CN113003957B - 一种菱镁矿轻烧用大型桥式竖窑 - Google Patents

Abstract

本发明属于窑炉技术领域，具体涉及一种菱镁矿轻烧用大型桥式竖窑，其特征在于，窑体的顶部设有上圈梁，底部设有下圈梁，预热带内设有烟气导出桥，煅烧带内设有耐高温桥、冷却带内设有冷风导入桥，烟气导出桥、耐高温桥和冷风导入桥的桥体结构均相同，且均与带有中心通道的中心立柱相连接，桥体包括一全整体的桥身和两段横向支撑，一段横向支撑的两端分别与一侧窑壁和中心立柱相连接，另一段横向支撑的两端分别与另一侧窑壁和中心立柱相连接，桥身跨过中心立柱安装在两个横向支撑上，桥身为整体预制结构，中心立柱上与桥身相接处设有左右贯通的通道。本发明的有益效果是：通过左右横向支撑以及多个横向支撑的排列，实现了桥式竖窑的大型化。

Description

一种菱镁矿轻烧用大型桥式竖窑

技术领域

本发明属于窑炉技术领域，具体涉及一种菱镁矿轻烧用大型桥式竖窑。

背景技术

作为高耗能行业的镁质材料行业，菱镁矿的煅烧工艺是氧化镁产品领域不可跨越的一道重要工艺，菱镁矿轻烧生产工艺是镁质材料产业下游生产的基础性工序，也是非常重要的一项工序，煅烧所生产的轻烧氧化镁是中档镁砂、高档镁砂和电熔镁砂制备过程中的中间产品，菱镁矿轻烧产品的优劣直接影响下游镁质耐火材料、镁质建筑材料、镁质化工产业产业的后续产品质量，因此对于菱镁矿轻烧设备的研究与产业化一直是业内专家学者以及企业工程技术人员关注的工序过程，菱镁矿煅烧所需设备及煅烧工艺技术直接影响了镁质材料产业的高质量发展和健康发展。

菱镁矿轻烧生产普遍采用轻烧反射窑、悬浮窑、多层炉、闪速焙烧炉、回转窑、竖窑等窑炉，各类窑炉特点不同，然而受到诸多因素的影响，各类窑炉均不同程度存在一定的缺点，如反射窑产量小、自动化程度低；悬浮窑的需原料只能针对浮选精矿、尾矿、粉矿等原料；多层炉造价高、能耗好；回转窑投资及控制难度大等问题。综合传统竖窑方式生产轻烧氧化镁，桥式竖窑具有投资少、见效快、操作简单等优势得到产业企业的广泛认可，其基本原料通过桥式结构将外燃室所形成的高温烟气通过桥底通道进入到窑内，热烟气与桥底通道两侧物料实现均匀换热，向窑顶扩散，对预热层物料进行预热，实现能耗降低，节能高效的特点，因此桥式竖窑得以在菱镁产业广泛应用，然而桥式竖窑往往受到桥体材料及结构的影响，不能做到大型化，而且桥体长期受到高温高压及冲刷作用，往往出现损毁，寿命降低的问题，限制了桥式竖窑的更为广泛的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种菱镁矿轻烧用大型桥式竖窑，克服现有技术的不足，在左侧窑壁和右侧窑壁之间设有带中心通道的中心立柱，各层窑体彼此相互支撑，增大桥式竖窑的有效容积，实现桥式竖窑的大型化，而且桥体长期受到高温高压及冲刷作用，往往出现损毁，寿命降低的问题，限制了桥式竖窑的更为广泛的应用，各层窑体之间的中心立柱居中设有气体通道，可根据窑内热工制度情况通入热烟气和冷空气进行各工艺区间的温度调节，有利于窑体的稳定性和连接强度，并可灵活控制工艺条件，提高烧结效率和质量。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种菱镁矿轻烧用大型桥式竖窑，包括窑体，窑体包括前窑壁、后窑壁、左侧窑壁、右侧窑壁、烟气管道、燃烧器、燃气管道、助燃空气管道和冷空气管道，窑体内由上至下分布有预热带、煅烧带和冷却带，其特征在于，窑体的顶部设有上圈梁，底部设有下圈梁，预热带内设有烟气导出桥，煅烧带内设有耐高温桥、冷却带内设有冷风导入桥，所述烟气导出桥、耐高温桥和冷风导入桥的桥体结构均相同，且均与带有中心通道的中心立柱相连接，所述桥体包括一全整体的桥身和两段横向支撑，一段横向支撑的两端分别与一侧窑壁和中心立柱相连接，另一段横向支撑的两端分别与另一侧窑壁和中心立柱相连接，桥身跨过中心立柱安装在两个横向支撑上，所述桥身为整体预制结构，所述中心立柱上与桥身相接处设有左右贯通的通道。

