一种低比例配加固态球团粘结剂的装置及方法与流程

1.本发明涉及高炉炼铁技术领域，尤其是涉及一种低比例配加固态球团粘结剂的装置及方法。


背景技术：

2.随着高炉向大型化发展，提高高炉入炉铁矿品位，对于提升我国高炉炼铁生产技术经济指标具有重要意义。铁矿氧化球团因含铁品位高，具有强度好、粒度均匀、形状规则、还原性好等优点，是一种优质的高炉入炉矿。
3.粘结剂是铁矿氧化球团生产过程中不可缺少的原料。我国球团矿生产普遍使用膨润土作为粘结剂，在生球制备时加入可改善铁矿造球的生球性能如生球强度、爆裂温度等指标，其配用比例一般为含铁料重量的2％左右。然而，膨润土含sio2、al2o3量高，在球团氧化焙烧过程中sio2、al2o3不能去除，90％左右的膨润土仍残留在成品球团中，造成球团矿铁品位降低。生产实践表明，每配加1％的膨润土，球团矿的tfe会降低0.6％；对于高炉而言，入炉炉料tfe每减少1％,焦比将增加2％,高炉利用系数降低3％，炉渣排量也大幅度增加。目前，降低膨润土用量的主要方法有：(1)使用蒙脱石含量达到85.4％的高品质印度膨润土取代部分国产膨润土，与国产膨润土混合配加，其用量在0.6％～0.8％；(2)使用有机粘结剂，或者有机和无机混合的复合粘结剂。对于有机粘结剂或者复合粘结剂，其优点是用量非常小，一般根据铁精矿和粘结剂的种类不同，其用量在0.04％～0.15％。然而，在实际工业生产中有机粘结剂或者复合粘结剂并不能得到广泛应用，其原因主要是其用量很小，生产中不易准确配加，在铁精矿中难以分散均匀，导致在造球过程中影响生球的质量和均匀性，添加过程的波动对生产过程影响很大，以及添加过程环境污染大。
4.如中国专利cn102828023a公开了一种低膨润土含量的球团及其生产方法，提出通过在原料中配加10％粒度细小的铝厂高铁赤泥，可降低球团粘结剂(膨润土)用量至0.3％(外配比)；虽提供了一种降低球团膨润土用量的方法，但未提供具体的使用方法，在实际生产中无法解决小比例物料添加造成的混合均匀性问题，影响成球性。如中国专利cn111733321 a公开了一种球团用膨润土的配加方法，采用先在混合机内预混两种膨润土，再与烘干后的球团原料一同进入混合机进行二次混匀，膨润土的添加比例为12～13kg/t
球
；此方法虽提高了膨润土的混合效果，但设备投资大，工艺流程长。又如中国专利cn102719664a公开了一种球团粘结剂及其加入装置与加入方法，通过设置迎料板预先干预粘结剂料流，经迎料板折返后的粘结剂将散落在物料皮带输送的球团混合料面上，实现配加过程；此法与行业内通用的粘结剂添加方法差异不大，依然不能解决小比例物料添加的均匀性问题，同时在配加过程中易产生扬尘，污染环境。


技术实现要素：

5.针对现有技术不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种低比例配加固态球团粘结剂的装置及方法，以达到小比例粘结剂添加均匀，添加过程不会对环境产生污染的目
的。
6.为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：
7.一种低比例配加固态球团粘结剂的装置，包括粘结剂料仓，粘结剂料仓设置在用于输送烘干含铁物料的输送皮带上方，还包括给料机、气力输送机、分配管以及一组下料支管；所述粘结剂料仓的底部设有下料口，下料口与给料机相连，给料机通过气力输送机与分配管相连，一组下料支管的一端与分配管相连，每个下料支管上设有拨料风口。
8.所述气力输送机包括依次相连的喷射器、混合区以及扩散管，喷射器用于与外部气源相连，混合区与给料机的出口相连，扩散管与分配管相连。
