多功能高效燒結(jié)杯實(shí)驗(yàn)裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋼鐵冶金中的燒結(jié)工藝，特別涉及一種多功能高效燒結(jié)杯實(shí)驗(yàn)裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]燒結(jié)技術(shù)是目前國(guó)內(nèi)外鋼鐵企業(yè)最廣泛采用的含鐵原料造塊方法。粉礦和各種含鐵固廢經(jīng)過(guò)燒結(jié)以后可成為滿足高爐煉鐵要求(品位高，有害雜質(zhì)少，還原性好，高溫性能優(yōu)良，強(qiáng)度好，粒度適宜，化學(xué)成分穩(wěn)定均勻)的含鐵原料。為了研究和掌握鐵礦粉燒結(jié)的原理和方法，優(yōu)化燒結(jié)工藝，需要在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行大量的燒結(jié)實(shí)驗(yàn)。通過(guò)大量燒結(jié)杯實(shí)驗(yàn)來(lái)研究原料種類、燃料配加量、燒結(jié)礦堿度、燒結(jié)負(fù)壓等工藝參數(shù)對(duì)燒結(jié)礦的產(chǎn)質(zhì)量的影響，為優(yōu)化燒結(jié)生產(chǎn)工藝和配礦以及提高燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量提供依據(jù)。
[0003]現(xiàn)有的燒結(jié)杯實(shí)驗(yàn)設(shè)備主要由篩分裝置101、落下裝置102、落下篩分系統(tǒng)103、軌道104、燒結(jié)礦運(yùn)送小車105、稱量裝置106、破碎裝置107、燒結(jié)杯回轉(zhuǎn)裝置108、布料裝置109、燒結(jié)杯110、點(diǎn)火裝置111、排煙管路系統(tǒng)112、流量計(jì)113、除塵器114、排煙風(fēng)機(jī)115、調(diào)節(jié)閥116和煙囪117組成，參見(jiàn)附圖1。其實(shí)驗(yàn)過(guò)程為:按燒結(jié)杯體積配好試樣量，再經(jīng)混料系統(tǒng)混勻制粒以后，由布料裝置109布到燒結(jié)杯110里，然后經(jīng)點(diǎn)火裝置111點(diǎn)火燒結(jié)，燒結(jié)過(guò)程產(chǎn)生的燒結(jié)煙氣通過(guò)排煙管路系統(tǒng)112經(jīng)除塵器114除塵后由排煙風(fēng)機(jī)115排放到煙囪116中。當(dāng)燒結(jié)完成后，讓熱燒結(jié)礦繼續(xù)在燒結(jié)杯110中抽風(fēng)冷卻到低于100°C，再用燒結(jié)杯回轉(zhuǎn)裝置108將燒結(jié)礦倒入破碎裝置107中進(jìn)行破碎，破碎好的燒結(jié)礦在稱量裝置106稱重后用運(yùn)送小車105沿軌道104運(yùn)到自動(dòng)落下篩分系統(tǒng)103，在自動(dòng)落下篩分系統(tǒng)103中分別裝有落下裝置102和篩分裝置101可對(duì)燒結(jié)礦先后進(jìn)行落下和篩分處理。
[0004]上述現(xiàn)有燒結(jié)杯實(shí)驗(yàn)技術(shù)存在一定局限，只能進(jìn)行常規(guī)燒結(jié)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng)，且只能得到燒結(jié)的最終結(jié)果，對(duì)燒結(jié)過(guò)程參數(shù)(如料層溫度、煙氣成分等)不能進(jìn)行在線檢測(cè)，無(wú)法深入研究燒結(jié)過(guò)程對(duì)燒結(jié)結(jié)果的影響，也不具備進(jìn)行熱風(fēng)燒結(jié)或模擬燒結(jié)煙氣循環(huán)燒結(jié)的條件。此外，由于只有一個(gè)燒結(jié)杯，在做平行實(shí)驗(yàn)時(shí)重現(xiàn)性較低。