所述上圈梁的上方设有上料仓，下圈梁的下方设有下料仓。

所述上料仓和/或下料仓以中心立柱为界分为两个料仓。

所述桥身的底部设有通道，所述通道与左右两侧窑壁上的通道形状部分吻合。

所述横向支撑为中空的U形预制结构，两端高中间窄，在其侧壁上根据侧壁尺寸由大到小分布有若干孔洞。

所述通道为圆形通道或矩形通道。

所述圆形通道的尺寸直径为50-100mm。

所述烟气导出桥、耐高温桥和冷风导入桥沿窑体的长度方向排列4~24个；所述中心立柱在窑体的宽度方向设置2-12个。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1）通过左右横向支撑的设置，增大了左右窑壁间的宽度，通过多个横向支撑的排列，增加了前后窑壁之间的长度，有效增大了桥式竖窑的有效容积，实现了桥式竖窑的大型化；

2）通过横向支撑、中间立柱和整体桥身的设计，分体与整体相结合，增加竖窑内部整体性和安全性，提高了大型桥式竖窑的使用寿命；

3）通过窑内设置带有中心通道的中间立柱，将窑内冷却空气热交换所形成的热空气以及煅烧带所形成的热烟气导入到预热带中，创新了热空气与热烟气的传输方式，热效率显著提高，有效保障能耗。

附图说明

图1是本发明实施例结构示意图；

图2是本发明实施例中的前窑壁隐藏状态结构示意图；

图3是本发明实施例中的窑体结构示意图；

图4是本发明实施例中的桥体结构示意图；

图5是图4的爆炸图。

图中：1-上料仓、2-上圈梁、3-前窑壁、4-后窑壁、5-左侧窑壁、6-右侧窑壁、7-下圈梁、8-下料仓、9-烟气管道、10-燃烧器、11-燃气管道、12-助燃空气管道、13-冷空气管道、14-烟气导出桥、15-耐高温桥、16-冷风导入桥、17-中心立柱、18-通道、19-孔洞、20-桥身、21-横向支撑。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

见图1－图5，是本发明一种菱镁矿轻烧用大型桥式竖窑实施例结构示意图，包括窑体，窑体包括前窑壁3、后窑壁4、左侧窑壁5、右侧窑壁6、烟气管道9、燃烧器10、燃气管道11、助燃空气管道12和冷空气管道13，窑体内由上至下分布有预热带、煅烧带和冷却带，预热带的窑体上设有烟气管道9，煅烧带的窑体上设有燃烧器10、燃气管道11、助燃空气管道12，冷却带的窑体上设有冷空气管道13。

对于大型竖窑，为了提高窑体的强度，窑体的顶部设有上圈梁2，底部设有下圈梁7，预热带内设有烟气导出桥14，煅烧带内设有耐高温桥15、冷却带内设有冷风导入桥16，烟气导出桥14、耐高温桥15和冷风导入桥16的桥体结构均相同，且均与带有中心通道的中心立柱17相连接。

