CN114367432A - 一种块矿筛分与烘干一体的预处理系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种块矿筛分与烘干一体的预处理系统，该系统包括块矿输送装置(D1)、块矿储料仓(1)、热介质输送管道(L1)；块矿储料仓(1)上设有块矿进料口(101)、块矿出料口(102)、热介质入口(103)和热介质出口(104)；块矿输送装置(D1)连接至块矿储料仓(1)的块矿进料口(101)；热介质输送管道(L1)连接至块矿储料仓(1)的热介质入口(103)；所述块矿储料仓(1)内设有分布下料装置(2)。本发明采用的系统简易、实用、可靠，使得筛分与烘干相互促进，有效降低块矿预处理成本，解决块矿入炉添加率低的难题，提高了高炉的块矿入炉比例和透气性水平，有效降低了高炉生产成本，提高了高炉顺行水平。

Description

一种块矿筛分与烘干一体的预处理系统和方法
技术领域
本发明提供一种块矿预处理系统，具体涉及一种针对高水分、多粉料块矿进行筛分与烘干一体预处理的系统和方法，属于钢铁冶炼技术领域。
背景技术
钢铁作为工业化进程中不可替代的结构性、功能性材料，其消耗量在相当长时间内占据金属总消耗量的95％以上。钢铁工业所需生铁原材料主要是由高炉冶炼提供，高炉冶炼技术的改进与成本的降低对促进钢铁企业的发展有着及其深远的意义。而高炉强化冶炼的基础环节是精料操作，天然块矿作为入炉炉料的主要成分之一，其添加量最高可达30％。由于块矿粉末含量和水分含量高，块矿入炉后，水分干燥需要消耗能源，干燥过程需要一定时间，粉末含量高影响了高炉料层透气性，提高了高炉的焦比，导致高炉冶炼成本增加，且影响炉况稳定。
高炉常见的入炉炉料包括烧结矿、球团矿和天然块矿。所谓合理的高炉炉料结构即通过调整入炉铁矿石中烧结矿、球团矿和天然块矿的比例，找出不同种类含铁矿石最适宜的搭配比例，使得该炉料结构下的高炉冶炼各项经济技术指标相对理想，单位生铁冶炼的消耗成本相对最低。研究表明，铁矿石等原料环节的成本支出占据生铁总成本的60％左右，块矿市场价格与粉矿基本持平，成本价格远低于烧结矿和球团矿，提高块矿入炉比例是降低高炉原料成本的有效措施。目前，块矿入炉比例一般为5～15％，比例较低，究其原因是块矿入炉存在粉末和水分含量高的问题。铁矿块矿的粉末含量一般为10～30％，高粉末含量的块矿若未经筛分处理直接进入高炉系统，对高炉料层透气性危害严重，提高高炉冶炼焦比，降低高炉生产指标。铁矿块矿的水分含量一般为8～15％，个别港口钢厂雨季块矿的水分甚至超过20％。高水分块矿入炉后，水分干燥需要消耗能源，干燥过程需要一定时间，提高了高炉的焦比。
因此，块矿粉末和水分含量的减少对降低炼铁成本、增强炉况的稳定性具有重要意义。目前，块矿烘干系统存在建设成本高、烘干效率低、能耗高等难题。
发明内容
针对铁矿块矿粉末多、水分含量高，而高粉末和高水分块矿入炉后，粉末含量高影响高炉透气性，水分干燥需要消耗能源，干燥过程需要一定时间，提高了高炉焦比的问题，研究表明，利用热介质在储料仓中对块矿进行筛分和干燥处置是可行的，不仅可以有效减少入炉块矿的粉末和水分含量，而且可以大幅度降低干燥所需能耗，筛分和干燥处理后的块矿可一定程度上提高入炉比例，由此降低高炉冶炼成本。
此外，通过研究发现，块矿在储料仓中以堆积状态存在，尤其是细粒物料的存在，导致料仓整体物料透气性偏差，热气流无法顺利穿透料体，导致干燥效果欠佳，而且料仓上部温度低于水分露点温度易导致水汽冷凝，对除尘系统造成危害。
本发明采用烘干工序，利用钢铁流程热废气资源充裕的特点，就近将热废气引入块矿储料仓，直接在仓内对物料进行干燥，降低块矿的水分。同时，本发明在块矿储料仓内设有分布下料装置，且所述分布下料装置上设有筛孔，即在提升烘干工序完成质量的同时完成筛分工序，实现筛分与烘干一体化。
进一步的，本发明专利针对块矿在储料仓中筛分和烘干存在的缺点，拟采用梯级筛分和多层滚动下料的方法，多层由上部分料板和下部分料板构成的分布下料装置在块矿储料仓内自上而下分边间隔布置，形成“Z”形块矿下料通道。上层分料板与块矿直接接触并设置有筛孔，筛下的细粒物料则从下部分料板与储料仓侧壁连接处的粉末排料口排出。热介质从储料仓下部进入仓内，从上部排放至除尘系统，热介质布满整个块矿储料仓，块矿的水分得以脱除。热介质也可以从各层分布排料装置的粉末排料口位置排出，热介质与进入块矿储料仓内的块矿接触换热后再排出，热介质排出的同时将分料板筛孔筛除的细粒物料一并带出储料仓。“Z”形块矿下料通道的设置，使得块矿在储料仓中呈滚动状态，块矿在滚动下落的过程中通过各层筛孔实现多级筛分，整个仓体的透气性获得极大改善；而且，延长了块矿与热介质的接触时间，热介质与块矿的换热效果得到改善，即筛分与烘干效果都得到加强。本发明采用的系统简易、实用、可靠，充分利用钢厂热废气资源充足的特点，有效降低块矿预处理成本，解决块矿入炉添加率低的难题，提高了高炉的块矿入炉比例和透气性水平，有效降低了高炉生产成本，提高了高炉顺行水平。
此外，本发明专利公开了一种用于筛分与烘干块矿的预处理方法。本发明针对天然块矿存在的粉末和水分含量高的难题，提出了采用梯级筛分和多层滚动下料的方法，利用钢铁流程热废气直接在储料仓中对块矿进行筛分和干燥的方法。首先通入热废气提高储料仓温度，并稳定温度水平一定时间。然后，块矿物料从上部加入，从多层分边间隔布置的分布下料装置所形成的“Z”形块矿下料通道中滚动通过。块矿持续地从“Z”形块矿下料通道中滚落，气流持续地通入储料仓，块矿处于流动状态与热废气进行气固交换，热气流布满整个储料仓，由此降低块矿的水分含量。同时，块矿上附着的粉末通过各层分布下料装置上设置的筛孔进行筛除，所筛除的粉末经由各层分布下料装置的粉末排料口排出，实现多级筛分，降低块矿的粉末含量。气流从储料仓上的热介质出口排放至除尘系统，干燥后的筛上物料(即大粒径块矿)从储料仓下部输送至高炉进料系统。进料口和/或出料口各设置一个水分检测仪，根据水分检测数据合理调整风机风量或风速，或者对分层下料装置与块矿储料仓侧壁的夹角进行相应调整。本发明专利可以大幅度提高热气流与块矿的接触效率，仓体透气性获得改进，筛分和烘干效果得到加强。本发明专利的推广具有良好的经济效益和环境效益，有望为块矿预处理工艺在我国的发展开辟一条更稳定高效的途径。
根据本发明的第一种实施方案，提供一种块矿筛分与烘干一体的预处理系统。
一种块矿筛分与烘干一体的预处理系统，该系统包括块矿输送装置、块矿储料仓、热介质输送管道。块矿储料仓上设有块矿进料口、块矿出料口、热介质入口和热介质出口。块矿输送装置连接至块矿储料仓的块矿进料口。热介质输送管道连接至块矿储料仓的热介质入口。所述块矿储料仓内设有分布下料装置。
一般来说，块矿进料口设置在块矿储料仓的顶部。块矿出料口设置在块矿储料仓的底部。
在本发明中，所述分布下料装置设置在块矿储料仓的侧壁上。分布下料装置包括上部分料板和下部分料板。上部分料板的一端和下部分料板的一端分别与块矿储料仓的侧壁连接，上部分料板设置在下部分料板的上方，且上部分料板向下倾斜设置，下部分料板向上倾斜设置，上部分料板的另一端和下部分料板的另一端分别向分布下料装置与块矿储料仓连接位置的对侧延伸。
此处所述的分布下料装置与块矿储料仓连接位置的对侧，是指块矿储料仓中背离分布下料装置的一侧，或者为与分布下料装置设置位置相对的一侧。
作为优选，上部分料板的另一端和下部分料板的另一端相互连接，优选为活动连接，即上部分料板、下部分料板及块矿储料仓的侧壁三者在竖直截面上构成三角形结构。由上部分料板的另一端和下部分料板的另一端连接而成的三角形顶点与块矿储料仓的侧壁之间留有间隙。优选，所述间隙大于5mm，优选为大于6mm，更优选为大于8mm。
此处，由上部分料板的另一端和下部分料板的另一端连接而成的三角形顶点与块矿储料仓的侧壁之间留有间隙，其中所述的块矿储料仓的侧壁即指分布下料装置与块矿储料仓连接位置对侧的侧壁。
优选的是，块矿储料仓内自上而下设有1～20层所述分布下料装置，优选为设有2～10层所述分布下料装置，更优选为设有3～8层所述分布下料装置。作为优选，相邻两层所述分布下料装置在水平方向上相对设置。所有所述分布下料装置的上部分料板依次排布形成“Z”形块矿下料通道。
此处所述的相邻两层所述分布下料装置在水平方向上相对设置，是指块矿储料仓中自上而下设置的多层分布下料装置中，上一层分布下料装置与相邻的下一层分布下料装置分边相对设置。例如在图2中所示，首先在竖直方向上，块矿储料仓内自上而下设置3层分布下料装置，然后在水平方向上，第一层分布下料装置设置在图中所示的块矿储料仓内壁的左侧，第二层分布下料装置设置在图中所示的块矿储料仓内壁的右侧，而第三层分布下料装置再次设置在图中所示的块矿储料仓内壁的左侧，即多层分布下料装置在块矿储料仓内分边间隔布置。在本发明中，所述分布下料装置的上部分料板、下部分料板及块矿储料仓的侧壁三者在竖直截面上构成三角形结构，但上部分料板和下部分料板各自的形状不做具体限定，能够满足块矿储料仓对块矿进行筛分与烘干的要求即可。
优选的是，每层分布下料装置的上部分料板上均设有筛孔。作为优选，每层分布下料装置上均设有粉末排料口。所述粉末排料口设置在块矿储料仓的侧壁上，并与分布下料装置的下部分料板连接。每层所述分布下料装置的上部分料板和下部分料板之间的空隙形成粉末下料通道。
作为优选，所述筛孔的尺寸为5～20mm，优选为6～15mm，更优选为7～10mm。
在本发明中，块矿储料仓内自上而下设有物料分配室、热交换室和物料汇集室。所述分布下料装置设置在块矿储料仓中部的热交换室。块矿储料仓的块矿进料口设置在物料分配室上，块矿出料口设置在物料汇集室上。块矿从块矿进料口进入物料分配室，然后穿过分布下料装置的“Z”形块矿下料通道进入物料汇集室。块矿储料仓的热介质入口设置在物料汇集室上，热介质出口设置在物料分配室上。热介质从物料汇集室上的热介质入口进入块矿储料仓，与块矿直接接触换热后，向上穿过“Z”形块矿下料通道从物料分配室上的热介质出口排出。
在本发明中，块矿储料仓内自上而下设有物料分配室、热交换室和物料汇集室。所述分布下料装置设置在块矿储料仓中部的热交换室。块矿储料仓的块矿进料口设置在物料分配室上，块矿出料口设置在物料汇集室上。块矿从块矿进料口进入物料分配室，然后穿过分布下料装置的“Z”形块矿下料通道进入物料汇集室。同时，块矿上附着的粉末经由各层分布下料装置的上部分料板上的筛孔进入粉末下料通道，然后由各层的粉末排料口排出。块矿储料仓的热介质入口设置在物料汇集室上，热介质出口设置在物料分配室上。热介质从物料汇集室上的热介质入口进入块矿储料仓，与块矿直接接触换热后，向上穿过“Z”形块矿下料通道从物料分配室上的热介质出口排出。
