一种用于球团矿生产的带式焙烧机及加工工艺

技术领域

本申请涉及冶金设备的技术领域，尤其是涉及一种用于球团矿生产的带式焙烧机及加工工艺。

背景技术

带式焙烧机从外形上看，和烧结机十分相似，但在设备结构上存在很大的区别。如，风箱的分布和密封的要求，上部炉罩的设置和密封，风流的走向（不像烧结机那样是单一的抽风，而是既有抽风又有鼓风），布料方式，成品的排出和台车运行速度等，都不相同，特别是本体的材质更是完全不同。

为了能长期安全地承受很高焙烧气体的温度，带式焙烧机不得不采用耐高温性能极好的特殊合金钢，而带式焙烧机在使用铺底铺边料和台车采用耐高温合金特殊钢的材质后才得以过关并获得大发展。

但是，带式焙烧机的干燥、预热、焙烧、冷却工艺都在一个设备上完成，整个设备结构较长并成一体结构，由于焙烧段的温度较高，为了保证较好的冷却效果，带式焙烧机的冷却段占整个带式焙烧机长度的比例很大，会使用更多的耐高温合金特殊钢，造成整个带式焙烧机的造价高昂。

发明内容

本申请的目的是提供一种用于球团矿生产的带式焙烧机及加工工艺，能够减少对耐高温合金材料的依赖，降低设备的建造成本，同时减少设备的占地空间。

第一方面，本申请提供的一种用于球团矿生产的带式焙烧机，采用如下的技术方案：

一种用于球团矿生产的带式焙烧机，包括输送台车和设置于输送台车上方的隔离罩，所述输送台车上设置有干燥段和加热段；所述输送台车的出料端下方设置有与加热段衔接的离体冷却机，所述离体冷却机与输送台车分体设置。

通过采用上述技术方案，将带式焙烧机设置成分体结构，干燥段进行前期的干燥，加热段进行对球团矿继续焙烧，焙烧完成的球团矿下落到离体冷却机进行冷却，由于焙烧段和离体冷却机分体，只需在加热段使用耐高温合金材料，球团矿转移到离体冷却机上时，会有热量损耗，能够降低离体冷却机对耐高温合金材料的依赖，整体设备冷却效果能够得到保证，并且能够减少耐高温合金材料的使用量，降低设备造价。

可选的，所述离体冷却机包括环形轨道和密封罩，所述环形轨道上方设置有与输送台车的出料端衔接的入料斗，所述环形轨道下方设置有出料斗；所述密封罩将离体冷却机分成靠近入料斗的高温冷却段和靠近出料斗的低温冷却段，所述高温冷却段设置有高温排烟管，所述低温冷却段设置有低温排烟管。

通过采用上述技术方案，采用环形冷却机，占地空间小，使整体设备结构紧凑，密封罩能够将球团矿与外界隔离，对球团矿降温时的热量能够进行集中收集处理，减小设备对周围环境的影响；将离体冷却机分成高低两个能量级，能够产生高低两段能量，两段能量单独回收利用，提高能量的利用效率。

可选的，所述干燥段包括鼓风干燥段和抽风干燥段；所述隔离罩包括罩设鼓风干燥段的鼓风隔离罩和罩设抽风干燥段的抽风隔离罩，所述鼓风干燥段连接有鼓风机，所述抽风干燥段连接有抽风机，所述鼓风机的进风口与低温排烟管连通。

通过采用上述技术方案，利用隔离罩将干燥段分成独立的两部分，两部分互不干扰，球团矿先经过鼓风干燥段，鼓出的风将球团矿上的水分和尘土等吹离球团矿表面，再经过抽风干燥段，抽风机将残余的水分进行抽离，利用离体冷却机回收的低温能量进行鼓风吹风，吹风温度较高，提高对球团矿的干燥效率，同时充分利用了离体冷却机的余热，减少能量的损耗。