而做兩次實(shí)驗(yàn)各自單獨(dú)進(jìn)行配料和混合制粒，容易導(dǎo)致進(jìn)行燒結(jié)的混合料粒度波動(dòng)大，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。為保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果可靠性，要進(jìn)行多次平行實(shí)驗(yàn)，這樣實(shí)驗(yàn)量較大，實(shí)驗(yàn)效率低，既浪費(fèi)了人力物力，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可比性也較差。
[0005]中國(guó)專利CN201285389Y公開(kāi)了一種鐵礦粉燒結(jié)杯實(shí)驗(yàn)裝置，包括燒結(jié)杯、控制裝置和顯示儀表，該裝置是在燒結(jié)杯的上方，配合設(shè)置布料器和點(diǎn)火器，設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸上的布料器和點(diǎn)火器圍繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)和上下移動(dòng)；燒結(jié)杯下部設(shè)置開(kāi)口與抽風(fēng)管道的一端連通，抽風(fēng)管道的另一端經(jīng)除塵器與燒結(jié)風(fēng)機(jī)連通。中國(guó)專利CN201443955U公開(kāi)了一種鐵礦石燒結(jié)實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置由燒結(jié)杯及其點(diǎn)火罩、煤氣風(fēng)機(jī)、助燃風(fēng)機(jī)和抽風(fēng)機(jī)組成，點(diǎn)火罩位于燒結(jié)杯的頂端，通過(guò)煤氣管道和助燃管道分別與煤氣風(fēng)機(jī)和助燃風(fēng)機(jī)相連，燒結(jié)杯的底端通過(guò)燒結(jié)尾氣管道與抽風(fēng)機(jī)相連，燒結(jié)杯及其點(diǎn)火罩為2個(gè)以上，與各管道并聯(lián)。上述專利在提高燒結(jié)實(shí)驗(yàn)自動(dòng)化程度和穩(wěn)定性上有一定進(jìn)步，但也都不具備進(jìn)行燒結(jié)實(shí)驗(yàn)過(guò)程參數(shù)(如料層溫度、煙氣成分等)在線檢測(cè)以及進(jìn)行熱風(fēng)或模擬煙氣循環(huán)燒結(jié)的條件，且沒(méi)有涉及對(duì)燒結(jié)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的粉塵的處理，無(wú)法在低粉塵排放條件下高效精確的模擬各種燒結(jié)生產(chǎn)工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種多功能高效燒結(jié)杯實(shí)驗(yàn)裝置及方法。本發(fā)明不僅可以顯著提高燒結(jié)實(shí)驗(yàn)效率和燒結(jié)實(shí)驗(yàn)的穩(wěn)定性、精確性、可比性和模擬性，還可以滿足不同實(shí)驗(yàn)要求和明顯減少燒結(jié)實(shí)驗(yàn)的粉塵排放量。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種多功能高效燒結(jié)杯實(shí)驗(yàn)裝置，包括混料系統(tǒng)、篩分裝置、落下裝置、落下篩分系統(tǒng)、軌道、燒結(jié)礦運(yùn)送小車、稱量裝置、破碎裝置、燒結(jié)杯回轉(zhuǎn)裝置、布料裝置、燒結(jié)杯、點(diǎn)火裝置、排煙管路系統(tǒng)、除塵器、排煙風(fēng)機(jī)和煙囪；
