一种块矿筛分与烘干一体的预处理系统和方法技术方案

一种块矿筛分与烘干一体的预处理系统，该系统包括块矿输送装置(D1)、块矿储料仓(1)、热介质输送管道(L1)；块矿储料仓(1)上设有块矿进料口(101)、块矿出料口(102)、热介质入口(103)和热介质出口(104)；块矿输送装置(D1)连接至块矿储料仓(1)的块矿进料口(101)；热介质输送管道(L1)连接至块矿储料仓(1)的热介质入口(103)；所述块矿储料仓(1)内设有分布下料装置(2)。本发明专利技术采用的系统简易、实用、可靠，使得筛分与烘干相互促进，有效降低块矿预处理成本，解决块矿入炉添加率低的难题，提高了高炉的块矿入炉比例和透气性水平，有效降低了高炉生产成本，提高了高炉顺行水平。提高了高炉顺行水平。提高了高炉顺行水平。

【技术实现步骤摘要】
一种块矿筛分与烘干一体的预处理系统和方法


[0001]本专利技术提供一种块矿预处理系统，具体涉及一种针对高水分、多粉料块矿进行筛分与烘干一体预处理的系统和方法，属于钢铁冶炼


技术介绍

[0002]钢铁作为工业化进程中不可替代的结构性、功能性材料，其消耗量在相当长时间内占据金属总消耗量的95％以上。钢铁工业所需生铁原材料主要是由高炉冶炼提供，高炉冶炼技术的改进与成本的降低对促进钢铁企业的发展有着及其深远的意义。而高炉强化冶炼的基础环节是精料操作，天然块矿作为入炉炉料的主要成分之一，其添加量最高可达30％。由于块矿粉末含量和水分含量高，块矿入炉后，水分干燥需要消耗能源，干燥过程需要一定时间，粉末含量高影响了高炉料层透气性，提高了高炉的焦比，导致高炉冶炼成本增加，且影响炉况稳定。
[0003]高炉常见的入炉炉料包括烧结矿、球团矿和天然块矿。所谓合理的高炉炉料结构即通过调整入炉铁矿石中烧结矿、球团矿和天然块矿的比例，找出不同种类含铁矿石最适宜的搭配比例，使得该炉料结构下的高炉冶炼各项经济技术指标相对理想，单位生铁冶炼的消耗成本相对最低。研究表明，铁矿石等原料环节的成本支出占据生铁总成本的60％左右，块矿市场价格与粉矿基本持平，成本价格远低于烧结矿和球团矿，提高块矿入炉比例是降低高炉原料成本的有效措施。目前，块矿入炉比例一般为5～15％，比例较低，究其原因是块矿入炉存在粉末和水分含量高的问题。铁矿块矿的粉末含量一般为10～30％，高粉末含量的块矿若未经筛分处理直接进入高炉系统，对高炉料层透气性危害严重，提高高炉冶炼焦比，降低高炉生产指标。铁矿块矿的水分含量一般为8～15％，个别港口钢厂雨季块矿的水分甚至超过20％。高水分块矿入炉后，水分干燥需要消耗能源，干燥过程需要一定时间，提高了高炉的焦比。
[0004]因此，块矿粉末和水分含量的减少对降低炼铁成本、增强炉况的稳定性具有重要意义。目前，块矿烘干系统存在建设成本高、烘干效率低、能耗高等难题。

