一种球团矿高温冷却还原装置和方法与流程

本发明涉及球团矿冷却还原，尤其涉及一种球团矿高温冷却还原装置和方法。

背景技术：

1、球团矿是现代冶金生产企业冶炼过程必备的炉料之一，制备球团矿要先在粉矿中加入适量的水和粘结剂制成粘度均匀、具有足够强度的生球，再将生球经过干燥(300～600℃)、预热(600～1000℃)后进行焙烧(1200～1300℃)，此时制成的球团矿由于温度过高无法直接使用，所以还需要将高温球团矿冷却最终获得成品球团矿。其中焙烧设备主要有竖炉、链篦机、回转窑和带式焙烧机三种。

2、中国专利(cn113881842a)一种球团焙烧还原一体化生产金属化球团的系统及方法，该专利在球团焙烧完成后直接利用其热量进行还原，同时制备出满足后续冶炼生产的电炉入炉要求的高金属化率球团，实现一体化生产。

3、但是该专利在进行还原时，没有对球团矿的大小进行筛分，如果球团矿颗粒大小分布不均匀，反应速率和效果可能会出现不一致，小的颗粒通常具有更大的表面积，能够更快地与还原气氛反应，而较大的颗粒则需要更长的时间来完成反应，导致还原质量不稳定同时也会浪费还原气氛。

技术实现思路

1、为解决上述背景技术中提出的技术问题，本发明提供一种球团矿高温冷却还原装置，其优点在于：筛分组件使球团矿颗粒大小分布更加一致，能够促进反应均匀性，较小的球团矿颗粒通常具有更大的表面积，能够更快地与还原气体反应，通过筛分还可以排除过大或过小的颗粒，避免反应不完全或浪费还原气体。

2、为了实现上述目的，本发明具体采用了如下技术方案：

3、一种球团矿高温冷却还原装置，包括底座，底座的顶部设有放置块，放置块的一侧设有筛分组件；

4、筛分组件，包括支撑架，支撑架的内部转动连接有转杆，转杆的两端均固定连接有偏心轮，两个偏心轮的相对的一端均转动连接有曲柄，支撑架的内部设有筛板，筛板的两端均固定连接有一组滑块，每组滑块的数量设置为两个，支撑架的内侧两端均开设有一组滑槽，每组滑槽的数量设置为两个，每组滑块分别与对应滑槽呈滑动连接，筛板的一端设有长杆，两个曲柄分别与对应长杆的一端呈转动连接，筛分组件的一侧设有破碎组件。

5、通过以上技术方案：筛分组件能够对破碎后的球团矿进行筛分，筛分后使球团矿颗粒大小分布更加一致，能够促进反应均匀性，较小的球团矿颗粒通常具有更大的表面积，能够更快地与还原气体反应，通过筛分还可以排除过大或过小的颗粒，避免反应不完全或浪费还原气体。

6、本发明进一步设置为，破碎组件包括破碎罐，破碎罐位于放置块的上方，破碎罐的顶部开设有进料口，破碎罐的内部转动连接有两个破碎辊，破碎罐的一侧设有放置架，放置架的顶部设有电机，两个破碎辊的一端贯穿延伸至破碎罐的外部后固定连接有齿轮，其中一个破碎辊的一端与电机的输出端固定连接，另一个破碎辊的一端与放置架转动连接，两个齿轮相啮合。

7、通过以上技术方案：破碎组件对球团矿进行破碎或磨碎，将较大的球团矿块变成更小的颗粒，会显著增加球团矿的表面积，使还原气体能够更多地与球团矿接触，能够缩短扩散路径，使还原气体更容易进入颗粒内部，提高还原反应的速率。

8、本发明进一步设置为，进料口位于两个破碎辊的正上方，两个破碎辊的下方设有下料板，下料板呈倾斜设置，破碎罐的一端开设有通槽，下料板的一端贯穿延伸至通槽的外部，下料板的一端位于筛板的上方。

