CN112539660B - 一种烧结点火炉在线微正压保温方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烧结点火炉在线微正压保温方法及系统，属于烧结领域，通过在烧结过程中，利用保温段下部风箱各蝶阀开度控制和保温段显热加热冷风循环风量控制，保持保温段内炉膛压力维持在微正压状态，确保保温段内温度在150‑350℃之间，并可利用表层烧结自显热加热冷空气至120℃。本发明整体采用PLC控制器进行自动控制，PLC控制器采集各温度传感器、风量测定仪器以及蝶阀执行器的信息进行分析处理，自动控制蝶阀和循环热风风量控制阀的开度，其中自动控制不仅可以控制保温段内炉膛压力，还能控制循环热风温度，保证保温期间温度的正常进行，从而达到控制保温段炉膛压力和炉内温度的目的。

Description

一种烧结点火炉在线微正压保温方法及系统

技术领域

本发明属于烧结领域，尤其涉及一种烧结点火炉在线微正压保温方法及系统。

背景技术

点火是烧结过程的开始，烧结点火的目的是将烧结机表层混合料中的固体燃料点燃，借助抽风机的作用将高温废气的热量从混合料表层向内部传递，使混合料中固体燃料持续燃烧，从而使烧结过程的一系列物理化学反应得以进行。

点火后利用烧结过程产生的热废气进行保温烧结能够使表层烧结料得到足够的热量，延长表层烧结矿粘结相生成的时间，同时有利于粘结相中铁酸钙系矿物的还原性和强度的增强。但是如果保温制度不完善就容易造成料层表面出现欠熔现象，烧结矿表面出现浮灰，产生大量返矿，从而导致烧结生产率降低、烧结矿冶金性能下降、烧结能耗升高。

烧结混合料点火后进入保温段进行保温，为强化保温效果现一般采用的是通入热风保温，但此种方式投资高且有含尘气体进入恶化了烧结透气性。另外，若未采用热风保温技术，在点火保温段易出现从台车两侧渗入冷空气，使得烧结表层烧结矿急速降温，造成烧结矿表面龟裂严重，致使点火后烧结料层透气性变化较大，影响烧结过程的稳定性。

发明内容

针对背景技术中的不足，本发明提供一种烧结点火炉在线微正压保温方法及系统，利用保温段下部风箱开度控制和保温段显热加热冷风循环风量控制，保持保温段内炉膛压力维持在微正压状态，确保保温段内温度在150-350℃之间，并可利用表层烧结自显热加热循环冷空气至120℃。

本发明解决技术问题的技术方案如下：

本发明一种烧结点火炉在线微正压保温方法，所述烧结点火炉包括点火段和保温段，所述烧结点火炉运行时，不间断往保温段喷吹循环热风，用于保温段的保温，所述微正压保温方法为，当保温段炉膛压力下降至负压状态，低于保温段内部温度的冷空气串入增多时，控制保温段下部风箱的蝶阀开启自动缓慢关闭动作并至风箱内部负压占烧结烟道总管负压的80％时停止蝶阀关闭动作，使得保温段炉膛呈现微正压状态，以降低冷空气串入的总量；同时，在保温段炉膛压力再次下降至负压状态时，按上述同样方式对保温段下部风箱的蝶阀进行操作，使得保温段炉膛再次恢复微正压状态，并以此操作方式维持保温段保持微正压状态，直至保温段下部风箱的蝶阀完全关闭。

进一步地，所述方法还包括：当保温段下部风箱处于关闭状态后，保温段炉膛压力下降至负压状态时，增大循环热风的风量，使得保温段炉膛压力恢复并维持在微正压状态。

进一步地，所述方法还包括：当保温段炉膛压力维持在微正压状态情况下，保温段炉膛温度下降至150℃之下时，继续增加循环热风风量，增加保温段炉膛内压力达到正压状态，恢复保温段内部温度稳定在150-300℃。

进一步地，所述方法还包括：当循环热风温度大于120℃时，降低循环热风风量，将保温段炉内压力降低至微正压状态，若此时循环热风温度仍大于120℃时，适当开启保温段下部风箱的蝶阀开度，使得保温段炉膛压力处于零压负值状态。

进一步地，所述微正压状态相对于保温段炉膛压力而言，即该保温段炉膛压力控制在3～-3kpa之间；所述保温段炉膛内压力达到正压状态，该正压状态为大于3kpa的压力；微负压为0～-6kpa之间的压力。

