竖炉球团焙烧系统及其使用方法与流程

1.本发明涉及竖炉炼铁技术领域，具体为竖炉球团焙烧系统及其使用方法。


背景技术：

2.在专用竖炉中进行焙烧的一种铁矿石球团法。在竖炉中、上部两侧的燃烧室，将气体燃料(或液体燃料)燃烧后的高温废气喷入炉内，与自上而下移动的生球逆向运动，加热炉料；另在竖炉下部鼓入冷风，在炉内自下而上运动，冷却炉料，从而，使布入炉口的生球在竖炉内连续下降的过程中，经过干燥、预热、焙烧、均热、冷却5个工作带，焙烧成为成品球团矿，由竖炉下部连续排出。
3.传统的竖炉球团焙烧系统中的干燥组件，直接将球团由一个单独的干燥通道进行输送，输送过程中，在干燥通道中沿干燥通道自由下落并接受上升的热气流进行干燥，整个过程中，球团自身和球团间的位置完全处于随机不可控状态，使得球团受到热气流的干燥效果完全随机，进而使球团含水量各不相同，且含水量越大的球团，下降的速度越快，即下降高度越高，这就使得，为了保证所有的球团都能够完全干燥，就需要设置较长的干燥通道，极大地增加了设备的安装空间，进而增大了设备的安装难度；同时，由于针对不同种类的球团，其干燥所需的能量不同，且由于球团干燥过程中，为了防止湿态的球团温度过高，导致球团爆裂，故干燥温度无法增加，使得只能通过调节球团的干燥时间，即调整干燥通道的方式去满足不同的球团，而传统的设备干燥通道长度固定，就使得传统的设备无法对不同的球团通用，局限性大，设备成本高。
4.基于此，本发明设计了竖炉球团焙烧系统及其使用方法，以解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供竖炉球团焙烧系统及其使用方法，以解决上述背景技术中提出了传统的竖炉球团焙烧系统中的干燥组件，直接将球团由一个单独的干燥通道进行输送，输送过程中，在干燥通道中沿干燥通道自由下落并接受上升的热气流进行干燥，整个过程中，球团自身和球团间的位置完全处于随机不可控状态，使得球团受到热气流的干燥效果完全随机，进而使球团含水量各不相同，且含水量越大的球团，下降的速度越快，即下降高度越高，这就使得，为了保证所有的球团都能够完全干燥，就需要设置较长的干燥通道，极大地增加了设备的安装空间，进而增大了设备的安装难度；同时，由于针对不同种类的球团，其干燥所需的能量不同，且由于球团干燥过程中，为了防止湿态的球团温度过高，导致球团爆裂，故干燥温度无法增加，使得只能通过调节球团的干燥时间，即调整干燥通道的方式去满足不同的球团，而传统的设备干燥通道长度固定，就使得传统的设备无法对不同的球团通用，局限性大，设备成本高的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：竖炉球团焙烧系统，包括干燥管、分类管、快速管和慢速管，所述干燥管外接有支撑机构，所述燥管下端固定连接有分类管，所述分类管下端分别与快速管和慢速管固定连接，所述快速管和慢速管下端共同固定连接有
集合管，所述集合管下端固定连接有烘焙机构，所述烘焙机构下端固定连接有出料机构；所述分类管用于将干燥程度高的球团输入快速管进行干燥，将干燥程度低的球团输入慢速管中进行干燥，且慢速管中的球团运行路程会随球团的数量和密度(含水量)的增高而变大。
7.作为本发明的进一步方案，所述干燥管包括进料管，所述进料管下端固定连接有斜管，所述斜管下端固定连接有分类管。
8.作为本发明的进一步方案，所述分类管包括主管体，所述主管体下端左右两侧分别设置有第一管道和第二管道，所述第一管道和第二管道上端的中间位置固定连接有分割板，所述分割板与主管体内壁固定连接；所述第一管道与慢速管固定连接，所述第二管道与快速管固定连接。
