CN215952188U - 一种回转窑温度控制装置 - Google Patents

Abstract

一种回转窑温度控制装置，包括热成像检测装置、燃烧器和直线移动机构；其中，热成像检测装置设在回转窑窑体的外部，包括热成像仪，热成像仪朝向回转窑窑体的侧部或上部，并沿平行于回转窑轴线的方向移动；燃烧器设在回转窑的窑头，在燃烧器内设有进风管和燃气管，在进风管的管壁上连接有煤粉料斗；直线移动机构与燃烧器连接，用于带动燃烧器沿回转窑的轴向方向移动。本实用新型能够在工作过程中，通过热成像仪对回转窑内的结圈现象进行监测，为操作者提供结圈位置。本实用新型的燃烧器除了具有点火功能外，还具有向结圈处喷射煤粉和移动的功能，使煤粉能够精确地落在结圈处，通过高温燃烧清除结圈。本实用新型实现了结圈的自动查找和清除。

Description

一种回转窑温度控制装置

技术领域

本实用新型涉及氧化锌生产领域，尤其是涉及一种回转窑温度控制装置。

背景技术

在氧化锌生产领域，通常采用回转窑焙烧来提取矿石或钢渣中的锌元素，在焙烧过程中会发生结圈现象。结圈是指由于原材料的变化、或者热工制度的影响，窑内物料过度粘结，在特定的区域形成一道阻碍物料运动的、坚硬的环形圈。 结圈造成的危害主要有：1、降低产量，增加劳动强度；2、影响窑体寿命；3、增加设备负荷、浪费能源。

现有清理结圈的方法有两种，一种是机械清除，另一种是通过喷射燃料提升结圈位置的温度（达到1300摄氏度），使结圈发生软化、垮塌。无论采用哪种方法，都要事先知晓结圈的位置，而在现有技术中，只能在停机的情况下，人工进入窑内查找结圈位置。显然这种方法会影响生产，降低生产效率。

此外，回转窑窑体的长度通常在60米左右，其中，烘干和预热段的长度有12米左右，温度在650-700摄氏度之间，中温段的长度有18米左右，温度在700-850摄氏度之间，高温段的长度有18米左右，温度在850-1100摄氏度之间（907摄氏度是锌的沸点），其余的冷却段靠近窑头，长度大约在12米左右。回转窑结圈通常发生在中温段和高温段，因此燃料的喷射距离要求在12-48米之间。显然，如何实现燃料的长距离精准喷射也是个难题。

实用新型内容

为了克服背景技术中的不足，本实用新型公开了一种回转窑温度控制装置，采用如下技术方案：

一种回转窑温度控制装置，包括：

热成像检测装置，设在回转窑窑体的外部，包括热成像仪，热成像仪朝向回转窑窑体的侧部或上部，并沿平行于回转窑轴线的方向移动；

燃烧器，设在回转窑的窑头，在燃烧器内设有进风管和燃气管，在进风管的管壁上连接有煤粉料斗；

直线移动机构，与燃烧器连接，用于带动燃烧器沿回转窑的轴向方向移动。

进一步地改进技术方案，所述热成像检测装置包括沿平行于回转窑轴线的方向设置的导轨和链轮链条传动副，在导轨上连接有滑块，所述热成像仪位于滑块上；链轮链条传动副在第一电机的驱动下，带动滑块在导轨上移动。

进一步地改进技术方案，在回转窑的窑头设有窑头罩，在回转窑的窑尾设有窑尾烟罩，所述导轨和链轮链条传动副连接在窑头罩与窑尾烟罩之间。

进一步地改进技术方案，在窑头罩或窑尾烟罩上安装有距离传感器，距离传感器用于感知滑块到窑头罩或窑尾烟罩的距离。

进一步地改进技术方案，在导轨的两端安装有行程开关，行程开关与控制装置连接，当滑块碰触行程开关时，控制装置改变电机的旋转方向。

进一步地改进技术方案，在煤粉料斗上设有落料阀门。

进一步地改进技术方案，所述燃烧器在进风管、燃气管之外，包裹有耐高温保护套。

进一步地改进技术方案，所述直线移动机构包括滑轨和滑台，滑台与滑轨滑动连接，燃烧器的外侧端与滑台连接。

进一步地改进技术方案，所述滑轨具有齿条结构，所述滑台设有齿轮，齿轮与滑轨的齿条结构啮合连接，齿轮由第二电机驱动。

由于采用上述技术方案，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型能够在工作过程中，通过热成像仪对回转窑内的结圈现象进行监测，为操作者提供结圈程度和位置。相比背景技术，本实用新型不需要停机，也不需要人员进入窑内巡查，因此提高了生产效率。此外，本实用新型还能够检测回转窑窑体的缺陷，避免事故的发生。

本实用新型的燃烧器除了具有点火功能外，还具有向结圈处喷射煤粉的功能。燃烧器在直线移动机构的辅助下能够前后移动，使煤粉能够精确地落在结圈处，通过高温燃烧清除结圈。此外，燃烧器还能够通过喷射煤粉提高窑体各段或某一特定段的温度，为焙烧提供适合的温度。

