；21、隔板；22、挡板；3、气管；4、冶炼炉；41、铁水；42、炉渣；5、喷嘴；6、遮挡罩；7、配料斗；8、皮带秤；9、闸板。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请一并参阅图1及图2，现对本发明提供的条形冶炼炉4的干球进料装置进行说明。条形冶炼炉4的干球进料装置，包括进料通道1、布料板2以及进气组件，进料通道1倾斜设置，下端设置于冶炼炉4的内部；布料板2设置于进料通道1的下端，布料板2上间隔设置若干块隔板21，布料板2的底板以及相邻两块隔板21组成供干球下溜的分料槽；进气组件的一端与氮气气源连通，另一端与进料通道1连通，用于向进料通道1内充入氮气。
本发明提供的条形冶炼炉4的干球进料装置，与现有技术相比，通过进气组件向进料通道1内充入氮气，一方面，氮气充满进料通道1，冶炼炉4 内的高温空气无法进入进料通道1内，进料通道1内的干球不会燃烧；另一方面，氮气从进料通道1的下端排出，氮气排出后沿进料通道1的设置方向流动，与从进料通道1的下端下落到冶炼炉4的干球混合，在干球表面形成氮气保护层，将干球与冶炼炉4内的高温空气隔绝，减少干球在冶炼炉4内下落时剧烈燃烧；
干球从进料通道1进入布料板2，沿布料板2上的分料槽分散下落，均匀洒落在铁水41与炉渣42的界面，避免了干球在某一区域堆积。
适当延长进料通道1的长度，将长度设为5000～8000mm，并且适当增大进料通道1与水平面的夹角，将夹角α设为30°～45°，提高干球的下落速度，进而提高干球进入冶炼炉4的速度，缩短干球进入铁水41与炉渣42的界面的时间，减少干球与高温空气的接触。
布料板2与铁水41液面的高度设为200～300mm，缩短干球进入铁水41与炉渣42的界面的时间；布料板2选用耐高温的高铝砖材质，能够耐受 1500～1600℃的高温，不会被冶炼炉4内的高温熔化。
作为本发明提供的条形冶炼炉4的干球进料装置的一种具体实施方式，请参阅图1，进气组件包括喷嘴5和气管3，进料通道1的内壁顶部间隔设置若干个喷嘴5，若干喷嘴5均与气管3连通，氮气从喷嘴5中喷出，设置若干个喷嘴5后，氮气喷出后迅速在进料通道1内扩散，充满进料通道1，又因为氮气的气压较大，在进料通道1内形成高压，进料通道1内的高压氮气组织冶炼炉4内的高温空气进入进料通道1，同时，高压氮气沿进料通道1向下端喷出后具有一定的初速度，能够沿进料通道1的设置方向流动，短时间内不会在冶炼炉4内扩散，形成对干球的保护层。
干球沿进料通道1的底壁向下滚动，将喷嘴5设置在进料通道1的顶部，减少干球对喷嘴5的撞击，延长喷嘴5的使用寿命。
本实施例中，喷嘴5外部包裹防护网，防护网保护喷嘴5，使喷嘴5免受干球的撞击，同时防护网不影响喷嘴5喷气。
作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1，若干喷嘴5均向进料通道1的下端倾斜设置，即喷嘴5并不是垂直于进料通道1的轴向设置，而是向下端倾斜，喷嘴5朝向进料通道1的下端喷氮气，喷出的氮气的流动方向与干球的运动方向相同，并且氮气的流速较快，能够将试图进入进料通道1 的高温空气冲出；若干喷嘴5与进料通道1的内壁的夹角均不相同，不同角度的喷嘴5向不同的方向喷出氮气后，氮气迅速充满进料通道1。
作为本发明实施例的一种具体实施方式，参阅图2，进料通道1包括矩形通道，布料板2包括梯形板，梯形板的短底边与矩形通道的下端的下沿连接，梯形板的两腰均设有挡板22；隔板21的顶部沿梯形板的短底边等间距设置、底部沿梯形板的长底边等间距设置，若干块隔板21将梯形板的上表面分隔成多条分料槽，并且分料槽的宽度自上而下逐渐增大，干球进入梯形板后，分成多股，每股干球的下落方向均不同，干球下落后，分散在铁水41的液面，不会造成堆积，并且干球的覆盖面较大，与铁水41的接触面积大，反应速度快。
作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1，进料通道1的内部设有闸板9，闸板9与进料通道1的轴向垂直设置，闸板9的下沿与进料通道1的内壁的底部之间设有供单层干球通过的间隙，用于控制干球进入布料板2上的量，干球经过闸板9后，在进料通道1的底壁单层流动，减少干球的堆积，单层的干球进入布料板2后，在布料板2的分料槽内也是单层，并且不会堆积，进而防止干球落到铁水41液面后堆积。
在本实施例中，闸板9能够沿垂直于进料通道1的轴向运动，冶炼炉4内反应加快后，需要的干球的量也增多，此时，移动闸板9，增大闸板9下沿与进料通道1的底部的间隙，增大干球的下落量。