可选的，所述加热段包括预热段和焙烧段，所述隔离罩包括罩设预热段的预热隔离罩和罩设焙烧段的焙烧隔离罩，所述预热段连接有回热风机，所述回热风机的进风口与高温排烟管连通。

通过采用上述技术方案，预热段对球团矿进行预热处理，焙烧段对球团矿进行焙烧，离体冷却机产生的高温能量团经过高温排烟管输送到预热段，利用热量较高的空气进行球团矿预热，预热温度更高、效果更好，充分利用到了离体冷却机的高温，同时也能够借助回热风机将离体冷却机的热量快速抽离，反过来能够提升冷却效率。

可选的，所述入料斗上方罩设有集热罩，所述集热罩罩设在输送台车的出料端，所述集热罩上连接有集热风机，所述集热风机的出风端与隔离罩连通。

通过采用上述技术方案，球团矿从输送台车的出料端下落到离体冷却机上，球团矿悬空与空气充分接触，在这个阶段的球团矿的温度更高，增加集热罩和集热风机，减少热量向外的流失，能够将这个阶段的高温空气快速抽离，进一步提升了余热的回收效率，并将这部分热量返还隔离罩内，对热量进行有效的利用。

可选的，所述集热罩上连接有回热机构，所述回热机构的出气端与隔离罩或外界连通。

通过采用上述技术方案，如果输送台车出来的球团矿温度过高，对离体冷却机的冷却能力造成压力时，可以通过快冷结构将输送台车传出来的空气进行快速降温，提前将一部分热量带走，降低离体冷却机的冷却压力，再将这部分热量回收起来利用。

第二方面，本申请提供的一种基于球团矿生产用带式焙烧机的加工工艺，采用如下的技术方案：

一种基于球团矿生产用带式焙烧机的加工工艺，包括以下步骤：

球团矿落入到输送台车上，进入鼓风干燥段和抽风干燥段进行两段干燥；

随着输送台车的运转，进入预热段进行预热，然后进入焙烧段进行高温焙烧；

焙烧完成后进入均热段，球团矿进行高温反应；

球团矿从输送台车上脱离，进入到离体冷却机进行离体冷却。

可选的，球团矿的冷却阶段为机外冷却，离体冷却机采用通用的球团矿冷却设备，输送台车末端设置至少一个离体冷却机。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.本申请的工艺流程为冷却工序单独设置的球团矿生产工艺流程以及与之相适应的带式球团焙烧机和冷却设备。该带式焙烧机只包含鼓风干燥段、抽风干燥段、预热段、焙烧段和均热段，去掉了原有设备占设备总长度三分之一的冷却段，由机上冷却改为机外冷却，冷却工序由通用的球团冷却设备完成。该生产工艺流程充分利用了现代生产工艺的优势，用专用的外部冷却设备完成主要生产作业，通过缩短设备的总体长度，便于生产设备的大型化，而提高产量；同时带式焙烧机与冷却设备分离设置，方便调控工艺的作业参数；通过去掉原有的冷却段，显著地降低了带式焙烧机的作业温度差，减少了热能的损耗，降低了设备的维护费用。

2.本申请的带式焙烧机设置成分体结构，焙烧完成的球团矿下落到离体冷却机进行冷却，由于焙烧段和离体冷却机分体，只需在加热段使用耐高温合金材料，球团矿转移到离体冷却机上时，会有热量损耗，能够降低离体冷却机对耐高温合金材料的需求，整体设备冷却效果能够得到保证，并且能够减少耐高温合金材料的使用量，降低设备造价。

3.将离体冷却机分成高低两个能量级，能够产生高低两段能量，两段能量单独回收利用，提高能量的利用效率；利用离体冷却机回收的低温能量进行鼓风吹风，吹风温度较高，提高对球团矿的干燥效率，同时充分利用了离体冷却机的余热，减少能量的损耗；利用热量较高的空气进行球团矿预热，预热温度更高、效果更好，充分利用到了离体冷却机的高温，同时也能够借助回热风机将离体冷却机的热量快速抽离，反过来能够提升冷却效率。