9.所述分配管位于输送皮带上方通过固定支架固定，分配管为内径30-60mm倾斜设置的钢管。
10.所述一组下料支管并排倾斜设置，下料支管的上端与分配管相连，下料支管的下端连有用于烘干含铁物料落下形成空腔的物料挡板。
11.所述给料机为星型给料机，星型给料机通过给料机上的调速电机将粘结剂均匀流量供给气力输送机的混合区。
12.所述下料支管的内径为20-30mm，拨料风口与下料支管的上部相连。
13.所述物料挡板为中空的异型物料挡板，输送皮带的上方设有用于烘干含铁物料下料的物料料仓，异型物料挡板位于物料料仓的正下方。
14.一种利用所述低比例配加固态球团粘结剂的装置进行添加方法，包括以下步骤：
15.1)粘结剂料仓内的粘结剂通过下料口进入给料机，给料机通过调速电机的作用均匀将粘结剂供给气力输送机；具有一定速度、压力的冷空气经气力输送机的喷射器高速进入气力输送机的气固混合区，此时给料机提供的粘结剂在重力与负压的作用下也进入混合区；高速气流与低速粘结剂在混合区充分混合，之后以相同速度进入扩散管，沿输料管道定向流动，并通过分配管二次分配料流后进入下料支管，最终在拨料风的作用下，粘结剂均匀输送至物料挡板处；
16.2)当烘干含铁物料流落至输送皮带上，在物料挡板的作用下，烘干含铁物料层内部暂时出现了空腔，利用此时机，将粘结剂通过气力输送至料层空腔内，散落在空腔内下部的烘干含铁物料上面；加有粘结剂的混合物料随输送皮带继续前进，空腔逐渐消失，粘结剂均匀嵌布在烘干含铁物料层内。
17.本发明与现有技术相比，具有以下优点：
18.该低比例配加固态球团粘结剂的装置及方法设计合理，添加装置保证小比例物料精准定量添加，并且均匀嵌布在烘干含铁物料层内，从而改善了球团生产原料中配加少量粘结剂时的均匀性问题，同时保证不对环境产生污染；添加操作简便高效，易于实施。
附图说明
19.下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
20.图1为本发明装置结构示意图。
21.图2为本发明物料挡板结构示意图。
22.图中：
23.1-粘结剂料仓、2-星型给料机、3-喷射器、4-混合区、5-扩散管、6-分配管、7-拨料
风口、8-下料支管、9—异型物料挡板、10-物料、11-物料料仓、12-皮带秤、13-输送皮带、14-气力输送机、15-固定支架。
具体实施方式
24.下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
25.如图1和图2所示，该低比例配加固态球团粘结剂的装置，包括粘结剂料仓1、给料机、气力输送机、分配管6以及一组下料支管8；粘结剂料仓设置在用于输送烘干含铁物料10的输送皮带13上方，粘结剂料仓的底部设有下料口，下料口与给料机相连，给料机通过气力输送机14与分配管相连，一组下料支管的一端与分配管相连，每个下料支管上设有拨料风口7；一组下料支管并排倾斜设置，下料支管的上端与分配管相连，下料支管的下端连有用于烘干含铁物料落下形成空腔的物料挡板。
26.气力输送机包括依次相连的喷射器3、混合区4以及扩散管5，喷射器用于与外部气源相连，混合区与给料机的出口相连，扩散管与分配管相连，分配管与一组下料支管相连通。
27.本发明中给料机为星型给料机2，星型给料机通过给料机上的调速电机将粘结剂均匀流量供给气力输送机的混合区；添加装置保证小比例物料精准定量添加，并且均匀嵌布在烘干含铁物料层内，从而改善了球团生产原料中配加少量粘结剂时的均匀性问题，同时保证不对环境产生污染。
28.本发明优选具体实例为：
