烧结过程实行局部高压操作工艺.pdf

本发明涉及一种烧结过程实行局部高压操作工艺。其特征在于：烧结料床多点连续高压操作的分布处于烧结点火器后，烧结机中部左右，根据烧结机的有效宽度和长度而定；其状态为多点高压连续鼓风的部位，采用风包与直径为Φ5～200mm多个出风管，与烧结机运行方向按直线平衡均匀分布，使其在这个范围内形成正压状态，实现多点高压连续鼓风。本发明在充分分析烧结料床压力、风量的规律，烧结料床物料分布状态的基础上，克服了高压操作难以推广应用的不利因素，其结构简单，在烧结工艺中非常容易实现，解决了影响烧结工艺规律的关键，是一种具有先进性、可行性、科学性的烧结工艺，其经济效益显著。

1、  一种烧结过程实行局部高压操作工艺，其特征在于：烧结料床点火后实行多点连续高压鼓风，多点连续高压鼓风处于点火器后、烧结机中间部位的位置；
烧结料床实行多点连续高压操作的参数：
(1)、烧结料床多点连续高压操作的分布
烧结料床多点连续高压操作的分布处于烧结点火器后，烧结机中部左右，根据烧结机的有效宽度和长度而定；
其状态为多点高压连续鼓风的部位，采用风包与直径为Φ5～200mm多个出风管，与烧结机运行方向按直线平衡均匀分布，使其在这个范围内形成正压状态，实现多点高压连续鼓风。
(2)、多点高压连续鼓风的工艺参数：多点高压连续鼓风的工艺参数的确定，根据烧结机的有效面积而定。其范围是：总风量10～4500m³/min；总风压0.1～7.0kg/cm²；排风管风速0.5～18m/s个；排风压力0.1～6.5kg/cm²；
(3)、多点高压连续鼓风的安装位置：
多点连续高压鼓风沿台车运行方向，距点火器边沿b为10～300mm之间，距台车栏板水平距离a为50～500mm，在中心线左右距离任何位置，多点高压鼓风管出口距台车栏板料面高度料面h为5～200mm。

2、  根据权利要求1所述的烧结过程实行局部高压操作工艺，其特征在于：烧结机上的各个台车(5)在闭合的烧结机头轮链轮驱动装置(1)上连续运转，它的驱动是通过烧结机头轮链轮驱动装置(1)实现，当烧结机布料装置(2)将混合料布到台车(5)上后，随着台车移动至风箱(6)上面即点火器(3)下面时，同时进行点火、风箱(6)抽风，烧结过程得以继续进行，直到行到烧结机尾部风箱(6)或前一个风箱(6)时，烧结过程进行完毕；烧结台车在尾轮(8)及尾部导轨(12)进行翻转卸料，此后就顺着水平的或者一定角度的走行轨道(11)上移动至烧结机头部链轮驱动装置(1)及头部导轨(10)的地方，被转动着的烧结机头轮链轮驱动装置(1)啮合，通过首部导轨至上部走行轨道，重新布料、点火和烧结。

3、  根据权利要求1所述的烧结过程实行局部高压操作工艺，其特征在于：烧结料床多点连续高压操作的分布处于烧结点火器后，烧结机中部左右，根据烧结机的有效宽度和长度而定，多点高压连续鼓风装置(4)采用送风管道(13)送风到风包(14)，风包(14)与直径为Φ5～200mm的网格状均匀排列的出风管(15)，把高压风输送到烧结料床的表面，与烧结机运行方向按直线平衡均匀分布。

烧结过程实行局部高压操作工艺
技术领域
本发明涉及冶一种冶金行业烧结工艺，特别涉及一种烧结过程实行局部高压操作工艺。
背景技术