4.在输送台车和离体冷却机之间增加集热罩和集热风机，减少热量向外的流失，能够将这个阶段的高温空气快速抽离，进一步提升了余热的回收效率，并将这部分热量返还隔离罩内，对热量进行有效的利用。

5.设备整体的流程长度减少，占地减少，对厂房的要求降低，单机的设备重量降低，一旦发生故障，不需要整机停车。

附图说明

图1是本申请实施例1的整体结构示意图；

图2是本申请实施例1中离体冷却机的俯视图；

图3是本申请实施例1中集热罩与回热机构的连接结构示意图；

图4是本申请实施例2的整体结构示意图；

图5是本申请实施例2中集热罩与回热机构的连接结构示意图。

图中，1、输送台车；2、隔离罩；21、鼓风隔离罩；22、抽风隔离罩；23、预热隔离罩；24、焙烧隔离罩；31、鼓风干燥段；32、抽风干燥段；33、鼓风机；34、抽风机；35、回热风机；41、预热段；42、焙烧段；5、离体冷却机；51、环形轨道；52、密封罩；53、入料斗；54、出料斗；55、高温冷却段；56、低温冷却段；57、高温排烟管；58、低温排烟管；6、集热罩；61、集热风机；7、回热机构；71、液氮罐；72、集热管；73、加液管；74、排液管；75、储水罐；751、出气孔；752、进水管；753、出水管；754、出水喷头；76、集气罩；77、热气进管；78、出气管。

具体实施方式

以下结合附图1-附图5，对本申请作进一步详细说明。

实施例1：一种用于球团矿生产的带式焙烧机，参照图1，包括焙烧机段和离体冷却机5两部分模块。焙烧机段包括输送台车1和隔离罩2，输送台车1用于承载和输送球团矿，带动球团矿通过不同的工艺段，隔离罩2将输送台车1罩设在内，使输送台车1上分成不同的工艺段，输送台车1与隔离罩2之间的空间进行不同的工艺加工。离体冷却机5设置在输送台车1的出料端下方，并与输送台车1之间形成高度差，冷却机对焙烧机加工的球团矿进行冷却。

输送台车1上分成干燥段和加热段两部分，球团矿先经过干燥段，再经过加热段，干燥段包括鼓风干燥段31和抽风干燥段32两个小阶段，加热段包括预热段41、焙烧段42和均热段三个小阶段。

鼓风干燥段31设置在输送台车1的入口端，隔离罩2上对应鼓风干燥段31的位置形成锥形的鼓风隔离罩21，鼓风隔离罩21顶部设置有排风口，鼓风干燥段31下方对应鼓风隔离罩21的位置设置有锥形的出风仓，出风仓下端开口较小，外部连接有鼓风机33，鼓风机33向出风仓内吹风，对鼓风干燥段31上的球团矿进行干燥和除尘，吹出的风再经过鼓风隔离罩21顶部的排风口排出，完成鼓风干燥工序。

抽风干燥段32紧邻鼓风干燥段31设置，隔离罩2上对应抽风干燥段32的位置形成锥形的抽风隔离罩22，抽风隔离罩22顶部设置有进风口，抽风干燥段32下方对应抽风隔离罩22的位置设置有锥形的出风仓，出风仓下端开口较小，外部连接有抽风机34，抽风机34将抽风干燥段32内的空气抽离，带走球团矿上的水分，并从底部的出风仓排出，完成抽风干燥工序。

预热段41紧邻抽风干燥段32设置，隔离罩2上对应预热段41的位置形成预热隔离罩23，预热隔离罩23顶部设置有进气管，预热段41下方对应预热隔离罩23的位置设置有锥形的出风仓，出风仓下端开口较小，预热空气从预热隔离罩23顶部进风口进入，对球团矿进行预热，升高球团矿的初始温度，预热空气从出风仓底部的开口排出，完成球团矿预热工序。