以耐高温桥15为例，桥体包括一全整体的桥身20和两段横向支撑21，一段横向支撑21的两端分别与一侧窑壁和中心立柱17相连接，另一段横向支撑21的两端分别与另一侧窑壁和中心立柱17相连接，桥身20跨过中心立柱17安装在两个横向支撑21上，桥身20为整体预制结构，中心立柱17上与桥身20相接处设有左右贯通的通道18。上圈梁2的上方设有上料仓1，下圈梁7的下方设有下料仓8。上料仓1和/或下料仓8以中心立柱17为界分为两个料仓。桥身20的底部设有通道18，通道18与左侧窑壁5和右侧窑壁6上的通道形状部分吻合，实施例中，桥身20的底部的通道18为半圆形。圆形通道的尺寸直径为50-100mm。横向支撑21为中空的U形预制结构，两端高中间窄，在其侧壁上根据侧壁尺寸由大到小分布有若干孔洞19，孔洞用来作为高温热烟气的流道。

烟气导出桥14、耐高温桥15和冷风导入桥16沿窑体的长度方向排列4~24个；中心立柱17在窑体的宽度方向设置2-12个。增大了左右窑壁间的宽度，通过多个横向桥体的排列，增加了前后窑壁之间的长度，有效增大了桥式竖窑的有效容积，实现了桥式竖窑的大型化。横向支撑、中间立柱和整体桥身增加了竖窑内部整体性和安全性，提高了大型桥式竖窑的使用寿命；中间立柱将窑内冷却空气热交换所形成的热空气以及煅烧带所形成的热烟气导入到预热带，热空气与热烟气的传输方式被优化了，热效率显著提高，所以能有效保障能耗。

本发明菱镁矿轻烧用大型桥式竖窑的施工过程如下：

（1）在竖窑基础的上方浇注预制方型的下圈梁，下圈梁面积根据竖窑容积以及前窑壁、后窑壁、左窑壁和右窑壁长度及内部桥体的设计数量所决定，竖窑内部桥体中心立柱17在窑体的宽度方向设置2-12个，沿窑体的长度方向排列4-24个，窑体的宽度方向在2-4米范围；

（2）在下圈梁7左右两侧窑壁及中心立柱17设置冷风导入桥16，冷风导入桥分为桥身20和两个横向支撑21，左侧桥的两个横向支撑两端分别与左侧窑壁和带有中心通道的中心立柱17相连接，右侧桥的两个横向支撑21分别与右侧窑壁6和带有中心通道的中心立柱相连接，下部带有半圆通道的桥身20安装在两个横向支撑上方，桥身20采用整体预制设计，横贯整个左右窑壁，桥身下半圆通道并与左右两侧窑壁的上半圆通道相对，形成一个直径为50-100mm的圆形冷空气通道；

（3）在冷却带C窑壁砌筑耐火材料的基础上，竖直方向砌筑2-5米后进入到煅烧耐火材料砌筑工序，煅烧带设置燃烧器，燃烧器安装在桥身下半圆通道与左右两个窑壁的的上半圆通道所形成的的圆形通道内，耐高温桥分为桥身20和两个横向支撑21，左侧桥的两个横向支撑两端分别与左侧窑壁5和带有中心通道的中心立柱相连接，右侧桥的两个横向支撑分别与右侧窑壁6和带有中心通道的中心立柱相连接，下部带有半圆通道的桥身20安装在两个横向支撑上方，桥身采用整体预制设计，横贯整个大型桥式窑左右窑壁，桥身下半圆通道并与左右两侧窑壁的上半圆通道相对，形成一个直径为50-100mm的圆形通道；

（4）在煅烧带B窑壁砌筑耐火材料的基础上，竖直方向再砌筑2-5米后进入到预热带耐火材料砌筑工序，预热带设置预热带抽风装置，预热带抽风装置安装在桥身下半圆通道与左右两个窑壁的的上半圆通道所形成的的圆形通道内，耐高温桥分为桥身20和两个横向支撑21，左侧桥的两个横向支撑两端分别与左侧窑壁5和带有中心通道的中心立柱相连接，右侧桥的两个横向支撑分别与右侧窑壁6和带有中心通道的中心立柱相连接，下部带有半圆通道的桥身20安装在两个横向支撑21的上方，桥身20采用整体预制设计，横贯整个左右窑壁，桥身下半圆通道并与左右两侧窑壁的上半圆通道相对，形成一个直径为50-100mm的圆形通道用于预热带烟气排出；

