CN216614731U - 一种回转窑结圈在线清理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种回转窑结圈在线清理装置，包括设置于回转窑出料端外侧的平移轨道，所述平移轨道上设有平移小车，所述平移小车连接液压缸的一端，所述液压缸的另一端与设置在平移轨道上的固定支座连接，所述平移小车上设有往复振动装置，所述往复振动装置包括传动电机和凸轮传动机构，所述凸轮传动机构的输出端连接有清理杆，所述清理杆的另一端伸入回转窑内部。当回转窑结圈后需要进行结圈物清理时，将清理杆从回转窑出料端伸入到窑内，通过往复振动装置使清理头产生沿窑长方向的振动，就可对结圈物料进行清除，实现了回转窑在不排空窑内物料情况下，达到回转窑结圈物在线清理的目的，缩短了结圈物清理时间。

Description

一种回转窑结圈在线清理装置

技术领域

本实用新型属于冶金和矿物工程技术领域，涉及一种回转窑结圈在线清理工装置。

背景技术

回转窑作为铁矿石直接还原的主导工艺，其设备组成主要有：回转窑窑体1、入料端窑头罩2、给料装置3、出料端窑头罩4、窑头烧嘴5、粒煤喷枪6、焙烧物料出口7、烟气排出口8、窑背风机9和耐火材料10，窑体内装有焙烧物料11，图1为传统铁矿石直接还原回转窑的结构示意图。铁矿石回转窑直接还原工艺具有大型化、连续化、封闭式的特点，且对原料适应性强、产品质量稳定，但其普遍存在着回转窑的窑体结圈问题，影响回转窑的连续生产。

目前，铁矿石回转窑直接还原生产工艺：（1）在回转窑生产过程中，铁矿石与还原煤经配料和混合后从入料端的给料装置加入到窑内，窑体沿窑长方向从入料端到出料端水平高度逐渐降低，随着回转窑的旋转，原料从入料端往出料端方向逐渐移动，并与窑内流向入料端的高温烟气进行热交换，原料温度逐渐升高，而烟气温度逐渐降低；（2）当铁矿石温度达到800-1200℃，铁矿石开始发生各种物理化学变化，进行褐铁矿和菱铁矿的分解及赤铁矿和磁铁矿的还原；（3）当铁矿石移动到回转窑出料端时，焙烧好的物料从回转窑出料端经出料管排出；（4）在回转窑的窑壳内壁上设有耐火材料，窑体的窑背上设有窑背风机，出料端窑头罩上设有窑头烧嘴和粒煤喷枪，窑背风机沿窑长方向设置有多台，每台窑背风机可根据窑内沿窑长方向的温度分布实时调节风量大小，窑头烧嘴可向回转窑内进行供热，粒煤喷枪可将粒煤沿窑长方向根据工艺所需喷吹到窑内不同的位置；（5）从回转窑入料端排出的高温烟气经过二次燃烧室对可燃成分处置后，再经余热锅炉降温、布袋除尘器除尘、抽烟机加压后经烟囱进行排放。

当铁矿石在回转窑内采用煤基进行还原时，从料层内部会逸出大量CO含量为85-90%的冶金煤气，冶金煤气在窑内高温空间与窑背风机鼓入的常温空气混合后燃烧并放出热量，向回转窑内的铁矿石进行供热。由于铁矿石在回转窑内的中段和前段较长区域内都进行还原反应，还原反应产出的冶金煤气在窑内与助燃空气在一边混合过程中一边进行燃烧，燃烧放出的热量可满足铁矿石回转窑还原的需要。同时在铁矿石还原过程中，当把Fe₂O₃或Fe₃O₄还原成FeO时，FeO很容易与铁矿石中含有的SiO₂在高温下形成低熔点的铁橄榄石2FeO•SiO₂，当铁矿石在直接还原回转窑内高温区域温度控制在950-1200℃时，铁矿石还原中容易产生液相而粘附在窑壁上。

回转窑内结圈物粘附在窑内耐火材料上形成一种难处置的环状物，结圈位置一般位于窑内距出料端6-12m的位置，结圈物的厚度一般为200-400mm，结圈物呈圆环状紧贴在窑体的内壁上；结圈物料主要由低熔点物质组成，在窑内900-1000℃温度下低熔点物质开始软化，在窑内1000-1300℃温度开始熔化，熔化的物料从高温区流向出料端的过程中。遇到低温区开始冷凝，并粘附在低温区的窑壁上，形成结圈物料。结圈物料采用高温烧窑的方法很难进行彻底清理，但当采用常温人工清理方法进行清理时，由于结圈物料常温下强度很高，也很难进行清理，同时结圈物料厚与窑壁内衬粘附在一起，在进行结圈物料清理时，很容易对窑体内壁的耐火材料造成伤害，造成窑体使用寿命的降低。