烧结料床沿烧结机运行方向压力、风量变化的基本规律，在目前带式烧结机生产实际当中普遍存在，且规律性很强，这一传统的变化规律制约了烧结工艺的发展。为了追求高产量烧结矿的要求，人们不断扩大烧结机面积，不断扩大烧结主抽风机的能力，不断扩大烧结装机容量；浪费大量的投资，浪费大量的基础材料，浪费大量的电力资源。实施烧结料床局部高压操作，不仅能大幅度提高产量，同时能节约大量的电力资源，并创造可观的经济效益。
一、目前带式烧结机烧结料床压力、风量分布的基本规律
目前国内带式烧结机主管压力基本在-9000--16000Pa的范围内，有的烧结机主管负压设计超过了-16000Pa，达到-18000Pa，整个主管烟道基本处于高负压状态；其风量基本在80--110m³/m²min的范围内。但实际烧结过程中压力、风量的分布如何？
1、烧结料床压力、凤量分布的情况：
见图1，在烧结料床点火后的一段时间内。由于抽风所造成的混合料压紧，料层表面产生高温层和生成液相，以及水蒸汽的冷凝作用增加了抽风阻力，所以负压增高，而风量急聚减少，随后由于烧结层向下移动，生成阻力较小，而风量又在增加，烧结终了时，负压和风量不在发生变化。
2、带式烧结机的工作特点：
烧结机上的各个台车在闭合的轨道上连续运转，它的驱动是通过头部的电机及传动装置实现的，当给料设备将混合料布到台车上后，随着台车移动至风箱上面即点火器下面时，同时进行点火抽风，烧结过程得以继续进行，直到行到烧结机尾部风箱或前一个风箱时，烧结过程进行完毕。烧结台车在尾部导轨进行翻转卸料，此后就顺着水平的或者一定角度的走行轨道上移动至烧结机首部导轨的地方，被转动着的链轮啮合，通过首部导轨至上部走行轨道，重新布料、点火和烧结。台车运行一周，完成一个工作循环。
3、从烧结料床物料的分布状态看：
由不同物料状态组成的烧结料床，当烧结机主管压力、风量一定时，因物料的透气性不同，通过烧结料床的压力、风量不同。烧结机长度方向以中心线为分界点，烧结料床的前半部分基本上是以混合料为主，混合料经过点火以后，烧结矿带、燃烧带、软化带、干燥预热带、冷凝带、混合料带开始形成，当负压为600mmH₂O时料层各带的阻力情况如下：单位阻力(mmH₂O/mm)：混合料带0.55、冷凝带＜100℃0.92、干燥预热带100-800℃ 2.20、软化带800-1100℃ 2.47、熔融带＞1100℃ 1.98、冷却带＜1000℃ 0.25。上述表明烧结料床点火后，由于干燥带、软化带、熔融带的形成，料层阻力较原始料层的阻力要高许多倍，因而气流的速度、通过料层的风量也将受到极大的影响。特别在烧结机中心线前半部分，随着点火后的烧结料层，在高负压的作用下，烧结料层被进一步的密实，严重影响烧结速度，虽然负压很高，但风量却很少，烧结料床前半部分是影响烧结生产率的关键。
二、影响烧结速度的因素及解决的措施
1、烧结速度也是垂直烧结速度，是熔融带下移的速度，目前带式烧结机垂直烧结速度基本在18--22mm/min的范围内，这一速度决定了烧结料床的高度和烧结机的长度。影响垂直烧结速度的因素很多，但原燃料条件、设备条件、工艺参数一定的时候，影响因素的关键是碳的燃烧反应速度。而碳的燃烧反应速度，主要取决于两个因素：化学反应速度和扩散反应速度。当碳燃烧过程受扩散速度影响时，称为“扩散燃烧区”；当碳燃烧过程受化学反应速度影响时，则称为“动力学燃烧区”，所以，燃烧处于“动力学燃烧区”时，一切影响化学反应速度的因素(如温度)将影响燃烧速度的快慢。当燃烧处于“扩散燃烧区”时一切影响气体扩散的条件(如固体燃料的粒度、气流速度和压力等)都将影响燃烧的速度，而温度的改变并不引起多大的影响。烧结料层中熔融带的温度在1300-1500℃范围内，所以，固体燃料燃烧基本上是在扩散区域内进行的。因此，一切能够影响扩散速度的因素如减少燃料粒度，增加气流速度和气流中的含氧量都能增加燃烧反应的速度，从而达到强化烧结的目的。
