CN219223315U - 一种低返矿率及无碳铁矿粉烧结系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低返矿率及无碳铁矿粉烧结系统，包括原料仓和双筒竖窑，原料仓的排料口处设有上料皮带，上料皮带将各个原料仓中的原料传送至圆筒混料机中；圆筒混料机的出料口设有强力混料机，强力混料机中的物料通过皮带送入高压压球机中；高压压球机的出料口设有振动筛，经振动筛筛上物进入烘干机，烘干机的出料口装有振动条筛，经振动条筛筛上烘干压块输送至秤量斗中，并通过上料小车向双筒竖窑供料,经振动条筛的筛下料返回至原料仓的返料仓中，重新进入配料。本发明将传统的烧结混合料干燥、预热、烧结、冷却工艺整合到烧结压块、烘干以及竖窑烧结中，系统温度易于控制，系统热风循环利用，热能得到高效利用。

Description

一种低返矿率及无碳铁矿粉烧结系统

技术领域

本实用新型涉及铁矿烧结及节能减排技术领域，具体为一种低返矿率及无碳铁矿粉烧结系统。

背景技术

钢铁工业是能源消耗的大户，同时也是工业粉尘、固体废弃物、CO₂、SO₂和氮氧化物等污染物的主要来源。高炉炼铁—转炉炼钢长流程中，炼焦和烧结产生的CO₂、SO₂、氮氧化物和烟粉尘等废气最为严重，其中烧结工序产生的废气最多，尤其是产生的二氧化硫占据了整个流程的70％，同时还会产生二噁英和氟化物等污染物。随着国家环保要求越来越严格，烧结工序的减排任务将更加艰巨。

烧结矿作为高炉炼铁最主要的原料，其生产工艺是将含铁物料与燃料、熔剂混合制粒后，铺于烧结台车上，通过点火、抽风，借助燃料燃烧产生高温使其发生物理化学变化生成低熔点物质，并软化熔融产生一定数量的液相，将铁矿物颗粒黏结起来，其实质是先发生固相反应，生成新的低熔点化合物或共熔体，加热到一定温度时进行化学反应的同时发生软化熔融，形成液相黏结。其形成的液相中铁-氧体系、硅酸铁体系、铁酸钙体系、钙铁橄榄石体系多数化合物熔点在1150-1300℃，是液相的主要来源。

目前世界铁矿烧结生产工艺仍是铁矿粉造块的主要方式之一，尤其在中国，由于富矿粉的匮乏，能适应低品位铁矿粉的烧结造块工艺占据了较大的比例，目前，烧结工序普遍采用带式抽风烧结的方式，烧结过程中使用固体燃料供热和厚料层烧结，烧结料层内部的温度难以准确控制，焦粉固定碳含量在85％以上，其余主要成分是以SiO₂和Al₂O₃为主的灰分、硫分等；煤粉除占比70％左右的固定碳外，其余成分主要是占比20％左右的挥发分及灰分、硫分，挥发分加热后会产生H₂、CH₄和N₂等。烧结过程中，燃料燃烧在产生大量热量的同时，也产生了大量的SO₂和氮氧化物等污染物，从而严重污染了大气环境；普遍存在能耗高、烧结废气的余热利用率较低、污染物排放量大的特点，随着一系列环保政策的出台，烧结节能减排的形势变得十分严峻，如何实现铁矿粉烧结工艺的节能减排是铁矿烧结工作者热切关注的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种低返矿率及无碳铁矿粉烧结系统，具有温度易于控制，系统热风循环利用，热能得到高效利用等优点，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种低返矿率及无碳铁矿粉烧结系统，包括原料仓和双筒竖窑，所述原料仓的排料口处设有上料皮带，上料皮带将各个原料仓中的原料传送至圆筒混料机中；所述圆筒混料机的出料口设有强力混料机，强力混料机中的物料通过皮带送入高压压球机中；所述高压压球机的出料口设有振动筛，经振动筛筛上物进入烘干机，筛下物返回高压压球机继续压制成型；所述烘干机的出料口装有振动条筛，经振动条筛筛上烘干压块输送至秤量斗中，并通过上料小车向双筒竖窑供料,经振动条筛的筛下料返回至原料仓的返料仓中，重新进入配料。