在窑内结圈形成初期，对回转窑的生产影响较小，但随着结圈物厚度的不断增加，结圈物会使回转窑内横截面积缩小，窑内的烟气、物料在流动过程中受阻的程度增加，窑内入料端至结圈部位因辐射传热程度的降低而温度下降，影响铁矿石的焙烧效果，生产操作中为提高窑尾的温度又不得不加大窑内供热量，必然会导致回转窑能源的浪费。同时，窑壁结圈后窑内物料停留时间延长且难以排出，铁矿石填充率增加会使回转窑的负荷增大、产能降低。当回转窑内结圈物厚度较厚时，窑内热工状况恶化，回转窑的产量和质量下降，但要维持回转窑正常生产就必须对结圈物进行处理。回转窑频繁地停机除圈，还会造成窑内耐火材料表面形成的固溶体层也会伴随结圈脱落而使耐火材料不断变薄，其抗磨性和耐热性下降，使其更易结圈和损坏而进入到恶性循环之中。

铁矿石直接还原回转窑产生结圈后，当采用机械清圈、人工打圈方法时，都需要在停窑后进行清理，停产时间长、人工消耗大、清理费用高，对生产影响较大；当采用高温下急冷方法清理结圈时，虽然对生产的影响较小，但结圈物料在急冷过程中对窑体的耐火材料损伤较大，同时窑内结圈物料的清理不彻底，清圈质量较差；当采用高温烧圈方法清理结圈时，需要将结圈物加热到较高的温度，结圈物在高温下达到软化点后就会变形脱落，达到结圈物高温烧圈的目的，这种结圈处理方法虽然对回转窑的生产影响较小，但适宜于回转窑结圈较薄的情况，当结圈物厚度较厚时，采用这种方法清理很不彻底、清理时间也较长，同时对窑内火焰或高温烟气不能到达的低温区域，其烧圈的温度不能达到结圈物的软熔温度，就不能对窑内结圈物进行清理。

在回转窑结圈初期，由于结圈物结构疏松、金属铁含量较低，可通过周期性提高窑内高温区温度进行处理，使结圈初期窑壁黏结性较差的结圈物脱落，起到延缓或消除结圈物的作用；在回转窑结圈中后期，由于结圈物密实、金属铁含量较高，一般需通过急冷法或烧圈法进行处理。急冷法主要利用结圈物中玻璃相和渣相热膨胀系数的不同，通过结圈物的热胀冷缩使其自身产生脆性而从窑壁脱落；烧圈法主要通过适当提高回转窑内温度，使结圈物软熔而脱落。这两种方法存在的问题都不能对回转窑结圈物进行在线清理，且对结圈物清理很不彻底。

实用新型内容

本实用新型针对铁矿石直接还原回转窑生产中窑内出现的结圈物，在窑内高温状况下其强度较低的特点，为在不影响生产的情况下对结圈物料进行清理，提供了一种回转窑结圈在线清理装置。

本实用新型通过在传统铁矿石直接还原回转窑出料端设置回转窑结圈在线清理装置，当回转窑结圈后需要进行结圈物清理时，在保持回转窑窑温水平900℃以上，此时将回转窑结圈在线清理装置的清理杆从回转窑出料端伸入到窑内，并使清理头与窑内的结圈物相接触，通过往复振动装置使清理头产生沿窑长方向的振动，就可对结圈物进行清除，同时随着回转窑的缓慢转运，可对窑体内部环状结圈物全部进行清理。具体技术方案如下：

一种回转窑结圈在线清理装置，包括设置于回转窑出料端外侧的平移轨道，所述平移轨道上设有平移小车，所述平移小车连接液压缸的一端，所述液压缸的另一端与设置在平移轨道上的固定支座连接，所述平移小车上设有往复振动装置，所述往复振动装置包括传动电机和凸轮传动机构，所述凸轮传动机构的输出端连接有清理杆，所述清理杆的另一端伸入回转窑内部，所述清理杆外部设有循环水管。

所述平移小车上设有滑动支座，所述清理杆固定在滑动支座上。

所述循环水管外部设有保温材料，所述保温材料外壁设有耐火浇注料。

所述清理杆末端设有清理铲头；所述清理杆长度为12-15m。

本实用新型的有益效果：

（1）当回转窑产生结圈需要进行在线清理时，可在不排空窑内物料、不影响回转窑生产的情况下，将回转窑结圈在线清理装置的清理杆从回转窑出料端伸入到窑内，并使清理铲头与窑内的结圈物料接触，通过往复振动装置使清理铲头产生沿窑长方向的振动，对结圈物进行清除，同时随着回转窑的缓慢转动，可使窑体内部环状结圈物全部进行清理。