9.作为本发明的进一步方案，所述分割板上端设置有圆角，以降低分割板上端与球团碰撞时，对球团的损害。
10.作为本发明的进一步方案，所述慢速管包括第一转节，所述第一转节上端与第一管道固定连接，所述第一转节转动连接有第一伸缩管，所述第一伸缩管下端转动连接有第二伸缩管，所述第二伸缩管下端转动连接有第二转节，所述第二转节下端与集合管固定连接；所述第二伸缩管上端前后侧壁均固定连接有滑杆，所述集合管左侧固定连接有连接杆，所述连接杆左端固定连接有安装块，所述安装块上端设置有弹性机构，所述弹性机构上端设置有u形臂，所述u形臂上端前后两侧分别与第二伸缩管上端前后侧壁的滑杆转动连接；所述第一伸缩管和第二伸缩管的初始状态为等腰三角形的两条等边。
11.作为本发明的进一步方案，所述安装块上端开设有滑槽，所述弹性机构下端与滑槽滑动连接。
12.作为本发明的进一步方案，所述弹性机构包括滑块，所述滑块与滑槽滑动连接，所述滑块上端通过螺钉固定连接有第一固定板，所述第一固定板上端固定连接有伸缩杆，所述伸缩杆上端固定连接有第二固定板，所述伸缩杆外壁套接有弹簧，所述弹簧上下两端分别与第二固定板和第一固定板固定连接，所述第二固定板上端通过螺钉与u形臂下端固定连接。
13.竖炉球团焙烧系统的使用方法，其具体方法如下：
14.s1、工作时，先将热气流由设备下端向上注入；接着将球团由进料管均匀注入进料管，在干燥管进行初步干燥；
15.s2、而后，球团由斜管进入分类管，其中干燥度高的球团密度小，在向上的气流的作用下相对干燥度低密度大的球团，到达分割板后的水平位移大；
16.s3、然后，干燥度高的球团进入快速管，干燥度低的球团进入慢速管；
17.s4、快速管中的球团无阻碍以较小的路程快速进入集合管；慢速管中的球团以较大的路程进入集合管，且慢速管中的球团运行路程会随球团的数量和密度(含水量)的增高而变大；
18.s5、进入集合管中球团，接着依次进入烘焙机构和出料机构，进行后续的焙烧工作。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
20.1.本发明设备通过将球团在干燥管中进行初步干燥，而后进入分类管将干燥程度高的球团输入快速管进行干燥，将干燥程度低的球团输入慢速管中进行干燥，且慢速管中
的球团运行路程会随球团的数量和密度(含水量)的增高而变大；其中慢速管以弯折形式对球团进行路程增加和速度减缓，使整个干燥通道的占用高度能够以干燥速度快的球团的干燥所需高度为准，极大地降低了设备的占用高度，降低了设备的安装难度，同时，慢速管的管长可变，使设备能够满足不同干燥需求的球团进行干燥，避免了传统设备局限性大的缺点，增加了设备的通配性，降低了设备的建造成本。
21.2.通过弹性机构能够左右滑动，使第一伸缩管和第二伸缩管所在三角形的高可变，进而使第一伸缩管和第二伸缩管的初始长度可变，进一步的，增大了慢速管总长的可变范围，增大了设备能够满足加工的球团种类。
22.3.将弹性机构中的弹簧部分独立，使之可以更换，使慢速管长度变化与慢速管总重量的变化比例可以调控，增大了设备能够满足加工的球团种类。
附图说明
23.图1为本发明总体结构示意图；
24.图2为本发明去除烘焙机构和出料机构后的侧剖示意图；
25.图3为图2中a处放大示意图；
26.图4为本发明去除烘焙机构和出料机构后的正剖示意图；
27.图5为图4中b处放大示意图；
28.图6为本发明工艺流程图。
29.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