2、增加气流速度(增加空气流量)，烧结过程实施局部高压操作新工艺。前苏联工程技术人员建议提高烧结料层上部的压力到0.75～5大气压，垂直烧结速度到50mm～150mm/min，他们在盘式烧结机进行试验，其试验结果如下：当蓖条上剩余压力(大气压)1.0～1.5，料层压力损失(大气压)对垂直烧结速度的影响(cm/min)0.5～2.5时为13.5～38.2。试验结果表明：料层上部压力为1.0大气压，料层压力损失为0.5大气压，与料层上部压力为1.5大气压，料层压力损失为2.5大气压的条件相比较，垂直烧结速度相差2.8倍。前苏联的具体做法是：把整个烧结机密闭在密封罩内，在高压区内设置料槽、布料器及点火器来实现烧结过程。此种工艺方法实现烧结过程高压操作难度较大。
发明内容
本发明根据烧结料床物料状态的分布情况，目的是解决了履带式烧结机整体密封，进、出料采取密封方式进行，其设备庞大、高压操作难以推广应用的不利因素，在目前烧结原料、设备条件下，在不改变混合料的状况，不改变现行设备装备的情况下，在烧结点火器后面，通过多点局部连续高压鼓风，增加空气压力的工艺方法，实现通过料层空气重量地增加，为“扩散反应区”提供有利条件，实现强化烧结过程提高产率的目的，而提供一种烧结过程实行局部高压操作工艺。
本发明烧结过程实行局部高压操作工艺内容简述：
本发明烧结过程实行局部高压操作工艺，其特征在于：烧结料床点火后实行多点连续高压鼓风，多点连续高压鼓风处于点火器后、烧结机中间左右部位的位置；
烧结料床实行多点连续高压操作的参数：
(1)、烧结料床多点连续高压操作的分布
烧结料床多点连续高压操作的分布处于烧结点火器后，烧结机中部左右，根据烧结机的有效宽度和长度而定；
其状态为多点高压连续鼓风的部位，采用风包与直径为Φ5～200mm多个出风管，与烧结机运行方向按直线平衡均匀分布，使其在这个范围内形成正压状态，实现多点高压连续鼓风。
(2)、多点高压连续鼓风的工艺参数：多点高压连续鼓风的工艺参数的确定，根据烧结机的有效面积而定。其范围是；总风量10～4500m³/min；总风压(表压力)0.1～7.0kg/cm²；排风管风速0.5～18m/s个；排风压力(表压力)0.1～6.5kg/cm²：
(3)、多点高压连续鼓风的安装位置：
多点连续高压鼓风沿台车运行方向，距保温罩边沿b为10～300mm之间，距台车栏板水平距离a为50～500mm，在中心线左右距离任何位置，多点高压鼓风管出口距台车栏板料面高度料面h为5～200mm。
本发明烧结过程实行局部高压操作工艺，在充分分析烧结料床压力、风量的规律，烧结料床物料分布状态的基础上，克服了高压操作难以推广应用的不利因素，其结构简单，在烧结工艺中非常容易实现，解决了影响烧结工艺规律的关键，是一种具有先进性、可行性、科学性的烧结工艺。其经济效益显著：经济效益预测：以1台360m²烧结机为例：设计烧结机利用系数1.35t/m²h，设备作业率90.4％，固定费用58元/吨，年可增加产量20％，年效益为4464万元、增加产量销售效益1924万元，预计年可实现效益6388万元。
附图说明
图1为烧结料床压力、凤量分布的情况图
图2为烧结料床多点连续高压操作状态图
图3为烧结机中心线断面示意图