优选的，所述高压压球机设置为多台，高压压球机的转速控制在10-30转/分钟，压制后的压球尺寸在25-40mm之间。

优选的，所述烘干机的热源来源于双筒竖窑产生的废气，烘干机的下方设有热风通道，送风机将热空气抽入至烘干机内，管道及烘干机内均安装有温度传感器，烘干机内的温度保持在160—180℃，烘干后的废气送至双筒竖窑的窑顶废气除尘器中。

优选的，所述秤量斗中的筛上压块经上料小车通过卷扬送至窑顶称量斗中，窑顶称量斗的下方设有窑顶振动给料机，通过窑顶振动给料机向窑顶可逆皮带供料，窑顶可逆皮带的下方设有旋转布料器，通过旋转布料器向双筒竖窑内供料。

优选的，所述双筒竖窑内设有窑顶盖板，当旋转布料器向双筒竖窑内供料时，先打开窑顶盖板，加完一批料后窑顶盖板自行关闭。

优选的，所述双筒竖窑的窑筒内设有燃烧喷枪、煤气管道和冷却空气管道，窑顶助燃空气管与废气排出管道共用，窑筒为煅烧筒时，该管道为助燃空气进气管；当窑筒为排气筒时，该管为废气排出管。

优选的，所述双筒竖窑的两个窑筒之间设有中间通道，窑体安装有多层电热电偶，用于压块烧结温度的检测。

优选的，所述双筒竖窑的窑体下方通过设有的出料板、窑下卸料阀以及振动给料机向输送皮带给料。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本低返矿率及无碳铁矿粉烧结系统，将传统的烧结混合料干燥、预热、烧结、冷却工艺整合到烧结压块、烘干以及竖窑烧结中，系统温度易于控制，系统热风循环利用，热能得到高效利用。此烧结工艺所获得的成品烧结矿，其成品率86％，转鼓强度达83％，返矿比小于3％，其相比传统的带式抽风烧结，本发明的烧结过程能耗降低33％，二氧化碳排放量减少40％，氮氧化物排放量减少80％，二氧化硫排放量减少60％，二噁英以及粉尘排放量减少90％以上。

附图说明

图1为本实用新型的系统框图。

图中：1、原料仓；2、上料皮带；3、圆筒混料机；4、强力混料机；5、高压压球机中；6、振动筛；7、烘干机；8、振动条筛；9、秤量斗；10、上料小车；11、窑顶称量斗；12、窑顶振动给料机；13、窑顶可逆皮带；14、旋转布料器；15、窑顶盖板；16、燃烧喷枪；17、中间通道；18、出料板；19、窑下卸料阀；20、振动给料机；21、窑顶废气除尘器；22、双筒竖窑。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

