CN203333727U - 一种烧结料面点火前喷水装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种烧结料面点火前喷水装置，所述烧结料面点火前喷水装置包括横向喷水管、电磁阀、电磁流量计和控制装置，横向喷水管在平料板与点火器之间的平整料面上方横向安装以对料面进行横向喷水，横向喷水管的一端用堵头封住，另一端与电磁阀和电磁流量计连接，电磁阀控制喷水的开始和停止，电磁流量计控制喷水的流量，在喷水管上布置有一排喷水孔，控制装置与电磁阀和电磁流量计连接以实现间断横向喷水的自动控制，同时还设置了纵向喷水管沿台车前行方向对料面实施连续喷水。本实用新型的烧结料面点火前喷水装置能够在烧结料断面上人为地产生裂纹来释放烧结矿的热应力，提高了烧结矿强度，进而减少烧结矿破损度与碎矿，提高了成品率。

Description

一种烧结料面点火前喷水装置

技术领域

本实用新型属于铁矿石烧结加工技术领域，具体地涉及一种铁矿石烧结点火前对料面喷水的装置，以解决常规烧结因热应力变化而产生裂纹的问题。

背景技术

通常，烧结料点火后通过燃料燃烧产生热量，部分矿石熔化，生成液相，冷却结晶，生成共晶体，最后固结成烧结矿，但是在冷却结晶过程中，产生热力应变，最终形成裂纹，这种裂纹分布于烧结矿床层表面及纵横断面所有部位，而烧结矿的翻卸、破碎、筛分、运输等环节产生粉碎都是因为沿着裂纹处产生的。在烧结机上由于表层料铁矿石的烧结时间短，热量不足，形成的高温区域窄，冷却速度快，使得上层烧结生成的液相量少，矿物结晶不完整，在内部构成应力使表层烧结矿在接近烧结机尾部冷却时产生裂纹成为了受害的重灾区，从而降低了整体烧结矿的强度。然而，烧结矿块度的大小直接影响着烧结矿生产的产量及质量。

在实际生产中要求烧结矿强度好，细粒烧结矿与粉末含量少。从烧结机理方面来看，就目前烧结技术，难以完全消除裂纹，无论采取什么样的措施，比如热风烧结、偏细布料、抽入高温空气预热等，另外还有在台车上间隔布置盲篦条、在料面表面间隔压料等手段，目的是为了人为使该处无抽风空气流通过，使得该处的燃料不能正常预热与燃烧，热量不足，造成不能使混合料颗粒间烧结形成熔融状态。然而，这些措施始终没有彻底改变烧结矿表面产生裂纹的现象，裂纹始终在烧结矿中均匀分布，增加了沿裂纹界面撕裂与粉化的机会。

钒钛磁铁矿烧结熔点高，产生的液相量少，矿物结晶复杂，由于表层烧结矿冷却速度快，应力破坏严重，矿相分析表明，矿物组成中含有15-20%的玻璃相，烧结矿裂纹交错，即使不经过破碎，烧结矿的块度也不大，粒度组成偏细，小于20mm的粒级达到60%以上，对高炉软熔带的透气性影响较大。为此，需要一种减轻烧结矿裂纹与破碎度的装置，以改变钒钛烧结矿强度差成品率低的状况。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种烧结料面点火前喷水装置，其可以在铁矿石烧结点火前在适当时机对料面进行有规则的间断喷水，以制造人造裂纹来集中释放烧结矿热应力，从而提高烧结矿强度，减少烧结矿破损度与碎矿，并提高成品率。

根据本实用新型的一方面，所述烧结料面点火前喷水装置包括横向喷水管、电磁阀、电磁流量计和控制装置，横向喷水管在平料板与点火器之间的平整料面上方横向安装以对料面进行间断横向喷水，横向喷水管的一端用堵头封住，另一端与电磁阀和电磁流量计连接，电磁阀控制喷水的开始和停止，电磁流量计控制喷水的流量，在喷水管上布置有一排喷水孔，控制装置与电磁阀和电磁流量计连接以实现间断喷水的自动控制。

