平面矩形节能冷却机及其冷却工艺 【技术领域】
本发明属于烧结设备技术领域， 特别涉及一种平面矩形节能冷却机及其冷却工艺。 背景技术
烧结机生产的热烧结矿温度可达 800 ～ 900℃左右， 需要进行冷却， 目前国内外使 用的烧结矿冷却机， 大致有以下三种 ： 1、 带式冷却机 ( 简称带冷 )。2、 环式冷却机 ( 简称环 冷 )， 上述二种均为鼓风工艺。 3、 在烧结机上抽风冷却 ( 简称机冷 )。 这些冷却机各有特点， 带冷机因是立体循环， 设备重量重， 需有大直径的头、 尾星轮， 且制造精度要求高， 甚至有价 格昂贵的柔性传动， 台车有效利用率仅达 50％， 环冷机占地面积大， 且使烧结机厂房加高， 不易配置。 机冷由于是抽风冷却废气温度高， 需采用高效除尘设备和大风机， 故使得设备繁 多复杂， 能耗高。
目前常用的还有一种步进式烧结机， 它是将烧结与冷却合二为一， 这种步进式烧 结机一次性投资较低， 但在设备配置和作业方式的选择上存在重要缺陷 ：
一是 ： 机前、 机尾台车运送方式都是选择车载式往返行走的形式， 占用时间长， 限 制了烧结机的速度 ；
二是 ： 由于冷却采用抽风冷却方式， 抽风冷却工艺在解决环境污染方面难度较小， 但是由于抽风冷却必须配置较高负压力的风机才能使冷却风通过烧结料， 这就要求抽风机 比鼓风机配置更大功率的电动机， 据了解， 规模为 100 万吨 / 年的步时式烧结机， 抽风冷却 要比同等规格采用鼓风冷却方式的用电量每年高出约 1166 万度， 按每度电费为 0.7 元计 算， 则每年仅电费一项机冷则多支出 1166×0.7 ＝ 816.2 万元， 这还不包括由于高温废气带 来的材料消耗和设备管理维修的费用。
三是 ： 步进式烧结机采用抽风冷却方式之所以不能采用鼓风冷却方式的原因 ： 一 是在烧结段采用的抽风烧结， 所以烧结矿在台车上烧结完成后比较密实， 采用鼓风冷却大 大增加鼓风机压力。原因之二， 烧结台车上物料至上而下烧结， 进入到烧结终点时， 上层烧 结矿已经冷却， 在往上鼓风， 会使已冷却的烧结矿重新升温， 不但消耗了大量的能量， 而且 加大鼓风机的风量， 消耗更多的电能， 这是烧结生产工艺所不允许的， 也是目前步进式烧结 机不采用鼓风冷却的重要原因。 发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单， 能耗低， 冷却效果好， 占地面积小的平面矩形 节能冷却机。
本发明的再一个目的是提供一种采用平面矩形节能冷却机对烧结矿进行冷却的 工艺。
本发明的目的是这样实现的， 它包括由冷却台车、 冷却台车轨道、 冷却台车轨道前 端的机前推车、 推车液站和冷却台车轨道末端的机尾液压翻车机组成的冷却机， 其特征在于所述的冷却机设在烧结机卸料端单齿辊的下方地平处， 在所述的冷却台车轨道下方设有 卸灰漏斗和带隔板的混凝土风道， 鼓风机设在混凝土风道旁， 并通过风管与混凝土风道连 通， 形成鼓风冷却段， 在鼓风冷却段台车上方设有密封罩， 回车机的台车回车轨道与冷却机 的冷却台车轨道平行设置， 机前渡车轨道和机尾渡车轨道纵向垂直布置在冷却机冷却台车 轨道和回车机台车回车轨道的两端头， 机前渡车和机尾渡车分别置于两端头的机前、 机尾 渡车轨道上， 形成一个平面矩形循环机构， 在所述的机前渡车和机尾渡车上分别设有轨道。
在所述的卸灰漏斗和混凝土风道， 是以给料口为起点， 前端二个台车距离部分为 卸灰漏斗， 其余部分至排料口为混凝土风道。
