CN114061314B - 一种烧结混合料高效布料系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种烧结混合料高效布料系统，涉及烧结工艺技术领域。该烧结混合料高效布料系统，包括梭式皮带、梭式小车、纵向布料小皮带、混合料仓、梭式小车限位及梭式皮带变频控制系统、DCS控制系统、混合料仓、仓顶反射板和清扫器装置、混合料仓分区圆辊给料装置和多辊布料器、以及混合料仓仓位检测装置。该烧结混合料高效布料系统，解决了现有技术中烧结机混合料仓难以实现良好的横向均匀布料的技术问题，使烧结混合料在布料宽度方向上的粒度分布均匀，一方面保证了沿台车宽度方向上烧结料的性质均匀，另一方面保证了沿台车高度方向上烧结料粒度分布和燃料分布的合理，改善料层透气性，使得厚料层烧结充分利用料层的自动蓄热作用。

Description

一种烧结混合料高效布料系统
技术领域
本发明涉及烧结工艺技术领域，具体为一种烧结混合料高效布料系统。
背景技术
烧结作为高炉炼铁的重要工序，存在能耗较高、CO2排放量大、返矿率高等问题，为了进一步改善烧结矿的产质量指标，同时达到节能减排的效果，超厚料层烧结技术得到了推广与应用。因为烧结料层越厚，料层的自动蓄热能力越强，能量利用效率越高，烧结固体燃耗越低，烧结成品率提高，烧结矿质量改善。
然而采用超厚料层烧结技术后，随着烧结厂对烧结料层厚度的不断提高，由于料层的自动蓄热作用，气流阻力变大，料层透气性变差，燃烧带变宽，且燃料也得不到合理的分配。从而导致固体燃料的浪费，以及造成烧结料上部欠烧，下部过熔，烧结过程透气性和产质量指标反而下降，因此，需要适当调整烧结混合料中碳的分布，即进行适当的碳偏析。
烧结料中不同粒度的颗粒中的化学成分和固定碳的含量不同，粗粒度中含碳量低，细粒度中含碳量高，因而可以通过混合料粒度的偏析分布，达到含碳量的合理分布，可以最有效的利用烧结热能。此外偏析布料是改善烧结料层透气性必不可少的工艺技术，它是基于“相同粒度分布于相同水平上，其孔隙度最大”的原理来增大料层孔隙度，使烧结混合料粒度沿台车面自上而下逐步变粗，来实现料层透气性的总体改善。
最理想的烧结偏析布料效果是：1)沿台车高度方向，上、中、下粒度分布合理，即细粒度在上，粗粒度在下，含碳量从上往下递减。2)沿台车宽度方向，使混合料在粒度、化学成分及水分等均匀分布，料面平整，并有一定的松散性，防止产生堆积或压料现象，保证混合料具有均匀的透气性。
烧结偏析布料工艺可为烧结料层热能的合理利用以及烧结矿质量均匀稳定生产提供有效途径，稳定的料层厚度和合理的偏析效果保证了厚料层烧结生产的稳定和顺利进行，一方面保证了沿台车宽度方向上烧结料的性质均匀，另一方面保证了沿台车高度方向上烧结料粒度分布和燃料分布的合理，改善料层透气性，使得厚料层烧结充分利用料层的自动蓄热作用，提高料层上部强度并使下部不致过熔，对改善烧结矿产质量和节能减排具有重大意义。
国内外烧结混合料偏析布料方法可分为：反射板、磁辊布料、九辊布料、筛子型布料、双层布料及气流布料等，但都存在一定的局限性，实际效果并不令人十分满意。磁辊布料器只适用于以磁铁矿为主要成分的混合料，对其它矿石则效果不明显，且磁场强度不易过大，否则会使聚集的料层与辊面产生相对移动，靠近辊面的料层内料粒产生破碎，导致细粒度增多，反而影响透气性。反射板布料设备简单，但要求圆辊布料器与料面有较高的距离，且易粘料。筛子型布料器在混合料水分控制不严时，易使筛孔堵死。气流布料是利用粗细不同的颗粒分别在不同气流速度下保持相对静止进行偏析布料的，因此要求混合料粒度组成必须保持相对稳定，否则气流速度无法控制，就会影响偏析效果。