焙烧段42紧邻预热段41设置，隔离罩2上对应焙烧段42的位置形成焙烧隔离罩24，焙烧隔离罩24顶部沿着输送台车1的传输方向设置有多个进气管，进气管内通入助燃气体或可燃气体，用于对球团矿进行焙烧，焙烧段42下方对应焙烧隔离罩24的位置设置多个出风仓，焙烧段42中一部分燃烧后的高温空气从底部出风仓排出，球团矿在焙烧段42进行充分焙烧，完成球团矿的焙烧工序。

预热隔离罩23通过管路连接有回热风机35，回热风机35连接有多个进风管道，每个进风管道上都设置阀门，其中一种进风管道与焙烧段42下部的出风仓连通，将焙烧段42中的高温气体引导至预热段41，对球团矿进行预热。回热风机35连接有多个出风管道，每个出风管道上也设置有阀门，其中一种出风管道与预热隔离罩23内部连通，另一种出风管道与抽风隔离罩22内部连通，将热空气作为预热和抽风阶段的热源。

均热段位于输送台车1的出料端，保持焙烧过后的球团矿状态不变，为进入冷却机做准备。

参照图1和2，本实施例中离体冷却机5采用环冷机，具体包括环形轨道51和密封罩52，环形轨道51上滑移连接有承载球团矿的台车，环形轨道51上罩设密封罩52，密封罩52内形成冷却空间；密封罩52上位于输送台车1出料端下方的位置连接有入料斗53，入料斗53的高度低于输送台车1，用于衔接输送台车1上的落料，环形轨道51上靠近入料斗53的位置设置有出料斗54，出料斗设置于环形轨道51的下侧，台车带动球团矿绕环形轨道51一周进行冷却，然后倾倒在出料斗54中。

本实施例中密封罩52将离体冷却机5分成靠近入料斗53的高温冷却段55和靠近出料斗54的低温冷却段56，高温冷却段55和低温冷却段56之间通过隔板隔开，并且高温冷却段55和低温冷却段56处均连接有冷却风机，向密封罩52中吹冷却风。为了方便密封罩52内进行排风，高温冷却段55处的密封罩52顶部连接有高温排烟管57，低温冷却段56处的密封罩52顶部连接有低温排烟管58，高温排烟管57通过管道与回热风机35的进风口连接，将高温空气输送到预热段41或者抽风干燥段32，低温排烟管58通过管道与鼓风机33的进风口连接，将次级高温空气输送到鼓风干燥段31，这样离体冷却机5的两段高低温空气能够单独回收利用，提高能量的利用效率。

参照图1和3，入料斗53上方罩设有集热罩6，集热罩6采用矩形筒体结构，上端封口，下端和一个侧面上部开口，输送台车1的出料端通过集热罩6的侧开口伸进集热罩6中，入料斗53的上开口端伸进集热罩6下开口中，集热罩6上连接有集热风机61，集热风机61采用抽风模式，并且集热风机61的出风端通过管道与隔离罩2连接，具体连接到预热隔离罩23内部，集热风机61将输送台车1出口端的高温空气快速抽离，并将这部分热量返还隔离罩2内，对输送台车1上的球团矿进行预热处理。

在另一情况下，这一部分热量也可以转换使用形式，具体为，集热罩6上连接有回热机构7，由回热机构7对输送台车1出口端涌出的高温空气进行快速冷却，形成温度相对降低的空气，再通过回热机构7的出气端与隔离罩2连通，将这部分剩余能量再利用，同时也降低了离体冷却机5的冷却压力。

本实施例中回热机构7包括液氮罐71和集热管72。液氮罐71固定安装在集热罩6的顶板上，液氮罐71上连通有加液管73和排液管74，加液管73用于向液氮罐71中补充液氮，加液管73上连接有流量控制阀，排液管74用于将液氮罐71中的液氮导出，排液管74上连接有加压泵和流量控制阀；排液管74的端部连通至集热管72中，向集热管72中添加液氮，液氮与集热管72中的高温空气接触气化变成氮气，同时也将高温空气的温度降了下来。本实施例中集热管72盘设在液氮罐71外侧壁上，集热管72的一端连通在集热罩6内，另一端与鼓风机33的进气口连接，将降温后的空气导入到鼓风干燥段31，作为鼓风干燥段31的气源。本实施例中的另一种实施方式中，集热管72的另一端与回热风机35的进气口连通（图中未示出），将氮气导入到焙烧段42中，使氮气参与焙烧工艺，作为球团矿的保护气。