图4为多点高压连续鼓风结构示意图
具体实施方式
本发明烧结过程实行局部高压操作工艺是这样实现的，下面结合附图做具体说明。见图2、图3，图中：1为烧结机头轮链轮驱动装置、2为烧结机布料装置、3为点火器、4为多点连续高压鼓风装置、5为烧结机台车、6为烧结机风箱、7为台车栏板、8为烧结机尾轮、9为烧结料床表面、10为烧结机头部导轨、11为烧结机走行轨道、12为烧结机尾部导轨。
烧结机上的各个台车5在闭合的烧结机头轮链轮驱动装置1上连续运转，它的驱动是通过烧结机头轮链轮驱动装置1实现的，当烧结机布料装置2将混合料布到台车5上后，随着台车移动至风箱6上面即点火器3下面时，同时进行点火、风箱6抽风，烧结过程得以继续进行，直到行到烧结机尾部风箱6或前一个风箱6时，烧结过程进行完毕。烧结台车在尾轮8及尾部导轨12进行翻转卸料，此后就顺着水平的或者一定角度的走行轨道11上移动至烧结机头部链轮驱动装置1及头部导轨10的地方，被转动着的烧结机头轮链轮驱动装置1啮合，通过首部导轨至上部走行轨道，重新布料、点火和烧结。台车运行一周，完成一个工作循环。
烧结料床点火后实行多点连续高压鼓风，多点连续高压鼓风装置4处于点火器后、烧结机中间部位的位置，主要考虑原因是：混合料点火后表面烧结矿的形成，烧结料床表面具有一定强度的硬壳，随着烧结机的运转表面烧结矿层逐渐增厚，出点火器后烧结矿层基本在20mm左右，这时实行多点连续高压鼓风即避免烧结料床表面的变形，又能把高压风输送到局部烧结过程的熔融带，推进烧结料床局部燃烧反应的快速进行。同时，通过烧结料床局部的快速反应，带动其它部位烧结过程燃烧反应的进行。
烧结料床实行多点连续高压操作的参数，烧结料床多点连续高压操作的分布。烧结料床多点连续高压操作的分布处于烧结点火器后，烧结机中部左右，根据烧结机的有效宽度和长度而定，多点高压连续鼓风的部位，采用风包与直径为Φ5～200mm多个出风管，与烧结机运行方向按直线平衡均匀分布，使其在这个范围内形成正压状态，从而实现多点高压连续鼓风的目的。
见图4多点高压连续鼓风结构示意图，图4中：烧结料床多点连续高压操作的分布。烧结料床多点连续高压操作的分布处于烧结点火器后，烧结机中部左右，根据烧结机的有效宽度和长度而定，多点高压连续鼓风装置4采用送风管道13送风到风包14，风包14与直径为Φ5～200mm的网格状均匀排列的出风管15，把高压风输送到烧结料床的表面，与烧结机运行方向按直线平衡均匀分布，使其在这个范围内形成正压状态，从而实现多点高压连续鼓风的目的。
多点高压连续鼓风的工艺参数是根据烧结机的有效面积而确定的，其范围是：总风量10～4500m³/min；总风压(表压力)0.1～7.0kg/cm²；排风管风速0.5～18m/s个；排风压力(表压力)0.1～6.5kg/cm²；工作温度取自然温度，如果采用热风高压鼓风，将会给多点高压连续鼓风提供更有利的条件，它将给烧结机生产率带来可喜的效果。
多点高压连续鼓风的安装位置，多点连续高压鼓风沿台车运行方向，距点火器边沿b为10～300mm之间，距台车栏板7水平距离a为50～500mm，在中心线左右距离任何位置。垂直高度即多点高压鼓风管出口距台车栏板7料床表面9高度料面h为5～200mm。
烧结料床实行局部高压操作工艺，解决了烧结机产率始终处于徘徊不前的局面，破解了影响烧结过程的关键环节，为烧结工艺技术的发展明确了方向。同时，进一步降低新建烧结厂的建设规模，节省大量的原材料及设备运行费用。