在所述的机前渡车轨道和机尾渡车轨道上分别设有接触开关。
在所述的回车机的台车回车轨道上设有卷扬拉车机和与此卷扬拉车机相连接的 电动驱动装置。
在所述的鼓风段设置的鼓风机为 3-5 台， 其鼓风机出口通过管道直接鼓入到混凝 土风道里。
一种采用平面矩形节能冷却机的冷却工艺， 其特征在于包括下列步骤 ：
1) 烧结热矿经烧结机卸料端单齿辊破碎后进入冷却机前端上方的装料斗再给入 冷却台车上， 冷却台车在一步一停的步进式的行进过程中， 一步一步地被推向前进， 其推进 速度为 ： 1.0 ～ 1.8min/m， 当台车被推到鼓风段时， 鼓风机开始工作， 其鼓风压为 2500 ～ 3 3500Pa， 风量为 ： 180000 ～ 500000m /h， 冷风从冷却台车底部鼓入冷风穿过台车蓖板， 穿透 烧结料层， 逐步完成烧结矿冷却过程， 将烧结矿冷却到＜ 100-120℃，
2) 从冷却段推出的冷却台车进入机尾液压翻车机的翻转平台的停车轨道上， 翻车 作业立即开始， 启动翻车机上的液压缸， 翻车机翻转， 将冷却后的烧结矿全部卸掉，
3) 卸料后的空台车被送到机尾渡车上， 运行至机尾渡车轨道端部时， 其机尾渡车 上的轨道与回车机的台车回车轨道相接， 空台车进入台车回车轨道， 空台车在回车机通过 卷扬回车机、 钢绳， 依次沿回车轨道前行至机前渡车轨道， 当空台车运行至机前渡车轨道端 部时， 此时回车机上的回车轨道与机前渡车运动轨道相接， 此时空台车由机前渡车运回冷 却机， 即完成一个循环。
所述的台车运动速度为 ： 1.5min/m， 鼓风压为 3000Pa， 风量为 ： 350000m3/h， 其冷 却烧结矿至＜ 110℃。
本发明的优点是 ：
1、 本发明平面矩形节能冷却机， 将烧结段和冷却段分开， 将冷却机设在烧结机卸 料端单齿辊的下方地平处， 此冷却机露天布置， 无需厂房， 并采用了平面矩形渡车式回车方 式， 可使同规格的烧结机厂房面积减小 50％， 同时也大大降低了建厂房的费用。
2、 由于发明的冷却台车为平面矩形循环， 且没有庞大而复杂的机械传动件， 它比 带冷台车需要的数量少， 可最大限度地提高台车的利用率。比环冷占地面积小， 且易配置。
3、 本发明与步进式烧结抽风冷却方式相比， 采用了更合理、 更科学、 更节能的鼓风 冷却方式， 这种鼓风冷却方式不但冷却效率高， 冷却时间短， 而且耗电省， 冷却成本低， 这是 本发明的一个重要优点 ； 比抽风冷却方式节省能源高达 50％以上， 并且露天布置， 不需要 厂房， 且建设费用低， 建设施工周期短， 投产快。
4、 本发明的设备轻， 台车直接覆盖在混凝土风道上， 故造价很低， 且所有驱动全部为机动或液压， 相应的行程和速度调控容易， 既可采用一般人工电控操作， 也可实现微机自 动化操作。 附图说明
图 1 为发明平面矩形节能冷却机的结构示意图。
图 2 为图 1 的 A-A 向视图。
图 3 为图 1 的 B-B 向视图。 具体实施方式
下面结合附图说明发明的具体实施方式。
