CN117248088A - 一种多罐式无料钟高炉布料系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高炉冶金领域，具体涉及一种多罐式无料钟高炉布料系统。一种多罐式无料钟高炉布料系统包括N个储料罐，N为大于2的正整数，N个储料罐为并罐式分布；根据炉料的属性和粒度区分单独装罐并匹配对应的布料矩阵。采用单料单罐模式，并匹配对应的布料矩阵，可最大程度地降低由炉料属性导致的颗粒堆叠行为预测偏差，提高了布料精准性及操作灵活性。
Description
技术领域
本发明涉及高炉冶金领域，具体涉及一种多罐式无料钟高炉布料系统。
背景技术
高炉炉顶布料直接影响着炉内复杂的多相流动及热质传递过程，合理且精准的布料制度对高炉顺行、高产起着至关重要的作用。高炉布料系统可分为料钟式和无料钟式两种。由于无料钟式布料系统在操控灵活性和布料精准性上更具优势，因此在役高炉大都配备无料钟式布料系统。无料钟式布料系统又可分为串罐式和并罐式两种。顾名思义，并罐式无料钟系统由两个并排放置的储料罐，及储罐下方的受料漏斗和溜槽构成，而串罐式系统除了两储罐上下串接外，其余与并罐式系统相同。串罐式系统具有布料均匀、检修方便等优点，但其装料能力小，故一般并罐式系统更为常见。对并罐式无料钟布料系统，两储料罐内分别填装焦炭及矿石(或其他含铁炉料)，炉料按设定程序依次由料罐底部排出进入受料漏斗并沿下料管流入高炉顶部。底部溜槽可以不同角度、转速、转向沿着中轴旋转，使得炉料沿着设定轨迹堆叠，从而实现炉料在炉顶的分布。
受限于颗粒流动特性，由于密度、粒度、形状等差异，颗粒在堆叠过程中会出现粒径偏析、沟槽、渗透等现象，这对炉料空间分布调控存在不利影响。例如，球团近似为球形，粒径分布较为集中，多在10-20mm之间，而烧结矿形状不规则，且尺度分布较广，多在5-25mm之间，这使得二者在炉内的堆叠行为和运动轨迹存在较大差异。由于球团和烧结矿混装，各成分占比一般随生产实际实时调整，因此混装炉料的布料行为往往较单一炉料更加难以预测及控制。类似的情况还出现在大尺度焦炭及碎焦之间，并且由于透气性要求，碎焦应尽量分布靠近在炉中心位置，而大尺寸焦炭作为骨架则要尽可能的兼顾到整个炉身，二者对应的溜槽角度及布料圈数不同。因此，对炉料按属性和粒度区分单独装罐并匹配对应的布料矩阵对提升布料系统调控，并进一步实现降本增效是具有实际意义的。但现行并罐布料系统只有两个储罐，要实现上述功能需要多次倒罐，这将不可避免的降低布料系统操作效率。基于此，现有技术仍然有待改进。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出了一种多罐式的无料钟布料系统。
一种多罐式无料钟高炉布料系统包括N个储料罐，N为大于2的正整数，N个储料罐为并罐式分布；根据炉料的属性和粒度区分单独装罐并匹配对应的布料矩阵。
进一步地，每个储料罐的底部均设置有阀门，阀门可单独开启。
进一步地，多罐式无料钟高炉布料系统还包括受料漏斗和溜槽；所述受料漏斗设置于N个储料罐的下方，储料罐设置为在阀门打开时与受料漏斗连通；溜槽设置为能够绕高炉顶部周向转动，且溜槽的转向、转动速度、布料圈数以及溜槽相对于转动轴线的角度可调。
进一步地，N个储料罐平行或上下错开分布，相邻两个储料罐间的间隔为360/N°。
进一步地，多罐式无料钟高炉布料系统还包括下料管，下料管用于将受料漏斗内的炉料引导至溜槽。
进一步地，多罐式无料钟高炉布料系统还包括导料管，导料管设置为将储料罐与受料漏斗连接。
进一步地，阀门为电控阀门，阀门设置为能够根据指令调整开启大小。
进一步地，多罐式无料钟高炉布料系统还包括第一驱动机构和第二驱动机构，第一驱动机构设置为驱动溜槽绕高炉的轴线转动；第二驱动机构设置为驱动溜槽相对于转动轴线上下摆动。