技术实现思路

[0005]针对铁矿块矿粉末多、水分含量高，而高粉末和高水分块矿入炉后，粉末含量高影响高炉透气性，水分干燥需要消耗能源，干燥过程需要一定时间，提高了高炉焦比的问题，研究表明，利用热介质在储料仓中对块矿进行筛分和干燥处置是可行的，不仅可以有效减少入炉块矿的粉末和水分含量，而且可以大幅度降低干燥所需能耗，筛分和干燥处理后的块矿可一定程度上提高入炉比例，由此降低高炉冶炼成本。
[0006]此外，通过研究发现，块矿在储料仓中以堆积状态存在，尤其是细粒物料的存在，导致料仓整体物料透气性偏差，热气流无法顺利穿透料体，导致干燥效果欠佳，而且料仓上部温度低于水分露点温度易导致水汽冷凝，对除尘系统造成危害。
[0007]本专利技术采用烘干工序，利用钢铁流程热废气资源充裕的特点，就近将热废气引入
块矿储料仓，直接在仓内对物料进行干燥，降低块矿的水分。同时，本专利技术在块矿储料仓内设有分布下料装置，且所述分布下料装置上设有筛孔，即在提升烘干工序完成质量的同时完成筛分工序，实现筛分与烘干一体化。
[0008]进一步的，本专利技术专利针对块矿在储料仓中筛分和烘干存在的缺点，拟采用梯级筛分和多层滚动下料的方法，多层由上部分料板和下部分料板构成的分布下料装置在块矿储料仓内自上而下分边间隔布置，形成“Z”形块矿下料通道。上层分料板与块矿直接接触并设置有筛孔，筛下的细粒物料则从下部分料板与储料仓侧壁连接处的粉末排料口排出。热介质从储料仓下部进入仓内，从上部排放至除尘系统，热介质布满整个块矿储料仓，块矿的水分得以脱除。热介质也可以从各层分布排料装置的粉末排料口位置排出，热介质与进入块矿储料仓内的块矿接触换热后再排出，热介质排出的同时将分料板筛孔筛除的细粒物料一并带出储料仓。“Z”形块矿下料通道的设置，使得块矿在储料仓中呈滚动状态，块矿在滚动下落的过程中通过各层筛孔实现多级筛分，整个仓体的透气性获得极大改善；而且，延长了块矿与热介质的接触时间，热介质与块矿的换热效果得到改善，即筛分与烘干效果都得到加强。本专利技术采用的系统简易、实用、可靠，充分利用钢厂热废气资源充足的特点，有效降低块矿预处理成本，解决块矿入炉添加率低的难题，提高了高炉的块矿入炉比例和透气性水平，有效降低了高炉生产成本，提高了高炉顺行水平。
[0009]此外，本专利技术专利公开了一种用于筛分与烘干块矿的预处理方法。本专利技术针对天然块矿存在的粉末和水分含量高的难题，提出了采用梯级筛分和多层滚动下料的方法，利用钢铁流程热废气直接在储料仓中对块矿进行筛分和干燥的方法。首先通入热废气提高储料仓温度，并稳定温度水平一定时间。然后，块矿物料从上部加入，从多层分边间隔布置的分布下料装置所形成的“Z”形块矿下料通道中滚动通过。块矿持续地从“Z”形块矿下料通道中滚落，气流持续地通入储料仓，块矿处于流动状态与热废气进行气固交换，热气流布满整个储料仓，由此降低块矿的水分含量。同时，块矿上附着的粉末通过各层分布下料装置上设置的筛孔进行筛除，所筛除的粉末经由各层分布下料装置的粉末排料口排出，实现多级筛分，降低块矿的粉末含量。气流从储料仓上的热介质出口排放至除尘系统，干燥后的筛上物料(即大粒径块矿)从储料仓下部输送至高炉进料系统。进料口和/或出料口各设置一个水分检测仪，根据水分检测数据合理调整风机风量或风速，或者对分层下料装置与块矿储料仓侧壁的夹角进行相应调整。本专利技术专利可以大幅度提高热气流与块矿的接触效率，仓体透气性获得改进，筛分和烘干效果得到加强。本专利技术专利的推广具有良好的经济效益和环境效益，有望为块矿预处理工艺在我国的发展开辟一条更稳定高效的途径。
[0010]根据本专利技术的第一种实施方案，提供一种块矿筛分与烘干一体的预处理系统。
[0011]一种块矿筛分与烘干一体的预处理系统，该系统包括块矿输送装置、块矿储料仓、热介质输送管道。块矿储料仓上设有块矿进料口、块矿出料口、热介质入口和热介质出口。块矿输送装置连接至块矿储料仓的块矿进料口。热介质输送管道连接至块矿储料仓的热介质入口。所述块矿储料仓内设有分布下料装置。
[0012]一般来说，块矿进料口设置在块矿储料仓的顶部。块矿出料口设置在块矿储料仓的底部。
[0013]在本专利技术中，所述分布下料装置设置在块矿储料仓的侧壁上。分布下料装置包括上部分料板和下部分料板。上部分料板的一端和下部分料板的一端分别与块矿储料仓的侧
壁连接，上部分料板设置在下部分料板的上方，且上部分料板向下倾斜设置，下部分料板向上倾斜设置，上部分料板的另一端和下部分料板的另一端分别向分布下料装置与块矿储料仓连接位置的对侧延伸。
[0014]此处所述的分布下料装置与块矿储料仓连接位置的对侧，是指块矿储料仓中背离分布下料装置的一侧，或者为与分布下料装置设置位置相对的一侧。