请参阅图1，本实施例中提供一种低返矿率及无碳铁矿粉烧结系统，包括原料仓1和双筒竖窑22，所述原料仓1的排料口处设有上料皮带2，上料皮带2将各个原料仓1中的原料传送至圆筒混料机3中，加水润湿并混匀，其中，原料包括铁矿粉、返料、石灰石、白云石、生石灰以及混合均匀的除尘灰等含铁废料，其中，铁矿粉以及含铁废料(含铁废料包括除尘灰、氧化铁皮等)为含铁原料，石灰石、白云石以及生石灰为熔剂；且上述的预定比例可根据各原料的化学成分以及对应烧结矿的成分控制要求进行配比计算获取，一般情况下为：铁矿粉75-85％、返矿3-5％、石灰石3-5％、白云石4-6％、生石灰2.5-3.5％、含铁废料3％左右、粘结剂3-6％左右。上述各物料的比例之和为100％，且其按上述比例进行配料的成分计算结构满足烧结矿化学成分控制要求的约束条件；上述粘结剂由丙烯酸聚合物、聚酯类高分子、聚醚多元醇、交联剂、纤维素类高分子，增粘剂、碱性增氧剂，硼砂，活性氧化钼等按不同比例制备获得；所述圆筒混料机3的出料口设有强力混料机4，再经强力混料机4进行搅拌均匀，所获得的烧结混合料水分在7-9％左右，强力混料机4中的物料通过皮带送入高压压球机5中，高压压球机5设置为多台，高压压球机5的转速控制在10-30转/分钟，压制后的压球尺寸在25-40mm之间，成型后的冷压块经振动筛6进行筛分,经振动筛6筛上物进入烘干机7，筛下物返回高压压球机5继续压制成型；其中，上述压制好的筛上压块送至烘干机7进行烘干处理，烘干机7为多台设置以满足上述烧结正常生产能力的需求，经过1.5-2个小时左右的烘干后，烘干后的压块从烘干机7的出料口的输送机输出，烘干机7出料口装有振动条筛8，筛上烘干压块输送秤量斗9中，并通过上料小车10向双筒竖窑22供料,其中筛下料返回至原料仓1的返料仓中，重新进入配料；烘干机7热源来源于双筒竖窑22产生的废气，烘干机7的下方有热风通道，送风机将热空气抽入烘干机7内，管道及烘干机7内均安装有温度传感器，烘干机7内的温度保持在160—180℃左右，烘干后的废气送至双筒竖窑22的窑顶废气除尘器21，上述粘结剂的配比可进行一定范围内的优化调整，保证入窑前的烘干压块的抗压强度大于2500N，热爆裂指数≤3.5％。

在上述实施例中，秤量斗9中的筛上压块经上料小车10通过卷扬送至窑顶称量斗11中，窑顶称量斗11的下方设有窑顶振动给料机12，通过窑顶振动给料机12向窑顶可逆皮带13供料，窑顶可逆皮带13的下方设有旋转布料器14，通过旋转布料器14向双筒竖窑22内供料，上述加料模式可采用窑燃烧换向时间加料和燃烧时间加料两种模式，采用燃烧时间加料时必须投用窑顶废气除尘器21。

在上述实施例中，双筒竖窑22内设有窑顶盖板15，当旋转布料器14向双筒竖窑22内供料时，先打开窑顶盖板15，加完一批料后窑顶盖板15自行关闭。

在上述实施例中，双筒竖窑22的窑筒内设有燃烧喷枪16、煤气管道和冷却空气管道，窑顶助燃空气管与废气排出管道共用，窑筒为煅烧筒时，该管道为助燃空气进气管；当窑筒为排气筒时，该管为废气排出管。上述两个窑筒的燃烧为相互交替燃烧，其中心下部通入中心冷却风进行冷却，双筒窑在输入规定的各种参数(产量、燃气热值、单位空气用量、控制点的温度设定、压块烧结时间等)后，整个系统进入自动化操作过程，操作过程中，压块在设定的时间内进行预热、烧结、冷却、换向。

在上述实施例中，双筒竖窑22的两个窑筒之间设有中间通道17，窑体安装有多层电热电偶，用于压块烧结温度的检测，通道处的检测温度一般控制在约为1120-1320℃左右，以满足压块完成生成铁酸钙等液相反应进而进行固结的温度需求。同时控制系统可根据实际运行曲线与设置的理论计算曲线进行比照，并根据比照偏差自动调整系统的运行参数。