在本发明中，块矿储料仓内自上而下设有物料分配室、热交换室和物料汇集室。所述分布下料装置设置在块矿储料仓中部的热交换室。块矿储料仓的块矿进料口设置在物料分配室上，块矿出料口设置在物料汇集室上。块矿从块矿进料口进入物料分配室，然后穿过分布下料装置的“Z”形块矿下料通道进入物料汇集室。同时，块矿上附着的粉末经由各层分布下料装置的上部分料板上的筛孔进入粉末下料通道，然后由各层的粉末排料口排出。物料汇集室上设有热介质入口，各层分布下料装置上均设有热介质出口，且热介质出口位于各层分布下料装置的上部分料板和下部分料板之间的块矿储料仓的侧壁上。优选，热介质出口与粉末排料口的位置重合。热介质从物料汇集室上的热介质入口进入块矿储料仓，与块矿直接接触换热后，向上穿过“Z”形块矿下料通道，经由各层分布下料装置上的热介质出口排出。
作为优选，该系统还包括热介质导流装置。热介质导流装置设置在物料汇集室内，热介质导流装置上设有热介质导流入口和热介质导流出口。块矿储料仓的热介质入口与热介质导流入口连通。作为优选，物料汇集室内设有1-20个所述热介质导流装置，优选为设有2-5个所述热介质导流装置。所有所述热介质导流装置的热介质导流入口均与热介质入口连通。
作为优选，所述分布下料装置上还设有角度调节装置。角度调节装置设置在块矿储料仓的侧壁上，并与分布下料装置的上部分料板连接。所述角度调节装置的设置用于调整分布下料装置的上部分料板与块矿储料仓侧壁之间的夹角。
在本发明中，块矿储料仓上的块矿进料口处设有第一水分检测装置、物料流量检测装置和物料温度检测装置。
在本发明中，块矿储料仓的块矿出料口处设有第二水分检测装置。
优选的是，该系统还包括高炉。所述块矿储料仓的块矿出料口连接至高炉的进料口。
作为优选，该系统还包括除尘系统，热介质出口通过热介质排出管道连通至除尘系统。
根据本发明的第二种实施方案，提供一种块矿筛分与烘干一体的预处理方法。
一种块矿筛分与烘干一体的预处理方法或使用第一种实施方案中所述系统的预处理方法，该方法包括以下步骤：
1)将待处理的块矿输送至块矿储料仓，并向块矿储料仓内通入热介质。
2)块矿进入分布下料装置的“Z”形块矿下料通道，与自下而上的热介质均匀接触，进行气固热交换，得到干燥的块矿。
根据本发明的第三种实施方案，提供一种块矿筛分与烘干一体的预处理方法。
一种块矿筛分与烘干一体的预处理方法或使用第一种实施方案中所述系统的预处理方法，该方法包括以下步骤：
1)将待处理的块矿输送至块矿储料仓，并向块矿储料仓内通入热介质。
2)块矿进入分布下料装置的“Z”形块矿下料通道，与自下而上的热介质均匀接触，进行气固热交换。同时，块矿上附着的粉末经由各层分布下料装置的上部分料板上的筛孔进入粉末下料通道，然后由各层的粉末排料口排出。进而得到干燥的大粒径块矿。
作为优选，该方法还包括以下步骤：
a)在待处理的块矿输送至块矿储料仓之前，先采用热介质对块矿储料仓进行烘炉处理，热介质对块矿储料仓进行预热。
作为优选，该方法还包括以下步骤：
3)热介质在块矿储料仓内与块矿进行热交换后，从块矿储料仓排出，排出的热介质输送至除尘系统。
4)将经过干燥和筛分处理后得到的干燥的大粒径块矿输送至高炉。
作为优选，在块矿储料仓的块矿进料口处设有第一水分检测装置、物料流量检测装置和物料温度检测装置。第一水分检测装置检测进入块矿储料仓的块矿内的水分含量，记为W0，％。物料流量检测装置检测单位时间内进入块矿储料仓的块矿量，记为M0，m3。物料温度检测装置检测进入块矿储料仓的块矿温度，记为T0，℃。根据高炉条件需要，设定进入高炉中块矿的含水率上限为Wmax，％。计算单位时间内输送至块矿储料仓的热介质的流量V，m3；
Figure BDA0002993318060000061
其中：C物为块矿的比热容，C介为热介质的比热容。ρ物为块矿的堆密度，ρ介为热介质的密度。T为热介质输入块矿储料仓时的温度。
单位时间内，输送流量不小于V的热介质至块矿储料仓，热介质在块矿储料仓内对块矿进行干燥处理，使得进入高炉前块矿的含水率低于Wmax。
作为优选，在块矿储料仓的块矿进料口处设有第一水分检测装置，设定输送至块矿储料仓的热介质的初始气流速度为S0，m/s。第一水分检测装置检测进入块矿储料仓的块矿内的水分含量，记为x1。根据高炉条件需要，设定进入高炉中块矿的含水率上限为Wmax，％。判断x1与Wmax的大小，调整输送至块矿储料仓的热介质的实时气流速度S1，m/s。其具体为：
当x1≥10％时，S1＝[1+k1·(x1-10％)]×S0。
当6％＜x1＜10％时，S1＝S0。
当Wmax＜x1≤6％时，S1＝[1-k2·(6％-x1)]×S0。
当x1≤Wmax时，停止向块矿储料仓内输送热介质。
其中，k1、k2为气流调节系数，k1的取值范围为3-5，k2的取值范围为1-3。Wmax≤4％。
实时检测x1的大小，调整输送至块矿储料仓的热介质的实时气流速度为S1，热介质在块矿储料仓内对块矿进行干燥处理，使得进入高炉前块矿的含水率低于Wmax。
作为优选，在块矿储料仓的块矿进料口处设有第一水分检测装置，设定分布下料装置的上部分料板与块矿储料仓的侧壁之间的初始夹角为θ0，°。第一水分检测装置检测进入块矿储料仓的块矿内的水分含量，记为x1。根据高炉条件需要，设定进入高炉中块矿的含水率上限为Wmax，％。判断x1与Wmax的大小，调整分布下料装置的上部分料板与块矿储料仓的侧壁之间的实时夹角θ1，°。其具体为：
当x1≥10％时，θ1＝[1+k5·(x1-10％)]×θ0。
当6％＜x1＜10％时，θ1＝θ0。
当Wmax＜x1≤6％时，θ1＝[1-k6·(6％-x1)]×θ0。
当x1≤Wmax时，停止向块矿储料仓内输送热介质。
其中，k5、k6为夹角调节系数，k5的取值范围为3-8，k6的取值范围为1-5。Wmax≤4％。
实时检测x1的大小，调整分布下料装置的上部分料板与块矿储料仓的侧壁之间的实时夹角为θ1，热介质在块矿储料仓内对块矿进行干燥处理，使得进入高炉前块矿的含水率低于Wmax。
作为优选，在块矿储料仓的块矿出料口处设有第二水分检测装置，设定输送至块矿储料仓的热介质的初始气流速度S0，m/s。第二水分检测装置检测排出块矿储料仓的块矿内的水分含量，记为x2。根据高炉条件需要，设定进入高炉中块矿的含水率上限为Wmax，％。判断x2与Wmax的大小，调整输送至块矿储料仓的热介质的实时气流速度S2，m/s。其具体为：
当x2≥Wmax时，S2＝[1+k3·(x2-Wmax)]×S0。
当50％Wmax＜x2＜Wmax时，S1＝S0。
当x2≤50％Wmax时，
Figure BDA0002993318060000071
其中，k3、k4为气流调节系数，k3的取值范围为1-3，k4的取值范围为0.5-2。Wmax＜6％。
实时检测x2的大小，调整输送至块矿储料仓的热介质的实时气流速度为S2，热介质在块矿储料仓内对块矿进行干燥处理，使得进入高炉前块矿的含水率低于Wmax。
作为优选，在块矿储料仓的块矿出料口处设有第二水分检测装置，设定分布下料装置的上部分料板与块矿储料仓的侧壁之间的初始夹角为θ0，°。第二水分检测装置检测排出块矿储料仓的块矿内的水分含量，记为x2。根据高炉条件需要，设定进入高炉中块矿的含水率上限为Wmax，％。判断x2与Wmax的大小，调整分布下料装置的上部分料板与块矿储料仓的侧壁之间的实时夹角θ2，°。其具体为：
当x2≥Wmax时，θ2＝[1+k7·(x2-Wmax)]×θ0。
当50％Wmax＜x2＜Wmax时，θ2＝θ0。
当x2≤50％Wmax时，θ2＝[1-k8·(0.5Wmax-x2)]×θ0。
其中，k7、k8为夹角调节系数，k7的取值范围为3-5，k8的取值范围为1-3。Wmax＜6％。
实时检测x2的大小，调整分布下料装置的上部分料板与块矿储料仓的侧壁之间的实时夹角为θ2，热介质在块矿储料仓内对块矿进行干燥处理，使得进入高炉前块矿的含水率低于Wmax。
在本发明中，所述热介质为钢铁流程自身产生的热源。作为优选，所述热介质为烧结环冷机热废气、高炉热风炉废气、焦炉煤气/高炉煤气/转炉煤气燃烧释放的热源，优选为烧结环冷机热废气、高炉热风炉废气。
在本发明中，所述热介质进入块矿储料仓的温度大于100℃，优选为大于150℃。
在本发明中，热介质进入块矿储料仓的气流速度为0.01～3m/s，优选为0.02～1m/s，更优选为0.03～0.5m/s。
在本发明中，分布下料装置的上部分料板与块矿储料仓的侧壁之间的夹角为10～85°，优选为20～80°。
在本发明中，块矿在块矿储料仓内的停留时间为0.5～24h，优选为1～12h，更优选为2～8h。
在本发明中，所述大粒径块矿的粒径为大于5mm，优选为大于6mm，更优选为大于8mm。
本发明提出一种筛分与烘干一体化的块矿预处理系统及方法。本发明针对天然块矿存在的粉末和水分含量高的难题，提出了直接采用块矿储料仓进行筛分和干燥的预处理系统和方法。块矿在块矿储料仓中进行干燥和筛分预处理，脱除块矿的水分，并筛除细粒物料，干燥所需热源优选来自钢厂热废气(例如高炉产生的热废气)。本发明提出的预处理方法简易、实用、可靠，利于工程化推广应用，与传统的圆筒干燥流程工艺相比，本发明采用块矿储料仓进行干燥和筛分的预处理技术，由于块矿储料仓相对来说是一个封闭的环境，块矿的水分脱除效率高，解决了块矿入炉(高炉)难题。同时，本发明所述的预处理方法还通过设置在块矿储料仓中的分布下料装置实现了对块矿的多级筛分，将附着在块矿上的粉末筛除，提高了高炉块矿入炉比例和透气性水平，有效降低了高炉生产成本，提高了高炉顺行水平。本发明的推广具有良好的经济效益、社会效益和环境效益，有望为块矿预处理工艺在我国的发展开辟一条更稳定高效的途径。
研究表明，利用钢铁流程热废气在储料仓中对块矿进行干燥处置是可行的，不仅可以有效地减少入炉块矿水分，而且可以大幅度降低干燥所需能耗，干燥后的块矿可一定程度上提高入炉比例，由此降低高炉冶炼成本。
