混合物料预热装置及其对物料进行预热的方法与流程

本发明属铁合金生产领域，尤其涉及一种混合物料预热装置及其对物料进行预热的方法。

背景技术：

近年来，随着国民经济的多样化快速发展，多品种合金钢需求不断增加，铁合金的需求量也随之增长。电炉冶炼铁合金生产过程中电耗大，节能降耗是降低生产成本的重要方法，具有重大意义。

目前，我国铁合金的冶炼设备主要是矿热炉，其冶炼过程需要消耗大量电能资源，主要原因是一方面将各种原料经过配料之后经料仓直接加入矿热炉内，也就是说直接冷料入炉；另一方面铁合金冶炼过程中产生大量矿热炉煤气未被利用而直接浪费。针对该问题，个别企业利用回转窑燃烧矿热炉煤气加热矿石原料，并采用保温料罐将预热后的矿石加入料仓内配料，再经料仓加入矿热炉内冶炼，该方法将矿石原料初步加热后热装入炉，具有一定的节能降电耗的作用，但该方法中矿石原料过热引起配料中的还原剂不可计量的氧化，导致还原剂配料不准影响冶炼，因此未被广泛推广。尤其对于已建项目，回转窑预热原料的方法将大范围改变现有工艺和设备，项目实施成本较大。另外某些企业提出采用一种新型预热装置，利用预热炉自身排出的烟气与矿热炉煤气和助燃气在气体预混合室内混合后送入预热炉底燃烧室内燃烧产生高温烟气对炉内常温物料进行预热，然后再将物料放入矿热炉。该方案可以实现对物料的稳定加热，但是该技术需要对原有工艺进行较大调整，采用1座建设在矿热炉上方的预热炉方案，需在新建厂房内实施，成本也很高。

综上分析认为，对于目前铁合金冶炼技术的现状，迫切需要一种既能对原料进行高温预热，降低冶炼电耗，又能减少成本的方案，降低企业风险。

技术实现要素：

本发明旨在克服现有技术的不足之处而提供一种既能对原料进行高温预热，降低冶炼电耗，又能减少成本的混合物料预热装置及其对物料进行预热的方法。

为解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

一种混合物料预热装置，包括进料装置、预热炉、烟气循环装置、混烧装置、助燃气供应装置、煤气供应装置及矿热炉；

所述进料装置出料口与预热炉顶部入口相通；

所述烟气循环装置的进气口与预热炉的出气梁相通；所述烟气循环装置的出气口与混烧装置相通；

所述混烧装置的出气口与预热炉的进气梁相通；

所述助燃气供应装置的出气口与煤气供应装置的出气口分别与混烧装置入气口相通；

所述预热炉的出料口与矿热炉的入料口相通；所述矿热炉的出气口与煤气供应装置的入气口相通。

作为一种优选方案，本发明所述进料装置包括环形加料装置及双阀密封仓；所述环形加料装置的出料口与双阀密封仓的进料口相通；所述双阀密封仓的出料口与预热炉的入料口相通。

进一步地，本发明所述烟气循环装置包括烟气除尘装置及烟气循环风机；所述烟气除尘装置的进气口经出气梁与预热炉的内腔相通；所述烟气除尘装置的出气口与烟气循环风机的进风口相通；所述烟气循环风机的出风口与混烧装置相通。

进一步地，本发明在所述烟气除尘装置的出气口处设有烟气排放风机；所述烟气排放风机的出风口与外部大气环境连通。

进一步地，本发明所述混烧装置包括调温室及热风炉；所述调温室的出口与预热炉的进气梁相通；所述烟气循环风机的出风口一路与热风炉的内腔相通，其另一路与调温室的进风口相通；所述热风炉的出风口与调温室的进风口相通。

进一步地，本发明所述助燃气供应装置采用与所述热风炉连通的助燃风机。

进一步地，本发明所述煤气供应装置包括煤气加压风机及煤气净化装置；所述煤气净化装置的出气口经煤气加压风机与热风炉的入气口相通；所述矿热炉的出气口与煤气净化装置的入气口相通。

一种应用所述混合物料预热装置对物料进行预热的方法，可按如下步骤实施：

a、将预热炉排出的部分低温烟气、助燃气供应装置输送的助燃气体以及煤气供应装置输送的来自外部矿热炉的煤气一同引入所述混烧装置的热风炉内燃烧，生成平氧高温烟气；

b、将所述平氧高温烟气与预热炉排出的另一部分低温烟气一起引入调温室调配成高温预热烟气；

c、将所述高温预热烟气引入预热炉内，对来自进料装置的常温混合物料进行预热。

本发明的预热装置和预热方法在物料被加入到矿热炉之前对其进行预热，通过预热炉内布置的进气梁和出气梁的配合控制烟气路径，从而实现对物料的均匀加热，降低冶炼电耗。另外本装置可以在原有工艺及场地内完成，延续原有多座料斗的方案设有多座预热炉，节约成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。本发明的保护范围不仅局限于下列内容的表述。

