CN207635827U - 焙烧竖炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种焙烧竖炉，涉及焙烧设备技术领域。焙烧竖炉包括：炉体、线圈、电容、电源和温度传感器；线圈围绕炉体、自炉体底板向炉体顶端环绕设置，线圈靠近炉体底板处缠绕密度小于炉体中部的缠绕密度，线圈位于炉体中部的缠绕密度小于靠近炉体顶部的缠绕密度，炉体从底部至顶部依次均匀设置三个以上的温度传感器，温度传感器均与对应的线圈连接的电源通信连接；线圈与电容并联接在电源的两端。以中频炉为热源的焙烧方式，通过温度反馈信号自动调整设备功率，焙烧炉在运行过程中不需要人为干预，运行平稳，温度可控，大大降低运营成本。

Description

焙烧竖炉

技术领域

本实用新型涉及焙烧设备技术领域，尤其是涉及一种焙烧竖炉。

背景技术

竖炉广泛用于铁矿球团的氧化焙烧或直接还原铁领域，钢铁冶金行业中用于铁矿球团的氧化焙烧或直接将球团还原为铁，是钢铁冶金中不可缺少的工艺设备；同时，其也可以用于石灰石、白云石等块状物料的焙烧，用来生产石灰，是十分普遍的一种焙烧设备。竖炉作为一种焙烧设备，与回转窑相比具有占地小、流程少、整体投资省等优点，对于中小型钢铁厂具有很高的推广价值。

常见的竖炉结构为：物料从炉体顶部布料，通过位于顶部的干燥床干燥，向下运行；焙烧所需热主要由炉体两侧的燃烧室供给。物料自上而下依次通过干燥段、焙烧段、均热段、冷却段等区域，当物料到达冷却段后被冷却鼓风机鼓入的冷却风冷却，球团冷却到较低温度后由排料机排出。大部分冷却风通过冷却段后，吸收了球团热后温度升高，并从中部导风墙中流入干燥床下。

其中，中部导风墙是竖炉结构中一个很重要的组成部分，它的作用是分流从冷却段鼓上来的冷风。为了不让焙烧段的高温球团矿受到从下部冷却段鼓上来的冷风影响，在焙烧段与干燥段设置了中部导风墙，这样就可以让一部分冷风从中部导风墙中间分流至炉顶散出。在中部导风墙下方设置了大水梁，其作用是承受中部导风墙的重力载荷，在大水梁中须通入循环冷却水以保证梁的承重强度不受到高温影响。

但是上述结构的竖炉虽然炉型简单，但在对二氧化锰的焙烧还原时，均存在能耗高、设备投资大、使用寿命短、还原率低、劳动条件恶劣等一种或多种弊端。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种焙烧竖炉，以缓解了现有竖炉存在的耗能高、使用寿命短和还原率低的技术问题。

为实现上述目的，提供以下技术方案，

本实用新型提供的焙烧竖炉，所述焙烧竖炉为中频炉，包括：炉体、线圈、电容、电源和温度传感器；

所述线圈围绕所述炉体、自所述炉体底板向炉体顶端环绕设置，所述线圈靠近所述炉体底板处缠绕密度小于炉体中部的缠绕密度，所述线圈位于所述炉体中部的缠绕密度小于靠近炉体顶部的缠绕密度，所述炉体从底部至顶部依次均匀设置三个以上的所述温度传感器，所述温度传感器均与对应的线圈连接的电源和电容通信连接；

所述线圈与所述电容并联接在所述电源的两端。

进一步的，所述线圈从所述炉体底部至顶部依次包括一号线圈、二号线圈、三号线圈、四号线圈、五号线圈和六号线圈；

所述四号线圈、五号线圈和六号线圈并联，所述二号线圈和三号线圈并联，所述一号线圈与所述二号线圈、三号线圈、四号线圈、五号线圈和六号线圈串联。

进一步的，所述焙烧竖炉还包括两个以上的燃烧室以及设置于所述炉体顶部的干燥床，所述炉体的内腔中由上至下依次分为干燥段、焙烧段、均热段和冷却段，所述燃烧室位于所述炉体侧面与所述焙烧段对应的位置处并与炉体内腔连通。