30.进料管1-1、斜管1-2、主管体2-1、第一管道2-2、第二管道2-3、分割板2-4、快速管3、第一转节4-1、第一伸缩管4-2、第二伸缩管4-3、第二转节4-4、滑杆4-5、集合管5、连接杆6、安装块7、滑槽7-1、u形臂8、滑块9-1、第一固定板9-2、伸缩杆9-3、第二固定板9-4、弹簧9-5。
具体实施方式
31.请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：竖炉球团焙烧系统，包括干燥管、分类管、快速管3和慢速管，所述干燥管外接有支撑机构，所述燥管下端固定连接有分类管，所述分类管下端分别与快速管3和慢速管固定连接，所述快速管3和慢速管下端共同固定连接有集合管5，所述集合管5下端固定连接有烘焙机构，所述烘焙机构下端固定连接有出料机构；所述分类管用于将干燥程度高的球团输入快速管3进行干燥，将干燥程度低的球团输入慢速管中进行干燥，且慢速管中的球团运行路程会随球团的数量和密度(含水量)的增高而变大。
32.传统的竖炉球团焙烧系统中的干燥组件，直接将球团由一个单独的干燥通道进行输送，输送过程中，在干燥通道中沿干燥通道自由下落并接受上升的热气流进行干燥，整个过程中，球团自身和球团间的位置完全处于随机不可控状态，使得球团受到热气流的干燥效果完全随机，进而使球团含水量各不相同，且含水量越大的球团，下降的速度越快，即下降高度越高，这就使得，为了保证所有的球团都能够完全干燥，就需要设置较长的干燥通道，极大地增加了设备的安装空间，进而增大了设备的安装难度；同时，由于针对不同种类的球团，其干燥所需的能量不同，且由于球团干燥过程中，为了防止湿态的球团温度过高，
导致球团爆裂，故干燥温度无法增加，使得只能通过调节球团的干燥时间，即调整干燥通道的方式去满足不同的球团，而传统的设备干燥通道长度固定，就使得传统的设备无法对不同的球团通用，局限性大，设备成本高。
33.本发明设备通过将球团在干燥管中进行初步干燥，而后进入分类管将干燥程度高的球团输入快速管3进行干燥，将干燥程度低的球团输入慢速管中进行干燥，且慢速管中的球团运行路程会随球团的数量和密度(含水量)的增高而变大；其中慢速管以弯折形式对球团进行路程增加和速度减缓，使整个干燥通道的占用高度能够以干燥速度快的球团的干燥所需高度为准，极大地降低了设备的占用高度，降低了设备的安装难度，同时，慢速管的管长可变，使设备能够满足不同干燥需求的球团进行干燥，避免了传统设备局限性大的缺点，增加了设备的通配性，降低了设备的建造成本。
34.作为本发明的进一步方案，所述干燥管包括进料管1-1，所述进料管1-1下端固定连接有斜管1-2，所述斜管1-2下端固定连接有分类管。
35.设置一段斜管1-2，改变球团的速度方向，使球团具有水平方向上的分速度，进而为球团的后续分类提供前置条件，且设置斜管1-2的方式，方法简单，结构稳定，成本低廉。
36.作为本发明的进一步方案，所述分类管包括主管体2-1，所述主管体2-1下端左右两侧分别设置有第一管道2-2和第二管道2-3，所述第一管道2-2和第二管道2-3上端的中间位置固定连接有分割板2-4，所述分割板2-4与主管体2-1内壁固定连接；所述第一管道2-2与慢速管固定连接，所述第二管道2-3与快速管3固定连接。
37.作为本发明的进一步方案，所述分割板2-4上端设置有圆角，以降低分割板2-4上端与球团碰撞时，对球团的损害。
38.分割板2-4上端设置有圆角，以降低分割板2-4上端与球团碰撞时，对球团的损害，增加球团加工过程中的完整性，提高最终的成品质量。