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明混合物料预热装置的预热工艺流程图。

图中：1、预热炉；2、进料装置；21、环形加料装置；23、双阀密封仓；3、烟气循环装置；31、烟气除尘装置；32、烟气循环风机；33、烟气排放风机；4、混烧装置；41、热风炉；42、调温室；5、助燃气供应装置；6、煤气供应装置；61、煤气加压风机；62、煤气净化装置；7、矿热炉；11、进气梁；12、出气梁；13、出料口。

具体实施方式

如图1所示，混合物料预热装置，包括进料装置2、预热炉1、烟气循环装置3、混烧装置4、助燃气供应装置5、煤气供应装置6及矿热炉7；

所述进料装置2出料口与预热炉1顶部入口相通；

所述烟气循环装置3的进气口与预热炉1的出气梁12相通；所述烟气循环装置3的出气口与混烧装置4相通；

所述混烧装置4的出气口与预热炉1的进气梁11相通；

所述助燃气供应装置5的出气口与煤气供应装置6的出气口分别与混烧装置4入气口相通；

所述预热炉1的出料口与矿热炉7的入料口相通；所述矿热炉7的出气口与煤气供应装置6的入气口相通。

本发明所述进料装置2包括环形加料装置21及双阀密封仓23；所述环形加料装置21的出料口与双阀密封仓23的进料口相通；所述双阀密封仓23的出料口与预热炉1的入料口相通。

本发明双阀密封仓23可以避免进料口进入的混合物料经由双阀密封仓23进入预热炉1时，大量外界空气直接随之进入预热炉1而带入不可控的氧气量；所述环形加料装置21可根据需要灵活地控制给各组进料口的加料量。

本发明所述烟气循环装置3包括烟气除尘装置31及烟气循环风机32；所述烟气除尘装置31的进气口经出气梁12与预热炉1的内腔相通；所述烟气除尘装置31的出气口与烟气循环风机32的进风口相通；所述烟气循环风机32的出风口与混烧装置4相通。

本发明在所述烟气除尘装置31的出气口处设有烟气排放风机33；所述烟气排放风机33的出风口与外部大气环境连通。

本发明所述混烧装置4包括调温室42及热风炉41；所述调温室42的出口与预热炉1的进气梁11相通；所述烟气循环风机32的出风口一路与热风炉41的内腔相通，其另一路与调温室42的进风口相通；所述热风炉41的出风口与调温室42的进风口相通。

本发明所述助燃气供应装置5采用与所述热风炉41连通的助燃风机51。

本发明所述煤气供应装置6包括煤气加压风机61及煤气净化装置62；所述煤气净化装置62的出气口经煤气加压风机61与热风炉41的入气口相通；所述矿热炉7的出气口与煤气净化装置62的入气口相通。

本发明核心装置为布置有进气梁11和出气梁12的多组预热炉1，进气梁11位于预热炉1下部，插入预热炉1中间，通过多个送风点输送高温烟气到炉内；出气梁12位于预热炉1上部，插入到炉中间位置，将预热混合物料后的低温烟气集中吸收并排出。通过进、出气梁的配合控制烟气在预热炉内的路径，进而保证炉内的混合物料受到均匀预热。出料口位于预热炉1底部，每组预热炉1均有单独的出料口与外部的矿热炉进口相通。辅助装置包括：进料装置2，烟气循环装置3，混烧装置4，助燃气供应装置5和煤气供应装置6。进料装置2位于预热炉1顶部与预热炉1顶部入口相通；烟气循环装置3的进气口与预热炉1的出气梁12相通，出气口与混烧装置4相通；混烧装置4的出气口与预热炉1的进气梁11相通；助燃气供应装置5的出气口与混烧装置4的热风炉41相通；煤气供应装置6的出气口与混烧装置4的热风炉41相通。

参见图2所示，应用所述混合物料预热装置对物料进行预热的方法，按如下步骤实施：

a、将预热炉1排出的部分低温烟气、助燃气供应装置5输送的助燃气体以及煤气供应装置6输送的来自外部矿热炉7的煤气一同引入所述混烧装置4的热风炉41内燃烧，生成平氧高温烟气；