本申请实施例的实施原理为：

球团矿落入到输送台车1上开始进行输送，先经过鼓风干燥段31，由来自低温冷却段56的次级高温空气对球团矿进行吹风干燥并带走粉尘；

球团矿进入到抽风干燥段32，由回热风机35导入来自高温冷却段55的高温空气，高温空气对球团矿进行再次干燥，并由抽风机34抽离抽风干燥段32；

球团矿进入到预热段41，由来自高温冷却段55和集热罩6内的高温空气对球团矿进行预热，提高球团矿的表面温度和内部温度；

经过预热的球团矿进入到焙烧段42，由燃料对球团矿进行高温焙烧，同时通入来自回热机构7提供的氮气，焙烧完成后的球团矿进入均热段，保持高温运输；

球团矿输送到输送台车1的出料端并下落，下落过程中由集热风机61将高温空气进行第一次抽离，进行第一次降温，并将高温空气补充到预热段41；

球团矿通过入料斗53落入到台车上，进入高温冷却段55进行第二次降温，高温空气同样补入到预热段41或抽风干燥段32；

球团矿再进入低温冷却段56进行第三次降温，然后通过出料斗54进行卸料，进入下一道工序。

实施例2：一种用于球团矿生产的带式焙烧机，本实施例与实施例1的不同之处在于回热机构7的结构不同。

参照图4和5，回热机构7包括储水罐75、集气罩76、热气进管77和出气管78。储水罐75设置为圆筒形罐体结构，储水罐75顶部中心位置开设有一个直径较大的中心孔，中心孔周围开设有一圈孔径较小的出气孔751；储水罐75的侧壁上连接有进水管752和出水管753，进水管752上设置有阀门，用于向储水罐75中加水，出水管753上连接有加压泵和阀门，出水管753的端部连接到输送台车1的入料端，并在端部连接有出水喷头754，出水喷头754向外喷水，冲洗落入到输送台车1上的球团矿。

集气罩76设置为锥形结构，将储水罐75的顶部罩住，集气罩76顶部连接有出气管78，出气管78与外界环境连通；集气罩76上连接有热气进管77，热气进管77的一端连通至集热罩6中，另一端穿过集气罩76，并穿过储水罐75的中心孔向下伸入到储水罐75底部水中。集热罩6内的高温空气通过热气进管77进入到储水罐75底部，充分与冷却水接触，使冷却水温度升高，同时由冷却水将热量带走；降温过后的空气溢出水面通过出气孔751排出，再经过集气罩76顶部的出气管78向外排出，另作他用或者直接排放，由于这部分空气中含有较多的水蒸气，不能加入到前序的干燥或者预热工序中；升温过后的冷却水则被引到输送台车1的入料端，经过出水喷头754喷出，使水资源得到充分的利用，既能够实现冷却作用，又能作为球团矿的清洗用水。

本申请公开一种基于球团矿生产用带式焙烧机的加工工艺，包括以下步骤：

球团矿落入到输送台车1上，进入鼓风干燥段31和抽风干燥段32进行两段干燥；

随着输送台车1的运转，进入预热段41进行预热，然后进入焙烧段42进行高温焙烧；

焙烧完成后进入均热段，球团矿进行高温反应；

球团矿从输送台车1上脱离，进入到离体冷却机5进行离体冷却。

本申请中球团矿的冷却阶段为机外冷却，离体冷却机5采用通用的球团矿冷却设备，如环冷机，输送台车1末端设置至少一个离体冷却机5，可以一台离体冷却机5工作，也可以多台同时工作。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，其中相同的零部件用相同的附图标记表示。故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。