但是块矿在块矿储料仓内与热介质接触不均匀，块矿在储料仓中以堆积状态存在，尤其是细粒物料的存在，导致块矿储料仓整体物料透气性偏差，热气流无法顺利穿透料体，导致干燥效果欠佳，而且块矿储料仓上部温度低于水分露点温度易导致水汽冷凝，对除尘系统造成危害。同时在现有技术中，对块矿的筛分和干燥预处理基本是通过不同的装置分开进行，因而增加了块矿预处理的成本。由此，本发明专利针对块矿在储料仓中筛分和烘干存在的缺点，提出一种筛分与烘干一体化的块矿预处理系统。本发明在块矿储料仓内设置由上部分料板和下部分料板构成的分布下料装置，多层分布下料装置自上而下分边间隔布置，所有所述分布下料装置的上部分料板依次排布形成“Z”形块矿下料通道。块矿从块矿进料口进入物料分配室，然后穿过“Z”形块矿下料通道进入物料汇集室。热介质入口设置在物料汇集室上。热介质出口设置在物料分配室上。热介质从物料汇集室上的热介质入口进入块矿储料仓，与块矿直接接触换热后，向上穿过“Z”形块矿下料通道从物料分配室上的热介质出口排出，由此增强气固之间的热交换。气流从块矿储料仓下部进入仓内，从上部排放至除尘系统，热气流布满整个块矿储料仓，热气流与块矿的接触效果得到改善，仓体透气性获得改进，烘干效果得到加强。
作为优选，本发明中设置在块矿储料仓热交换室的多层分布下料装置，其中每层分布下料装置的上部分料板上均设有筛孔，即每层分布下料装置的上部分料板都能起到筛分装置的作用。每层分布下料装置的下部分料板与块矿储料仓侧壁的连接处均设有粉末排料口，相当于筛分装置的筛下物料出口。由此，每层分布下料装置的上部分料板和下部分料板之间的空隙形成粉末下料通道，相当于筛分装置的筛下物料通道。即块矿进入块矿储料仓，在穿过“Z”形块矿下料通道的过程中，附着在块矿上的粉末则由各层分布下料装置的上部分料板上的筛孔进入粉末下料通道，然后由各粉末排料口排出。在此方案中，一方面块矿储料仓内多层所述分布下料装置的布置延长了热介质与块矿接触的时长，接触更均匀，接触效果更好，增强了热介质与块矿之间的热交换，烘干效果得到加强；另一方面，在改善块矿在块矿储料仓内的烘干效果的同时，也通过各层分布下料装置上筛孔和粉末排料口的设置，实现了对块矿的多级筛分，即在保证烘干质量的同时脱除了块矿上附着的粉末，真正实现了筛分和烘干一体化。一般来说，块矿在经过烘干后的筛分效率更高，分级效果更好，而经过筛分后的块矿再进行烘干，其烘干效果也会更佳，也就是说，在本发明中，块矿在块矿储料仓的分布下料装置上筛分和烘干工序同时进行，筛分和烘干能够相互起到促进作用，在单一工序处理的基础上，筛分和烘干的效果进一步得到加强。此外，本发明的各层分布下料装置均设有粉末排料口，能够及时将筛除的粉末排出，进而降低干燥的成本，节约能源。在该方案中，所述筛孔的尺寸一般为5～20mm，优选为6～15mm，更优选为7～10mm，筛孔的具体尺寸可以根据实际工况按需进行调整。各层分布下料装置上的筛孔也可以按需设置为不同的尺寸，例如考虑到块矿在不同位置其水分含量和黏度的差别，上一层分布下料装置的筛孔可以大于下一层分布下料装置的筛孔，由此来实现对块矿的梯级筛分。此外，各层分布下料装置的筛孔尺寸有所区别，可以使得不同粒度的粉末从不同的筛孔优先排出，避免颗粒互相竞争进入筛孔而导致筛分效率低下的问题。
作为优选，本发明中的热介质出口可以不设置在物料分配室上。所述热介质出口设置在分布下料装置的上部分料板和下部分料板之间的块矿储料仓的侧壁上。每层分布下料装置上均设有热介质出口。热介质从物料汇集室上的热介质入口进入块矿储料仓，与块矿直接接触换热后，向上穿过“Z”形块矿下料通道，经由各层分布下料装置上的热介质出口排出。可以在各层热介质出口处分别设置一个抽风装置，也可以设置一个总的抽风系统，该抽风系统通过管道与各层热介质出口连通。热介质进入块矿储料仓内，与块矿直接接触换热后，抽风系统将热介质从各层热介质出口抽出。均匀分布在各层分布下料装置的热介质在被抽出时，热介质会经过该层分布下料装置的上部分料板上的筛孔，进入粉末排料通道，然后经由热介质出口排出。在本方案中，热介质在排出的过程中会经过筛孔，气流从筛孔穿过，有利于将附着在块矿上的粉末带入筛孔下的粉末排料通道，进而增强分布下料装置对块矿的筛分效果，整个块矿储料仓的透气性得到极大改善，由此来提升筛分和烘干效果。进一步优选，各层分布下料装置的热介质出口可以与粉末排料口的位置重合。将热介质出口设置在粉末排料口的位置，在热介质排出的过程中，热介质还能起到引流的作用，将筛除的细粒粉末物料一并带出块矿储料仓，降低系统能耗。
在本发明中，块矿经过各层分布下料装置的上部分料板上的筛孔实现多级筛分后，其筛下物可以输送至烧结配料系统，筛下物进入烧结工序。
作为优选，该系统还包括热介质导流装置。在块矿储料仓内设有热介质导流装置，使得热介质在块矿储料仓内分布均匀，热介质与块矿的接触更加充分，更有效的减低块矿内的水分含量。即使得块矿与热介质充分接触，改善块矿的烘干效果，保证进入高炉前块矿中的水分含量符合要求，从而降低高炉的能耗，保证高炉工序的正常进行，提高高炉产物的品质，同时节约生产成本。热介质导流装置可以采用一个(或多个)热介质导流入口、多个热介质导流出口的结构，提高热介质的分散性。
在本发明中，所述热介质可以是温度较高的热废气，也可以是经过加热处理后的热风。一般地，热介质的温度高于100℃即可。
在本发明中，利用块矿储料仓作为对块矿筛分和干燥工序的场所和装置，充分利用了现有设备资源，实现块矿的筛分和脱水工序，无需额外增加新的设备装置。仅需要在原有块矿储料仓上开设热介质入口和热介质出口即可。
在本发明中，针对块矿中水分含量高、作为高炉原料添加量偏低的问题，采用块矿储料仓对块矿进行筛分和干燥预处理，通过向块矿储料仓中输送热介质。在块矿储料仓内，热介质对块矿进行干燥，将块矿内的水分蒸发、带走，随着换热后的热介质一起排出块矿储料仓，达到干燥块矿的目的。
作为优选，热介质在块矿储料仓内与块矿进行换热后，热介质带走块矿中的水分，同时热介质能够除去块矿表面的粉尘，减少块矿储料仓内粉尘的含量，增加热介质在块矿储料仓内的透气性，从而提高干燥效率。作为优选，从块矿储料仓排出的热介质通过除尘系统进行除尘处理，减少排出热介质对环境的污染。同时，通过除尘系统收集的粉尘颗粒，可以作为烧结原料，实现资源回收利用。
作为优选，块矿在块矿储料仓内进行干燥的同时，还对块矿进行筛分处理，块矿经过各层分布下料装置的上部分料板上的筛孔根据粒度或粒径进行筛分后，筛上(即上部分料板上)符合粒径要求的干燥大粒径块矿通过输送装置输送至高炉。经过筛分工序，各层分布下料装置筛除的粉末物料可以及时通过粉末排料口排出块矿储料仓，减少干燥处理量，降低干燥能耗和生产成本，并提高块矿储料仓内的透气性，进而提高热介质对块矿的干燥效果。
在本发明中，将经过筛分和干燥处理后得到的干燥的大粒径块矿输送至高炉，保证了进入高炉原料的粒径大小，从而保证高炉的冶炼效果。
作为优选，将待处理的块矿输送至块矿储料仓之前，先采用热介质对块矿储料仓进行预热处理，使得块矿储料仓的内部温度升高，避免高水分含量的块矿进入块矿储料仓时，水分凝结，进一步提升块矿在块矿储料仓内的干燥效果。
本发明还提出了用于块矿筛分与烘干一体化预处理系统的气流速度控制方法，该方法根据块矿进料口和块矿出料口处的水分检测数据对进入块矿储料仓内的热介质流量或流速进行合理调整，进而保证进入高炉中块矿的含水率满足要求。该方法包括以下3种实施方案。
在第一种实施方案中，通过在块矿储料仓的物料进料口位置设置第一水分检测装置、物料流量检测装置和物料温度检测装置，第一水分检测装置检测进入块矿储料仓的块矿内的水分含量，物料流量检测装置检测单位时间内进入块矿储料仓的块矿量，物料温度检测装置检测进入块矿储料仓的块矿温度，设定进入高炉中块矿的含水率上限为Wmax，％。通过计算可以精准的得知单位时间内输送至块矿储料仓的热介质的流量，从而保证进入高炉前块矿的含水率低于Wmax。
在第二种实施方案中，在块矿储料仓的块矿进料口处设有第一水分检测装置，设定输送至块矿储料仓的热介质的初始气流速度，第一水分检测装置检测进入块矿储料仓的块矿内的水分含量，设定进入高炉中块矿的含水率上限为Wmax，％。通过检测到的块矿进料口处块矿中的水分含量与进入高炉中块矿的含水率上限进行比较，调节输送至块矿储料仓的热介质的实时气流速度，从而保证进入高炉前块矿的含水率低于Wmax。
在第三种实施方案中，在块矿储料仓的块矿出料口处设有第二水分检测装置，设定输送至块矿储料仓的热介质的初始气流速度，第二水分检测装置检测块矿储料仓排出块矿内的水分含量，设定进入高炉中块矿的含水率上限为Wmax，通过检测到的出料口处块矿中的水分含量与进入高炉中块矿的含水率上限进行比较，调节输送至块矿储料仓的热介质的实时气流速度，从而保证进入高炉前块矿的含水率低于Wmax。
本发明还提出一种用于块矿筛分与烘干一体化预处理系统的分布下料装置夹角控制方法，该方法根据块矿进料口和块矿出料口处的水分检测数据，通过设置在上部分料板与块矿储料仓侧壁连接处的角度调节装置对块矿储料仓内的分布下料装置的上部分料板与块矿储料仓侧壁之间的夹角进行合理调整，进而保证进入高炉中块矿的含水率满足要求。该方法包括以下2种实施方案。
在第四种实施方案中，在块矿储料仓的块矿进料口处设有第一水分检测装置，设定分布下料装置的上部分料板与块矿储料仓侧壁之间的初始夹角，第一水分检测装置检测进入块矿储料仓的块矿内的水分含量，设定进入高炉中块矿的含水率上限为Wmax，％。通过检测到的块矿进料口处块矿中的水分含量与进入高炉中块矿的含水率上限进行比较，调节分布下料装置的上部分料板与块矿储料仓侧壁之间的实时夹角，从而保证进入高炉前块矿的含水率低于Wmax。
在第五种实施方案中，在块矿储料仓的块矿出料口处设有第二水分检测装置，设定分布下料装置的上部分料板与块矿储料仓侧壁之间的初始夹角，第二水分检测装置检测块矿储料仓排出块矿内的水分含量，设定进入高炉中块矿的含水率上限为Wmax，通过检测到的出料口处块矿中的水分含量与进入高炉中块矿的含水率上限进行比较，调节分布下料装置的上部分料板与块矿储料仓侧壁之间的实时夹角，从而保证进入高炉前块矿的含水率低于Wmax。
采用本发明提供的技术方案，可以增大高炉原料中块矿的添加比例，经过实验，采用本发明的技术方案，其添加量最高可达30％。大大增加了块矿在高炉工序的用量比，从而降低了高炉的运行成本。
在本发明中，块矿储料仓的高度为3-100m，优选为5-80m，更优选为10-50m。
在本发明的块矿储料仓的结构中，物料分配室、热交换室、物料汇集室的高度比为1:0.1-50:0.5-10，优选为1:1-20:1-5。
在本发明中，热交换室的高度与分布下料装置的长度比为1:0.2-1，优选为1:0.5-0.9，更优选为1:0.6-0.8。
与现有技术相比较，本发明的技术方案具有以下有益技术效果：
1、本发明采用块矿储料仓对块矿进行干燥预处理，通过向块矿储料仓输送热介质，在块矿储料仓内，热介质对块矿进行干燥，将块矿内的水分蒸发、带走，随着换热后的热介质一起排出块矿储料仓，达到干燥块矿的目的。