9、通过以上技术方案：破碎后的球团矿落入到倾斜的下料板上，通过破碎罐一侧的通槽落入到筛板上，便于破碎后的球团矿进行筛分。

10、本发明进一步设置为，放置块的一侧设有转轴，转轴与其中一个破碎辊通过同步带传动连接，转轴与转杆通过两个垂直的锥齿轮传动连接。

11、通过以上技术方案：当电机运行时，通过同步带带动转轴转动，转轴通过锥齿轮带动转杆转动，进而带动筛分组件同步运行。

12、本发明进一步设置为，筛板的下方设有输送带，筛板的一端设有下料口，输送带的一侧设有上料机。

13、通过以上技术方案：输送带将筛分后的球团矿运输到上料机内部，上料机将筛分后的球团矿输送到还原炉进行冷却还原。

14、本发明进一步设置为，上料机的一侧设有还原炉，还原炉的内部设有加热管，加热管的内部设有电热丝。

15、通过以上技术方案：加热管25内部电热丝将温度逐渐升高到还原的温度范围，电热丝的逐渐升温可以避免球团矿的热应力。

16、本发明进一步设置为，上料机的输出端位于还原炉的顶端，且与还原炉相连通，还原炉的顶部设有冷凝器。

17、通过以上技术方案：冷凝器对完成还原后的球团矿进行逐渐降温。

18、本发明进一步设置为，冷凝器的两端均连通设置有连接管，还原炉远离上料机的一端连通设置有输送管。

19、通过以上技术方案：输送管能够将外接混合气体设备(图中未画出)中的混合气体输送到还原炉中，进行还原反应。

20、本发明进一步设置为，本发明还公开了一种球团矿高温冷却还原装置和方法，包括以下步骤：

21、s1：将球团矿通过进料口加入到破碎罐内部，启动电机带动两个破碎辊相对运动，对大小不一的球团矿进行破碎或磨碎，将较大的球团矿块变成更小的颗粒；

22、s2：破碎完后球团矿通过下料板落入到筛板上，通过筛板对其进行筛分，将球团矿按照颗粒大小进行分类，确保还原反应能够更均匀地进行，使反应速率和效果一致，使还原质量更加稳定；

23、s3：筛分完成后的球团矿落入到输送带，输送带将筛分后的球团矿落入到上料机中，上料机将球团矿输送到还原炉中；

24、s4：开始加热球团矿，控制加热管的温度逐渐升高到还原的温度范围；

25、s5：通过输送管外接设备，往还原炉内部加入混合气体，到适当的温度和还原气氛后，还原反应开始进行；

26、s6：球团矿完成还原后，开始逐渐降低温度，外接风机设备通过连接管将气体抽入到冷凝器内部进行冷却，完成球团矿的冷却还原。

27、本发明的有益效果为：

28、1、本发明通过筛分组件与破碎组件的设置，能够在球团矿破碎的同时对破碎后的球团矿进行筛分，确保还原反应能够更均匀地进行，具体是电机带动两个破碎辊相对转动，对从进料口落入的球团矿进行破碎，减小球团矿颗粒的尺寸，落入到倾斜的下料板上的球团矿通过破碎罐一侧的通槽落入到筛板上，当电机运行时，通过同步带带动转轴转动，转轴通过锥齿轮带动转杆转动，转杆转动带动偏心轮转动，偏心轮转动时带动曲柄来回往复移动，进而带动筛板往复移动，使两组滑块在滑槽内部往复移动，对破碎后的球团矿进行筛分，筛分后的较小的球团矿落入到输送带上，输送带上的较小且均匀球团矿通过上料机输送到还原炉进行冷却还原，筛分后使球团矿颗粒大小分布更加一致，能够促进反应均匀性，较小的球团矿颗粒通常具有更大的表面积，能够更快地与还原气体反应，通过筛分还可以排除过大或过小的颗粒，避免反应不完全或浪费还原气体；

29、2、本发明通过加热管内部电热丝的设置，将温度逐渐升高到还原的温度范围，电热丝的逐渐升温可以避免球团矿的热应力，通过上料机的设置将筛分后的球团矿输送到还原炉进行冷却还原，通过冷凝器的设置，对完成还原后的球团矿进行逐渐降温，具体是外接风机设备通过连接管将气体抽入到冷凝器内部进行冷却，再输送到还原炉中对球团矿进行逐渐冷却，通过输送管的设置，能够将外接混合气体设备中的混合气体输送到还原炉中，进行还原反应。