进一步地，若循环热风温度仍大于120℃时，将保温段下部风箱的蝶阀开度维持在10-30％开度。

本发明解决技术问题的另一技术方案如下：

本发明一种烧结点火炉在线微正压保温系统，所述烧结点火炉包括点火段和保温段，该烧结点火炉外侧设置有循环热风管，该循环热风管上连通设置有若干喷吹装置，各喷吹装置均贯穿点火段和保温段的顶部并伸入点火段和保温段内，所述系统包括控制器；所述保温段内部设置有保温段温度传感器和保温段压力传感器，其下部设置有若干风箱并共同接入烧结烟道总管，该烧结烟道总管内设置有烧结烟道压力传感器；每个所述风箱内部设置有风箱压力传感器，其下部设置有蝶阀，每个蝶阀上连接设置有一个用于控制该蝶阀开度的蝶阀执行器；所述循环热风管上设置有循环热风风量控制阀，其内侧设置有循环热风温度传感器和风量测定仪器；所述蝶阀执行器、保温段温度传感器、保温段压力传感器、循环热风温度传感器、烧结烟道压力传感器、循环热风风量控制阀和风量测定仪器分别通过线路接入控制器。

进一步地，该烧结点火炉的点火段处还设置有利用点火后的烧结矿表面温度进行冷空气预热的空气预热系统，该空气预热系统的出口与所述循环热风管相连通。

进一步地，所述控制器10为PLC。

相对于现有技术，本发明通过控制保温段下部风箱的蝶阀开度以及热风循环量的大小，达到保温段炉膛压力稳定控制，从而实现温度控制的目的，实现了现有技术空白。本发明整体采用PLC控制器进行自动控制，PLC控制器采集各温度传感器、风量测定仪器以及蝶阀执行器的信息进行分析处理，自动控制蝶阀和循环热风风量控制阀的开度，其中自动控制不仅可以控制保温段内炉膛压力，还能控制循环热风温度，保证保温期间温度的正常进行，从而控制保温段炉膛压力和炉内温度的目的。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明：

图1是本发明所述一种烧结点火炉在线微正压保温系统的简易结构示意图；

图中：1、烧结点火炉，2、保温段，3、风箱，4、蝶阀，5、蝶阀执行器，6、保温段温度传感器，7、保温段压力传感器，8、循环热风管，9、循环热风温度传感器，10、控制器，11、烧结烟道总管，12、烧结烟道压力传感器，13、循环热风风量控制阀，14、风量测定仪器，15、风箱压力传感器，16、点火段，17、喷吹装置。

具体实施方式

实施例1：

如图1所示，本发明一种烧结点火炉在线微正压保温方法，所述烧结点火炉包括点火段和保温段，在烧结过程中，根据烧结工艺中表层烧结矿保温要求，保温段内部的温度一般需要控制在150-350℃，所述烧结点火炉运行时，不间断往保温段喷吹循环热风以达到保温要求，所述烧结点火炉在线微正压保温方法为，当保温段炉膛压力下降至负压状态，低于保温段内部温度的冷空气串入增多时，控制保温段下部风箱的蝶阀开启自动缓慢关闭动作并至风箱内部负压占烧结烟道总管负压的80％时停止蝶阀关闭动作，使得保温段炉膛呈现微正压状态，以降低冷空气串入的总量；同时，在保温段炉膛压力再次下降至负压状态时，按上述同样方式对保温段下部风箱的蝶阀进行操作，使得保温段炉膛再次恢复微正压状态，并以此操作方式维持保温段保持微正压状态，直至保温段下部风箱的蝶阀完全关闭。本实施例中，所述的微正压状态相对于保温段炉膛膛压而言，也即将该保温段炉膛压力控制在3～-3kpa之间。本例中，为使得保温段炉膛压力维持在微正压状态，可以通过PLC采集保温段炉膛的压力值、风箱内部压力测量值以及烧结烟道总管的压力值并分析，然后对保温段下部风箱的蝶阀的开度进行自动控制，以使得保温段炉膛压力维持在微正压的状态。

在本实施例中，所述烧结点火炉在线微正压保温方法还包括：当通过上述为维持保温段微正压状态而对保温段下部风箱蝶阀的不断操作并在保温段下部风箱处于关闭状态后，保温段炉膛压力下降至负压状态时，此时，增大循环热风的风量，使得保温段炉膛压力恢复并维持在微正压状态，该微正压状态可通过对保温段压力传感器等测定的数值分析得出。

在本实施例中，所述烧结点火炉在线微正压保温方法还包括：当保温段炉膛压力维持在微正压状态情况下，保温段炉膛温度下降至150℃之下时(烧结工序中保温段内部温度一般需要稳定在150-300℃)，继续增加循环热风风量，增加保温段炉膛内压力达到正压状态，恢复保温段内部温度稳定在150-300℃。