所述烧结料面点火前喷水装置可以包括纵向喷水管，纵向喷水管在台车的中部邻近横向喷水管布置，并沿着烧结机的前进方向对料面进行连续纵向喷水。

纵向喷水管可以与阀门和水流量计连接，阀门控制喷水的开始和停止，水流量计控制喷水的流量。

纵向喷水管可以包括第一纵向喷水管和第二纵向喷水管，第一纵向喷水管的出水口位置在台车宽度的1/3处，第二纵向喷水管的出水口位置在台车宽度的2/3处。

纵向喷水管可以包括沿长度方向均匀布置的两个喷水孔。

附图说明

图1是示出根据本实用新型的烧结料面点火前喷水装置的示意图。

在图中，标号说明如下：

1-横向喷水管，2-纵向喷水管，3-点火器，4-台车，5-横向喷水孔（若干个），6-纵向喷水孔，7-台车料面，8-横向喷水线（带宽），9-纵向喷水线，10-电磁阀，11-电磁流量计，12-控制装置，13-阀门，14-水流量计

具体实施方式

通常，在烧结机的台车点火前的料面上采用适当的装置对台车料面进行喷水以画出格子，而被水画过的沟线地方可在烧结过程中释放应力，生成人造裂纹，从而减少自然裂纹的产生。

在烧结机混合料布料后并通过刮料板进入点火器之前的一段空间内，一般可以采用沿台车的横向往复移动的喷水装置对烧结料面横线画格。这种装置的优点是能够使喷水保持一根线的形状（例如线的宽度可限制在20mm内），但是这种装置十分复杂，其采用计算机自动控制，往复运动的水管及装置需要动力传动机构，结构与控制复杂，传动系统与加水系统（电动阀门与电磁流量计）同时存在体积较大、占用空间大、故障率高的问题，而在平料板与点火器之间的空间位置十分狭窄，环境恶劣，安装与维护难度极大。由于台车向前移动，所以在料面上喷水画出的线并不是垂直于台车前进方向的线，而是斜线，画出的格子不是方形而是菱形，而台车在机尾缷矿断面的方向与台车运动方向垂直，这样也存在卸矿时表层烧结矿撕裂的问题。

考虑到上述问题，本实用新型旨在提供一种易于安装和维护并且实用的喷水装置。

参照图1，总体上说，本实用新型的烧结料面点火前喷水装置包括横向喷水管1、电磁阀10、电磁流量计11和控制装置12，横向喷水管1在平料板与点火器3之间的平整料面7上方横向安装以对料面7进行横向喷水，横向喷水管1的一端用堵头封住，另一端与电磁阀10和电磁流量计11连接，电磁阀10控制喷水的开始和停止，电磁流量计11控制喷水的流量，在喷水管1上布置有一排喷水孔5（若干个），控制装置12与电磁阀10和电磁流量计11连接以实现喷水的自动控制。在本实用新型中，控制装置12可以采用计算机。

烧结料面点火前喷水装置可以包括纵向喷水管2，纵向喷水管2在台车4的中部邻近横向喷水管1布置，并沿着烧结机的前进方向对料面7进行连续纵向喷水。

纵向喷水管2可以与阀门13和水流量计14连接，阀门13控制喷水的开始和停止，水流量计14控制喷水的流量。

纵向喷水管2可以包括第一纵向喷水管和第二纵向喷水管（未示出），第一纵向喷水管的出水口位置在台车宽度的1/3处，第二纵向喷水管的出水口位置在台车宽度的2/3处。或者，纵向喷水管2可以包括沿长度方向均匀布置的两个喷水孔6。

现在将对本实用新型的烧结料面点火前喷水装置的结构和操作进行详细描述。

参照图1，在平料板与点火器之间的平整料面7的上方，沿台车4安装一根横向喷水管1，横向喷水管1可以用支架固定（图中未示出）。横向水管1的长度与台车4的宽度一致，并且在横向喷水管1上布置若干适当孔径的小孔，即横向喷水孔5。横向喷水孔5正对台车料面7，并对混合料面7进行喷水，其中，横向喷水孔5的孔数越多越好。