目前国内烧结厂普遍采用圆辊给料机和九辊布料器作为烧结偏析布料系统，通过变频器控制圆辊和九辊转速，在一定程度上解决了粘料和烧结台车料面不平整均匀等问题，但针对超厚料层烧结存在的以上缺陷，圆辊和九辊联合布料方式对于料层垂直方向上的粒度偏析效果不明显，难以解决物料有效偏析的问题。同时传统的混合料布料系统存在混合料在宽度方向上不合理偏析，易导致宽度方向上透气性以及垂直烧结速度不均衡一致，进而影响到烧结矿的产质量。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种烧结混合料高效布料系统，解决了目前国内烧结厂普遍采用圆辊给料机和九辊布料器作为烧结偏析布料系统，通过变频器控制圆辊和九辊转速，在一定程度上解决了粘料和烧结台车料面不平整均匀等问题，但针对超厚料层烧结存在的以上缺陷，圆辊和九辊联合布料方式对于料层垂直方向上的粒度偏析效果不明显，难以解决物料有效偏析的问题。同时传统的混合料布料系统存在混合料在宽度方向上不合理偏析，易导致宽度方向上透气性以及垂直烧结速度不均衡一致，进而影响到烧结矿的产质量的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种烧结混合料高效布料系统，包括梭式皮带、梭式小车、纵向布料小皮带、混合料仓、梭式小车限位及梭式皮带变频控制系统、DCS控制系统、混合料仓、仓顶反射板和清扫器装置、混合料仓分区圆辊给料装置和多辊布料器、以及混合料仓仓位检测装置；
所述烧结混合料经梭式皮带进料漏斗给至梭式皮带上，在经过梭式皮带出料漏斗，将烧结混合料经混合料仓给料小皮带给至烧结混合料仓，并通过梭式小车的来回往复运行实现烧结混合料仓的横向布料，梭式皮带、梭式皮带出料漏斗以及混合料仓给料小皮带通过框架支撑及装置支撑在梭式小车上，能够随梭式小车一同进行来回往复运行；
所述梭式小车位于混合料仓的一侧，且通过与梭式皮带呈垂直设置的混合料仓给料小皮带完成向混合料仓顶部边缘处的反射板及清扫器上进行布料，布料系统的梭式皮带的传动方式为变频方式，且设有测速传感器，并通过变频器进行调整其实际运行速度，使得梭式皮带上的物料流量基本一致，从而实现混合料仓内物料横向布料的均匀性，梭式小车位于混合料仓的一侧，且通过与梭式皮带呈垂直设置的混合料仓给料小皮带完成向混合料仓顶部边缘处的反射板及清扫器上进行布料，以此改变了向混合料仓内布料进料的角度，从而消除传统布料方式下烧结混合料在混合料仓内横向方向上的不良偏析以及不均衡的现象，其中具体操作如下：
正常生产时梭式小车由近点限位向远点限位前进的速度为V前(米/秒)；到达远点限位后停留t1秒；自远点限位向近点限位后移的速度为V后(米/秒)；达到近点限位后停留t2秒后再进入下一轮的循环运行。设在限位位置停留时的梭式皮带的运行速度与混合料仓给料小皮带的运行速度一致，设为V0(米/秒)，此时梭式皮带对应的的频率为HZ0，且上述V前和V后远小于V0。
当梭式小车达到近点限位装置触发停车并达到设定停留时间t2秒后，开始向远点限位位置运行。此时通过变频器对梭式皮带的变频电机运行频率进行调整至HZ前′，使得调整后梭式皮带的运行速度V前′满足V前′+V前＝V0；则此时梭式皮带的物料流量与其停留时间内的皮带上的物料流量一致。则此时梭式皮带的运行赫兹数HZ前′＝(V0-V前)*HZ0/V0。
当梭式小车达到远点限位装置触发停车并达到设定停留时间t1秒。在此时段内，当梭式皮带的运行频率调整至HZ0，也即此时段内梭式皮带的运行速度恢复至V0。
当上述停车并达到设定停留时间t1秒后，则有DCS控制系统控制梭式小车开始换向向近点限位位置运行。此时通过变频器对梭式皮带的变频电机运行频率进行调整至HZ后′，使得调整后梭式皮带的运行速度V后′满足V后′-V后＝V0；则此时梭式皮带的物料流量与其停留时间内的皮带上的物料流量一致。则此时梭式皮带的运行赫兹数HZ后′＝(V0+V前)*HZ0/V0。
当梭式小车达到近点限位装置触发停车并达到设定停留时间t2秒。在此时段内，当梭式皮带的运行频率调整至HZ0，也即此时段内梭式皮带运行速度恢复至V0；