（5）预热带A上方设置上圈梁2，将前窑壁3、后窑壁4、左侧窑壁5、右侧窑壁6进行整体性加固，并在上圈梁2基础上安装上料仓1，上料仓1采用横向纵深设计。

本发明大型菱镁矿轻烧用大型竖窑的运行步骤如下：

（1）菱镁矿块矿通过上料仓进入窑内，受重力作用进入到预热带A，与通过料层扩散以及通过中心立柱17的中心通道所导入的热烟气进行热交换，中心孔道的热烟气是煅烧带所形成的热烟气通过通道18导入到中心孔道的；

（2）预热后的菱镁矿物料继续向下移动进入煅烧带B，与煅烧带的桥体15下部通道所形成的高温烟气进行强烈热交换，并形成轻烧氧化镁制品，煅烧带桥体下部通道与左右窑壁通道相连，外置燃烧器将来之于燃气管道和助燃空气管道的燃气与空气进行燃烧，并注入窑内，通过桥体下方向两侧扩散；

（3）轻烧后氧化镁制品继续向下移动进入冷却带C，与冷却带的桥体16下部通道冷空气进行热交换，冷空气将炙热的轻烧氧化镁冷却后变成热空气进入到煅烧带，部分作为助燃空气，部分进入到中心立柱的中心通道进入到预热带用于预热冷矿石物料；

（4）冷却后的轻烧氧化镁制品进入到下料仓8，通过出料装置出料至成品库。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

以上实施例仅是为详细说明本发明的目的、技术方案和有益效果而选取的具体实例，但不应该限制发明的保护范围，凡在不违背本发明的精神和原则的前提下，所作的种种修改、等同替换以及改进，均应落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种菱镁矿轻烧用大型桥式竖窑，包括窑体，窑体包括前窑壁、后窑壁、左侧窑壁、右侧窑壁、烟气管道、燃烧器、燃气管道、助燃空气管道和冷空气管道，窑体内由上至下分布有预热带、煅烧带和冷却带，其特征在于，窑体的顶部设有上圈梁，底部设有下圈梁，预热带内设有烟气导出桥，煅烧带内设有耐高温桥、冷却带内设有冷风导入桥，所述烟气导出桥、耐高温桥和冷风导入桥的桥体结构均相同，且均与带有中心通道的中心立柱相连接，所述桥体包括一全整体的桥身和两段横向支撑，一段横向支撑的两端分别与一侧窑壁和中心立柱相连接，另一段横向支撑的两端分别与另一侧窑壁和中心立柱相连接，桥身跨过中心立柱安装在两个横向支撑上，所述桥身为整体预制结构，所述中心立柱上与桥身相接处设有左右贯通的通道；所述桥身的底部设有通道，所述通道与左右两侧窑壁上的通道形状部分吻合；所述横向支撑为中空的U形预制结构，两端高中间窄，在其侧壁上根据侧壁尺寸由大到小分布有若干孔洞。

2.根据权利要求1所述的一种菱镁矿轻烧用大型桥式竖窑，其特征在于，所述上圈梁的上方设有上料仓，下圈梁的下方设有下料仓。

3.根据权利要求2所述的一种菱镁矿轻烧用大型桥式竖窑，其特征在于，所述上料仓和/或下料仓以中心立柱为界分为两个料仓。

4.根据权利要求1所述的一种菱镁矿轻烧用大型桥式竖窑，其特征在于，所述通道为圆形通道或矩形通道。

5.根据权利要求4所述的一种菱镁矿轻烧用大型桥式竖窑，其特征在于，所述圆形通道的尺寸直径为50-100mm。

6.根据权利要求1所述的一种菱镁矿轻烧用大型桥式竖窑，其特征在于，所述烟气导出桥、耐高温桥和冷风导入桥沿窑体的长度方向排列4~24个；所述中心立柱在窑体的宽度方向设置2-12个。

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