横向喷水管1的一端用堵头封住，另一端与电磁阀10和电磁流量计11连接，它们分别用于控制喷水的开停和流量。

电磁阀10与电磁流量计11与控制装置（比如，计算机、模块、单片机等）12连接，电磁阀10的开闭电信号与电磁流量计11的电信号输入计算机12，所需的目标喷水量在计算机12中人工设置，与电磁流量计11的流量进行比较，计算机12通过PID计算并调节磁流量计11和电磁阀12的开度，从而实现喷水的自动控制。

横向喷水管1对料面7的喷水方式为间断操作，由计算机12自动控制，本次喷水与上一次喷水的间隔时间T由人工在计算机12中设定，连续喷水时间t也由人工在计算机中设定。

由于烧结机的台车4连续向前移动，所以喷到台车料面7上的水不是一条线，而是一个具有一定宽度的面，称之为“横向喷水线（带宽）”8。控制喷水带宽8的面宽度，使其不超过40-80mm。利用喷水带宽8来释放上层烧结矿的热应变，产生人造裂纹。如果带宽太宽，则影响后续的点火与烧结效果。

举例而言，如果台车4的移动速度为u，喷水时间为t，则喷水带宽B=u×t。如果烧结机的速度为2000mm/min，喷水面宽度为80mm，则连续喷水时间t=B/u=80/(2000/60)=2.4秒。

根据制造人造裂纹的要求，设定沿着烧结机前进的方向在台车料面7上停止喷水（即不喷水）的料面长度为L，例如每隔L=1m（1000mm）喷水一次，则本次喷水与上次喷水的间隔时间为T=L/u=1000/（2000/60）=30秒，即，沿着台4的运行方向，每间隔30秒喷水一次，喷水时间2.4秒，然后停止喷水，30秒后又开始喷水，如此循环往复进行，就可以将整个烧结机料面7画出若干个与台车4的宽度相同的方形格子。通过后续点火，未喷水的地方点火效果好，喷了水的地方点火效果较差，在此带宽8上集中释放表层烧结矿冷却时的热应力，从而消除自然裂纹。

通过人工设置T，可以将料面7画出不同长度的格子，例如500mm、800mm、1500mm等长度的格子，宽度与台车宽度一致。

关于喷水量的控制与选择，可以设定每次喷水总量为W，目标喷水量为q（与电磁流量计11达成平衡），喷水时间为t，则W=q×t。鉴于水分对烧结过程的影响，W的取值通过试验确定，一旦W确定后，则q便确定下来，并在计算机12中设定。

优选地，可以对对料面7进行纵向喷水，即，烧结料面点火前喷水装置包括纵向喷水管2。通过对料面的横向喷水后，料面7被画出与台车4的宽度相同的格子，但是这种料面格子可能太大，从而不利于台车4的中部烧结矿释放应力，因此对台车4的前进方向进行纵向喷水，例如，将台车4的宽度分为2等分或3等分的料面部位实施连续喷水。

具体地讲，如果将料面7分成2等分，则在横向喷水管1附近处同样布置纵向喷水管2，在台车4的宽度方向的1/2的位置布置适当孔径的小孔（即，纵向喷水孔6）。纵向喷水孔6的出水口正对料面7，出水口位置在台车宽度的中心部位，纵向喷水管2的另一端与阀门13与流量计14连接，从而控制喷水的开闭以及流量。因此，可以用一个纵向喷水管2实现连续喷水，画出一条纵向喷水线9，从而将料面分成2等分。

如果将料面7分成3等分，则在横向喷水管1的附近同样布置两个纵向水管2（图中仅示出一个），每个纵向喷水管2上各布置一个适当孔径的纵向喷水孔6，其每个出水口正对料面7，出水口位置在台车4宽度的1/3处与2/3处，这样就用两个纵向喷水管2实现了连续喷水，从而画出两条纵向喷水线9，并将料面分成3等分。

或者，可以仅使用一个纵向喷水管2，将纵向喷水管2的一端封堵，另一端与阀门13和流量计14连接，再在纵向喷水管2的沿台车4宽度的1/3处与2/3处各设置一个纵向喷水孔6，这样就用一个纵向喷水管2布置两个纵向喷水孔6实施连续喷水，从而画出两条纵向喷水线9，并将料面分成3等分。