b、将所述平氧高温烟气与预热炉1排出的另一部分低温烟气一起引入调温室42调配成高温预热烟气；

c、将所述高温预热烟气引入预热炉1内，对来自进料装置2的常温混合物料进行预热。

参见图1所示，发明在具体设计时包括：

预热炉1，以及插入预热炉1下部的进气梁11，插入预热炉1上部的出气梁12，预热炉1底部的出料口13与外部的矿热炉7进口相通；

进料装置2，进料装置2位于预热炉1顶部与预热炉顶部入口相通；

烟气循环装置3，烟气循环装置3的进气口与预热炉1的出气梁12相通，出气口与混烧装置4相通；

混烧装置4，混烧装置4的出气口与预热炉1的进气梁11相通；

助燃气供应装置5，助燃气供应装置5的出气口与混烧装置4的热风炉41相通；

煤气供应装置6，煤气供应装置6的出气口与混烧装置4的热风炉41相通。

如图1所示，本发明进料装置2包括自上而下的环形加料装置21、进料口22及双阀密封仓23。配料后的混合物料经输送加入环形加料装置21，环形加料装置21经环形轨道运行到需要物料的其中一组预热炉上方，经该组预热炉上方的进料口22将混合物料加入该组双阀密封仓23内，再由双阀密封仓23送入预热炉1内。

如图1所示，烟气循环装置3可包括与预热炉1的出气梁12相通的烟气除尘装置31，以及与烟气除尘装置31连接的烟气循环风机32及烟气排放风机33，烟气循环风机32与混烧装置4相通，烟气排放风机33与外部环境相通。预热炉1内与混合物料换热后的低温烟气经出气梁12进入烟气除尘装置31，除尘净化后的部分烟气在烟气循环风机32的作用下被送入混烧装置4循环预热，剩余的净化后的烟气在烟气排放风机33的作用下直接排放到外部大气环境中。

同样的，如图1所示，混烧装置4包括与烟气循环装置3的烟气循环风机32、助燃气供应装置5的助燃风机51、煤气供应装置6的煤气加压风机61相通的热风炉41，以及与热风炉41相通的调温室42，调温室42与预热炉1的进气梁11相通。由助燃风机51提供的助燃气、煤气加压风机61提供的净化煤气被送入混烧装置4的热风炉41内燃烧，燃烧过程中配入循环烟气风机32提供的净化后的烟气降温并实现分级燃烧，燃烧并降温后的平氧高温烟气进入调温室42，同时向调温室42配入的由循环烟气风机32提供的另一路净化后的烟气进行调温，调温后的合格烟气被送入预热炉1内的进气梁11内对混合物料预热。

同样的，如图1所示，助燃气供应装置5包括与混烧装置4的热风炉41相通的助燃风机51，助燃风机51的进气口与外部助燃气源相通。一般的，助燃气源为外部空气，助燃气源所包含的氧气与煤气充分燃烧。

同样的，如图1所示，煤气供应装置6包括与混烧装置4的热风炉41相通的煤气加压风机61，以及与煤气加压风机61相通的煤气净化装置62，煤气净化装置62的与矿热炉7相通。矿热炉7内的煤气经煤气净化装置62净化除尘后，由煤气加压风机61加压送入热风炉41内与助燃气燃烧。如矿热炉7内的煤气已被净化并送入煤气柜，相应的煤气可不经煤气净化装置62而由煤气加压风机61直接送入热风炉41中进行燃烧。

此外，本发明还提出了一种应用上述的混合物料预热装置对物料预热的工艺方法。煤气供应装置6的煤气加压风机61将矿热炉7内的煤气经过煤气净化装置62净化后送入混烧装置4的热风炉41中，与助燃风供应装置5的助燃风机51送入热风炉41的适量助燃风充分燃烧，由烟气循环装置3的烟气循环风机32同时送入热风炉41中的净化后的烟气降温对燃烧过程适当降温并实现分级燃烧，生成平氧高温烟气进入调温室42，并与循环烟气风机32提供的另一路净化后的烟气混合调温，调温后的合格烟气被送入预热炉1内的送风梁11，进入预热炉内对混合物料进行预热。

此外，本发明还提出了一种应用上述的混合物料预热装置中的进料装置2进行的双密封式加料方法。该双密封加料方法包括：环形加料装置21在环形轨道运行到其中一组预热炉上时，该组上方的双阀密封仓23的上密封阀打开，下密封阀关闭，环形加料装置21打开，原料经进料口22进入双阀密封仓23内，双阀密封仓23上密封阀关闭，下密封阀打开，完成混合物料加料过程。采用双阀密封仓加料方式，可以避免加料过程中大量外界空气直接进入预热炉1而带入不可控量的氧气而无法实现平氧高温烟气有效预热混合物料的工艺。

本发明进入热风炉内的低温烟气可以降低煤气燃烧温度，从而有效降低nox的生成量。

本发明混合物料预热装置及工艺方法，采用矿热炉冶炼副产品煤气燃烧生成的高温烟气，通过循环烟气的平氧燃烧工艺方法来预热冶炼用的混合物料原料，极大提高了混合物料的预热效果，避免了对混合物料的烧损，在保证生产稳定的前提下大幅度降低了矿热炉冶炼电耗，提高了生产率，降低生产成本。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。