所述實(shí)驗(yàn)裝置還包括分樣器、鼓風(fēng)冷卻裝置；燒結(jié)杯回轉(zhuǎn)裝置、布料裝置、燒結(jié)杯、點(diǎn)火裝置、排煙管路系統(tǒng)、除塵器、排煙風(fēng)機(jī)為二套，分別為:第一點(diǎn)火裝置、第一燒結(jié)杯回轉(zhuǎn)裝置、第一燒結(jié)杯和第一布料裝置組成第一工位燒結(jié)器，第一工位燒結(jié)器接第一排煙管路系統(tǒng)、第一除塵器、第一冷卻器和第一排煙風(fēng)機(jī)，第二點(diǎn)火裝置、第二燒結(jié)杯回轉(zhuǎn)裝置、第二燒結(jié)杯、第二布料裝置組成第二工位燒結(jié)器，第二工位燒結(jié)器接第二排煙管路系統(tǒng)、第二除塵器、第二冷卻器和第二排煙風(fēng)機(jī)，最后匯總輸出至煙@ ;第一、第二工位燒結(jié)器分別位于破碎裝置兩側(cè)，破碎裝置連接稱量裝置，破碎裝置位于燒結(jié)礦運(yùn)送小車上方，燒結(jié)礦運(yùn)送小車能沿軌道移動(dòng)到鼓風(fēng)冷卻裝置和落下篩分系統(tǒng)；
所述分樣器前連接混料系統(tǒng)，后連接第一布料裝置和第二布料裝置；
在破碎裝置與落下篩分系統(tǒng)之間設(shè)置鼓風(fēng)冷卻裝置，鼓風(fēng)冷卻裝置經(jīng)除塵管路系統(tǒng)接除塵器和除塵風(fēng)機(jī)后接煙@ ;所述除塵管路系統(tǒng)輸入端還接入落下篩分系統(tǒng)，落下篩分系統(tǒng)包括篩分裝置和落下裝置；
所述第一、第二點(diǎn)火裝置下部安裝熱電偶，第一、第二燒結(jié)杯基座處安裝熱電偶，第一、第二燒結(jié)杯沿高度方向的測(cè)溫孔中插入熱電偶，第一、第二排煙管路系統(tǒng)上設(shè)置流量計(jì)及壓差變送器和若干個(gè)煙氣成分測(cè)量孔，煙氣成分測(cè)量孔插入煙氣分析儀，所述多個(gè)熱電偶、流量計(jì)及壓差變送器和煙氣分析儀輸出接PLC，PLC連接第一、第二點(diǎn)火裝置和第一、第二排煙風(fēng)機(jī)，通過(guò)PLC實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火溫度、燒結(jié)負(fù)壓、料層溫度、煙氣溫度流量成分工藝參數(shù)的自動(dòng)控制和檢測(cè)記錄。
[0008]所述第一、第二燒結(jié)杯直徑有300mm、200mm和100mm,高度在400-1000mm之間無(wú)級(jí)調(diào)整，沿高度方向設(shè)置3-9個(gè)測(cè)溫孔。
[0009]所述第一、第二點(diǎn)火裝置為既能進(jìn)行燒結(jié)點(diǎn)火又能提供100_30(TC熱風(fēng)或模擬煙氣。
[0010]所述第一、第二排煙管路系統(tǒng)上分別設(shè)置調(diào)節(jié)閥，所述調(diào)節(jié)閥受PLC控制。
[0011]所述除塵管路系統(tǒng)上設(shè)置兩路調(diào)節(jié)閥，一路調(diào)節(jié)閥接入鼓風(fēng)冷卻裝置輸入除塵管路系統(tǒng)端，另一路調(diào)節(jié)閥接入落下篩分系統(tǒng)輸入除塵管路系統(tǒng)端，所述調(diào)節(jié)閥受PLC控制。
[0012]所述煙氣成分測(cè)量孔開(kāi)設(shè)在第一、第二排煙管路系統(tǒng)的第一、第二除塵器前和后。
[0013]一種多功能高效燒結(jié)杯實(shí)驗(yàn)方法，其步驟是: 第一，將燒結(jié)原料在混料系統(tǒng)混勻制粒以后，經(jīng)分樣器均勻分成二份，進(jìn)行平行試驗(yàn)，二份混合料分別由第一布料裝置和第二布料裝置布到第一燒結(jié)杯和第二燒結(jié)杯內(nèi)；
第二，通過(guò)PLC控制第一點(diǎn)火裝置和第二點(diǎn)火裝置點(diǎn)火溫度和時(shí)間，使第一點(diǎn)火裝置和第二點(diǎn)火裝置相隔若干時(shí)間對(duì)混合料進(jìn)行點(diǎn)火燒結(jié)，第一點(diǎn)火裝置對(duì)混合料燒結(jié)過(guò)程產(chǎn)生的燒結(jié)煙氣通過(guò)第一排煙管路系統(tǒng)經(jīng)第一除塵器除塵和第一冷卻器冷卻后由第一排煙風(fēng)機(jī)排放到煙@中，第二點(diǎn)火裝置對(duì)混合料燒結(jié)過(guò)程產(chǎn)生的燒結(jié)煙氣通過(guò)第二排煙管路系統(tǒng)經(jīng)第二除塵器除塵和第二冷卻器冷卻后由第二排煙風(fēng)機(jī)排放到煙@中，與此同時(shí)對(duì)料層溫度和燒結(jié)煙氣溫度、流量和成分進(jìn)行在線檢測(cè)記錄，并輸入至PLC中；