纵向喷水管2为连续喷水，可以不需计算机控制，阀门13的开度可由人工操作。

通过以上对点火前的料面实施横向与纵向喷水，形成横向喷水线（带宽）8与纵向喷水线9，并将料面分成了若干个正方形格子（见图中的虚线方格），随着烧结机台车4向前运行，很快进入点火器3下进行点火操作，未被喷水的料面7正常点火与烧结，而料面格子线上由于水分大水量多，点火时点火效果较差，此处的固体燃料难以燃烧或燃烧效果差，难以产生熔融状态，烧结矿固结较弱，而恰在此处用以集中释放上层烧结矿的应力，制造人造裂纹，而未被喷水的烧结矿不再产生形状不规则的遍布烧结矿整体的数目众多的自然裂纹。因此，在机尾卸矿时烧结矿沿人造裂纹断裂，而未被喷水的部分烧结矿以“烧结砖”的形式卸下，提高了烧结矿强度，在后续的热破、冷却、筛分、运输过程中，极大地减少了碎矿与返矿，成品率得以明显提高。

在本实用新型中，通过对料面进行横向与纵向喷水，可以将整个烧结料面沿横向与纵向分成若干个方形格子，在喷水的格子线上产生人造裂纹，集中释放烧结矿应力，消除遍布烧结矿的自然裂纹，减少了后续加工环节的烧结矿破损程度。

此外，通过在计算机上设置、控制台车横向喷水间隔时间、喷水作业时间等参数可以调整产生人造裂纹方形格子的大小，提高消除烧结矿热应力的效果。

在本实用新型中，利用水画过格子的烧结料表面在进入点火器点火燃烧时，由于喷水处的水分较大，点火时该处的水分蒸发吸收大量的热，此处点火效果较差，混合料中的固体燃料燃烧效果差；随着烧结过程的进行，燃烧带向下推移，在烧结料层的表面上，便按格子的形状形成一些没有燃烧的沟带，而这些沟带在燃烧过的料面上起到了集中应力的作用。当料面开始冷却时，烧结矿体积收缩，裂纹便在这些沟带处产生。燃烧过的料面除了这些人造裂纹再没有其它裂纹出现，人造裂纹将烧结矿分割成较大的烧结矿块。由于在裂纹处释放了大量的应力，使烧结矿块内部的应力大大减少，强度增加。这些强度大的烧结砖块在卸矿、破碎、运输过程中不会产生过多的碎矿，相应地提高了烧结矿的产量及质量。

此外，尾部卸矿得到了改善，随着台车依次进入弯道，台车上的烧结矿也依次沿着裂纹处形成大小相同的矿块，沿整个台车宽度方向均匀下落，既没有强行撕裂而产生过多的碎矿，同时也没有对烧结机尾部造成巨大的冲击。

Claims (5)

1.一种烧结料面点火前喷水装置，其特征在于，所述烧结料面点火前喷水装置包括横向喷水管、电磁阀、电磁流量计和控制装置，横向喷水管在平料板与点火器之间的平整料面上方横向安装以对料面进行间断横向喷水，横向喷水管的一端用堵头封住，另一端与电磁阀和电磁流量计连接，电磁阀控制喷水的开始和停止，电磁流量计控制喷水的流量，在喷水管上布置有一排喷水孔，控制装置与电磁阀和电磁流量计连接以实现间断喷水的自动控制。

2.根据权利要求1所述的烧结料面点火前喷水装置，其特征在于，所述烧结料面点火前喷水装置包括纵向喷水管，纵向喷水管在台车的中部邻近横向喷水管布置，并沿着烧结机的前进方向对料面进行连续纵向喷水。

3.根据权利要求2所述的烧结料面点火前喷水装置，其特征在于，纵向喷水管与阀门和水流量计连接，阀门控制喷水的开始和停止，水流量计控制喷水的流量。

4.根据权利要求2所述的烧结料面点火前喷水装置，其特征在于，纵向喷水管包括第一纵向喷水管和第二纵向喷水管，第一纵向喷水管的出水口位置在台车宽度的1/3处，第二纵向喷水管的出水口位置在台车宽度的2/3处。

5.根据权利要求2所述的烧结料面点火前喷水装置，其特征在于，纵向喷水管包括沿长度方向均匀布置的两个喷水孔。