近点以及远点的限位装置、及其对应的停留时间可根据现场实际情况进行优化设置；
混合料在反射板及清扫器上的偏析作用，在其落下轨迹的行程中自然形成烧结混合料在混合料仓内的第一次偏析。即远离反射板及清扫器一侧的混合料仓右下仓体及其上部的物料为大颗粒比例较为富集的区域；而靠近反射板及清扫器一侧的混合料仓左下仓体及其上部的物料为细颗粒比例相对富集的区域；混合料仓左、右下仓体分别通过对应的给料闸门、右侧圆辊给料装置以及右侧多辊布料装置向烧结台车上进行二次偏析布料，且大颗粒比例较为富集的物料上布至烧结台车的中下部位置，而细颗粒相对富集的物料布至烧结台车的上中部位置；
可分别调整混合料仓左、右下仓体的下方的给料闸门的开度和圆辊给料装置转速，来调整两侧的给料量，使得烧结台车上的布料高度满足生产时的料层设定高度，同时兼顾左右两个雷达料位计的示值差异始终小于某一固定的最小值，确保左右两侧的仓体的料位降速相对均衡，来保证左右两侧仓体的混合料的偏析大致比例程度不因两侧下料失衡而发生较大的改变。上述控制可以在DCS控制系统中实现联锁自动调整控制；
反射板及清扫器13的角度可在35°-75°的范围内进行调整，其调整的角度可保证进入混合料仓左下和右下仓体1的料量基本均衡。
(三)有益效果
本发明提供了一种烧结混合料高效布料系统。具备以下有益效果：
该烧结混合料高效布料系统，解决了现有技术中烧结机混合料仓难以实现良好的横向均匀布料的技术问题，使烧结混合料在布料宽度方向上的粒度分布均匀。同时通过反射板促进烧结混合料在混合料仓内的合理偏析，再通过对混合料仓内的偏析物料进行二次偏析布料，一方面保证了沿台车宽度方向上烧结料的性质均匀，另一方面保证了沿台车高度方向上烧结料粒度分布和燃料分布的合理，改善料层透气性，使得厚料层烧结充分利用料层的自动蓄热作用，提高料层上部强度并使下部不致过熔，对改善烧结矿产质量和节能减排具有重大意义。
附图说明
图1为本发明结构侧视图；
图2为本发明结构示意图。
图中：1.梭式皮带进料漏斗，2.梭式皮带，3.梭式皮带出料漏斗，4.混合料仓给料小皮带，5.框架支撑及装置，6.梭式小车，7.近点限位装置，8.远点限位装置，9.烧结混合料仓，10.变频器，11.DCS，12.变频电机及测速传感器，13.反射板及清扫器，14.混合料仓左下仓体，15.混合料仓右下仓体，16.左侧圆辊给料装置，17.右侧圆辊给料装置，18.左侧多辊布料装置，19.右侧多辊布料装置，20.烧结台车，21.雷达料位计。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种烧结混合料高效布料系统，包括梭式皮带、梭式小车、纵向布料小皮带、混合料仓、梭式小车限位及梭式皮带变频控制系统、DCS控制系统、混合料仓、仓顶反射板和清扫器装置、混合料仓分区圆辊给料装置和多辊布料器、以及混合料仓仓位检测装置；
烧结混合料经梭式皮带进料漏斗给至梭式皮带上，在经过梭式皮带出料漏斗，将烧结混合料经混合料仓给料小皮带给至烧结混合料仓，并通过梭式小车的来回往复运行实现烧结混合料仓的横向布料，梭式皮带、梭式皮带出料漏斗以及混合料仓给料小皮带通过框架支撑及装置支撑在梭式小车上，能够随梭式小车一同进行来回往复运行；
梭式小车位于混合料仓的一侧，且通过与梭式皮带呈垂直设置的混合料仓给料小皮带完成向混合料仓顶部边缘处的反射板及清扫器上进行布料，布料系统的梭式皮带的传动方式为变频方式，且设有测速传感器，并通过变频器进行调整其实际运行速度，使得梭式皮带上的物料流量基本一致，从而实现混合料仓内物料横向布料的均匀性，梭式小车位于混合料仓的一侧，且通过与梭式皮带呈垂直设置的混合料仓给料小皮带完成向混合料仓顶部边缘处的反射板及清扫器上进行布料，以此改变了向混合料仓内布料进料的角度，从而消除传统布料方式下烧结混合料在混合料仓内横向方向上的不良偏析以及不均衡的现象，其中具体操作如下：