参见附图 1、 图 2， 本发明的平面矩形节能冷却机， 它包括由冷却台车 4、 冷却台车 轨道、 冷却台车轨道前端的机前推车 1、 推车液站 2 和冷却台车轨道末端的机尾液压翻车机 15 组成的冷却机， 其特征在于所述的冷却机设在烧结机卸料端单齿辊的下方一平处， 在所 述的冷却台车轨道 17 下方设有卸灰漏斗 12 和带隔板的混凝土风道 13， 鼓风机 14 设在混 凝土风道 13 旁， 并通过风管与混凝土风道 13 连通， 形成鼓风冷却段， 在鼓风冷却段台车上 方设有密封罩 16， 回车机的台车回车轨道 7 与冷却机的冷却台车轨道 17 平行设置， 机前渡 车轨道 11 和机尾渡车轨道 6 纵向垂直布置在冷却机冷却台车轨道 17 和回车机台车回车轨 道 7 的两端头， 机前渡车 3 和机尾渡车 5 分别置于两端头的机前、 机尾渡车轨道上， 形成一 个平面矩形循环机构， 在所述的机前渡车 3 和机尾渡车 5 上分别设有轨道。
本发明在所述的卸灰漏斗 12 和混凝土风道 13， 是以给料口为起点， 前端二个台车 距离部分为卸灰漏斗 12， 其余部分至排料口为混凝土风道 13。
本发明在所述的机前渡车轨道 11 和机尾渡车轨道 6 上分别设有接触开关 10。
本发明在所述的回车机的台车回车轨道 7 上设有卷扬拉车机 8 和与此卷扬拉车机 相连接的电动驱动装置， 参见附图 3。
本发明在所述的鼓风段设置的鼓风机 14 为 3-5 台， 其鼓风机 14 出口通过管道直 接鼓入到混凝土风道 13 里。
采用本发明平面矩形节能冷却机的冷却工艺， 其特征在于包括下列步骤 ：
1) 烧结热矿经烧结机卸料端单齿辊破碎后进入冷却机前端上方的装料斗再给入 冷却台车 4 上， 台车 4 在一步一停的步进式的行进过程中， 一步一步地被推向前进， 其推进 速度为 ： 1.0 ～ 1.8min/m， 当冷却台车被推到鼓风段时， 鼓风机 14 开始工作， 其鼓风压为 3 2500 ～ 3500Pa， 风量为 ： 180000 ～ 500000m /h， 冷风从冷却台车 4 底部鼓入冷风穿过台车 蓖板， 穿透烧结料层， 逐步完成烧结矿冷却过程， 将烧结矿冷却到＜ 100-120℃，
2) 从冷却段推出的冷却台车 4 进入机尾液压翻车机 15 的翻转平台的停车轨道上， 翻车作业立即开始， 启动翻车机上的液压缸， 翻车机翻转， 将冷却后的烧结矿全部卸掉，
3) 卸料后的空台车被送到机尾渡车 5 上， 运行至机尾渡车轨道 6 端部时， 其机尾渡 车上的轨道与回车机的台车回车轨道 7 相接， 空台车进入台车回车轨道 7， 空台车在回车机 通过卷扬回车机 8、 钢绳 9， 依次沿回车轨道前行至机前渡车轨道 11， 当空台车运行至机前 渡车轨道 11 端部时， 此时回车机上的回车轨道 7 与机前渡车运动轨道 11 相接， 此时空台车 由机前渡车 3 运回冷却机， 即完成一个循环。当所述的冷却台车运动速度为 ： 1.5min/m， 鼓风压为 3000Pa， 风量为 ： 350000m3/h， 可将烧结矿冷却至＜ 110℃。
本发明平面矩形节能冷却机的工作原理是 ：
1、 推车机推车作业 ： 一般采用现有的推车机构， 该机为液压驱动， 由油缸和液压站 组成， 采用单缸双导向机构， 安放冷却机前的平台上， 本发明的推车机有效行程设计为 2m， 步进周期时间 2.5min， 其推车作业是把机前渡车送来的台车推入， 使台车接受烧结机卸下 的热烧结矿， 每次推一个台车， 每推一次为一步 ( 即一个推车循环 )。
2、 机前渡车 ： 它是由电动机驱动并带有平台的小车， 其功能是将回车道上的空台 车每次一台引渡至冷却机前， 渡车上设有渡车轨道， 并在轨道的两边设有接触开关。
3、 冷却台车 ： 是由车轮、 栏板、 篦板、 滚动轴承等组成。