作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1，布料板2的上方设有用于防止氮气扩散的遮挡罩6，遮挡罩6的上沿与进料通道1的边沿连接，以保证干球冲出布料板2厚，氮气对干球的保护。
作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1，遮挡罩6覆盖布料板2的下沿，干球具有一定的速度，从布料板2上下落时，下落轨迹为抛物线，遮挡罩6的底部设有遮挡干球的运动轨迹的弧形遮挡板22，以延长氮气与干球的接触时间，延长氮气对干球的保护时间。
作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图3，还包括配料斗7，配料斗7的底部与进料通道1的上端连通，配料斗7的底部设有阀门，干球先进入配料斗7，在配料斗7中堆积一定的高度，既可以保证干球的供应量，有能够起到密封氮气的作用，防止氮气从进料通道1的上端逸出。
作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图3，还包括皮带秤8，皮带秤8的尾端设置于配料斗7的正上方，皮带秤8用于控制干球的添加速度，如：冶炼炉4内的反应所需的干球的进料速度为25t/h，则设置皮带秤8，保证进入进料通道1的干球的量为25t/h。
作为本发明实施例的一种具体实施方式，气管3上设有流量阀，用于控制进入进料通道1的氮气的速度，氮气充入过多时，在冶炼炉4内排出的时间长，影响冶炼炉4内的反应，氮气充入过少时，对干球的保护作用减弱；
根据大量实验，得出氮气流量为3m3～6m3/t干球，通过流量阀控制氮气的充入速度。
冶炼炉4顶部装有红外成像仪，具备摄像及测温功能，通过红外成像仪观察进料量是否均匀、稳定，观察干球的氮气保护效果，观察炉内干球的还原情况，观察渣上部煤气燃烧情况，直接读出冶炼炉4内各部位的温度。
结合长条形冶炼炉4的排渣、出铁量的情况，调整干球进料量。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.条形冶炼炉的干球进料装置，其特征在于，包括：
进料通道，倾斜设置，下端用于设置于冶炼炉的内部；
布料板，设置于所述进料通道的下端，所述布料板上间隔设置若干块隔板，相邻两块所述隔板以及所述布料板的底面组成供干球下溜的分料槽，用于对所述进料通道进入的物料进行分料；以及
供气组件，一端用于与氮气气源连通，另一端与所述进料通道连通，用于向所述进料通道内充入氮气。
2.如权利要求1所述的条形冶炼炉的干球进料装置，其特征在于，所述供气组件包括：
喷嘴，为若干个，间隔设置于所述进料通道内；
气管，一端用于与所述氮气气源连通，另一端分别于若干所述喷嘴连通。
3.如权利要求2所述的条形冶炼炉的干球进料装置，其特征在于，若干所述喷嘴均向所述进料通道的下端倾斜设置，且若干所述喷嘴与所述进料通道的内壁的夹角均不相同。
4.如权利要求1所述的条形冶炼炉的干球进料装置，其特征在于，所述进料通道包括矩形通道，所述布料板包括梯形板，所述梯形板的短底边与所述矩形通道的下端的下沿连接，两腰均设有挡板；所述隔板的顶部沿所述梯形板的短底边等间距设置、底部沿所述梯形板的长底边等间距设置。
5.如权利要求1所述的条形冶炼炉的干球进料装置，其特征在于，所述进料通道的内部设有闸板，所述闸板与所述进料通道的轴向垂直设置，所述闸板的下沿与所述进料通道的内壁的底部之间设有供单层干球通过的间隙，用于控制干球进入所述布料板上的量。
6.如权利要求1-5任一项所述的条形冶炼炉的干球进料装置，其特征在于，所述布料板的上方设有用于防止氮气扩散的遮挡罩，所述遮挡罩的上沿与所述进料通道的边沿连接，以保证氮气对干球的保护。
7.如权利要求6所述的条形冶炼炉的干球进料装置，其特征在于，所述遮挡罩覆盖所述布料板的下沿，且所述遮挡罩的底部设有用于遮挡干球的运动轨迹的弧形遮挡板，以延长氮气与干球的接触时间。
8.如权利要求1所述的条形冶炼炉的干球进料装置，其特征在于，还包括配料斗，所述配料斗的底部与所述进料通道的上端连通，所述配料斗的底部设有阀门。
9.如权利要求8所述的条形冶炼炉的干球进料装置，其特征在于，还包括皮带秤，所述皮带秤的尾端设置于所述配料斗的正上方。
10.如权利要求2所述的条形冶炼炉的干球进料装置，其特征在于，所述气管上设有流量阀，用于控制进入所述进料通道的氮气的速度。
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