正常生产时梭式小车由近点限位向远点限位前进的速度为V前(米/秒)；到达远点限位后停留t1秒；自远点限位向近点限位后移的速度为V后(米/秒)；达到近点限位后停留t2秒后再进入下一轮的循环运行。设在限位位置停留时的梭式皮带的运行速度与混合料仓给料小皮带的运行速度一致，设为V0(米/秒)，此时梭式皮带对应的的频率为HZ0，且上述V前和V后远小于V0。
当梭式小车达到近点限位装置触发停车并达到设定停留时间t2秒后，开始向远点限位位置运行。此时通过变频器对梭式皮带的变频电机运行频率进行调整至HZ前′，使得调整后梭式皮带的运行速度V前′满足V前′+V前＝V0；则此时梭式皮带的物料流量与其停留时间内的皮带上的物料流量一致。则此时梭式皮带的运行赫兹数HZ前′＝(V0-V前)*HZ0/V0。
当梭式小车达到远点限位装置触发停车并达到设定停留时间t1秒。在此时段内，当梭式皮带的运行频率调整至HZ0，也即此时段内梭式皮带的运行速度恢复至V0。
当上述停车并达到设定停留时间t1秒后，则有DCS控制系统控制梭式小车开始换向向近点限位位置运行。此时通过变频器对梭式皮带的变频电机运行频率进行调整至HZ后′，使得调整后梭式皮带的运行速度V后′满足V后′-V后＝V0；则此时梭式皮带的物料流量与其停留时间内的皮带上的物料流量一致。则此时梭式皮带的运行赫兹数HZ后′＝(V0+V前)*HZ0/V0。
当梭式小车达到近点限位装置触发停车并达到设定停留时间t2秒。在此时段内，当梭式皮带的运行频率调整至HZ0，也即此时段内梭式皮带运行速度恢复至V0；
近点以及远点的限位装置、及其对应的停留时间可根据现场实际情况进行优化设置；
混合料在反射板及清扫器上的偏析作用，在其落下轨迹的行程中自然形成烧结混合料在混合料仓内的第一次偏析。即远离反射板及清扫器一侧的混合料仓右下仓体及其上部的物料为大颗粒比例较为富集的区域；而靠近反射板及清扫器一侧的混合料仓左下仓体及其上部的物料为细颗粒比例相对富集的区域；混合料仓左、右下仓体分别通过对应的给料闸门、右侧圆辊给料装置以及右侧多辊布料装置向烧结台车上进行二次偏析布料，且大颗粒比例较为富集的物料上布至烧结台车的中下部位置，而细颗粒相对富集的物料布至烧结台车的上中部位置；
可分别调整混合料仓左、右下仓体的下方的给料闸门的开度和圆辊给料装置转速，来调整两侧的给料量，使得烧结台车上的布料高度满足生产时的料层设定高度，同时兼顾左右两个雷达料位计的示值差异始终小于某一固定的最小值，确保左右两侧的仓体的料位降速相对均衡，来保证左右两侧仓体的混合料的偏析大致比例程度不因两侧下料失衡而发生较大的改变。上述控制可以在DCS控制系统中实现联锁自动调整控制；
反射板及清扫器13的角度可在35°-75°的范围内进行调整，其调整的角度可保证进入混合料仓左下和右下仓体1的料量基本均衡。
综上所述，该烧结混合料高效布料系统，解决了现有技术中烧结机混合料仓难以实现良好的横向均匀布料的技术问题，使烧结混合料在布料宽度方向上的粒度分布均匀。同时通过反射板促进烧结混合料在混合料仓内的合理偏析，再通过对混合料仓内的偏析物料进行二次偏析布料，一方面保证了沿台车宽度方向上烧结料的性质均匀，另一方面保证了沿台车高度方向上烧结料粒度分布和燃料分布的合理，改善料层透气性，使得厚料层烧结充分利用料层的自动蓄热作用，提高料层上部强度并使下部不致过熔，对改善烧结矿产质量和节能减排具有重大意义。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (1)

1.一种烧结混合料高效布料系统，其特征在于：包括烧结混合料、梭式皮带、梭式小车、纵向布料小皮带、混合料仓、梭式小车限位及梭式皮带变频控制系统、DCS控制系统、混合料仓、仓顶反射板和清扫器装置、混合料仓分区圆辊给料装置和多辊布料器、以及混合料仓仓位检测装置；
