[发明专利]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

说明书

本发明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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

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。

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：

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。

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。

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。

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):51-53】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。

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。