29.粘结剂料仓的底部留有下料口，下料口连接星型给料机；星型给料机通过调速电机的作用将均匀流量的粘结剂供给位于星型给料机下方的气力输送机；气力输送机包括喷射器、混合区和扩散管；具有一定速度、压力的冷空气经喷射器高速进入混合区，星型给料机提供的粘结剂在重力与负压的作用下，经下料口进入混合区；高速气流与低速粘结剂在混合区充分混合，进行动能交换。两相混合物以相同速度进入扩散管，由于通流截面逐渐扩大，混合物流速逐步降低，压力升高，离开混合器，沿输料管道定向流动，并通过分配管二次分配料流后进入下料支管，在拨料风的作用下，粘结剂均匀地喷入含铁料层内。
30.分配管焊接在位于输送皮带正上方的固定支架15上，并与气力输送机的扩散管端相连接，内部气流互通；分配管倾斜设置，分配管由一内径为30～60mm的钢管加工而成，两端由钢板焊接密封，宽度依据输送烘干物料皮带的宽度而定，一般为皮带宽度的70～80％。
31.下料支管均匀焊接在分配管上，并与分配管互通气流，支管的个数依据物料皮带的宽度而定，下料支管内径为20～30mm；在每个支管的上部都设置有拨料风口。
32.下料支管的出料段焊接一中空的异型物料挡板9，物料挡板位于皮带秤12下料口的正下方，物料挡板的内部设有用于粘接剂喷出的弧形槽，物料挡板本体对应皮带秤的下料口，弧形槽位于本体内侧便于形成料层空腔。当烘干含铁物料流落下至皮带时，在物料挡板的作用下，烘干含铁物料层内部暂时出现了空腔，从支管出来的粘结剂料流经物料挡板内侧干预，折返后的粘结剂落入空腔区，散落在空腔下部烘干含铁物料上面；在皮带前进后，空腔区消失，粘结剂已均匀嵌布在烘干含铁物料层内。
33.本发明一种低比例配加固态球团粘结剂的方法，是通过本发明所述的添加装置保
证小比例物料精准定量添加，并且均匀嵌布在烘干含铁物料层内，从而改善了球团生产原料中配加少量粘结剂时的均匀性问题，同时保证不对环境产生污染，包括如下步骤：
34.将造球用含铁料烘干至含水6％～8％，并通过物料料仓11下方的皮带秤定量给料至烘干含铁料皮带上，形成100～250mm厚的物料层。当烘干含铁物料流落下时，在本发明所述装置中异形物料挡板的作用下，烘干含铁物料层内部暂时出现了空腔，利用此时机，将粘结剂由本发明所述的装置风力输送至料层空腔内，散落在空腔内下部的烘干含铁物料上面。加有粘结剂的混合物料随皮带继续前进，空腔逐渐消失，粘结剂均匀嵌布在烘干含铁物料层内。内嵌粘结剂的混合料经过润磨或高压辊磨的机械作用后，再通过强力混合机充分混匀后送至造球盘造球，从而获得到性能优良如生球强度、爆裂温度等指标好的生球。
35.粘结剂是这样由装置风力输送至空腔内的。首先粘结剂料仓内的粘结剂通过下料口进入星型给料机，星型给料机通过调速电机的作用均匀将粘结剂供给气力输送机。具有一定速度、压力的冷空气经气力输送机的喷射器高速进入气力输送机的气固混合区，此时星型给料机提供的粘结剂在重力与负压的作用下也进入混合区。高速气流与低速粘结剂在混合区充分混合，之后以相同速度进入扩散管，沿输料管道定向流动，并通过分配管二次分配料流后进入下料支管，最终在拨料风的作用下，粘结剂均匀地落入含铁料层中的空腔内。
36.粘结剂的定量配加是这样是这样实现的。
37.第一步：根据粘结剂的配比、含铁料的上料量，计算粘结剂的添加量。
38.gn＝s
×a39.gn——粘结剂的添加量，t/h；
40.s—含铁料的上料量，t/h；
41.a—粘结剂的配比。
42.第二步：根据粘结剂的添加量，设定星型给料机的电机转速，定量给料。
43.第三步：根据粘结剂的添加量，计算输送料与气体的混合比m(m＝gn÷gq
，其中gq为空气的比重)。
44.第四步：根据粘结剂的输送量、混合比，计算输送所需的风量q。
45.q＝k
×gn
÷m÷
μ
46.q—输送所需的风量，m3/h；
47.k—附加系数，常值，一般取1.1～1.2；