（2）本实用新型通过回转窑结圈在线清理方法的实施，大大提高了铁矿石回转窑直接还原连续生产时间，使回转窑连续生产时间由6-12天提高到1年以上。

附图说明

图1为传统铁矿石直接还原回转窑的结构图；

图2为回转窑结圈在线清理装置示意图；

图3为回转窑结圈在线清理装置示意图的A向剖面图；

图中：1-回转窑窑体，2-入料端窑头罩，3-给料装置，4-出料端窑头罩，5-窑头烧嘴，6-粒煤喷枪，7-焙烧物料出口，8-烟气排出口，9-窑背风机，10-耐火材料，11-焙烧物料，12-平移轨道，13-平移小车，14-液压缸，15-固定支座，16-传动电机，17-凸轮传动机构，18-清理杆，19-进水管，20-出水管，21-滑动支座，22-清理铲头，23-结圈。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行进一步描述。

如图2-3所示，一种回转窑结圈在线清理装置，包括设置于回转窑出料端外侧的平移轨道12，平移轨道12上设有平移小车13，平移小车13通过铰链连接液压缸14的一端，液压缸14的另一端与设置在平移轨道12上的固定支座15连接，平移小车13由液压缸14进行驱动，使其在平移轨道12上进行移动。平移小车13上设有往复振动装置，往复振动装置包括传动电机16和凸轮传动机构17，凸轮传动机构17将传动电机16的旋转运动转变为往复振动，凸轮传动机构17的输出端连接有清理杆18，清理杆18的另一端伸入回转窑内部，清理杆外部设有设有循环水管，循环水管包括进水管19和出水管20，冷却水从进水管19通入后由出水管20流出，对清理杆18进行冷却，使得清理杆18在回转窑内高温作用下能够长期工作。

平移小车13上设有滑动支座21，清理杆18设置在滑动支座21上且可在滑动支座21上沿回转窑窑长方向进行运动，清理杆18长度为12-15m。清理杆18末端设有清理铲头22，铲头材料22采用高温耐热合金。

循环水管外部设有保温材料，保温材料厚度为8-10mm，保温材料外壁设有浇注一层耐火浇注料，控制保温材料与耐火浇注料的总厚度为20mm左右。

当回转窑在正常生产时，结圈清理装置位于出料端的外部，当回转窑的窑内出现结圈23时，结圈物阻碍了高温物料和窑内烟气的正常流动，回转窑结圈在线清理装置在不停止回转窑生产，在保持回转窑窑温水平900℃以上的情况下进行结圈清理，按如下方法进行清理：

（1）将回转窑结圈清理装置的清理杆18从出料端伸入到回转窑内，同时启动传动电机16和凸轮传动机构17，使清理杆18向回转窑内插入的过程中，随着回转窑的旋转，可对回转窑的结圈物23进行在线清理；（2）通过液压缸14使平移小车13在平移轨道12上进行移动，调整清理杆18伸入到回转窑内的位置，可对回转窑内不同位置的结圈物进行在线清理，同时通过调整往复振动装置的振动频率，可对回转窑内不同温度和强度的结圈23进行清理；（3）回转窑结圈清理装置清理下来的结圈物呈固态形式，结圈物掉落到焙烧物料层表面并随焙烧物料一起在回转窑翻转过程往出料端方向移动，最后从回转窑出料端排出。

本实用新型回转窑结圈清理装置既可适用于直接还原工艺，也可适用于氧化焙烧工艺和磁化焙烧工艺，只要回转窑在生产过程中容易结圈的部位都可采用此装置进行清理。本实用新型回转窑结圈物处理装置还可适用于水泥焙烧窑、含铁固废处理回转窑、铅锌矿处理回转窑、含锌物料处理回转窑等窑体结圈之中。

Claims (5)

1.一种回转窑结圈在线清理装置，其特征在于：包括设置于回转窑出料端外侧的平移轨道，所述平移轨道上设有平移小车，所述平移小车连接液压缸的一端，所述液压缸的另一端与设置在平移轨道上的固定支座连接，所述平移小车上设有往复振动装置，所述往复振动装置包括传动电机和凸轮传动机构，所述凸轮传动机构的输出端连接有清理杆，所述清理杆的另一端伸入回转窑内部，所述清理杆外部设有循环水管。

2.根据权利要求1所述一种回转窑结圈在线清理装置，其特征在于：所述平移小车上设有滑动支座，所述清理杆设置在滑动支座上。

3.根据权利要求1所述一种回转窑结圈在线清理装置，其特征在于：所述循环水管外部设有保温材料，所述保温材料外壁设有耐火浇注料。

4.根据权利要求1所述一种回转窑结圈在线清理装置，其特征在于：所述清理杆末端设有清理铲头。

5.根据权利要求1所述一种回转窑结圈在线清理装置，其特征在于：所述清理杆长度为12-15m。

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