2、针对块矿在储料仓中筛分和烘干存在的缺点，本发明在块矿储料仓内设置分布下料装置，多层分布下料装置自上而下分边间隔布置，所有所述分布下料装置的上部分料板依次排布形成“Z”形块矿下料通道，上部分料板与块矿直接接触并设置有筛孔。“Z”形块矿下料通道的设置，使得块矿在储料仓中呈滚动状态，块矿在滚动下落的过程中通过各层筛孔实现多级筛分，整个仓体的透气性获得极大改善；而且，延长了块矿与热介质的接触时间，热介质与块矿的换热效果得到改善，即块矿的筛分与烘干效果都得到加强。
3、本发明集块矿的筛分与烘干一体化，同步筛分后块矿储料仓内料层透气性获得改善，有利于烘干效率的提高；相应的，同步烘干后物料的流动性获得改善，有利于筛分效率的提高；由此互相促进，使得筛分与烘干的效率均获得提高。
4、本发明的优选方案中，每层分布下料装置均设有热介质出口，所述热介质出口与粉末排料口重合。在该方案中，热介质在排出的过程中会经过筛孔，气流从筛孔穿过，有利于将附着在块矿上的粉末带入筛孔下的粉末排料通道，进而增强分布下料装置对块矿的筛分效果，整个块矿储料仓的透气性得到极大改善，由此来提升筛分和烘干效果。将热介质出口设置在粉末排料口的位置，在热介质排出的过程中，热介质还能起到引流的作用，将筛除的细粒粉末物料一并带出块矿储料仓，降低系统能耗。
5、本发明采用的系统简易、实用、可靠，充分利用钢厂热废气资源充足的特点，有效降低块矿预处理成本，解决块矿入炉添加率低的难题，提高了高炉的块矿入炉比例和透气性水平，有效降低了高炉生产成本，提高了高炉顺行水平。
附图说明
图1为本发明一种块矿筛分与烘干一体的预处理系统的结构示意图；
图2为本发明预处理系统中分布下料装置的结构示意图；
图3为本发明中分布下料装置设有“Z”形块矿下料通道的结构示意图；
图4为本发明中分布下料装置设有粉末下料通道的结构示意图；
图5为本发明预处理系统中分布下料装置上设有热介质出口的结构示意图；
图6为本发明预处理系统中设有热介质导流装置、检测装置的块矿储料仓的结构示意图；
图7为本发明预处理系统中热介质导流装置的结构示意图；
图8为本发明一种块矿筛分与烘干一体的预处理方法的工艺流程图；
图9为本发明一种块矿预处理方法的第二种实施方案的工艺流程图；
图10为本发明一种块矿预处理方法的第三种实施方案的工艺流程图；
图11为本发明一种块矿预处理方法的第四种实施方案的工艺流程图；
图12为本发明一种块矿预处理方法的第五种实施方案的工艺流程图。
附图标记：
1：块矿储料仓；101：块矿进料口；102：块矿出料口；103：热介质入口；104：热介质出口；105：物料分配室；106：热交换室；107：物料汇集室；108：热介质导流装置；10801：热介质导流入口；10802：热介质导流出口；2：分布下料装置；201：上部分料板；20101：筛孔；202：下部分料板；203：粉末排料口；204：角度调节装置；3：第一水分检测装置；4：物料流量检测装置；5：物料温度检测装置；6：第二水分检测装置；7：高炉；8：除尘系统；A1：“Z”形块矿下料通道；A2：粉末下料通道；D1：块矿输送装置；L1：热介质输送管道；L2：热介质排出管道。
具体实施方式
下面对本发明的技术方案进行举例说明，本发明请求保护的范围包括但不限于以下实施例。
根据本发明的第一种实施方案，提供一种块矿筛分与烘干一体的预处理系统。
一种块矿筛分与烘干一体的预处理系统，该系统包括块矿输送装置D1、块矿储料仓1、热介质输送管道L1。块矿储料仓1上设有块矿进料口101、块矿出料口102、热介质入口103和热介质出口104。块矿输送装置D1连接至块矿储料仓1的块矿进料口101。热介质输送管道L1连接至块矿储料仓1的热介质入口103。所述块矿储料仓1内设有分布下料装置2。
在本发明中，所述分布下料装置2设置在块矿储料仓1的侧壁上。分布下料装置2包括上部分料板201和下部分料板202。上部分料板201的一端和下部分料板202的一端分别与块矿储料仓1的侧壁连接，上部分料板201设置在下部分料板202的上方，且上部分料板201向下倾斜设置，下部分料板202向上倾斜设置，上部分料板201的另一端和下部分料板202的另一端分别向分布下料装置2与块矿储料仓1连接位置的对侧延伸。
作为优选，上部分料板201的另一端和下部分料板202的另一端相互连接，优选为活动连接，即上部分料板201、下部分料板202及块矿储料仓1的侧壁三者在竖直截面上构成三角形结构。由上部分料板201的另一端和下部分料板202的另一端连接而成的三角形顶点与块矿储料仓1的侧壁之间留有间隙。优选，所述间隙大于5mm，优选为大于6mm，更优选为大于8mm。
优选的是，块矿储料仓1内自上而下设有1～20层所述分布下料装置2，优选为设有2～10层所述分布下料装置2，更优选为设有3～8层所述分布下料装置2。作为优选，相邻两层所述分布下料装置2在水平方向上相对设置。所有所述分布下料装置2的上部分料板201依次排布形成“Z”形块矿下料通道A1。
优选的是，每层分布下料装置2的上部分料板201上均设有筛孔20101。作为优选，每层分布下料装置2上均设有粉末排料口203。所述粉末排料口203设置在块矿储料仓1的侧壁上，并与分布下料装置2的下部分料板202连接。每层所述分布下料装置2的上部分料板201和下部分料板202之间的空隙形成粉末下料通道A2。
作为优选，所述筛孔20101的尺寸为5～20mm，优选为6～15mm，更优选为7～10mm。
在本发明中，块矿储料仓1内自上而下设有物料分配室105、热交换室106和物料汇集室107。所述分布下料装置2设置在块矿储料仓1中部的热交换室106。块矿储料仓1的块矿进料口101设置在物料分配室105上，块矿出料口102设置在物料汇集室107上。块矿从块矿进料口101进入物料分配室105，然后穿过分布下料装置2的“Z”形块矿下料通道A1进入物料汇集室107。块矿储料仓1的热介质入口103设置在物料汇集室107上，热介质出口104设置在物料分配室105上。热介质从物料汇集室107上的热介质入口103进入块矿储料仓1，与块矿直接接触换热后，向上穿过“Z”形块矿下料通道A1从物料分配室105上的热介质出口104排出。
在本发明中，块矿储料仓1内自上而下设有物料分配室105、热交换室106和物料汇集室107。所述分布下料装置2设置在块矿储料仓1中部的热交换室106。块矿储料仓1的块矿进料口101设置在物料分配室105上，块矿出料口102设置在物料汇集室107上。块矿从块矿进料口101进入物料分配室105，然后穿过分布下料装置2的“Z”形块矿下料通道A1进入物料汇集室107。同时，块矿上附着的粉末经由各层分布下料装置2的上部分料板201上的筛孔20101进入粉末下料通道A2，然后由各层的粉末排料口203排出。块矿储料仓1的热介质入口103设置在物料汇集室107上，热介质出口104设置在物料分配室105上。热介质从物料汇集室107上的热介质入口103进入块矿储料仓1，与块矿直接接触换热后，向上穿过“Z”形块矿下料通道A1从物料分配室105上的热介质出口104排出。
在本发明中，块矿储料仓1内自上而下设有物料分配室105、热交换室106和物料汇集室107。所述分布下料装置2设置在块矿储料仓1中部的热交换室106。块矿储料仓1的块矿进料口101设置在物料分配室105上，块矿出料口102设置在物料汇集室107上。块矿从块矿进料口101进入物料分配室105，然后穿过分布下料装置2的“Z”形块矿下料通道A1进入物料汇集室107。同时，块矿上附着的粉末经由各层分布下料装置2的上部分料板201上的筛孔20101进入粉末下料通道A2，然后由各层的粉末排料口203排出。物料汇集室107上设有热介质入口103，各层分布下料装置2上均设有热介质出口104，且热介质出口104位于各层分布下料装置2的上部分料板201和下部分料板202之间的块矿储料仓1的侧壁上。优选，热介质出口104与粉末排料口203的位置重合。热介质从物料汇集室107上的热介质入口103进入块矿储料仓1，与块矿直接接触换热后，向上穿过“Z”形块矿下料通道A1，经由各层分布下料装置2上的热介质出口104排出。
作为优选，该系统还包括热介质导流装置108。热介质导流装置108设置在物料汇集室107内，热介质导流装置108上设有热介质导流入口10801和热介质导流出口10802。块矿储料仓1的热介质入口103与热介质导流入口10801连通。作为优选，物料汇集室107内设有1-20个所述热介质导流装置108，优选为设有2-5个所述热介质导流装置108。所有所述热介质导流装置108的热介质导流入口10801均与热介质入口103连通。
作为优选，所述分布下料装置2上还设有角度调节装置204。角度调节装置204设置在块矿储料仓1的侧壁上，并与分布下料装置2的上部分料板201连接。
在本发明中，块矿储料仓1上的块矿进料口101处设有第一水分检测装置3、物料流量检测装置4和物料温度检测装置5。
在本发明中，块矿储料仓1的块矿出料口102处设有第二水分检测装置6。
优选的是，该系统还包括高炉7。所述块矿储料仓1的块矿出料口102连接至高炉7的进料口。
作为优选，该系统还包括除尘系统8，热介质出口104通过热介质排出管道L2连通至除尘系统8。
实施例1
一种块矿筛分与烘干一体的预处理系统，该系统包括块矿输送装置D1、块矿储料仓1、热介质输送管道L1。块矿储料仓1上设有块矿进料口101、块矿出料口102、热介质入口103和热介质出口104。块矿输送装置D1连接至块矿储料仓1的块矿进料口101。热介质输送管道L1连接至块矿储料仓1的热介质入口103。所述块矿储料仓1内设有分布下料装置2。
实施例2
如图2所示，重复实施例1，只是所述分布下料装置2设置在块矿储料仓1的侧壁上。分布下料装置2包括上部分料板201和下部分料板202。上部分料板201的一端和下部分料板202的一端分别与块矿储料仓1的侧壁连接，上部分料板201设置在下部分料板202的上方，且上部分料板201向下倾斜设置，下部分料板202向上倾斜设置，上部分料板201的另一端和下部分料板202的另一端分别向分布下料装置2与块矿储料仓1连接位置的对侧延伸并连接。即上部分料板201、下部分料板202及块矿储料仓1的侧壁三者在竖直截面上构成三角形结构。由上部分料板201的另一端和下部分料板202的另一端连接而成的三角形顶点与块矿储料仓1的侧壁之间留有间隙。所述间隙大于8mm。
实施例3