进一步的，所述炉体上设有回热风组件，所述回热风组件的进风端与位于所述燃烧室底部的炉体内腔连通，所述回热风组件的出风端与位于所述燃烧室顶部与所述干燥床之间的炉体内腔连通。

进一步的，所述回热风组件包括一组以上的风机和热风管道，所述风机设置于所述热风管道的进风口处。

进一步的，所述热风管道上设有高温调节阀。

进一步的，所述热风管道出风端处的开口呈斜向上布置。

进一步的，所述焙烧段、所述均热段和所述冷却段处均设有与所述燃烧室布置方向平行、横向穿设于炉体内腔中的燃烧梁。

进一步的，所述燃烧梁包括腔体以及装设于腔体内的一个以上的中部烧嘴组件，所述腔体的底部开设有火焰喷出口，所述腔体由多根水冷梁搭接围设而成。

进一步的，所述水冷梁的外表面上包裹有耐火材料层。

进一步的，所述腔体顶部处的多根水冷梁由上至下依次搭接形成两层以上包裹结构。

进一步的，所述耐火材料层在位于腔体外表面顶部处呈圆弧状，或者所述耐火材料层在位于腔体的底部、火焰喷出口两侧处呈圆弧状。

进一步的，所述腔体内的中部设有横向隔断板，所述横向隔断板的两端支承于水冷梁上，所述中部烧嘴组件安装于所述横向隔断板上。

与现有技术相比，本实用新型提供的焙烧竖炉，包括：炉体、线圈、电容、电源和温度传感器；线圈围绕炉体、自炉体底板向炉体顶端环绕设置，线圈靠近炉体底板处缠绕密度小于炉体中部的缠绕密度，线圈位于炉体中部的缠绕密度小于靠近炉体顶部的缠绕密度，炉体从底部至顶部依次均匀设置三个以上的温度传感器，温度传感器均与对应的线圈连接的电源和电容通信连接；线圈与电容并联接在电源的两端。以中频炉为热源的焙烧方式，通过温度传感器反馈信号自动调整设备功率，焙烧炉在运行过程中不需要人为干预，运行平稳，温度可控，大大降低运营成本，是实现二氧化锰低能耗、高还原率的极佳还原焙烧方式；选择对竖炉中频进行线圈改造，达到减少烘干所带来的成本，也可以有效避免水汽带走的热量。本实用新型提供的焙烧竖炉具有以下优点：(1)中频焙烧炉物料收得率得到了提高；(2)平均出料速度升高；(3)焙烧物料还原率提高，还原率波动范围在94％￣100％之间；(4)设备能连续稳定运行一周以上；(6)减少了烘干程序，节约了人力物力的投入。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的焙烧竖炉的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的焙烧竖炉的线圈的结构示意图。

图标：1－炉体底板；2－一号线圈；3－二号线圈；4－中频炉管；5－三号线圈；6－四号线圈；7－五号线圈；8－六号线圈；9－炉体顶端；10－电容；11－电源。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，本实用新型实施例提供的焙烧竖炉，焙烧竖炉为中频炉，包括：炉体、线圈、电容10、电源11和温度传感器；线圈围绕炉体、自炉体底板1向炉体顶端9环绕设置，线圈靠近炉体底板1处缠绕密度小于炉体中部的缠绕密度，线圈位于炉体中部的缠绕密度小于靠近炉体顶部的缠绕密度，所述炉体从底部至顶部依次均匀设置三个以上的所述温度传感器，所述温度传感器均与对应的线圈连接的电源11通信连接；线圈与电容10并联接在电源11的两端。

