[实用新型]一种烧结料面喷洒水蒸气的装置

说明书

一种烧结料面喷洒水蒸气的装置，该装置包括烧结机台车(1)和设置在烧结机台车(1)上部的蒸汽喷洒装置(2)；所述蒸汽喷洒装置(2)包括蒸汽总管(201)、蒸汽支管(202)、蒸汽喷洒管(203)和冷凝水收集管(204)；蒸汽总管(201)设置在烧结机台车(1)的上方；蒸汽喷洒管(203)设置在蒸汽总管(201)的下方；蒸汽支管(202)的一端与蒸汽总管(201)连接，蒸汽支管(202)的另一端与蒸汽喷洒管(203)连接；蒸汽喷洒管(203)上还连接有冷凝水收集管(204)。本实用新型在蒸汽喷洒装置上增设了冷凝槽和冷凝水收集管，采用本实用新型能够避免部分蒸汽冷凝形成的液态水进入烧结料面影响料层透气性。

技术领域

本实用新型涉及烧结生产装置，具体涉及一种烧结料面喷洒水蒸气的装置，属于烧结技术领域。

背景技术

烧结工艺是炼铁流程中的一个关键环节，其原理是将各种粉状含铁原料，配入适量的燃料和熔剂，加入适量的水，经混合和造球后在烧结设备上使物料发生一系列物理化学变化，烧结成块，从而送往高炉进行下一步工序。烧结是我国钢铁冶炼主要的原料加工工艺，75％以上的高炉原料来源于烧结矿。但烧结是典型的高能耗、高污染行业，其能耗居钢铁工业第二位，污染负荷占钢铁工业的40％而居首位。随着环保要求的日益严格，研究和开发高能效低排放烧结清洁生产技术及其装备，对支撑我国钢铁工业产业升级、实现绿色可持续发展具有重大意义。

图1是现有烧结机结构简图。烧结机头部设置有布料机，布料机后部安装有点火炉。若干个烧结机台车首尾相连安装在烧结机上，台车沿烧结机轨道运行。轨道下方安装有底部风箱，风箱上部正对台车底部，风箱下部由各分支烟道与烧结大烟道连接，大烟道末端与主抽相连。

烧结开始前，先将铁矿石和焦炭、白云石等的混合料从烧结机前部装填进烧结台车。装填满烧结料台车在经过点火炉罩下方时，由点火烧嘴将烧结料表面的焦炭等点燃，在料层表面形成一层薄薄的燃烧带，台车继续沿轨道向烧结机尾部运行。烧结大烟道内维持一定的负压(一般约14kPa)，保证烧结机上部台车处于抽风状态，料层上方的空气被抽入烧结料层内。在抽风作用下，料层下部的物料逐渐被上部燃烧带点燃，表层的燃烧带最终移动至台车底部，完成物料的烧结。烧结完成的成品矿从烧结机尾部排出，烧结过程形成的废气则从底部大烟道抽走。

图2是典型的烧结料层剖面图。烧结料层自上而下依次为烧结矿带、燃烧带、干燥预热带、过湿带和原始料带。烧结矿带是已经完成燃料燃烧、铁矿重结晶等烧结过程的成品矿所在区域。燃烧带是正在进行燃料燃烧，铁矿熔融和重结晶的区域。干燥预热带是受上部热风加热、物料温度升高、水分蒸发的区域。过湿带是热风遇到冷的物料，热风中水蒸气重新冷凝结晶的区域。原始料带是料层底部还未受到上部热迁移和水分迁移影响，温度和成分等保持原始状态的区域。随着烧结过程的推进，各带的相对厚度不断发生变化，烧结矿带不断扩大，原始料带不断缩小，至烧结终点时燃烧带、干燥预热带、过湿带和原始料带全部消失，整个料层均转变为烧结矿带。

烧结料面喷洒水蒸气是一项烧结节能减排新技术，通过向料面上方喷洒适量水蒸气，使其抽吸进料层内，参与烧结料层中的传热和燃烧进程。由于水蒸气比热比空气大，可以有效促进热量在烧结料层由上自下的传递；同时水蒸气的参与，有改善料层内固体燃料的燃烧状况的效果；另外对抑制二噁英等污染物生成也有积极效果。但实际应用过程中，由于水蒸气极易在烧结料面上方凝结，导致液态水在料层表面聚集，使烧结料层阻力显著增加，造成料层透气性变差，对烧结过程产生负面影响。另一方面，由于冷凝现象的原因，导致实际被抽入料层的水蒸气量难于控制，影响料面喷洒蒸汽强化烧结的技术效果。上述问题的存在，导致喷洒水蒸气强化烧结技术在工业化应用中的效果与理论效果相差较大，影响了该技术的进一步推广应用。

在现有技术中，蒸汽喷洒装置安装在点火炉后部的烧结料面上方，主要由蒸汽总管、分支管路和蒸汽喷吹管排组成，喷吹管排水平布置在烧结料面上方、距离烧结料面一定高度的地方。从总管送入的高温蒸汽，经由分支管路后，分配至各喷吹管排内，由设置在喷吹管排下方的小孔喷出。喷洒在料面上方的水蒸气与料面上方的空气一道被抽吸进烧结料层。