进一步地，多罐式无料钟高炉布料系统还包括控制系统，控制系统设置为控制第一驱动机构和第二驱动机构的启闭。
进一步地，控制系统还设置为根据阀门的开启大小和炉料的属性、粒度控制溜槽的转向、转动速度、布料圈数以及溜槽相对于转动轴线的摆动角度。
本发明的有益效果为：本发明设置三个及以上的储料罐，且根据炉料的属性和粒度区分单独装罐并匹配对应的布料矩阵，采用单料单罐模式，并匹配对应的布料矩阵，可最大程度地降低由炉料属性导致的颗粒堆叠行为预测偏差，提高了布料精准性及操作灵活性。且相比于现行只有两个储料罐的并罐布料系统，无需多次倒罐，单一炉料对应专属储料罐，装料强度得以提升，且提高了布料系统的操作效率。
附图说明
图1示出了本发明实施例提供的多罐式无料钟高炉布料系统中储料罐为三个的结构示意图；
图2示出了本发明实施例提供的多罐式无料钟高炉布料系统中储料罐为四个的结构示意图；
图3示出了利用现有并罐式结构得出的布料结果以及利用本发明实施例提供的多罐式无料钟高炉布料系统所得出的布料结果对比图。
图中：10、储料罐；20、导料管；30、受料漏斗；40、下料管。
具体实施方式
应当理解，在示例性实施例中所示的本发明的实施例仅是说明性的。虽然在本发明中仅对少数实施例进行了详细描述，但本领域技术人员很容易领会在未实质脱离本发明主题的教导情况下，多种修改是可行的。相应地，所有这样的修改都应当被包括在本发明的范围内。在不脱离本发明的主旨的情况下，可以对以下示例性实施例的设计、操作条件和参数等做出其他的替换、修改、变化和删减。
如图1至图2所示，本发明实施例提供一种多罐式无料钟高炉布料系统，多罐式无料钟高炉布料系统包括N个储料罐10，N为大于2的正整数，N个储料罐10为并罐式分布；根据炉料的属性和粒度区分单独装罐并匹配对应的布料矩阵，采用单料单罐模式，并匹配对应的布料矩阵，可最大程度地降低由炉料属性导致的颗粒堆叠行为预测偏差，提高了布料精准性及操作灵活性。具体地，储料罐10的数量可根据需求及场地灵活设定，相比于现行只有两个储料罐10的并罐布料系统，无需多次倒罐，单一炉料对应专属的储料罐10，装料强度得以提升，且提高了布料系统的操作效率。
在一些实施例中，每个储料罐10的底部均设置有阀门，阀门可单独开启，通过控制阀门的开启程度来控制从储料罐10的下方排出的炉料的量。
在一些实施例中，多罐式无料钟高炉布料系统还包括受料漏斗30和溜槽。受料漏斗30设置于N个储料罐10的下方，储料罐10设置为在阀门打开时与受料漏斗30连通。溜槽设置为能够绕高炉顶部周向转动，且溜槽的转向、转动速度、布料圈数、以及溜槽相对于转动轴线的角度均根据储料罐10底部阀门开合度可调。炉料按设定程序依次由储料罐10底部排出，进入受料漏斗30，之后流向溜槽，溜槽可以不同角度、转速、转向沿着高炉的轴线旋转，使得炉料沿着设定轨迹堆叠，从而实现炉料在高炉炉顶的分布。在双罐式布料系统中，由于烧结矿和球团矿预先混合后再进行装罐，在炉料转运过程中不可避免地会出现粒径偏析现象，导致矿层内部炉料透气性不均匀。而本发明提出的多罐式系统则可由受料漏斗30充当混合器的角色，即便保留烧结矿和球团混装模式，仍然可保障矿层内部透气性均匀分布。
在一些实施例中，N个储料罐10平行或上下错开分布，相邻两个储料罐10间的间隔为360/N°。结合各储料罐底部阀门开合度匹配布料矩阵(即溜槽角度及转速、转向及布料圈数等)，且布料矩阵由2维(矿、焦)扩展为N维(烧结矿、球团矿、普通焦、碎焦…)，提高了布料精准性。
在一些实施例中，多罐式无料钟高炉布料系统还包括下料管40，下料管40用于将受料漏斗30内的炉料引导至溜槽。
在一些实施例中，多罐式无料钟高炉布料系统还包括导料管20，导料管20设置为将储料罐10与受料漏斗30连接。
在一些实施例中，阀门为电控阀门，阀门设置为能够根据指令调整开启大小。