在本实施例中，所述烧结点火炉在线微正压保温方法还包括：当循环热风温度大于120℃时，降低循环热风风量，将保温段炉内压力降低至微正压状态，若此时循环热风温度仍大于120℃时，适当开启保温段下部风箱的蝶阀开度，使得保温段炉膛压力处于零压负值状态，也即零压、负压或微负压状态。进一步地，若循环热风温度仍大于120℃时，将保温段下部风箱的蝶阀开度维持在10-30％开度。

本例中，所述微正压状态相对于保温段炉膛压力而言，即该保温段炉膛压力控制在3～-3kpa之间；所述保温段炉膛内压力达到正压状态，该正压状态为大于3kpa的压力；微负压为0～-6kpa之间的压力。

实施例2：

如图1所示，本发明一种烧结点火炉在线微正压保温系统，所述烧结点火炉1包括点火段16和保温段2，该烧结点火炉1外侧设置有循环热风管8，该循环热风管8上连通设置有若干喷吹装置17，各喷吹装置17均贯穿点火段16和保温段2的顶部并伸入点火段16和保温段2内，用于向点火段和保温段喷吹循环热风，所述烧结点火炉在线微正压保温系统包括控制器10，所述控制器10可以为PLC或其它控制装置，用于对整个烧结点火炉在线微正压保温系统各类温度、压力及风量等信息的检测与分析，并根据分析结果对各相应的蝶阀及循环热风风量控制阀等进行控制，使得保温段处于微正压状态，以确保烧结过程的稳定性；所述保温段2内部设置有保温段温度传感器6和保温段压力传感器7，该保温段温度传感器6和保温段压力传感器7分别用于测量保温段2内的温度和压力，其下部设置有若干风箱3并共同接入烧结烟道总管11，该烧结烟道总管11内设置有烧结烟道压力传感器12，用于测量烧结烟道总管11的压力；每个所述风箱3内部设置有用于检测风箱压力的风箱压力传感器15，其下部设置有蝶阀4，每个蝶阀4上连接设置有一个用于控制该蝶阀4开度的蝶阀执行器5；所述循环热风管8上设置有循环热风风量控制阀13，该循环热风风量控制阀13用于控制向保温段2送入循环热风，其内侧设置有循环热风温度传感器9和风量测定仪器14，分别用于测量循环热风管8内的温度和风量信息；所述蝶阀执行器5、保温段温度传感器6、保温段压力传感器7、循环热风温度传感器9、烧结烟道压力传感器12、循环热风风量控制阀13和风量测定仪器14分别通过线路接入控制器10。

本实施例中，该烧结点火炉1的点火段16处还设置有空气预热系统(该空气预热系统为常见的热交换系统，附图未视出)，该空气预热系统的出口与所述循环热风管8相连通，利用点火段的点火后的烧结矿表面温度进行空气预热系统内的冷空气预热，并从循环热风管输出变为循环热风，最后往保温段进行喷吹，以满足保温段保温的要求。

应用时，当烧结开始后，通过控制器10持续采集各蝶阀执行器5、保温段温度传感器6、保温段压力传感器7、循环热风温度传感器9、烧结烟道压力传感器12和风量测定仪器14的信息并分析保温段2、各风箱3上的蝶阀4以及循环风管8所处的状态，同时冷空气在点火段经空气预热系统预热后进行循环热风管8并向保温段2进行喷吹，以便于保温段温度的要求，当保温段2内内部的温度维持在150-350℃时且保温段2的膛压没有为负压时，控制器10不对各蝶阀执行器5以及循环热风风量控制阀13等作出控制；当保温段2炉膛压力下降至负压状态时，低于保温段2内部温度的冷空气串入增多，此时通过控制器10发送指令给各蝶阀执行器5，控制保温段2下部各风箱3的蝶阀4开启自动缓慢关闭动作并至风箱内部负压占烧结烟道总管11负压的80％左右时停止各蝶阀4的关闭动作，使得保温段2炉膛呈现微正压状态，以降低冷空气串入的总量；同时，在保温段2炉膛压力再次下降至负压状态时，按上述同样方式通过控制器10对保温段2下部风箱3的蝶阀4进行操作，使得保温段2炉膛再次恢复微正压状态，并以此操作方式自动维持保温段2保持微正压状态，直至保温段2下部风箱3的蝶阀4完全关闭；当各蝶阀4完全关闭，控制器10再次根据采集的信息分析出保温段2炉膛压力再次下降至负压状态时，此时，控制器10控制循环热风风量控制阀13增加开度，通过增大通向保温段2炉膛的循环热风的风量，使得保温段2炉膛压力恢复并维持在微正压状态，在保温段2内部温度150-300℃范围内并在该温度逐渐降低过程中，可通过控制器10逐步增加循环热风风量控制阀13的开度，以逐渐增大送入保温段2的循环热风风量，使得保温段2压力维持在微正压状态，该过程通过控制器10通过采集的保温段炉膛的温度和压力信息以及循环热风管8的风量信息对循环热风风量控制阀13的开度进行自动控制；当保温段炉膛压力维持在微正压状态情况下，保温段炉膛温度下降至150℃之下时，通过控制器10控制循环热风风量控制阀13继续逐步增加开度以增加通向保温段2炉膛的循环热风风量，并增加保温段炉膛内压力达到正压状态，恢复保温段2内部温度稳定在150-300℃，此过程同样通过控制器10通过采集的保温段炉膛的温度和压力信息以及循环热风管8的风量信息对循环热风风量控制阀13的开度进行自动控制；当向保温段2炉膛增加的循环热风温度大于120℃时，控制器10控制循环热风风量控制阀13减小开度以降低循环热风风量，将保温段炉内压力降低至微正压状态，若此时循环热风温度仍大于120℃时，可通过控制器10向蝶阀执行器5发送指令，适当开启保温段2下部风箱3的蝶阀4开度，以控制循环热风温度的温度，使得保温段炉膛压力处于零压负值状态，确保保温段烧结过程的稳定进行。