39.作为本发明的进一步方案，所述慢速管包括第一转节4-1，所述第一转节4-1上端与第一管道2-2固定连接，所述第一转节4-1转动连接有第一伸缩管4-2，所述第一伸缩管4-2下端转动连接有第二伸缩管4-3，所述第二伸缩管4-3下端转动连接有第二转节4-4，所述第二转节4-4下端与集合管5固定连接；所述第二伸缩管4-3上端前后侧壁均固定连接有滑杆4-5，所述集合管5左侧固定连接有连接杆6，所述连接杆6左端固定连接有安装块7，所述安装块7上端设置有弹性机构，所述弹性机构上端设置有u形臂8，所述u形臂8上端前后两侧分别与第二伸缩管4-3上端前后侧壁的滑杆4-5转动连接；所述第一伸缩管4-2和第二伸缩管4-3的初始状态为等腰三角形的两条等边。
40.通过第一转节4-1、第二转节4-4和第一伸缩管4-2与第二伸缩管4-3的连接处为端点构成一个三角形，以第一转节4-1到第二转节4-4的连接线为底，则该三角形的底和高固定，又因为等底等高的三角形，以等腰三角形周长最小，一个底角为直角时的直角三角形周长最大，且由等腰三角形到一个底角为直角时的直角三角形周长逐渐变大，故随着第一伸缩管4-2和第二伸缩管4-3的连接处下移，该三角形由初始的等腰三角形向一个底角为直角时的直角三角形变化时，该三角形周长变大，由于底不变，即第一伸缩管4-2和第二伸缩管4-3的总长变大，进而使慢速管中的球团运行路程会随球团的数量和密度(含水量)的增高而变大，整体结构简单，性能稳定，易于检修。
41.作为本发明的进一步方案，所述安装块7上端开设有滑槽7-1，所述弹性机构下端
与滑槽7-1滑动连接。
42.通过弹性机构能够左右滑动，使第一伸缩管4-2和第二伸缩管4-3所在三角形的高可变，进而使第一伸缩管4-2和第二伸缩管4-3的初始长度可变，进一步的，增大了慢速管总长的可变范围，增大了设备能够满足加工的球团种类。
43.作为本发明的进一步方案，所述弹性机构包括滑块9-1，所述滑块9-1与滑槽7-1滑动连接，所述滑块9-1上端通过螺钉固定连接有第一固定板9-2，所述第一固定板9-2上端固定连接有伸缩杆9-3，所述伸缩杆9-3上端固定连接有第二固定板9-4，所述伸缩杆9-3外壁套接有弹簧9-5，所述弹簧9-5上下两端分别与第二固定板9-4和第一固定板9-2固定连接，所述第二固定板9-4上端通过螺钉与u形臂8下端固定连接。
44.将弹性机构中的弹簧9-5部分独立，使之可以更换，使慢速管长度变化与慢速管总重量的变化比例可以调控，增大了设备能够满足加工的球团种类。
45.竖炉球团焙烧系统的使用方法，其具体方法如下：
46.s1、工作时，先将热气流由设备下端向上注入；接着将球团由进料管1-1均匀注入进料管1-1，在干燥管进行初步干燥；
47.s2、而后，球团由斜管1-2进入分类管，其中干燥度高的球团密度小，在向上的气流的作用下相对干燥度低密度大的球团，到达分割板2-4后的水平位移大；
48.s3、然后，干燥度高的球团进入快速管3，干燥度低的球团进入慢速管；
49.s4、快速管3中的球团无阻碍以较小的路程快速进入集合管5；慢速管中的球团以较大的路程进入集合管5，且慢速管中的球团运行路程会随球团的数量和密度(含水量)的增高而变大；
50.s5、进入集合管5中球团，接着依次进入烘焙机构和出料机构，进行后续的焙烧工作。
51.工作原理：工作时，先将热气流由设备下端向上注入；使热气流由集合管5经过快速管3和慢速管吹入干燥管，在干燥管中再由斜管1-2吹入进料管1-1中，接着将球团由进料管1-1均匀注入进料管1-1，在干燥管进行初步干燥，此过程中球团沿干燥管路径运动，球团速度方向同样与干燥管路径相同；