本实用新型实现了结圈的自动查找和清除。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为燃烧器的结构示意图。

图3为图2的局部剖面结构示意图。

图中：1、窑体；2、窑尾烟罩；3、窑头罩；4、导轨；5、滑块；6、热成像仪；7、链轮；8、链条；9、第一电机；10、距离传感器；11、结圈；12、焙烧球；13、燃烧器；131、进风管；132、燃气管；133、耐高温保护套；134、煤粉料斗；135、落料阀门；14、滑台；15、滑轨；16、齿轮；17、第二电机；18、罗茨风机。

具体实施方式

下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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。

一种回转窑温度控制装置，该回转窑用来焙烧钢渣，提取钢渣中的锌元素。在本实施例中，回转窑的窑体1长60米，直径为5米，在回转窑的窑头设有窑头罩3，在回转窑的窑尾设有窑尾烟罩2。回转窑在长时间的冷却后才能够进入人员，显然，人工查找结圈11是比较耗时间和体力的。

本实施例中氧化锌的生产工艺为：首先将钢渣粉与煤、水按一定比例配制后在制球机制成焙烧球12，然后将焙烧球12输送到窑体1的窑尾，焙烧球12依次进入烘干和预热段（12m左右，650-700℃）、中温段（18m左右，700-850℃）和高温段（18m左右，850-1100℃）进行焙烧。回转窑不停转动，焙烧球12在高温段产生很浓的黄色火焰，黄色火焰的主要成份为锌蒸汽和各种金属蒸汽。随着窑内的鼓风，锌蒸汽逆向进入中温段、预热段、烘干段，与窑内的剩余氧气进行反应生成ZnO粉尘，含有ZnO粉尘的烟气进入窑尾烟罩2，经降温和沉降后得到ZnO粉末。

为了确定结圈11的位置，如图1所示，在回转窑的外部，沿平行于回转窑轴线的方向设有导轨4和链轮链条传动副。具体的，导轨4和链轮链条传动副连接在窑头罩3与窑尾烟罩2之间，且位于回转窑窑体1的上部。导轨4可以为一对圆柱形的导轨4，也可以为一根矩形导轨4。在导轨4上滑动连接有滑块5，在滑块5上设有热成像仪6，热成像仪6朝向回转窑窑体1的上部。链轮链条传动副包括链条8和一对链轮7，一对链轮7分别连接在窑头罩3与窑尾烟罩2上，其中的一个链轮7与第一电机9连接，链条8与滑块5连接。在第一电机9的驱动下，链轮7、链条8带动滑块5在导轨4上移动。

热成像仪6与设在远端的监控装置连接，监控装置用来判别回转窑窑体1是否发生结圈11情况。热成像仪6的工作原理是使用光电设备来检测和测量辐射，并在辐射与表面温度之间建立相互联系。所有高于绝对零度（-273℃）的物体都会发出红外辐射。热成像仪6利用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上，从而获得红外热像图，这种热像图与物体表面的热分布场相对应。通俗地讲红外热像仪就是将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像。热图像的上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。通过查看热图像，可以观察到被测目标的整体温度分布状况，研究目标的发热情况，从而进行下一步工作的判断。

在本实施例中，热成像仪6位于回转窑窑体1的上部，从窑体1外获得回转窑窑体1的红外热像图。由于回转窑的上部没有焙烧料，从红外热像图来看，即使窑体1各段的温度不同，但也能够看出窑体1的壁厚应该是均匀的。如果看到某一处窑体1的壁厚增加，而且壁厚的增加不随窑体1的转动而大幅变化，则可判定该处存在结圈11。值得注意的是，将热成像仪6设于回转窑窑体1的侧部，也能够避开焙烧料对红外热像图的干扰。

还需要指出的是，热成像仪6除了能够监测结圈11，还能够检测回转窑窑体1的缺陷，比如回转窑窑体1出现耐火砖层脱落，窑体1壁出现裂纹等。这些缺陷能够在红外热像图上呈现异常。

为了定位结圈11的位置，在窑头罩3上安装有距离传感器10。在本实施例中，距离传感器10为雷达测距传感器，雷达测距传感器用于感知滑块5到窑头罩3的距离，为操作人员提供位置信息。

为了实现热成像仪6的自动监测，在导轨4的两端安装有行程开关（图中未示出），行程开关与控制装置连接。当滑块5碰触行程开关时，监控装置改变第一电机9的旋转方向，滑块5反向移动。这样能够使热成像仪6在窑头罩3与窑尾烟罩2之间往复移动。

在确定结圈11的位置后，还需要对结圈11进行清理。如图2-3所示，在回转窑的窑头部位设有燃烧器13，在燃烧器13内设置有进风管131和燃气管132，进风管131通入的是空气，燃气管132通入的是天然气。一般情况下，燃烧器13用来为回转窑点火，燃烧器13深入窑头内燃烧天然气，进而点燃焙烧球12，产生焙烧所需的高温。