[0015]作为优选，上部分料板的另一端和下部分料板的另一端相互连接，优选为活动连接，即上部分料板、下部分料板及块矿储料仓的侧壁三者在竖直截面上构成三角形结构。由上部分料板的另一端和下部分料板的另一端连接而成的三角形本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种块矿筛分与烘干一体的预处理系统，该系统包括块矿输送装置(D1)、块矿储料仓(1)、热介质输送管道(L1)；块矿储料仓(1)上设有块矿进料口(101)、块矿出料口(102)、热介质入口(103)和热介质出口(104)；块矿输送装置(D1)连接至块矿储料仓(1)的块矿进料口(101)；热介质输送管道(L1)连接至块矿储料仓(1)的热介质入口(103)；所述块矿储料仓(1)内设有分布下料装置(2)。2.根据权利要求1所述的预处理系统，其特征在于：所述分布下料装置(2)设置在块矿储料仓(1)的侧壁上；分布下料装置(2)包括上部分料板(201)和下部分料板(202)；上部分料板(201)的一端和下部分料板(202)的一端分别与块矿储料仓(1)的侧壁连接，上部分料板(201)设置在下部分料板(202)的上方，且上部分料板(201)向下倾斜设置，下部分料板(202)向上倾斜设置，上部分料板(201)的另一端和下部分料板(202)的另一端分别向分布下料装置(2)与块矿储料仓(1)连接位置的对侧延伸；作为优选，上部分料板(201)的另一端和下部分料板(202)的另一端相互连接，优选为活动连接，即上部分料板(201)、下部分料板(202)及块矿储料仓(1)的侧壁三者在竖直截面上构成三角形结构；由上部分料板(201)的另一端和下部分料板(202)的另一端连接而成的三角形顶点与块矿储料仓(1)的侧壁之间留有间隙；优选，所述间隙大于5mm，优选为大于6mm，更优选为大于8mm。3.根据权利要求2所述的预处理系统，其特征在于：块矿储料仓(1)内自上而下设有1～20层所述分布下料装置(2)，优选为设有2～10层所述分布下料装置(2)，更优选为设有3～8层所述分布下料装置(2)；作为优选，相邻两层所述分布下料装置(2)在水平方向上相对设置；所有所述分布下料装置(2)的上部分料板(201)依次排布形成“Z”形块矿下料通道(A1)。4.根据权利要求3所述的预处理系统，其特征在于：每层分布下料装置(2)的上部分料板(201)上均设有筛孔(20101)；作为优选，每层分布下料装置(2)上均设有粉末排料口(203)；所述粉末排料口(203)设置在块矿储料仓(1)的侧壁上，并与分布下料装置(2)的下部分料板(202)连接；每层所述分布下料装置(2)的上部分料板(201)和下部分料板(202)之间的空隙形成粉末下料通道(A2)；作为优选，所述筛孔(20101)的尺寸为5～20mm，优选为6～15mm，更优选为7～10mm。5.根据权利要求3所述的预处理系统，其特征在于：块矿储料仓(1)内自上而下设有物料分配室(105)、热交换室(106)和物料汇集室(107)；所述分布下料装置(2)设置在块矿储料仓(1)中部的热交换室(106)；块矿储料仓(1)的块矿进料口(101)设置在物料分配室(105)上，块矿出料口(102)设置在物料汇集室(107)上；块矿从块矿进料口(101)进入物料分配室(105)，然后穿过分布下料装置(2)的“Z”形块矿下料通道(A1)进入物料汇集室(107)；块矿储料仓(1)的热介质入口(103)设置在物料汇集室(107)上，热介质出口(104)设置在物料分配室(105)上；热介质从物料汇集室(107)上的热介质入口(103)进入块矿储料仓(1)，与块矿直接接触换热后，向上穿过“Z”形块矿下料通道(A1)从物料分配室(105)上的热介质出口(104)排出。6.根据权利要求4所述的预处理系统，其特征在于：块矿储料仓(1)内自上而下设有物料分配室(105)、热交换室(106)和物料汇集室(107)；所述分布下料装置(2)设置在块矿储料仓(1)中部的热交换室(106)；块矿储料仓(1)的块矿进料口(101)设置在物料分配室(105)上，块矿出料口(102)设置在物料汇集室(107)上；块矿从块矿进料口(101)进入物料
分配室(105)，然后穿过分布下料装置(2)的“Z”形块矿下料通道(A1)进入物料汇集室(107)；同时，块矿上附着的粉末经由各层分布下料装置(2)的上部分料板(201)上的筛孔(20101)进入粉末下料通道(A2)，然后由各层的粉末排料口(203)排出；块矿储料仓(1)的热介质入口(103)设置在物料汇集室(107)上，热介质出口(104)设置在物料分配室(105)上；热介质从物料汇集室(107)上的热介质入口(103)进入块矿储料仓(1)，与块矿直接接触换热后，向上穿过“Z”形块矿下料通道(A1)从物料分配室(105)上的热介质出口(104)排出。7.