所述烧结混合料经梭式皮带进料漏斗给至梭式皮带上，在经过梭式皮带出料漏斗，将烧结混合料经混合料仓给料小皮带给至烧结混合料仓，并通过梭式小车的来回往复运行实现烧结混合料仓的横向布料，梭式皮带、梭式皮带出料漏斗以及混合料仓给料小皮带通过框架支撑及装置支撑在梭式小车上，能够随梭式小车一同进行来回往复运行；
所述梭式小车位于混合料仓的一侧，且通过与梭式皮带呈垂直设置的混合料仓给料小皮带完成向混合料仓顶部边缘处的反射板及清扫器上进行布料，布料系统的梭式皮带的传动方式为变频方式，且设有测速传感器，并通过变频器进行调整其实际运行速度，使得梭式皮带上的物料流量基本一致，从而实现混合料仓内物料横向布料的均匀性，梭式小车位于混合料仓的一侧，且通过与梭式皮带呈垂直设置的混合料仓给料小皮带完成向混合料仓顶部边缘处的反射板及清扫器上进行布料，以此改变了向混合料仓内布料进料的角度，从而消除传统布料方式下烧结混合料在混合料仓内横向方向上的不良偏析以及不均衡的现象，其中具体操作如下：
正常生产时梭式小车由近点限位向远点限位前进的速度为V前(米/秒)；到达远点限位后停留t1秒；自远点限位向近点限位后移的速度为V后(米/秒)；达到近点限位后停留t2秒后再进入下一轮的循环运行，设在限位位置停留时的梭式皮带的运行速度与混合料仓给料小皮带的运行速度一致，设为V0(米/秒)，此时梭式皮带对应的频率为HZ0，且上述V前和V后远小于V0；
当梭式小车达到近点限位装置触发停车并达到设定停留时间t2秒后，开始向远点限位位置运行，此时通过变频器对梭式皮带的变频电机运行频率进行调整至HZ前′，使得调整后梭式皮带的运行速度V前′满足V前′+V前＝V0；则此时梭式皮带的物料流量与其停留时间内的皮带上的物料流量一，则此时梭式皮带的运行赫兹数HZ前′＝(V0-V前)*HZ0/V0；
当梭式小车达到远点限位装置触发停车并达到设定停留时间t1秒，在此时段内，当梭式皮带的运行频率调整至HZ0，也即此时段内梭式皮带的运行速度恢复至V0；
当上述停车并达到设定停留时间t1秒后，则有DCS控制系统控制梭式小车开始换向向近点限位位置运行，此时通过变频器对梭式皮带的变频电机运行频率进行调整至HZ后′，使得调整后梭式皮带的运行速度V后′满足V后′-V后＝V0；则此时梭式皮带的物料流量与其停留时间内的皮带上的物料流量一致，则此时梭式皮带的运行赫兹数HZ后′＝(V0+V前)*HZ0/V0；
当梭式小车达到近点限位装置触发停车并达到设定停留时间t2秒，在此时段内，当梭式皮带的运行频率调整至HZ0，也即此时段内梭式皮带运行速度恢复至V0；
近点以及远点的限位装置、及其对应的停留时间可根据现场实际情况进行优化设置；
混合料在反射板及清扫器上的偏析作用，在其落下轨迹的行程中自然形成烧结混合料在混合料仓内的第一次偏析，即远离反射板及清扫器一侧的混合料仓右下仓体及其上部的物料为大颗粒比例较为富集的区域；而靠近反射板及清扫器一侧的混合料仓左下仓体及其上部的物料为细颗粒比例相对富集的区域；混合料仓左、右下仓体分别通过对应的给料闸门、右侧圆辊给料装置以及右侧多辊布料装置向烧结台车上进行二次偏析布料，且大颗粒比例较为富集的物料上布至烧结台车的中下部位置，而细颗粒相对富集的物料布至烧结台车的上中部位置；
可分别调整混合料仓左、右下仓体的下方的给料闸门的开度和圆辊给料装置转速，来调整两侧的给料量，使得烧结台车上的布料高度满足生产时的料层设定高度，同时兼顾左右两个雷达料位计的示值差异始终小于某一固定的最小值，确保左右两侧的仓体的料位降速相对均衡，来保证左右两侧仓体的混合料的偏析大致比例程度不因两侧下料失衡而发生较大的改变，上述控制可以在DCS控制系统中实现联锁自动调整控制；
反射板及清扫器的角度可在35°-75°的范围内进行调整，其调整的角度可保证进入混合料仓左下和右下仓体的料量基本均衡。
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