基于差动螺旋协同混合及粘料自清理的烧结混合料磁化水造粒系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于差动螺旋协同混合及粘料自清理的烧结混合料磁化水造粒系统，解决了现有烧结混合料在加水、混匀、制粒造球过程中水耗大、能耗高、整个烧结过程热量梯度分布不合理、圆筒混合机内壁粘料、运行稳定性差的问题。技术主案包括经原料输送皮带机依次连接的烧结原料仓、一次混合机、二次混合和烧结机，其中所述一次混合机内的喷头经管道与工业水磁化器连接；还包括固体燃料仓，所述固体燃料仓经燃料输送皮带机与二次混合机连接。本发明专利技术系统简单、节能降耗、易于改造、运行成本低、烧结过程热量梯度分布合理、燃尽度高、设备使用寿命长、对环境友好。对环境友好。对环境友好。

【技术实现步骤摘要】
基于差动螺旋协同混合及粘料自清理的烧结混合料磁化水造粒系统


[0001]本专利技术属于冶金节能环保领域，涉及到烧结原料配料混合造粒单元的生产系统，具体的说是一种基于差动螺旋协同混合及粘料自清理的烧结混合料磁化水造粒系统。

技术介绍

[0002]烧结过程开始于烧结混合料料层的表面点火，自上而下进行混合料层的烧结。由于烧结料层具有蓄热功能，最理想的布料应使混合料沿料层高度产生垂直偏析，即粒度由上往下逐渐变粗，含碳量由上往下逐渐变少。可是，现有的烧结原料的混合造粒难以满足如此理想的燃料偏析要求。
[0003]现有的烧结混合造粒工艺中,烧结混合料(包括固体燃料)在一次混合、二次混合，甚至三次混合设备内,经过加水、混匀、制粒造球等过程,到达烧结机时，固体燃料基本上以三种方式存在：一是成为小球的核心，被铁矿粉或熔剂包裹；二是比较牢固地粘结在小球或大颗粒混合料的表面；三是以自由状态存在,并混在相应粒级的混合料中。
[0004]如此燃料分布的烧结混合料料球进入烧结机布料时，在现有的工艺设备、布料方式及重力作用下，较大粒径的混合料球总是有更多的机会分布到台车底部，较小粒径的混合料球分布烧结混合料层上部，最终效果是大量燃料在布料时明显往下层偏析,形成与理论烧结过程所要求的燃料偏析相反的燃料分布，即下层热量过剩,上层热量不足，造成整个烧结过程热量梯度分布不合理，导致烧结过程存在如下弊端：
[0005]①
在台车运行过程中,离开点火器的初始阶段,因烧结料层上部燃烧带中的燃料含量少,燃烧带温度低,也使此处高温区对气流通过时产生的阻力增加不大,因而料层的透气性很好，气流流速大，使料层快速冷却，甚至将燃烧带的烧结混合料冷却到燃料的着火温度以下。
[0006]②
随着台车运行,燃烧带也逐渐下移到中、下层。因中、下层的燃料含量逐渐增多,料层的自动蓄热作用加强,燃烧带温度也随之升高,使气体阻力有所加大,透气性明显下降，燃烧带产生的热量因透气性下降向外传导的速率下降，料层还原性气氛增强，不利于磁铁矿的氧化，甚至使赤铁矿还原，出现焙烧过熔而形成大孔薄壁结构、FeO含量高等一系列问题,致使产品质量不符合高炉冶炼要求。
[0007]③
因混合料料层的燃料分布与理论烧结过程所要求的燃料偏析相反，将造成烧结过程的其它方面如气流分布、过湿层变化等一系列的极端不均匀。
[0008]为了分析现有混合造粒工艺形成的燃料偏析对烧结矿质量的影响，代汝昌等【代汝昌,袁培燕,孙艳红,等.烧结生产节能潜力解析.山东冶金,2012,34(4):51
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53】对烧结后的料层截面进行的分析研究，在600mm厚的料层中，上部(及表面)大约150mm厚的料层非常疏松，即使表面看上去结块状态较好，而且具有明显的液相粘结，但其强度仍很低，不足以形成符合高炉要求的成品烧结矿；而在下层(靠近篦条)大约100mm厚的料层中，冷却后颜色为深黑色，颗粒之间具有较多的像“雾凇”一样的液相生成，欲滴未滴，但彼此之间并未形成
块状矿，而只是象没有煮好的“夹生”米饭一样，矿粉颗粒清晰可见。此区域也有终点提前形成密实块状烧结矿的时候，但都呈致密而少孔状态。只有大约350mm的中间层，形成外观良好的烧结矿，具有明显的金属光泽与微孔，破碎后解理面清晰，使颗粒之间形成一体化(完整而带有一定孔隙度)的块矿。也就是说现有的烧结混合料造粒工艺生产的烧结矿成品率低，返矿量大，烧结过程的无效能耗高。
[0009]另外，烧结混合料在圆筒混合机内混合造粒过程中，在圆筒内壁会产生大量的粘结料，随粘结层厚度的增加，筒体有效容积减小，筒内环境恶化，直接影响混匀制粒效果和设备使用寿命，严重时不仅发生停机事故，甚至在清理时造成人员伤亡。
[0010]唐钢烧结厂圆筒混合机因筒体粘料多次发生筒体托辊轴承烧坏、断轴等事故。筒体粘料过多，增加了传动与支承部位的负荷。当筒体内粘料厚度达100mm时，混合机的负荷将增加26.7％；当粘料厚度达250mm时，混合机的负荷将增加64％。长期的筒体粘料给混合机的传动系统及支承托辊带来了额外的负担【栾景林.减轻混合机筒体粘料的探讨.烧结球团,1997,22(1):61
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63】。