在上述实施例中，压块在窑内自上而下完成预热、烧结、冷却的过程后，双筒竖窑22的窑体下方通过设有的出料板18、窑下卸料阀19以及振动给料机20向输送皮带给料。

本实用新型通过上部给料量以及下部出料量平衡控制实现压块在窑内完成预热、烧结、冷却的过程在2-2.5小时内其烧结后的成品压块可直接供给高炉使用，或部分用于炼钢的冷却剂，其中，双筒窑工作时的窑顶废气一般为160-200℃之间，其通过管道与烘干机7连接用于压块的烘干，烘干后的废气与多余的窑顶废气通过管道给向窑顶废气除尘器21，最终废气排出的温度一般在70-120℃之间，其烧结后的成品压块可直接供给高炉使用，或部分用于炼钢的冷却剂，同时此烧结工艺所获得的成品烧结矿，其成品率86％，转鼓强度达83％，返矿比小于3％，其相比传统的带式抽风烧结，本发明的烧结过程能耗降低33％，二氧化碳排放量减少40％，氮氧化物排放量减少80％，二氧化硫排放量减少60％，二噁英以及粉尘排放量减少90％以上。

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，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种低返矿率及无碳铁矿粉烧结系统，包括原料仓(1)和双筒竖窑(22)，其特征在于：所述原料仓(1)的排料口处设有上料皮带(2)，上料皮带(2)将各个原料仓(1)中的原料传送至圆筒混料机(3)中；所述圆筒混料机(3)的出料口设有强力混料机(4)，强力混料机(4)中的物料通过皮带送入高压压球机(5)中；所述高压压球机(5)的出料口设有振动筛(6)，经振动筛(6)筛上物进入烘干机(7)，筛下物返回高压压球机(5)继续压制成型；所述烘干机(7)的出料口装有振动条筛(8)，经振动条筛(8)筛上烘干压块输送至秤量斗(9)中，并通过上料小车(10)向双筒竖窑(22)供料,经振动条筛(8)的筛下料返回至原料仓(1)的返料仓中，重新进入配料。

2.根据权利要求1所述的一种低返矿率及无碳铁矿粉烧结系统，其特征在于：所述高压压球机(5)设置为多台，高压压球机(5)的转速控制在10-30转/分钟，压制后的压球尺寸在25-40mm之间。

3.根据权利要求1所述的一种低返矿率及无碳铁矿粉烧结系统，其特征在于：所述烘干机(7)的热源来源于双筒竖窑(22)产生的废气，烘干机(7)的下方设有热风通道，送风机将热空气抽入至烘干机(7)内，管道及烘干机(7)内均安装有温度传感器，烘干机(7)内的温度保持在160—180℃，烘干后的废气送至双筒竖窑(22)的窑顶废气除尘器(21)中。

4.根据权利要求1所述的一种低返矿率及无碳铁矿粉烧结系统，其特征在于：所述秤量斗(9)中的筛上压块经上料小车(10)通过卷扬送至窑顶称量斗(11)中，窑顶称量斗(11)的下方设有窑顶振动给料机(12)，通过窑顶振动给料机(12)向窑顶可逆皮带(13)供料，窑顶可逆皮带(13)的下方设有旋转布料器(14)，通过旋转布料器(14)向双筒竖窑(22)内供料。

5.根据权利要求4所述的一种低返矿率及无碳铁矿粉烧结系统，其特征在于：所述双筒竖窑(22)内设有窑顶盖板(15)，当旋转布料器(14)向双筒竖窑(22)内供料时，先打开窑顶盖板(15)，加完一批料后窑顶盖板(15)自行关闭。

6.根据权利要求5所述的一种低返矿率及无碳铁矿粉烧结系统，其特征在于：所述双筒竖窑(22)的窑筒内设有燃烧喷枪(16)、煤气管道和冷却空气管道，窑顶助燃空气管与废气排出管道共用，窑筒为煅烧筒时，该管道为助燃空气进气管；当窑筒为排气筒时，该管为废气排出管。

7.根据权利要求6所述的一种低返矿率及无碳铁矿粉烧结系统，其特征在于：所述双筒竖窑(22)的两个窑筒之间设有中间通道(17)，窑体安装有多层电热电偶，用于压块烧结温度的检测。

8.根据权利要求7所述的一种低返矿率及无碳铁矿粉烧结系统，其特征在于：所述双筒竖窑(22)的窑体下方通过设有的出料板(18)、窑下卸料阀(19)以及振动给料机(20)向输送皮带给料。

Images