为了在结圈11处产生高温、在进风管131的管壁上连接有煤粉料斗134，在煤粉料斗134上设有落料阀门135。当落料阀门135打开时，煤粉料斗134内的煤粉进入进风管131，煤粉在高速空气的带动下喷向结圈11处，进而与喷射空气混合燃烧，放出热量。当温度达到1300℃时，能够使结圈11软化，脱离与炉壁的板结，进而发生垮塌。还可以得知，通过改变进风管131内空气的风速，能够调节煤粉的喷射距离。具体的，进风管131与罗茨风机18连接，改变罗茨风机18转子的转速能够改变风速。在本实施例中，使用罗茨风机18能够使煤粉的喷射距离可在10-40米之间调节。当燃烧器13用来点燃焙烧球12时，关闭落料阀门135即可。

煤粉的喷射距离虽然能够覆盖中温段和高温段，但是进风管131内的风速并不能精确调节，而且炉内气流复杂，煤粉难以精准落在结圈11处。为此，在窑头的外部设有直线移动机构，直线移动机构与燃烧器13连接，用于带动燃烧器13沿回转窑的轴向方向移动。直线移动机构可由多种实现形式，在本实施例中，直线移动机构包括滑轨15和滑台14，滑轨15固定，滑台14在滑轨15上滑动。燃烧器13的外侧端与滑台14连接，因此燃烧器13能够与滑台14一起沿滑轨15滑动。为了实现电气化，所述滑轨15具有齿条结构，在滑台14上设有与齿条啮合的齿轮16，齿轮16由第二电机17驱动，第二电机17带动燃烧器13沿滑轨15滑动。

在本实施例中，燃烧器13的长度为15米，直线移动机构的有效行程为12米，燃烧器13深入窑体1内的最大长度为13米。因此在加热结圈11时，能够跨越米长的冷却段，直接对位于中温段或高温段的结圈11进行喷射煤粉。当煤粉的喷射距离不能精确调整时，通过第二电机17带动燃烧器13沿滑轨15前后滑动，使煤粉的落点位于结圈11处。此外，本燃烧器13还能够通过喷射煤粉提高窑体1各段或某一特定段的温度，为焙烧提供适合的温度。由于炉内温度很高，因此在燃烧器13的进风管131、燃气管132之外，包裹有耐高温保护套133。

工作过程：在回转窑工作过程中，通过第一电机9使热成像仪6在回转窑窑体1的上部往复移动，对窑体1进行扫描。如果在红外热像图上看到某一处窑体1的壁厚增加，而且壁厚的增加不随窑体1的转动而大幅变化，则可判定该处存在结圈11。此时，通过距离传感器10能够确定结圈11的位置。然后开启罗茨风机18向窑体1内喷射煤粉，煤粉产生的高温区域能够在红外热像图上观测到，再调节罗茨风机18的转速，使该高温区域向结圈11处移动。当风速不能被精确调节时，通过第二电机17使燃烧器13前后移动，使煤粉精确地落点位于结圈11处。

本实用新型未详述部分为现有技术。尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型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，本实用新型的保护范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种回转窑温度控制装置，其特征是：包括：

热成像检测装置，设在回转窑窑体的外部，包括热成像仪，热成像仪朝向回转窑窑体的侧部或上部，并沿平行于回转窑轴线的方向移动；

燃烧器，设在回转窑的窑头，在燃烧器内设有进风管和燃气管，在进风管的管壁上连接有煤粉料斗；

直线移动机构，与燃烧器连接，用于带动燃烧器沿回转窑的轴向方向移动。

2.如权利要求1所述的一种回转窑温度控制装置，其特征是：所述热成像检测装置包括沿平行于回转窑轴线的方向设置的导轨和链轮链条传动副，在导轨上连接有滑块，所述热成像仪位于滑块上；链轮链条传动副在第一电机的驱动下，带动滑块在导轨上移动。

3.如权利要求2所述的一种回转窑温度控制装置，其特征是：在回转窑的窑头设有窑头罩，在回转窑的窑尾设有窑尾烟罩，所述导轨和链轮链条传动副连接在窑头罩与窑尾烟罩之间。

4.如权利要求3所述的一种回转窑温度控制装置，其特征是：在窑头罩或窑尾烟罩上安装有距离传感器，距离传感器用于感知滑块到窑头罩或窑尾烟罩的距离。

5.如权利要求2所述的一种回转窑温度控制装置，其特征是：在导轨的两端安装有行程开关，行程开关与控制装置连接，当滑块碰触行程开关时，控制装置改变电机的旋转方向。

6.如权利要求1所述的一种回转窑温度控制装置，其特征是：在煤粉料斗上设有落料阀门。

7.如权利要求1所述的一种回转窑温度控制装置，其特征是：所述燃烧器在进风管、燃气管之外，包裹有耐高温保护套。

8.如权利要求1所述的一种回转窑温度控制装置，其特征是：所述直线移动机构包括滑轨和滑台，滑台与滑轨滑动连接，燃烧器的外侧端与滑台连接。

9.如权利要求8所述的一种回转窑温度控制装置，其特征是：所述滑轨具有齿条结构，所述滑台设有齿轮，齿轮与滑轨的齿条结构啮合连接，齿轮由第二电机驱动。

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