52.而后，经过初步干燥的球团由斜管1-2进入分类管，(如图1)且其速度方向与斜管1-2路径平行，进一步的使球团由斜管1-2进入分类管时，球团的速度方向斜向下具有水平方向上的分速度；进入分类管中经过初步干燥的球团，由于在干燥管中通过沿干燥管自由下落的方式接受上升的热气流的干燥，整个过程中，球团自身和球团间的位置完全处于随机不可控状态，使得球团受到热气流的干燥效果完全随机，进而使进入分类管中的球团含水量各不相同(其中含水量大的球团后续所需的干燥时间多，含水量小的球团后续所需的干燥时间少，对应的，含水量大的球团后续所需的进行干燥的路程多，含水量小的球团后续所需的进行干燥的路程少)，其中干燥度高的球团密度小，在向上的气流的作用下相对干燥度低密度大的球团，(如图2)由斜管1-2下端到达分割板2-4后向右的水平位移大(相同或近似大小球团，所受的重力加速度大小相同，在热气流向上吹动过程中，所受的向上的分力大小相同，密度小重量轻的球团在风力作用下的向上的加速度大，密度大重量重的球团在风力作用下的向上的加速度小，进一步的，密度小重量轻的球团总体向下的加速度小，密度大重量重的球团总体向下的加速度大，即球团下降一定的高度时，含水量越大的球团，所需时
间越短)；
53.然后，干燥度高的球团到达分割板2-4右侧由进入快速管3，干燥度低的球团进入慢速管；其中，(如图2)进入快速管3中的球团沿竖直路径无阻碍以较小的路程快速进入集合管5；
54.进入慢速管中的球团沿慢速管的折弯路径以较大的路程进入集合管5，(如图4)当慢速管中球团的数量和密度(含水量)的增高，慢速管整体的重力会变大，进一步的，u形臂8对慢速管的支撑力会变大，u形臂8所需的弹簧9-5的弹力变大，弹簧9-5的压缩量变大，进一步的，第一伸缩管4-2和第二伸缩管4-3的连接处下移，第一伸缩管4-2和第二伸缩管4-3的总长变大(如图4，第一转节4-1、第二转节4-4和第一伸缩管4-2与第二伸缩管4-3的连接处共同构成一个三角形，以第一转节4-1到第二转节4-4的连接线为底，则该三角形的底和高固定，又因为等底等高的三角形，以等腰三角形周长最小，一个底角为直角时的直角三角形周长最大，且由等腰三角形到一个底角为直角时的直角三角形周长逐渐变大，故随着第一伸缩管4-2和第二伸缩管4-3的连接处下移，该三角形由初始的等腰三角形向一个底角为直角时的直角三角形变化时，该三角形周长变大，由于底不变，即第一伸缩管4-2和第二伸缩管4-3的总长变大)；
55.进一步的，慢速管中的球团数量和含水变大，对应的，球团的运行路程变大，干燥时间变长(在慢速管中的球团数量越多，对应的球团间的间距越小，这就使得热气流对球团的干燥效果变差，进而使球团达到完全干燥的干燥时间越长；同样的，球团的含水量越高，所需的干燥时间也越长)；
56.最后，经过慢速管和快速管3完全干燥的球团，由慢速管或快速管3的下端进入集合管5，接着依次进入烘焙机构和出料机构，进行后续的焙烧工作；
57.需要注意的是，本发明实施例及附图中的设备为了描述方便，仅使用了一组分类管、慢速管和快速管3对球团进行分类干燥，实际生产时，可依据需求设置多组分类管、慢速管和快速管3，其中下一组分类管与上一组的慢速管连通，快速管3和上一组的快速管3连通，对球团进行多次分选干燥，避免分类管分类时，本应进入快速管3的球团进入慢速管，以及慢速管中球团已提前干燥完毕还无法离开慢速管，最终导致慢速管中球团过多，慢速管传输压力过大的现象出现。