第三，當(dāng)先點(diǎn)火的第一燒結(jié)杯中燒結(jié)過(guò)程結(jié)束后用第一燒結(jié)杯回轉(zhuǎn)裝置將熱燒結(jié)礦倒入破碎裝置中進(jìn)行破碎，將燒結(jié)礦運(yùn)送小車置于破碎裝置下方，破碎好的熱燒結(jié)礦全部落入燒結(jié)礦運(yùn)送小車后用稱量裝置對(duì)熱燒結(jié)礦進(jìn)行稱重并記錄；
第四，將裝有熱燒結(jié)礦的運(yùn)送小車沿軌道移到鼓風(fēng)冷卻系統(tǒng)處進(jìn)行鼓風(fēng)冷卻，冷卻風(fēng)被除塵管路系統(tǒng)收集，并經(jīng)除塵器除塵后排放到煙囪中；
第五，當(dāng)燒結(jié)礦溫度低于100°C時(shí)，將燒結(jié)礦運(yùn)到自動(dòng)落下篩分系統(tǒng)，在自動(dòng)落下篩分系統(tǒng)中分別裝有落下裝置和篩分裝置對(duì)燒結(jié)礦先后進(jìn)行落下和篩分處理；
第六，燒結(jié)礦運(yùn)送小車又回到破碎裝置下方運(yùn)送后點(diǎn)火的第二燒結(jié)杯中的熱燒結(jié)礦，再依次進(jìn)行稱量、冷卻、落下和篩分。
[0014]在除塵管路系統(tǒng)上設(shè)置兩路調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)閥受PLC控制以增強(qiáng)除塵系統(tǒng)的除塵效果；當(dāng)鼓風(fēng)冷卻裝置處于開(kāi)啟狀態(tài)而落下篩分系統(tǒng)未啟用時(shí)，只打開(kāi)接入鼓風(fēng)冷卻裝置的調(diào)節(jié)閥，同時(shí)關(guān)閉接入落下篩分系統(tǒng)的調(diào)節(jié)閥；
當(dāng)落下篩分系統(tǒng)處于開(kāi)啟狀態(tài)而鼓風(fēng)冷卻裝置未啟用時(shí)，只打開(kāi)接入落下篩分系統(tǒng)的調(diào)節(jié)閥而關(guān)閉接入鼓風(fēng)冷卻裝置的調(diào)節(jié)閥；
當(dāng)落下篩分系統(tǒng)和鼓風(fēng)冷卻裝置同時(shí)啟用時(shí)，調(diào)節(jié)兩個(gè)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度來(lái)滿足除塵需要。
[0015]本發(fā)明通過(guò)設(shè)立雙工位燒結(jié)杯，可同時(shí)進(jìn)行平行實(shí)驗(yàn)，提升實(shí)驗(yàn)重現(xiàn)性和效率；采用PLC能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火溫度、燒結(jié)負(fù)壓、料層溫度、煙氣溫度流量成分等工藝參數(shù)的自動(dòng)精確控制和檢測(cè)記錄，提高燒結(jié)實(shí)驗(yàn)的穩(wěn)定性和精確性；采用鼓風(fēng)冷卻裝置對(duì)燒結(jié)礦進(jìn)行冷卻，提高實(shí)驗(yàn)的效率和模擬性；采用既能進(jìn)行燒結(jié)點(diǎn)火又能提供100-30(TC熱風(fēng)或模擬煙氣的點(diǎn)火裝置，從而既可進(jìn)行常規(guī)燒結(jié)又可進(jìn)行熱風(fēng)或模擬煙氣循環(huán)燒結(jié)。
[0016]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果為:
(1)不僅可以滿足不同常規(guī)實(shí)驗(yàn)要求，也可滿足熱風(fēng)或循環(huán)燒結(jié)實(shí)驗(yàn)要求，具