重复实施例2，只是块矿储料仓1内自上而下设有3层所述分布下料装置2。相邻两层所述分布下料装置2在水平方向上相对设置。所有所述分布下料装置2的上部分料板201依次排布形成“Z”形块矿下料通道A1。
实施例4
重复实施例3，只是每层分布下料装置2的上部分料板201上均设有筛孔20101。每层分布下料装置2上均设有粉末排料口203。所述粉末排料口203设置在块矿储料仓1的侧壁上，并与分布下料装置2的下部分料板202连接。每层所述分布下料装置2的上部分料板201和下部分料板202之间的空隙形成粉末下料通道A2。
实施例5
重复实施例4，只是所述筛孔20101的尺寸为7mm。
实施例6
重复实施例4，只是所述筛孔20101的尺寸为10mm。
实施例7
如图3所示，重复实施例3，只是块矿储料仓1内自上而下设有物料分配室105、热交换室106和物料汇集室107。所述分布下料装置2设置在块矿储料仓1中部的热交换室106。块矿储料仓1的块矿进料口101设置在物料分配室105上，块矿出料口102设置在物料汇集室107上。块矿从块矿进料口101进入物料分配室105，然后穿过分布下料装置2的“Z”形块矿下料通道A1进入物料汇集室107。块矿储料仓1的热介质入口103设置在物料汇集室107上，热介质出口104设置在物料分配室105上。热介质从物料汇集室107上的热介质入口103进入块矿储料仓1，与块矿直接接触换热后，向上穿过“Z”形块矿下料通道A1从物料分配室105上的热介质出口104排出。
实施例8
如图4所示，重复实施例5，只是块矿储料仓1内自上而下设有物料分配室105、热交换室106和物料汇集室107。所述分布下料装置2设置在块矿储料仓1中部的热交换室106。块矿储料仓1的块矿进料口101设置在物料分配室105上，块矿出料口102设置在物料汇集室107上。块矿从块矿进料口101进入物料分配室105，然后穿过分布下料装置2的“Z”形块矿下料通道A1进入物料汇集室107。同时，块矿上附着的粉末经由各层分布下料装置2的上部分料板201上的筛孔20101进入粉末下料通道A2，然后由各层的粉末排料口203排出。块矿储料仓1的热介质入口103设置在物料汇集室107上，热介质出口104设置在物料分配室105上。热介质从物料汇集室107上的热介质入口103进入块矿储料仓1，与块矿直接接触换热后，向上穿过“Z”形块矿下料通道A1从物料分配室105上的热介质出口104排出。
实施例9
如图5所示，重复实施例6，只是块矿储料仓1内自上而下设有物料分配室105、热交换室106和物料汇集室107。所述分布下料装置2设置在块矿储料仓1中部的热交换室106。块矿储料仓1的块矿进料口101设置在物料分配室105上，块矿出料口102设置在物料汇集室107上。块矿从块矿进料口101进入物料分配室105，然后穿过分布下料装置2的“Z”形块矿下料通道A1进入物料汇集室107。同时，块矿上附着的粉末经由各层分布下料装置2的上部分料板201上的筛孔20101进入粉末下料通道A2，然后由各层的粉末排料口203排出。物料汇集室107上设有热介质入口103，各层分布下料装置2上均设有热介质出口104，且热介质出口104与粉末排料口203的位置重合。热介质从物料汇集室107上的热介质入口103进入块矿储料仓1，与块矿直接接触换热后，向上穿过“Z”形块矿下料通道A1，经由各层分布下料装置2上的热介质出口104排出。
实施例10
如图6和7所示，重复实施例9，只是该系统还包括热介质导流装置108。热介质导流装置108设置在物料汇集室107内，热介质导流装置108上设有热介质导流入口10801和热介质导流出口10802。块矿储料仓1的热介质入口103与热介质导流入口10801连通。物料汇集室107内设有3个所述热介质导流装置108。所有所述热介质导流装置108的热介质导流入口10801均与热介质入口103连通。
实施例11
重复实施例10，只是所述分布下料装置2上还设有角度调节装置204。角度调节装置204设置在块矿储料仓1的侧壁上，并与分布下料装置2的上部分料板201连接。分布下料装置2的上部分料板201和下部分料板202活动连接，角度调节装置204用于调整上部分料板201与块矿储料仓1的侧壁之间的夹角。
实施例12
重复实施例11，只是块矿储料仓1上的块矿进料口101处设有第一水分检测装置3、物料流量检测装置4和物料温度检测装置5。
实施例13
重复实施例11，只是块矿储料仓1的块矿出料口102处设有第二水分检测装置6。
实施例14
如图1所示，重复实施例13，只是该系统还包括高炉7。所述块矿储料仓1的块矿出料口102连接至高炉7的进料口。
实施例15
重复实施例14，只是该系统还包括除尘系统8，热介质出口104通过热介质排出管道L2连通至除尘系统8。
实施例16
一种块矿筛分与烘干一体的预处理方法，该方法包括以下步骤：
1)将待处理的块矿输送至块矿储料仓1，并向块矿储料仓1内通入热介质。
2)块矿进入分布下料装置2的“Z”形块矿下料通道A1，与自下而上的热介质均匀接触，进行气固热交换，得到干燥的块矿。
实施例17
一种块矿筛分与烘干一体的预处理方法，该方法包括以下步骤：
1)将待处理的块矿输送至块矿储料仓1，并向块矿储料仓1内通入热介质。
2)块矿进入分布下料装置2的“Z”形块矿下料通道A1，与自下而上的热介质均匀接触，进行气固热交换。同时，块矿上附着的粉末经由各层分布下料装置2的上部分料板201上的筛孔20101进入粉末下料通道A2，然后由各层的粉末排料口203排出。进而得到干燥的大粒径块矿。
实施例18
一种块矿筛分与烘干一体的预处理方法，该方法包括以下步骤：
a)在待处理的块矿输送至块矿储料仓1之前，先采用热介质对块矿储料仓1进行烘炉处理，热介质对块矿储料仓1进行预热。
1)将待处理的块矿输送至块矿储料仓1，并向块矿储料仓1内通入热介质。
2)块矿进入分布下料装置2的“Z”形块矿下料通道A1，与自下而上的热介质均匀接触，进行气固热交换。同时，块矿上附着的粉末经由各层分布下料装置2的上部分料板201上的筛孔20101进入粉末下料通道A2，然后由各层的粉末排料口203排出。进而得到干燥的大粒径块矿。
实施例19
一种块矿筛分与烘干一体的预处理方法，该方法包括以下步骤：
a)在待处理的块矿输送至块矿储料仓1之前，先采用热介质对块矿储料仓1进行烘炉处理，热介质对块矿储料仓1进行预热。
1)将待处理的块矿输送至块矿储料仓1，并向块矿储料仓1内通入热介质。
2)块矿进入分布下料装置2的“Z”形块矿下料通道A1，与自下而上的热介质均匀接触，进行气固热交换。同时，块矿上附着的粉末经由各层分布下料装置2的上部分料板201上的筛孔20101进入粉末下料通道A2，然后由各层的粉末排料口203排出。进而得到干燥的大粒径块矿。
3)热介质在块矿储料仓1内与块矿进行热交换后，从块矿储料仓1排出，排出的热介质输送至除尘系统8。
4)将经过干燥和筛分处理后得到的干燥的大粒径块矿输送至高炉7。
实施例20
如图8所示，一种块矿筛分与烘干一体的预处理方法，该方法包括以下步骤：
1)将待处理的块矿输送至块矿储料仓1，并向块矿储料仓1内通入热介质。
2)块矿进入分布下料装置2的“Z”形块矿下料通道A1，与自下而上的热介质均匀接触，进行气固热交换。同时，块矿上附着的粉末经由各层分布下料装置2的上部分料板201上的筛孔20101进入粉末下料通道A2，然后由各层的粉末排料口203排出。进而得到干燥的大粒径块矿。
在块矿储料仓1的块矿进料口101处设有第一水分检测装置3、物料流量检测装置4和物料温度检测装置5。第一水分检测装置3检测进入块矿储料仓1的块矿内的水分含量，记为W0，％。物料流量检测装置4检测单位时间内进入块矿储料仓1的块矿量，记为M0，m3。物料温度检测装置5检测进入块矿储料仓1的块矿温度，记为T0，℃。根据高炉条件需要，设定进入高炉中块矿的含水率上限为Wmax，％。计算单位时间内输送至块矿储料仓1的热介质的流量V，m3；
Figure BDA0002993318060000211
其中：C物为块矿的比热容，C介为热介质的比热容。ρ物为块矿的堆密度，ρ介为热介质的密度。T为热介质输入块矿储料仓1时的温度。
单位时间内，输送流量不小于V的热介质至块矿储料仓1，热介质在块矿储料仓1内对块矿进行干燥处理，使得进入高炉7前块矿的含水率低于Wmax。
实施例21
如图9所示，一种块矿筛分与烘干一体的预处理方法，该方法包括以下步骤：
1)将待处理的块矿输送至块矿储料仓1，并向块矿储料仓1内通入热介质。
2)块矿进入分布下料装置2的“Z”形块矿下料通道A1，与自下而上的热介质均匀接触，进行气固热交换。同时，块矿上附着的粉末经由各层分布下料装置2的上部分料板201上的筛孔20101进入粉末下料通道A2，然后由各层的粉末排料口203排出。进而得到干燥的大粒径块矿。
在块矿储料仓1的块矿进料口101处设有第一水分检测装置3，设定输送至块矿储料仓1的热介质的初始气流速度为S0，m/s。第一水分检测装置3检测进入块矿储料仓1的块矿内的水分含量，记为x1。根据高炉条件需要，设定进入高炉中块矿的含水率上限为Wmax，％。判断x1与Wmax的大小，调整输送至块矿储料仓1的热介质的实时气流速度S1，m/s。其具体为：
当x1≥10％时，S1＝[1+k1·(x1-10％)]×S0。
当6％＜x1＜10％时，S1＝S0。
当Wmax＜x1≤6％时，S1＝[1-k2·(6％-x1)]×S0。
当x1≤Wmax时，停止向块矿储料仓1内输送热介质。
其中，k1、k2为气流调节系数，k1的取值范围为3-5，k2的取值范围为1-3。Wmax≤4％。
实时检测x1的大小，调整输送至块矿储料仓1的热介质的实时气流速度为S1，热介质在块矿储料仓1内对块矿进行干燥处理，使得进入高炉前块矿的含水率低于Wmax。
实施例22
如图10所示，一种块矿筛分与烘干一体的预处理方法，该方法包括以下步骤：
1)将待处理的块矿输送至块矿储料仓1，并向块矿储料仓1内通入热介质。
2)块矿进入分布下料装置2的“Z”形块矿下料通道A1，与自下而上的热介质均匀接触，进行气固热交换。同时，块矿上附着的粉末经由各层分布下料装置2的上部分料板201上的筛孔20101进入粉末下料通道A2，然后由各层的粉末排料口203排出。进而得到干燥的大粒径块矿。
在块矿储料仓1的块矿出料口处设有第二水分检测装置6，设定输送至块矿储料仓1的热介质的初始气流速度S0，m/s。第二水分检测装置6检测排出块矿储料仓1的块矿内的水分含量，记为x2。根据高炉条件需要，设定进入高炉中块矿的含水率上限为Wmax，％。判断x2与Wmax的大小，调整输送至块矿储料仓1的热介质的实时气流速度S2，m/s。其具体为：