以上仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种烧结点火炉在线微正压保温方法，所述烧结点火炉包括点火段和保温段，所述烧结点火炉运行时，不间断往保温段喷吹循环热风，其特征在于，所述不间断往保温段喷吹的循环热风为热空气；当保温段炉膛压力下降至负压状态，低于保温段内部温度的冷空气串入增多时，控制保温段下部风箱的蝶阀开启自动缓慢关闭动作并至风箱内部负压占烧结烟道总管负压的80％时停止蝶阀关闭动作，使得保温段炉膛呈现微正压状态，以降低冷空气串入的总量；同时，在保温段炉膛压力再次下降至负压状态时，按上述同样方式对保温段下部风箱的蝶阀进行操作，使得保温段炉膛再次恢复微正压状态，并以此操作方式维持保温段保持微正压状态，直至保温段下部风箱的蝶阀完全关闭；当保温段下部风箱处于关闭状态后，保温段炉膛压力下降至负压状态时，增大循环热风的风量，使得保温段炉膛压力恢复并维持在微正压状态；当保温段炉膛压力维持在微正压状态情况下，保温段炉膛温度下降至150℃之下时，继续增加循环热风风量，增加保温段炉膛内压力达到正压状态，恢复保温段内部温度稳定在150-300℃；当循环热风温度大于120℃时，降低循环热风风量，将保温段炉内压力降低至微正压状态，若此时循环热风温度仍大于120℃时，适当开启保温段下部风箱的蝶阀开度，使得保温段炉膛压力处于零压负值状态；所述微正压状态相对于保温段炉膛压力而言，即该保温段炉膛压力控制在3～-3kpa之间；

所述保温段炉膛内压力达到正压状态，该正压状态为大于3kpa的压力；若循环热风温度仍大于120℃时，将保温段下部风箱的蝶阀开度维持在10-30％开度。

2.根据权利要求1所述的一种烧结点火炉在线微正压保温方法，其特征在于，所述不间断往保温段喷吹的循环热风为通过点火段烧结矿表面自显热预热的冷空气。

3.一种烧结点火炉在线微正压保温系统，所述烧结点火炉(1)包括点火段(16)和保温段(2)，该烧结点火炉(1)外侧设置有循环热风管(8)，该循环热风管(8)上连通设置有若干喷吹装置(17)，各喷吹装置(17)均贯穿点火段(16)和保温段(2)的顶部并伸入点火段(16)和保温段(2)内，其特征在于，所述烧结点火炉(1)的点火段(16)处还设置有利用点火后的烧结矿表面温度进行冷空气预热的空气预热系统，该空气预热系统的出口与所述循环热风管(8)相连通；所述系统包括控制器(10)；所述保温段(2)内部设置有保温段温度传感器(6)和保温段压力传感器(7)，其下部设置有若干风箱(3)并共同接入烧结烟道总管(11)，该烧结烟道总管(11)内设置有烧结烟道压力传感器(12)；每个所述风箱(3)内部设置有风箱压力传感器(15)，其下部设置有蝶阀(4)，每个蝶阀(4)上连接设置有一个用于控制该蝶阀(4)开度的蝶阀执行器(5)；所述循环热风管(8)上设置有循环热风风量控制阀(13)，其内侧设置有循环热风温度传感器(9)和风量测定仪器(14)；所述蝶阀执行器(5)、保温段温度传感器(6)、保温段压力传感器(7)、循环热风温度传感器(9)、烧结烟道压力传感器(12)、循环热风风量控制阀(13)和风量测定仪器(14)分别通过线路接入控制器(10)。

4.根据权利要求3所述的一种烧结点火炉在线微正压保温系统，其特征在于，所述控制器(10)为PLC。