4、 机尾渡车 ： 机尾渡车具有翻车卸矿， 并将卸矿后的空台车引渡到回车段的二重 功能， 该车带有翻车机构， 翻车机构为液压驱动， 采用两个油缸同时工作， 液压站设在渡车 上， 为保证翻车平稳， 系统设有背压。 二缸驱动， 除系统有分流阀控制外， 借助钢度较大的翻 车架机械同步的作用， 以保证其同步工作， 机尾渡车段的结构与机前渡车段结构基本相同。
5、 鼓风机 ： 用来冷却热烧结矿， 其鼓风机所需的台数， 风压， 风量等参数， 是根据具 体的工程规模计算选取的。鼓风机出口通过管道直接鼓入到混凝土结构的风道里， 风通过 台车蓖板， 穿透烧结料层进行冷却， 使烧结矿温度降至＜ 100 ～ 120℃。 6、 带有卷扬机构的回车机 ： 主要组成的卷扬机、 挂钩、 钢丝绳、 导向轮， 平行上托 辊， 接触开关等， 与已有技术一样由控制装置操作， 卷扬根据需要设有多种速度， 由生产过 程任意选择 . 详见图 3 的 B ～ B 断面图。
本发明的生产过程是 ：
当载有台车的机前渡车和机尾渡车分别停靠在机前， 机尾规定位置后， 推车机在 稀油站、 油泵启动的情况下， 进行推进停放在机前渡车上的台车， 行程 2m， 时间约 2.5min 推 一次， 当完成上述任务后， 机前渡车返回到拉车线上， 等待第二个台车的到来。台车上的热 烧结矿在推车机的作用下前进， 鼓入的冷风穿透料层进行冷却， 随着台车向前运行， 烧结矿 在台车上的温度逐渐下降， 到机尾翻车卸矿时， 烧结矿的温度＜ 120°， 即完成了冷却任务， 冷却时间约为一小时。
当推车机推出机前渡车上的台车时， 相应的机尾渡车上的台车， 进行翻车卸矿， 卸 矿时间约为 2.5min， 卸完矿渡车复位后， 载着空台车运到回车机拉车线上。 在拉车线的卷扬 机通过钢绳将空台车迁至机前渡车上， 再由机前渡车运至冷却机， 准备推入， 即完成一个循 环。
此循环必须联锁联动运行。本机各部件的驱动， 全部装有相应的行程和速度调控 元件， 即可采用一般电气控制操作， 也可实现微机控制。
以年产 100 万吨的烧结厂采用本发明的平面矩形节能冷却机与带冷、 环冷、 机冷 定性比较如下 ：
从表中可以看出本发明的平面矩形节能冷却机各项指标均优于各种冷却机， 特别 是与机冷相比， 在设备重量、 造价、 能耗、 加工制造难易等方面均好于机冷。其主要原因是 机冷工艺是抽风冷却， 由于抽风冷却， 且烧结废气温度高， 机冷需增加很多复杂设备， 以设 计年产 100 万吨烧结厂为例， 若采用机冷时需增加。(1) 重力除尘器一台， 重量约为 100t。 2 3 (2)220m 卧式双室三电场电除尘器一台重量约 530t。(3) 风量为 12000m /min 耐高温离心
式抽风机一台。(4) 大型消音器一台， 重量约 30t。(5) 增加烟囱一座。(6) 灰尘运输系统 及平台、 支架、 管道等。 仅增加抽风机这一项， 抽风机的电机功率至少为 2500kw， 而平面矩形 节能冷却机功率最多为 660kw， 两项相差 2500-660 ＝ 1840kw， 1840kw 年耗电约 1166 万度， 按每度电费为 0.7 元计算， 则每年仅电费一项机冷则多支出 1166×0.7 ＝ 816.2 万元。
本发明投资小， 建设费用低， 能耗低、 无污染， 建设施工周期短， 投产快， ， 营运成本 低， 因此非常适合于在新建或已建成的步进式烧结机改造中的推广应用。