当x2≥Wmax时，S2＝[1+k3·(x2-Wmax)]×S0。
当50％Wmax＜x2＜Wmax时，S1＝S0。
当x2≤50％Wmax时，
Figure BDA0002993318060000221
其中，k3、k4为气流调节系数，k3的取值范围为1-3，k4的取值范围为0.5-2。Wmax＜6％。
实时检测x2的大小，调整输送至块矿储料仓1的热介质的实时气流速度为S2，热介质在块矿储料仓1内对块矿进行干燥处理，使得进入高炉前块矿的含水率低于Wmax。
实施例23
如图11所示，一种块矿筛分与烘干一体的预处理方法，该方法包括以下步骤：
1)将待处理的块矿输送至块矿储料仓1，并向块矿储料仓1内通入热介质。
2)块矿进入分布下料装置2的“Z”形块矿下料通道A1，与自下而上的热介质均匀接触，进行气固热交换。同时，块矿上附着的粉末经由各层分布下料装置2的上部分料板201上的筛孔20101进入粉末下料通道A2，然后由各层的粉末排料口203排出。进而得到干燥的大粒径块矿。
在块矿储料仓1的块矿进料口101处设有第一水分检测装置3，设定分布下料装置2的上部分料板201与块矿储料仓1的侧壁之间的初始夹角为θ0，°。第一水分检测装置3检测进入块矿储料仓1的块矿内的水分含量，记为x1。根据高炉条件需要，设定进入高炉中块矿的含水率上限为Wmax，％。判断x1与Wmax的大小，调整分布下料装置2的上部分料板201与块矿储料仓1的侧壁之间的实时夹角θ1，°。其具体为：
当x1≥10％时，θ1＝[1+k5·(x1-10％)]×θ0。
当6％＜x1＜10％时，θ1＝θ0。
当Wmax＜x1≤6％时，θ1＝[1-k6·(6％-x1)]×θ0。
当x1≤Wmax时，停止向块矿储料仓1内输送热介质。
其中，k5、k6为夹角调节系数，k5的取值范围为3-8，k6的取值范围为1-5。Wmax≤4％。
实时检测x1的大小，调整分布下料装置2的上部分料板201与块矿储料仓1的侧壁之间的实时夹角为θ1，热介质在块矿储料仓1内对块矿进行干燥处理，使得进入高炉前块矿的含水率低于Wmax。
实施例24
如图12所示，一种块矿筛分与烘干一体的预处理方法，该方法包括以下步骤：
1)将待处理的块矿输送至块矿储料仓1，并向块矿储料仓1内通入热介质。
2)块矿进入分布下料装置2的“Z”形块矿下料通道A1，与自下而上的热介质均匀接触，进行气固热交换。同时，块矿上附着的粉末经由各层分布下料装置2的上部分料板201上的筛孔20101进入粉末下料通道A2，然后由各层的粉末排料口203排出。进而得到干燥的大粒径块矿。
在块矿储料仓1的块矿出料口处设有第二水分检测装置6，设定分布下料装置2的上部分料板201与块矿储料仓1的侧壁之间的初始夹角为θ0，°。第二水分检测装置6检测排出块矿储料仓1的块矿内的水分含量，记为x2。根据高炉条件需要，设定进入高炉中块矿的含水率上限为Wmax，％。判断x2与Wmax的大小，调整分布下料装置2的上部分料板201与块矿储料仓1的侧壁之间的实时夹角θ2，°。其具体为：
当x2≥Wmax时，θ2＝[1+k7·(x2-Wmax)]×θ0。
当50％Wmax＜x2＜Wmax时，θ2＝θ0。
当x2≤50％Wmax时，θ2＝[1-k8·(0.5Wmax-x2)]×θ0。
其中，k7、k8为夹角调节系数，k7的取值范围为3-5，k8的取值范围为1-3。Wmax＜6％。
实时检测x2的大小，调整分布下料装置2的上部分料板201与块矿储料仓1的侧壁之间的实时夹角为θ2，热介质在块矿储料仓1内对块矿进行干燥处理，使得进入高炉前块矿的含水率低于Wmax。
实施例25
重复实施例20，只是所述热介质为烧结环冷机热废气。所述热介质进入块矿储料仓1的温度大于100℃。
实施例26
重复实施例21，只是所述热介质为高炉热风炉废气。
实施例27
重复实施例22，只是所述热介质为焦炉煤气燃烧释放的热源。所述热介质进入块矿储料仓1的温度大于150℃。
实施例28
重复实施例23，只是所述热介质为高炉煤气燃烧释放的热源。
实施例29
重复实施例24，只是所述热介质为转炉煤气燃烧释放的热源。
实施例30
重复实施例20，只是块矿在块矿储料仓1内的停留时间为2h。
实施例31
重复实施例21，只是块矿在块矿储料仓1内的停留时间为6h。
实施例32
重复实施例22，只是块矿在块矿储料仓1内的停留时间为10h。
实施例33
重复实施例23，只是所述大粒径的块矿的粒径大于5mm。
实施例34
重复实施例24，只是所述大粒径的块矿的粒径大于8mm。
应用实施例1
将实施例20所述的方法用于湛江某钢铁冶炼厂，第一水分检测装置201检测进入块矿储料仓1的块矿内的水分含量，为10％。物料流量检测装置301检测单位时间内进入块矿储料仓1的块矿量，为120m3/h。物料温度检测装置401检测进入块矿储料仓1的块矿温度，为25℃。根据高炉条件需要，设定进入高炉中块矿的含水率上限为4％。块矿的比热容为440[kJ/(m3·℃)]；热介质的比热容为1300[kJ/(m3·℃)]；块矿的堆密度为2800kg/m3；热介质的密度为1.36kg/m3；热介质输入块矿储料仓1时的温度为180℃，计算单位时间内输送至块矿储料仓1的热介质的流量V，m3；
Figure BDA0002993318060000251
单位时间内，输送流量不小于为4703.62m3/h的热介质至块矿储料仓1，热介质在块矿储料仓1内对块矿进行干燥处理，使得进入高炉前块矿的含水率低于4％。
应用实施例2
将实施例20所述的方法用于湛江某钢铁冶炼厂，第一水分检测装置201检测进入块矿储料仓1的块矿内的水分含量，为13％。物料流量检测装置301检测单位时间内进入块矿储料仓1的块矿量，为110m3/h。物料温度检测装置401检测进入块矿储料仓1的块矿温度，为26℃。根据高炉条件需要，设定进入高炉中块矿的含水率上限为4％。块矿的比热容为440[kJ/(m3·℃)]；热介质的比热容为1300[kJ/(m3·℃)]；块矿的堆密度为2800kg/m3；热介质的密度为1.36kg/m3；热介质输入块矿储料仓1时的温度为185℃，计算单位时间内输送至块矿储料仓1的热介质的流量V，m3；
Figure BDA0002993318060000252
单位时间内，输送流量不小于为6005.88m3/h的热介质至块矿储料仓1，热介质在块矿储料仓1内对块矿进行干燥处理，使得进入高炉前块矿的含水率低于4％。
应用实施例3
将实施例21所述的方法用于湛江某钢铁冶炼厂，在块矿储料仓1的块矿进料口处设有第一水分检测装置201，设定输送至块矿储料仓1的热介质的初始气流速度S0为0.12m/s。第一水分检测装置201检测进入块矿储料仓1的块矿内的水分含量x1，为11％。根据高炉条件需要，设定进入高炉中块矿的含水率上限Wmax为4％。判断x1与Wmax的大小，调整输送至块矿储料仓1的热介质的实时气流速度S1，m/s；k1的取值为4；
由于x1＞10％，S1＝[1+k1·(x1-10％)]×S0＝0.1248m/s；调整输送至块矿储料仓1的热介质的实时气流速度为0.1248m/s，热介质在块矿储料仓1内对块矿进行干燥处理，使得进入高炉前块矿的含水率低于4％。
应用实施例4
将实施例21所述的方法用于湛江某钢铁冶炼厂，在块矿储料仓1的块矿进料口处设有第一水分检测装置201，设定输送至块矿储料仓1的热介质的初始气流速度S0为0.15m/s。第一水分检测装置201检测进入块矿储料仓1的块矿内的水分含量x1，为9％。根据高炉条件需要，设定进入高炉中块矿的含水率上限Wmax为4％。判断x1与Wmax的大小，调整输送至块矿储料仓1的热介质的实时气流速度S1，m/s；
由于6％＜x1＜10％时，S1＝S0；保持0.15m/s的热介质气流速度，热介质在块矿储料仓1内对块矿进行干燥处理，保证进入高炉前块矿的含水率低于4％。
应用实施例5
将实施例21所述的方法用于湛江某钢铁冶炼厂，在块矿储料仓1的块矿进料口处设有第一水分检测装置201，设定输送至块矿储料仓1的热介质的初始气流速度S0为0.3m/s。第一水分检测装置201检测进入块矿储料仓1的块矿内的水分含量x1，为4％。根据高炉条件需要，设定进入高炉中块矿的含水率上限Wmax为3％。判断x1与Wmax的大小，调整输送至块矿储料仓1的热介质的实时气流速度S1，m/s；k2的取值为2；
由于3％＜x1≤6％时，S1＝[1-k2·(6％-x1)]×S0＝0.288m/s；调整输送至块矿储料仓1的热介质的实时气流速度为0.288m/s，热介质在块矿储料仓1内对块矿进行干燥处理，使得进入高炉前块矿的含水率低于3％。
应用实施例6
将实施例22所述的方法用于湛江某钢铁冶炼厂，在块矿储料仓1的块矿出料口处设有第二水分检测装置202，设定输送至块矿储料仓1的热介质的初始气流速度0.2m/s。第二水分检测装置202检测块矿储料仓1排出块矿内的水分含量x2为5％。根据高炉条件需要，设定进入高炉中块矿的含水率上限Wmax为4％。判断x2与Wmax的大小，调整输送至块矿储料仓1的热介质的实时气流速度S2，m/s；k3的取值为2；其具体为：
由于x2≥4％时，计算S2＝[1+k3·(x2-Wmax)]×S0＝0.204m/s；调整输送至块矿储料仓1的热介质的实时气流速度为0.204m/s，热介质在块矿储料仓1内对块矿进行干燥处理，使得进入高炉前块矿的含水率低于4％。
应用实施例7
将实施例22所述的方法用于湛江某钢铁冶炼厂，在块矿储料仓1的块矿出料口处设有第二水分检测装置202，设定输送至块矿储料仓1的热介质的初始气流速度0.4m/s。第二水分检测装置202检测块矿储料仓1排出块矿内的水分含量x2为3％。根据高炉条件需要，设定进入高炉中块矿的含水率上限Wmax为4％。判断x2与Wmax的大小，调整输送至块矿储料仓1的热介质的实时气流速度S2，m/s；其具体为：
由于2％＜x2＜4％时，S1＝S0；保持0.4m/s的热介质气流速度，热介质在块矿储料仓1内对块矿进行干燥处理，保证进入高炉前块矿的含水率低于4％。
应用实施例8
将实施例22所述的方法用于湛江某钢铁冶炼厂，在块矿储料仓1的块矿出料口处设有第二水分检测装置202，设定输送至块矿储料仓1的热介质的初始气流速度0.3m/s。第二水分检测装置202检测块矿储料仓1排出块矿内的水分含量x2为1％。根据高炉条件需要，设定进入高炉中块矿的含水率上限Wmax为4％。判断x2与Wmax的大小，调整输送至块矿储料仓1的热介质的实时气流速度S2，m/s；k4的取值为1；其具体为：