48.g
n——
粘结剂的添加量，t/h；
49.m—输送料与气体的混合比，无量纲；
50.a—粘结剂的配比。
51.第五步：调整气力输送机的供气压力达到所需的供气量，定量添加。
52.本发明提供了一种低比例配加固态球团粘结剂的装置及方法，有效解决了铁矿球团生产过程中添加极少量固体粘结剂时的均匀性和分散性问题。与现有技术相比，所涉及的装置简单可靠，易于实施，能准确定量添加，有利于改善小比例物料添加的均匀性，满足造球要求，且不对环境产生污染，有助于提高球团矿的产质量，继而提升高炉炼铁生产技术经济指标。
53.具体生产实施为：
54.某钢铁厂采用16m2竖炉生产铁矿氧化球团，球团粘结剂为国内某膨润土，其配比
为2.2％～2.7％，球团矿的铁品位在63.4％左右。为提高高炉入炉品位，该厂试图在球团矿生产过程中添加某固体复合粘结剂以减少膨润土的用量。实验室造球试验结果表明，在该钢铁厂同等原料条件和生球强度指标要求下，采用该固体复合粘结剂可替代大部分膨润土，总固体粘结剂配用比例最低达到0.6％。生产时，造球用含铁料(含水6％～8％)的上料量为160t/h(折算干基)，若应用实验室研究结果配用0.6％的新固体粘结剂，则新固体粘结剂的配加量仅为0.96t/h(折算干基)，现有的膨润土配加系统无法满足需要。为此该钢铁厂采用了本发明所述的配加固态球团粘结剂的装置及方法。为进一步验证本发明的装置及方法在改善小比例物料在料层内添加的均匀性，在实验室进行了验证实验。
55.将本发明所述的装置设置在烘干含铁料皮带上方，装置中分配管的支管有3根，均由一内径为20mm的钢管加工而成，两端密封焊死。
56.根据新固体粘结剂的含水和干基配加量0.96t/h折算湿基配加量，设定星型给料机的电机转速。粘结剂料仓内的粘结剂通过下料口进入星型给料机，星型给料机通过调速电机的作用均匀将粘结剂定量供给气力输送机。根据输送料与气体的混合比，以及现场管路和弯头的设置，计算气力输送机输送粘结剂所需的风量，调整气力输送机的供气压力使其达到所需的供气量。
57.按照球团生产工艺要求，将造球用含铁料烘干至含水6％～8％，并通过含铁料仓下方的皮带秤定量给料至烘干含铁料皮带上。当烘干含铁物料流落下时，在本发明所述装置中异形物料挡板的作用下，皮带上150mm厚的烘干含铁物料层内部暂时出现了空腔，利用此时机，将粘结剂由本发明所述的装置风力输送至料层空腔内，散落在空腔内下部的烘干含铁物料上面。加有粘结剂的混合物料随皮带继续前进，空腔逐渐消失，粘结剂均匀嵌布在烘干含铁物料层内。内嵌粘结剂的混合料经过润磨或高压辊磨的机械作用后，再通过强力混合机充分混匀后送至造球盘造球。配用0.8％的固体粘结剂时，造球过程稳定，生球落下、强度指标波动不大，竖炉生产基本稳定正常。
58.配用不同粘结剂条件下的生球及成品球指标如表1所示：
[0059][0060]
表1配用不同粘结剂条件下的生球及成品球指标
[0061]
从以上实施例中可以看出，采用本发明所述的配加固态球团粘结剂的装置及方法，可以在生产过程中实现含铁料中均匀配加0.8％的固态球团粘结剂，当球团粘结剂配比由2.2％降低到0.8％，生球和成品球都具有优良性能，可满足炼铁生产需求，同时降低球团矿中si等杂质含量，提高了球团矿的品位，最终降低炼铁原料成本。
[0062]
上述仅为对本发明较佳的实施例说明，上述技术特征可以任意组合形成多个本发明的实施例方案。
[0063]
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式
的限制，只要采用了本发明的构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。