与现有技术相比，本实用新型实施例提供的焙烧竖炉，包括：炉体、线圈、电容10、电源11和温度传感器；线圈围绕炉体、自炉体底板1向炉体顶端9环绕设置，线圈靠近炉体底板1处缠绕密度小于炉体中部的缠绕密度，线圈位于炉体中部的缠绕密度小于靠近炉体顶部的缠绕密度，炉体从底部至顶部依次均匀设置三个以上的温度传感器，温度传感器均与对应的线圈连接的电源11和电容10通信连接；线圈与电容10并联接在电源11的两端。以中频炉为热源的焙烧方式，通过温度传感器反馈信号自动调整设备功率，焙烧炉在运行过程中不需要人为干预，运行平稳，温度可控，大大降低运营成本，是实现二氧化锰低能耗、高还原率的极佳还原焙烧方式；选择对竖炉中频进行线圈改造，达到减少烘干所带来的成本，也可以有效避免水汽带走的热量。本实用新型提供的焙烧竖炉具有以下优点：(1)中频焙烧炉物料收得率得到了提高；(2)平均出料速度升高；(3)焙烧物料还原率提高，还原率波动范围在94％￣100％之间；(4)设备能连续稳定运行一周以上；(6)减少了烘干程序，节约了人力物力的投入。

进一步的，如图2所示，线圈从炉体底部至顶部依次包括一号线圈2、二号线圈3、三号线圈5、四号线圈6、五号线圈7和六号线圈8；四号线圈6、五号线圈7和六号线圈8并联，二号线圈3和三号线圈5并联，一号线圈2与二号线圈3、三号线圈5、四号线圈6、五号线圈7和六号线圈8串联。

具体地，线圈布置从炉体底板1处进行尺寸安装，根据线圈的疏密依次进行安装，一号线圈2最为稀疏其目的为保温作用，二号线圈3也起到保温作用，线圈主要缠绕在中频炉管4上，并进行固定，防止掉落，三号线圈5与一号线圈2、二号线圈3相比线圈密度增加，四号线圈6为中频炉主控温度点，通过四号线圈6来设定还原温度，对物料进行加热，五号线圈7、六号线圈8的疏密程度较高，起到预加热作用，对物料进行烘干，蒸发掉物料的水汽，给四号线圈6减轻负荷，物料从中频炉管4顶加入；通过电容10和电源11对一号线圈2、二号线圈3、三号线圈5、四号线圈6、五号线圈7和六号线圈8输入电量进而对炉体进行加热。

本实施例中的线圈布置的步骤如下：

a、线圈布置从炉体底板1处进行尺寸安装，根据线圈的疏密依次进行尺寸安装；以炉体底板1为定位尺寸，依次进行一号线圈2、二号线圈3、三号线圈5、四号线圈6、五号线圈7和六号线圈8的安装；

b、进行填料工作，往中频炉管4里面先填熟料，然后填入生料；

c、开机前，检查电源11是否正常，做好应急措施，予以通电启炉；

d、熟料进行缓慢的出料，调节下料频率，等四号线圈6主控温度达到800℃时，调节下料频率，控制出料速度，提高还原率。

在上述b步骤中，物料通过中频炉管4，先到达六号线圈8、五号线圈7预热段，进行缓慢出料，到达四号线圈6加热段，然后到达三号线圈5，经过一段时间的保温，到达二号线圈3、一号线圈2冷却段，进行冷却，降低物料的出料温度。

炉体上在一号线圈2、二号线圈3、三号线圈5、四号线圈6、五号线圈7和六号线圈8处都设置有温度感应器，分别与各自的电容10和电源11通信连接，来反馈温度信号，进而调节电源11的加热功率。

进一步的，焙烧竖炉还包括两个以上的燃烧室以及设置于炉体顶部的干燥床，炉体的内腔中由上至下依次分为干燥段、焙烧段、均热段和冷却段，燃烧室位于炉体侧面与焙烧段对应的位置处并与炉体内腔连通。

进一步的，炉体上设有回热风组件，回热风组件的进风端与位于燃烧室底部的炉体内腔连通，回热风组件的出风端与位于燃烧室顶部与干燥床之间的炉体内腔连通。

在本实施例中，回热组件与热均段处的炉体内腔连通。通过回热风组件可以从炉体均热段两侧抽出低温风，集中后向上导入燃烧室的上部、干燥床以下，用于干燥物料；这样就由中部导风变为了两边导风，完全取消了传统的导风墙和大水梁结构，而正是由于导风墙被回热风组件所取代，以往受水梁长度限制无法大型化炉体的问题也迎刃而解。