由于x2≤2％时，
Figure BDA0002993318060000271
调整输送至块矿储料仓1的热介质的实时气流速度为0.297m/s，热介质在块矿储料仓1内对块矿进行干燥处理，使得进入高炉前块矿的含水率低于4％。
应用实施例9
将实施例23所述的方法用于湛江某钢铁冶炼厂，在块矿储料仓1的块矿进料口处设有第一水分检测装置201，设定分布下料装置2的上部分料板201与块矿储料仓1的侧壁之间的初始夹角θ0为40°。第一水分检测装置201检测进入块矿储料仓1的块矿内的水分含量x1，为12％。根据高炉条件需要，设定进入高炉中块矿的含水率上限Wmax为4％。判断x1与W max的大小，调整分布下料装置2的上部分料板201与块矿储料仓1的侧壁之间的实时夹角θ1，°；k5的取值为5；
由于x1＞10％，θ1＝[1+k5·(x1-10％)]×θ0＝44°；调整分布下料装置2的上部分料板201与块矿储料仓1的侧壁之间的实时夹角为44°，热介质在块矿储料仓1内对块矿进行干燥处理，使得进入高炉前块矿的含水率低于4％。
应用实施例10
将实施例23所述的方法用于湛江某钢铁冶炼厂，在块矿储料仓1的块矿进料口处设有第一水分检测装置201，设定分布下料装置2的上部分料板201与块矿储料仓1的侧壁之间的初始夹角θ0为50°。第一水分检测装置201检测进入块矿储料仓1的块矿内的水分含量x1，为8％。根据高炉条件需要，设定进入高炉中块矿的含水率上限Wmax为4％。判断x1与Wmax的大小，调整分布下料装置2的上部分料板201与块矿储料仓1的侧壁之间的实时夹角θ1，°；
由于6％＜x1＜10％时，θ1＝θ0；保持分布下料装置2的上部分料板201与块矿储料仓1的侧壁之间的夹角为50°，热介质在块矿储料仓1内对块矿进行干燥处理，保证进入高炉前块矿的含水率低于4％。
应用实施例11
将实施例23所述的方法用于湛江某钢铁冶炼厂，在块矿储料仓1的块矿进料口处设有第一水分检测装置201，设定分布下料装置2的上部分料板201与块矿储料仓1的侧壁之间的初始夹角θ0为60°。第一水分检测装置201检测进入块矿储料仓1的块矿内的水分含量x1，为4％。根据高炉条件需要，设定进入高炉中块矿的含水率上限Wmax为3％。判断x1与Wmax的大小，调整分布下料装置2的上部分料板201与块矿储料仓1的侧壁之间的实时夹角θ1，°；k6的取值为3；
由于3％＜x1≤6％时，θ1＝[1-k6·(6％-x1)]×θ0＝56.4°；调整分布下料装置2的上部分料板201与块矿储料仓1的侧壁之间的实时夹角为56.4°，热介质在块矿储料仓1内对块矿进行干燥处理，使得进入高炉前块矿的含水率低于3％。
实施例12
将实施例24所述的方法用于湛江某钢铁冶炼厂，在块矿储料仓1的块矿出料口处设有第二水分检测装置202，设定分布下料装置2的上部分料板201与块矿储料仓1的侧壁之间的初始夹角θ0为50°。第二水分检测装置202检测块矿储料仓1排出块矿内的水分含量x2为6％。根据高炉条件需要，设定进入高炉中块矿的含水率上限Wmax为4％。判断x2与Wmax的大小，调整分布下料装置2的上部分料板201与块矿储料仓1的侧壁之间的实时夹角θ2，°；k7的取值为4；其具体为：
由于x2≥4％时，计算θ2＝[1+k7·(x2-Wmax)]×θ0＝54°；调整分布下料装置2的上部分料板201与块矿储料仓1的侧壁之间的实时夹角为54°，热介质在块矿储料仓1内对块矿进行干燥处理，使得进入高炉前块矿的含水率低于4％。
应用实施例13
将实施例24所述的方法用于湛江某钢铁冶炼厂，在块矿储料仓1的块矿出料口处设有第二水分检测装置202，设定分布下料装置2的上部分料板201与块矿储料仓1的侧壁之间的初始夹角θ0为45°。第二水分检测装置202检测块矿储料仓1排出块矿内的水分含量x2为3％。根据高炉条件需要，设定进入高炉中块矿的含水率上限Wmax为4％。判断x2与Wmax的大小，调整分布下料装置2的上部分料板201与块矿储料仓1的侧壁之间的实时夹角θ2，°；其具体为：
由于2％＜x2＜4％时，θ2＝θ0；保持分布下料装置2的上部分料板201与块矿储料仓1的侧壁之间的夹角为45°，热介质在块矿储料仓1内对块矿进行干燥处理，保证进入高炉前块矿的含水率低于4％。
应用实施例14
将实施例24所述的方法用于湛江某钢铁冶炼厂，在块矿储料仓1的块矿出料口处设有第二水分检测装置202，设定分布下料装置2的上部分料板201与块矿储料仓1的侧壁之间的初始夹角θ0为75°。第二水分检测装置202检测块矿储料仓1排出块矿内的水分含量x2为1％。根据高炉条件需要，设定进入高炉中块矿的含水率上限Wmax为3％。判断x2与Wmax的大小，调整输送至块矿储料仓1的热介质的实时气流速度S2，m/s；k8的取值为2；其具体为：
由于x2≤1.5％时，θ2＝[1-k8·(0.5Wmax-x2)]×θ0＝74.3°；调整分布下料装置2的上部分料板201与块矿储料仓1的侧壁之间的实时夹角为74.3°，热介质在块矿储料仓1内对块矿进行干燥处理，使得进入高炉前块矿的含水率低于3％。
采用本发明提供的筛分与烘干一体的块矿预处理方法，将经过预处理后得到的干燥的大粒径块矿输送至高炉，在添加至高炉的原料中，块矿的添加量可以增加至30％，单位时间内可以降低高炉冶炼成本12元/吨铁水；2500m3的高炉，年成本节约2160万元。
此外，由于块矿中的含铁量相对烧结矿、球团矿的含铁量较高，在高炉中增加经过预处理的块矿添加量，经过高炉冶炼工序，得到的铁水产量可增加10-30％。

Claims (18)

1.一种块矿筛分与烘干一体的预处理系统，该系统包括块矿输送装置(D1)、块矿储料仓(1)、热介质输送管道(L1)；块矿储料仓(1)上设有块矿进料口(101)、块矿出料口(102)、热介质入口(103)和热介质出口(104)；块矿输送装置(D1)连接至块矿储料仓(1)的块矿进料口(101)；热介质输送管道(L1)连接至块矿储料仓(1)的热介质入口(103)；所述块矿储料仓(1)内设有分布下料装置(2)。
2.根据权利要求1所述的预处理系统，其特征在于：所述分布下料装置(2)设置在块矿储料仓(1)的侧壁上；分布下料装置(2)包括上部分料板(201)和下部分料板(202)；上部分料板(201)的一端和下部分料板(202)的一端分别与块矿储料仓(1)的侧壁连接，上部分料板(201)设置在下部分料板(202)的上方，且上部分料板(201)向下倾斜设置，下部分料板(202)向上倾斜设置，上部分料板(201)的另一端和下部分料板(202)的另一端分别向分布下料装置(2)与块矿储料仓(1)连接位置的对侧延伸；
作为优选，上部分料板(201)的另一端和下部分料板(202)的另一端相互连接，优选为活动连接，即上部分料板(201)、下部分料板(202)及块矿储料仓(1)的侧壁三者在竖直截面上构成三角形结构；由上部分料板(201)的另一端和下部分料板(202)的另一端连接而成的三角形顶点与块矿储料仓(1)的侧壁之间留有间隙；优选，所述间隙大于5mm，优选为大于6mm，更优选为大于8mm。
3.根据权利要求2所述的预处理系统，其特征在于：块矿储料仓(1)内自上而下设有1～20层所述分布下料装置(2)，优选为设有2～10层所述分布下料装置(2)，更优选为设有3～8层所述分布下料装置(2)；作为优选，相邻两层所述分布下料装置(2)在水平方向上相对设置；所有所述分布下料装置(2)的上部分料板(201)依次排布形成“Z”形块矿下料通道(A1)。
4.根据权利要求3所述的预处理系统，其特征在于：每层分布下料装置(2)的上部分料板(201)上均设有筛孔(20101)；作为优选，每层分布下料装置(2)上均设有粉末排料口(203)；所述粉末排料口(203)设置在块矿储料仓(1)的侧壁上，并与分布下料装置(2)的下部分料板(202)连接；每层所述分布下料装置(2)的上部分料板(201)和下部分料板(202)之间的空隙形成粉末下料通道(A2)；
作为优选，所述筛孔(20101)的尺寸为5～20mm，优选为6～15mm，更优选为7～10mm。
5.根据权利要求3所述的预处理系统，其特征在于：块矿储料仓(1)内自上而下设有物料分配室(105)、热交换室(106)和物料汇集室(107)；所述分布下料装置(2)设置在块矿储料仓(1)中部的热交换室(106)；块矿储料仓(1)的块矿进料口(101)设置在物料分配室(105)上，块矿出料口(102)设置在物料汇集室(107)上；块矿从块矿进料口(101)进入物料分配室(105)，然后穿过分布下料装置(2)的“Z”形块矿下料通道(A1)进入物料汇集室(107)；块矿储料仓(1)的热介质入口(103)设置在物料汇集室(107)上，热介质出口(104)设置在物料分配室(105)上；热介质从物料汇集室(107)上的热介质入口(103)进入块矿储料仓(1)，与块矿直接接触换热后，向上穿过“Z”形块矿下料通道(A1)从物料分配室(105)上的热介质出口(104)排出。
6.根据权利要求4所述的预处理系统，其特征在于：块矿储料仓(1)内自上而下设有物料分配室(105)、热交换室(106)和物料汇集室(107)；所述分布下料装置(2)设置在块矿储料仓(1)中部的热交换室(106)；块矿储料仓(1)的块矿进料口(101)设置在物料分配室(105)上，块矿出料口(102)设置在物料汇集室(107)上；块矿从块矿进料口(101)进入物料分配室(105)，然后穿过分布下料装置(2)的“Z”形块矿下料通道(A1)进入物料汇集室(107)；同时，块矿上附着的粉末经由各层分布下料装置(2)的上部分料板(201)上的筛孔(20101)进入粉末下料通道(A2)，然后由各层的粉末排料口(203)排出；块矿储料仓(1)的热介质入口(103)设置在物料汇集室(107)上，热介质出口(104)设置在物料分配室(105)上；热介质从物料汇集室(107)上的热介质入口(103)进入块矿储料仓(1)，与块矿直接接触换热后，向上穿过“Z”形块矿下料通道(A1)从物料分配室(105)上的热介质出口(104)排出。