在一些实施例中，多罐式无料钟高炉布料系统还包括第一驱动机构和第二驱动机构，第一驱动机构设置为驱动溜槽绕高炉的轴线转动；第二驱动机构设置为驱动溜槽相对于转动轴线上下摆动。
在一些实施例中，多罐式无料钟高炉布料系统还包括控制系统，控制系统设置为控制第一驱动机构和第二驱动机构的启闭。
在一些实施例中，控制系统还设置为根据阀门的开启大小和炉料的属性、粒度控制溜槽的转向、转动速度、布料圈数以及溜槽相对于转动轴线的摆动角度。
下面通过实际的例子对本发明的技术方案和效果做进一步的说明，但不限于本发明的保护范围。
以某2000m3高炉并罐式布料系统为参照，该高炉采用球团、烧结矿混装模式，矿石批重48.5t(球团占比30％)，焦炭批重11t，布料矩阵如表1所示。利用本发明所述多罐式无料钟高炉布料系统，将炉料按属性及粒度分为烧结矿、球团矿、普通焦及碎焦等四类并分别装入四个储料罐10，修改对应布料矩阵、矿批及焦批保持不变。所得布料结果如图3所示。
表1本发明所用布料矩阵
从图3中可以看出，由于对不同炉料颗粒按属性和粒径进行了区分，采用多罐式布料系统后，整个炉料堆叠行为的精准控制得以提升。以球团颗粒(图中以绿色加以区分)和烧结颗粒(图中以黄色和黑色表示，其中黑色代表大粒径烧结颗粒)为例，图3中的(a)表示现有并罐式结构，(b)表示本发明提出的多罐式无料钟高炉布料系统的四罐式结构，通过对比图3中的(a)和(b)可知，采用分级入炉的方式可以单独控制其径向分布；由于球团透气性相对较差，因此可采用此种方式将其堆叠到靠近中心位置，以提升炉料整体透气性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；如果不脱离本发明的精神和范围，对本发明进行修改或者等同替换，均应涵盖在本发明权利要求的保护范围当中。
Claims (10)
1.一种多罐式无料钟高炉布料系统，其特征在于，包括N个储料罐，N为大于2的正整数，N个储料罐为并罐式分布；根据炉料的属性和粒度区分单独装罐并匹配对应的布料矩阵。
2.根据权利要求1所述的多罐式无料钟高炉布料系统，其特征在于，
每个储料罐的底部均设置有阀门，阀门可单独开启。
3.根据权利要求2所述的多罐式无料钟高炉布料系统，其特征在于，
还包括受料漏斗和溜槽；所述受料漏斗设置于N个储料罐的下方，储料罐设置为在阀门打开时与受料漏斗连通；溜槽设置为能够绕高炉顶部周向转动，且溜槽的转向、转动速度、布料圈数以及溜槽相对于转动轴线的角度可调。
4.根据权利要求1所述的多罐式无料钟高炉布料系统，其特征在于，
N个储料罐平行或上下错开分布，相邻两个储料罐间的间隔为360/N°。
5.根据权利要求3所述的多罐式无料钟高炉布料系统，其特征在于，
还包括下料管，下料管用于将受料漏斗内的炉料引导至溜槽。
6.根据权利要求3所述的多罐式无料钟高炉布料系统，其特征在于，
还包括导料管，导料管设置为将储料罐与受料漏斗连接。
7.根据权利要求2所述的多罐式无料钟高炉布料系统，其特征在于，
阀门为电控阀门，阀门设置为能够根据指令调整开启大小。
8.根据权利要求3所述的多罐式无料钟高炉布料系统，其特征在于，
还包括第一驱动机构和第二驱动机构，第一驱动机构设置为驱动溜槽绕高炉的轴线转动；第二驱动机构设置为驱动溜槽相对于转动轴线上下摆动。
9.根据权利要求8所述的多罐式无料钟高炉布料系统，其特征在于，
还包括控制系统，控制系统设置为控制第一驱动机构和第二驱动机构的启闭。
10.根据权利要求9所述的多罐式无料钟高炉布料系统，其特征在于，所述控制系统还设置为根据阀门的开启大小和炉料的属性、粒度控制溜槽的转向、转动速度、布料圈数以及溜槽相对于转动轴线的摆动角度。
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