进一步的，回热风组件包括一组以上的风机和热风管道，风机设置于所述热风管道的进风口处。在热风管道上设有高温调节阀，这样每条热风管道均可通过高温调节阀任意调节风量，控制干燥气流以及调节炉内气氛。

进一步的，热风管道出风端处的开口呈斜向上布置，可有效防止管内积灰。

进一步的，焙烧段、均热段和冷却段处均设有与燃烧室布置方向平行、横向穿设于炉体内腔中的燃烧梁。在生产过程中，通过调节三条燃烧梁的燃烧强度，可有效调控焙烧、均热与冷却三段的温度分布，有利于将炉内温度按段均匀分布，从而减少球团矿结瘤现象，增加竖炉作业率与产量。

进一步的，燃烧梁包括腔体以及装设于腔体内的一个以上的中部烧嘴组件，腔体的底部开设有火焰喷出口，腔体由多根水冷梁搭接围设而成，水冷梁在工作时通入循环水，以降低中部烧嘴组件工作时的温度，从而保护中部烧嘴组件。水冷梁可采用无缝钢管，其结构坚固，承重能力强，不易断，且不会出现渗漏现象。通过将现有的油冷结构改变成水冷结构，减少了投资和维护成本，还进一步减少了油资源的消耗，节约成本。

进一步的，在数根水冷梁所形成的腔体的外表面上包裹有耐火材料层，该耐火材料层用来将水冷梁和中部烧嘴组件从恶劣的工作环境中隔离开来，以延长它们的寿命。水冷梁与耐火材料层之间通过锚固钉连接，锚固钉与水冷梁之间通过焊接固定。这样，中部烧嘴组件则位于整个燃烧梁的中部，在水冷梁的作用和耐火材料层的保护下，得以在一个相对低温而安全的环境中正常工作下去。

由于腔体内的高温气体会往上升，因此会在腔体的顶部形成一个高温区域，使其长期处于高温状态。在本实施例中，进一步腔体顶部处的多根水冷梁由上至下依次搭接形成两层以上包裹结构，用来加大该处的冷却效果，也可用以增强整个燃烧梁的隔热、承重与抗冲击能力。上述由多根水冷梁由上至下依次搭接形成的两层以上包覆结构，其截面的形状可以为三角形、梯形等等。

进一步的，耐火材料层在位于腔体外表面顶部和底部处呈圆弧状，腔体外表面的顶部处呈圆弧状是为了使物料不易在腔体顶部堆积，可起到保护燃烧梁的作用。而腔体底部、火焰喷出口两侧处呈圆弧状是为了使喷出火焰的扇形面积更广，可对火焰起一定的导流与修正形状的作用，从而均匀加热待焙烧料，强化燃烧效果。

在其他实施例中，耐火材料层在腔体的底部处也可以为直角边形态，或者，耐火材料层在腔体的底部处也可以为直角边形态且再腔体的顶部为台阶状。最上部为平直面；或者，耐火材料层仅在腔体的顶部为台阶状，最上部为平直面；或者，耐火材料层仅在腔体的顶部为尖角状。

在本实施例中，中部烧嘴组件包括煤气管和连接于煤气管上的一个以上的烧嘴喷口。进一步的，在腔体内的中部设有横向隔断板，横向隔断板的两端通过焊接支承于水冷梁上，煤气管就搭设于横向隔断板上，更换时可直接抽取和插入，十分方便。

生产过程中，中部烧嘴组件的煤气管上每隔一定距离就有一个火焰喷出口，与腔体内的空气混合燃烧，均匀地喷出火焰并沿弧形耐火材料层成扇状发散开，对物料均匀加热焙烧。同时，不停有水循环其中的水冷梁不断与中部烧嘴组件周围的空气进行热交换，降低中部烧嘴组件的工作温度。外部的耐火材料层将上述所有装置紧紧包裹，在保护内部装置的同时还起到了导流和修正火焰形状的作用，使点火效果更加理想，产品质量更加优良。