根据权利要求4所述的预处理系统，其特征在于：块矿储料仓(1)内自上而下设有物料分配室(105)、热交换室(106)和物料汇集室(107)；所述分布下料装置(2)设置在块矿储料仓(1)中部的热交换室(106)；块矿储料仓(1)的块矿进料口(101)设置在物料分配室(105)上，块矿出料口(102)设置在物料汇集室(107)上；块矿从块矿进料口(101)进入物料分配室(105)，然后穿过分布下料装置(2)的“Z”形块矿下料通道(A1)进入物料汇集室(107)；同时，块矿上附着的粉末经由各层分布下料装置(2)的上部分料板(201)上的筛孔(20101)进入粉末下料通道(A2)，然后由各层的粉末排料口(203)排出；物料汇集室(107)上设有热介质入口(103)，各层分布下料装置(2)上均设有热介质出口(104)，且热介质出口(104)位于各层分布下料装置(2)的上部分料板(201)和下部分料板(202)之间的块矿储料仓(1)的侧壁上；优选，热介质出口(104)与粉末排料口(203)的位置重合；热介质从物料汇集室(107)上的热介质入口(103)进入块矿储料仓(1)，与块矿直接接触换热后，向上穿过“Z”形块矿下料通道(A1)，经由各层分布下料装置(2)上的热介质出口(104)排出。8.根据权利要求5
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7中任一项所述的预处理系统，其特征在于：该系统还包括热介质导流装置(108)；热介质导流装置(108)设置在物料汇集室(107)内，热介质导流装置(108)上设有热介质导流入口(10801)和热介质导流出口(10802)；块矿储料仓(1)的热介质入口(103)与热介质导流入口(10801)连通；作为优选，物料汇集室(107)内设有1
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20个所述热介质导流装置(108)，优选为设有2
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5个所述热介质导流装置(108)；所有所述热介质导流装置(108)的热介质导流入口(10801)均与热介质入口(103)连通；和/或所述分布下料装置(2)上还设有角度调节装置(204)；角度调节装置(204)设置在块矿储料仓(1)的侧壁上，并与分布下料装置(2)的上部分料板(201)连接。9.根据权利要求1
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8中任一项所述的预处理系统，其特征在于：块矿储料仓(1)上的块矿进料口(101)处设有第一水分检测装置(3)、物料流量检测装置(4)和物料温度检测装置(5)；和/或块矿储料仓(1)的块矿出料口(102)处设有第二水分检测装置(6)。10.根据权利要求1
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9中任一项所述的预处理系统，其特征在于：该系统还包括高炉(7)；所述块矿储料仓(1)的块矿出料口(102)连接至高炉(7)的进料口；和/或该系统还包括除尘系统(8)，热介质出口(104)通过热介质排出管道(L2)连通至除尘系统(8)。11.一种块矿筛分与烘干一体的预处理方法或使用权利要求1
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10中任一项所述系统的预处理方法，该方法包括以下步骤：1)将待处理的块矿输送至块矿储料仓(1)，并向块矿储料仓(1)内通入热介质；2)块矿进入分布下料装置(2)的“Z”形块矿下料通道(A1)，与自下而上的热介质均匀接触，进行气固热交换，得到干燥的块矿。
12.一种块矿筛分与烘干一体的预处理方法或使用权利要求1
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10中任一项所述系统的预处理方法，该方法包括以下步骤：1)将待处理的块矿输送至块矿储料仓(1)，并向块矿储料仓(1)内通入热介质；2)块矿进入分布下料装置(2)的“Z”形块矿下料通道(A1)，与自下而上的热介质均匀接触，进行气固热交换；同时，块矿上附着的粉末经由各层分布下料装置(2)的上部分料板(201)上的筛孔(20101)进入粉末下料通道(A2)，然后由各层的粉末排料口(203)排出；进而得到干燥的大粒径块矿。13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于：该方法还包括以下步骤：a)在待处理的块矿输送至块矿储料仓(1)之前，先采用热介质对块矿储料仓(1)进行烘炉处理，热介质对块矿储料仓(1)进行预热；和/或3)热介质在块矿储料仓(1)内与块矿进行热交换后，从块矿储料仓(1)排出，排...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘琳，赵强，
申请(专利权)人：中冶长天国际工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：