7.根据权利要求4所述的预处理系统，其特征在于：块矿储料仓(1)内自上而下设有物料分配室(105)、热交换室(106)和物料汇集室(107)；所述分布下料装置(2)设置在块矿储料仓(1)中部的热交换室(106)；块矿储料仓(1)的块矿进料口(101)设置在物料分配室(105)上，块矿出料口(102)设置在物料汇集室(107)上；块矿从块矿进料口(101)进入物料分配室(105)，然后穿过分布下料装置(2)的“Z”形块矿下料通道(A1)进入物料汇集室(107)；同时，块矿上附着的粉末经由各层分布下料装置(2)的上部分料板(201)上的筛孔(20101)进入粉末下料通道(A2)，然后由各层的粉末排料口(203)排出；物料汇集室(107)上设有热介质入口(103)，各层分布下料装置(2)上均设有热介质出口(104)，且热介质出口(104)位于各层分布下料装置(2)的上部分料板(201)和下部分料板(202)之间的块矿储料仓(1)的侧壁上；优选，热介质出口(104)与粉末排料口(203)的位置重合；热介质从物料汇集室(107)上的热介质入口(103)进入块矿储料仓(1)，与块矿直接接触换热后，向上穿过“Z”形块矿下料通道(A1)，经由各层分布下料装置(2)上的热介质出口(104)排出。
8.根据权利要求5-7中任一项所述的预处理系统，其特征在于：该系统还包括热介质导流装置(108)；热介质导流装置(108)设置在物料汇集室(107)内，热介质导流装置(108)上设有热介质导流入口(10801)和热介质导流出口(10802)；块矿储料仓(1)的热介质入口(103)与热介质导流入口(10801)连通；作为优选，物料汇集室(107)内设有1-20个所述热介质导流装置(108)，优选为设有2-5个所述热介质导流装置(108)；所有所述热介质导流装置(108)的热介质导流入口(10801)均与热介质入口(103)连通；和/或
所述分布下料装置(2)上还设有角度调节装置(204)；角度调节装置(204)设置在块矿储料仓(1)的侧壁上，并与分布下料装置(2)的上部分料板(201)连接。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的预处理系统，其特征在于：块矿储料仓(1)上的块矿进料口(101)处设有第一水分检测装置(3)、物料流量检测装置(4)和物料温度检测装置(5)；和/或
块矿储料仓(1)的块矿出料口(102)处设有第二水分检测装置(6)。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的预处理系统，其特征在于：该系统还包括高炉(7)；所述块矿储料仓(1)的块矿出料口(102)连接至高炉(7)的进料口；和/或
该系统还包括除尘系统(8)，热介质出口(104)通过热介质排出管道(L2)连通至除尘系统(8)。
11.一种块矿筛分与烘干一体的预处理方法或使用权利要求1-10中任一项所述系统的预处理方法，该方法包括以下步骤：
1)将待处理的块矿输送至块矿储料仓(1)，并向块矿储料仓(1)内通入热介质；
2)块矿进入分布下料装置(2)的“Z”形块矿下料通道(A1)，与自下而上的热介质均匀接触，进行气固热交换，得到干燥的块矿。
12.一种块矿筛分与烘干一体的预处理方法或使用权利要求1-10中任一项所述系统的预处理方法，该方法包括以下步骤：
1)将待处理的块矿输送至块矿储料仓(1)，并向块矿储料仓(1)内通入热介质；
2)块矿进入分布下料装置(2)的“Z”形块矿下料通道(A1)，与自下而上的热介质均匀接触，进行气固热交换；同时，块矿上附着的粉末经由各层分布下料装置(2)的上部分料板(201)上的筛孔(20101)进入粉末下料通道(A2)，然后由各层的粉末排料口(203)排出；进而得到干燥的大粒径块矿。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于：该方法还包括以下步骤：
a)在待处理的块矿输送至块矿储料仓(1)之前，先采用热介质对块矿储料仓(1)进行烘炉处理，热介质对块矿储料仓(1)进行预热；和/或
3)热介质在块矿储料仓(1)内与块矿进行热交换后，从块矿储料仓(1)排出，排出的热介质输送至除尘系统(8)；
4)将经过干燥和筛分处理后得到的干燥的大粒径块矿输送至高炉(7)。
14.根据权利要求11-13中任一项所述的方法，其特征在于：在块矿储料仓(1)的块矿进料口(101)处设有第一水分检测装置(3)、物料流量检测装置(4)和物料温度检测装置(5)；第一水分检测装置(3)检测进入块矿储料仓(1)的块矿内的水分含量，记为W0，％；物料流量检测装置(4)检测单位时间内进入块矿储料仓(1)的块矿量，记为M0，m3；物料温度检测装置(5)检测进入块矿储料仓(1)的块矿温度，记为T0，℃；根据高炉条件需要，设定进入高炉中块矿的含水率上限为Wmax，％；计算单位时间内输送至块矿储料仓(1)的热介质的流量V，m3；
Figure FDA0002993318050000041
其中：C物为块矿的比热容，C介为热介质的比热容；ρ物为块矿的堆密度，ρ介为热介质的密度；T为热介质输入块矿储料仓(1)时的温度；
单位时间内，输送流量不小于V的热介质至块矿储料仓(1)，热介质在块矿储料仓(1)内对块矿进行干燥处理，使得进入高炉(7)前块矿的含水率低于Wmax。
15.根据权利要求11-13中任一项所述的方法，其特征在于：在块矿储料仓(1)的块矿进料口(101)处设有第一水分检测装置(3)，设定输送至块矿储料仓(1)的热介质的初始气流速度为S0，m/s；第一水分检测装置(3)检测进入块矿储料仓(1)的块矿内的水分含量，记为x1；根据高炉条件需要，设定进入高炉中块矿的含水率上限为Wmax，％；判断x1与Wmax的大小，调整输送至块矿储料仓(1)的热介质的实时气流速度S1，m/s；其具体为：
当x1≥10％时，S1＝[1+k1·(x1-10％)]×S0；
当6％＜x1＜10％时，S1＝S0；
当Wmax＜x1≤6％时，S1＝[1-k2·(6％-x1)]×S0；
当x1≤Wmax时，停止向块矿储料仓(1)内输送热介质；
其中，k1、k2为气流调节系数，k1的取值范围为3-5，k2的取值范围为1-3；Wmax≤4％；
实时检测x1的大小，调整输送至块矿储料仓(1)的热介质的实时气流速度为S1，热介质在块矿储料仓(1)内对块矿进行干燥处理，使得进入高炉前块矿的含水率低于Wmax；和/或
在块矿储料仓(1)的块矿进料口(101)处设有第一水分检测装置(3)，设定分布下料装置(2)的上部分料板(201)与块矿储料仓(1)的侧壁之间的初始夹角为θ0，°；第一水分检测装置(3)检测进入块矿储料仓(1)的块矿内的水分含量，记为x1；根据高炉条件需要，设定进入高炉中块矿的含水率上限为Wmax，％；判断x1与Wmax的大小，调整分布下料装置(2)的上部分料板(201)与块矿储料仓(1)的侧壁之间的实时夹角θ1，°；其具体为：
当x1≥10％时，θ1＝[1+k5·(x1-10％)]×θ0；
当6％＜x1＜10％时，θ1＝θ0；
当Wmax＜x1≤6％时，θ1＝[1-k6·(6％-x1)]×θ0；
当x1≤Wmax时，停止向块矿储料仓(1)内输送热介质；
其中，k5、k6为夹角调节系数，k5的取值范围为3-8，k6的取值范围为1-5；Wmax≤4％；
实时检测x1的大小，调整分布下料装置(2)的上部分料板(201)与块矿储料仓(1)的侧壁之间的实时夹角为θ1，热介质在块矿储料仓(1)内对块矿进行干燥处理，使得进入高炉前块矿的含水率低于Wmax。
16.根据权利要求11-13中任一项所述的方法，其特征在于：在块矿储料仓(1)的块矿出料口处设有第二水分检测装置(6)，设定输送至块矿储料仓(1)的热介质的初始气流速度S0，m/s；第二水分检测装置(6)检测排出块矿储料仓(1)的块矿内的水分含量，记为x2；根据高炉条件需要，设定进入高炉中块矿的含水率上限为Wmax，％；判断x2与Wmax的大小，调整输送至块矿储料仓(1)的热介质的实时气流速度S2，m/s；其具体为：
当x2≥Wmax时，S2＝[1+k3·(x2-Wmax)]×S0；
当50％Wmax＜x2＜Wmax时，S1＝S0；
当x2≤50％Wmax时，
Figure FDA0002993318050000051
其中，k3、k4为气流调节系数，k3的取值范围为1-3，k4的取值范围为0.5-2；Wmax＜6％；
实时检测x2的大小，调整输送至块矿储料仓(1)的热介质的实时气流速度为S2，热介质在块矿储料仓(1)内对块矿进行干燥处理，使得进入高炉前块矿的含水率低于Wmax；和/或
在块矿储料仓(1)的块矿出料口处设有第二水分检测装置(6)，设定分布下料装置(2)的上部分料板(201)与块矿储料仓(1)的侧壁之间的初始夹角为θ0，°；第二水分检测装置(6)检测排出块矿储料仓(1)的块矿内的水分含量，记为x2；根据高炉条件需要，设定进入高炉中块矿的含水率上限为Wmax，％；判断x2与Wmax的大小，调整分布下料装置(2)的上部分料板(201)与块矿储料仓(1)的侧壁之间的实时夹角θ2，°；其具体为：
当x2≥Wmax时，θ2＝[1+k7·(x2-Wmax)]×θ0；
当50％Wmax＜x2＜Wmax时，θ2＝θ0；
当x2≤50％Wmax时，θ2＝[1-k8·(0.5Wmax-x2)]×θ0；
其中，k7、k8为夹角调节系数，k7的取值范围为3-5，k8的取值范围为1-3；Wmax＜6％；
实时检测x2的大小，调整分布下料装置(2)的上部分料板(201)与块矿储料仓(1)的侧壁之间的实时夹角为θ2，热介质在块矿储料仓(1)内对块矿进行干燥处理，使得进入高炉前块矿的含水率低于Wmax。
17.根据权利要求11-16中任一项所述的方法，其特征在于：所述热介质为钢铁流程自身产生的热源；作为优选，所述热介质为烧结环冷机热废气、高炉热风炉废气、焦炉煤气/高炉煤气/转炉煤气燃烧释放的热源，优选为烧结环冷机热废气、高炉热风炉废气；和/或
所述热介质进入块矿储料仓(1)的温度大于100℃，优选为大于150℃。
18.根据权利要求12-17中任一项所述的方法，其特征在于：热介质进入块矿储料仓(1)的气流速度为0.01～3m/s，优选为0.02～1m/s，更优选为0.03～0.5m/s；和/或
分布下料装置(2)的上部分料板(201)与块矿储料仓(1)的侧壁之间的夹角为10～85°，优选为20～80°；和/或
块矿在块矿储料仓(1)内的停留时间为0.5～24h，优选为1～12h，更优选为2～8h；和/或
所述大粒径块矿的粒径为大于5mm，优选为大于6mm，更优选为大于8mm。
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