本实施例提供的焙烧竖炉具有以下优点：

(1)本实施例的焙烧竖炉，通过设置回热风组件，由中部导风变为了两边导风，完全取消了传统的导风墙和大水梁结构；而正是由于导风墙被回热风组件所取代，以往受水梁长度限制无法大型化炉体的问题也迎刃而解。不仅克服了传统导风墙寿命短、维护成本高及风量无法调节的问题。

(2)本实施例的焙烧竖炉中，设置多根中部燃烧梁，通过调节燃烧梁的燃烧强度，可有效地将炉内温度按干燥、焙烧、均热、冷却四段均匀分布，从而减少球团矿结瘤现象，增加竖炉作业率与产量。

(3)中部燃烧梁将中部烧嘴组件设置于整个燃烧梁的中部，在水冷梁的作用和耐火材料层的保护下，使其始终在一个相对低温而安全的环境中正常工作，延长了其使用寿命。同时，还进一步通过增加耐火材料层对其进行包裹，降低冷却室温度的方法，将现有的油冷结构改成水冷结构，减少了投资和维护成本，且进一步减少了油资源的消耗，节约了成本。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种焙烧竖炉，其特征在于，所述焙烧竖炉为中频炉，包括：炉体、线圈、电容、电源和温度传感器；

所述线圈围绕所述炉体、自炉体底板向炉体顶端环绕设置，所述线圈靠近所述炉体底板处缠绕密度小于炉体中部的缠绕密度，所述线圈位于所述炉体中部的缠绕密度小于靠近炉体顶部的缠绕密度，所述炉体从底部至顶部依次均匀设置三个以上的所述温度传感器，所述温度传感器均与对应的所述线圈连接的所述电源和所述电容通信连接；

所述线圈与所述电容并联接在所述电源的两端。

2.根据权利要求1所述的焙烧竖炉，其特征在于，所述线圈从所述炉体底部至顶部依次包括一号线圈、二号线圈、三号线圈、四号线圈、五号线圈和六号线圈；

所述四号线圈、所述五号线圈和所述六号线圈并联，所述二号线圈和所述三号线圈并联，所述一号线圈与所述二号线圈、所述三号线圈、所述四号线圈、所述五号线圈和所述六号线圈串联。

3.根据权利要求1所述的焙烧竖炉，其特征在于，所述焙烧竖炉还包括两个以上的燃烧室以及设置于所述炉体顶部的干燥床，所述炉体的内腔中由上至下依次分为干燥段、焙烧段、均热段和冷却段，所述燃烧室位于所述炉体侧面与所述焙烧段对应的位置处并与所述炉体的内腔连通。

4.根据权利要求3所述的焙烧竖炉，其特征在于，所述炉体上设有回热风组件，所述回热风组件的进风端与位于所述燃烧室底部的所述炉体的内腔连通，所述回热风组件的出风端与位于所述燃烧室顶部与所述干燥床之间的所述炉体的内腔连通。

5.根据权利要求4所述的焙烧竖炉，其特征在于，所述回热风组件包括一组以上的风机和热风管道，所述风机设置于所述热风管道的进风口处。

6.根据权利要求5所述的焙烧竖炉，其特征在于，所述热风管道上设有高温调节阀。

7.根据权利要求5所述的焙烧竖炉，其特征在于，所述热风管道出风端处的开口呈斜向上布置。

8.根据权利要求3－7任一项所述的焙烧竖炉，其特征在于，所述焙烧段、所述均热段和所述冷却段处均设有与所述燃烧室布置方向平行、横向穿设于所述炉体的内腔中的燃烧梁。

9.根据权利要求8所述的焙烧竖炉，其特征在于，所述燃烧梁包括腔体以及装设于所述腔体内的一个以上的中部烧嘴组件，所述腔体的底部开设有火焰喷出口，所述腔体由多根水冷梁搭接围设而成。

10.根据权利要求9所述的焙烧竖炉，其特征在于，所述水冷梁的外表面上包裹有耐火材料层。