[0011]为了解决筒体粘料问题，各钢铁厂和科研机构均进行了大量的研究，并提出了一系列的防治处理办法，包括优化加水方式、优化配料结构及圆筒混合机工艺参数、优化衬板及圆筒内部结构、改变落料高度、增加刮料吹扫装置和加设清料装置等。莱钢在混合机筒体内设置刮料吹扫装置实施强行刮料。为了保证刮料吹扫装置不被与转动的筒体产生的较大作用力而损毁，对刮料吹扫装置实施混合机筒体外强化固定。该改造尽管发挥了刮料的效果，但刮料装置磨损快、噪声大【张惠,熊伟,王珂,等.烧结生产混合机粘料的原因分析与改进措施.设备管理与维修,2010,(3):41
‑
42】。
[0012]济钢为了解决一次圆筒混合机的粘料问题将圆筒混合机内的尼龙衬板更换为柔性陶瓷衬板，缓解了混合机粘料量、设备运行稳定，制粒效果得以保证【阳习端,石玥,潘建,等.涟钢四烧圆筒混合机衬板性能研究，烧结球团.2019,44(05)：29
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31+56】。
[0013]河北钢铁集团烧结厂采用了一种形似狼牙棒的Φ0.4m
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3m转动辊筒，在辊筒表面呈螺旋线焊接4排长0.2m的棒针，选择特定的位置和与筒壁的距离，利用专用吊挂装置悬于圆筒混合机中，利用料层产生的阻力作为旋转动力进行清料，具有一定的清理效果【李鹏.抑制圆筒混合机粘料的措施.河北冶金,2015,(1):55
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57】。
[0014]长治钢铁(集团)烧结厂通过降低出料端挡料环高度、变更混合机加水位置等措施减轻筒体粘料现象【史郑斌,赵建芳，梁栋.解决二次混合机衬板粘料问题.山西冶金,2003.(4):54】。龙钢公司烧结厂通过降低落料高度、采用较低吸水率的高分子尼龙衬板替换含油尼龙衬板等方案较大改善了混合机的粘料情况【彭元飞,王亮.减少混合机粘料的探索与实践.2015年第三届炼铁对标、节能降本及相关技术研讨会论文集河北省冶金学会会议论文集】。
[0015]如上所述的减缓粘料，或强制刮料等方案并不能完全解决圆筒混合机内壁粘料引起的混合机不能长期稳定运行的问题，特别是安装的强制刮料装置，由于刮料的反作用力，必然会引起混合机转动的平稳性，产生振动。同时刮料装置磨损快，寿命短，甚至装置脱落，进入其他设备系统，影响其他设备的运行安全。
[0016]水是烧结混合料在圆筒混合机内造粒成球过程必不可少的原料之一。烧结混合料只有在达到一定的含水量时，才能生成生产所需的成球率，满足烧结料层的透气性要求。但
是水分对烧结过程也会产生一些不利的影响【陈铁军主编.现代烧结造块理论与工艺.2018:42】，如形成过湿层，冷凝水充塞粒子间间隙，增大料层阻力。水分过量，加之燃料上层少、下层多的不合偏析，会引起过湿层在短时间内迅速下移，会在焙烧的开始阶段集中释放，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于差动螺旋协同混合及粘料自清理的烧结混合料磁化水造粒系统，其特征在于，包括经原料输送皮带机依次连接的烧结原料仓、一次混合机、二次混合和烧结机，其中所述一次混合机内的喷头经管道与工业水磁化器连接；还包括固体燃料仓，所述固体燃料仓经燃料输送皮带机与二次混合机连接。2.如权利要求1所述的基于差动螺旋协同混合及粘料自清理的烧结混合料磁化水造粒系统，其特征在于，在一次混合机进料口筒体长度10
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20％区域及出料口筒体长度10
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20％区域不设喷水段；在落料点下游距落料点距离为筒体长度10
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20％位置开始依次设置至少3个喷水段。3.如权利要求2所述的基于差动螺旋协同混合及粘料自清理的烧结混合料磁化水造粒系统，其特征在于，在落料点下游距落料点距离为筒体长度10
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20％位置开始依次设置3个喷水段，从进料端到出料端，各喷水段的喷水量占总喷水量的比例依次为40
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50％，30
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40％，20
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30％，合计100％。4.如权利要求1
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3任一项所述的基于差动螺旋协同混合及粘料自清理的烧结混合料磁化水造粒系统，其特征在于，所述固体燃料仓经燃料输送皮带机与二次混合机的进料端连接，所述燃料输送皮带机上设有电子发生器；所述二次混合机的进料端设有布料器，所述布料器位于所述燃料输送皮带机出料端的下方。5.如权利要求1所述的基于差动螺旋协同混合及粘料自清理的烧结混合料磁化水造粒系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦林波，吴高明，孙杰，吴桂萍，陈旺生，吴晓晖，
申请(专利权)人：武汉悟拓科技有限公司中南民族大学，
类型：发明
国别省市：