无料钟炉顶装料装置及其装料方法与流程

本发明涉及高炉炼铁技术领域，尤其涉及一种无料钟炉顶装料装置及其装料方法。

背景技术：

目前的高炉炼铁中，绝大多数采用无料钟炉顶装料装置进行装料。无料钟炉顶装料装置一般包括布料料罐及充气管路，所述布料料罐用于向高炉的炉内输送物料(业内称为布料)，所述充气管路用于给布料料罐输送气体以增大布料料罐中的压强(业内称为均压)。

在所述布料料罐向高炉的炉内输送物料之前，一般先要对布料料罐进行均压，使布料料罐内的压强略高于炉内的压强，以便于物料进入炉内。目前常用的均压方式为二次均压法，即先利用净化后的高炉煤气作为第一次均压气体输送至所述布料料罐内，由于净化后的高炉煤气压强比炉内煤气压强小，故利用氮气作为第二次均压气体输送至所述布料料罐内，直到布料料罐内的压强略高于炉内的压强。采用净化后的高炉煤气虽然避免了氧气进入布料料罐，但高炉煤气中的一氧化碳、硫化氢等有毒有害成分和水蒸气也进入了布料料罐。此外，料罐均压后向炉内布料过程中，布料料罐内物料进入高炉炉内，使得布料料罐内的压强减小，导致炉内的高炉煤气进入布料料罐内以补充物料留下的空间，而高炉煤气同样含有co、h2s等有毒有害成分和水蒸气。

布料完毕之后，为了进行下一次布料，需先装料，但装料前必须先将布料料罐内的气体放散，使布料料罐内的压强降到大气压。如之前所述，由于布料料罐内在均压和布料过程中充满了高炉煤气，目前一般都是通过旋风除尘器除去粗颗粒粉尘，再经消声器排放至大气中，给环境造成了很大污染，并且，高炉煤气中的粉尘及水蒸气容易堵塞消声器。因此，需要提供一种无料钟炉顶装料装置来避免布料料罐在均压和布料过程中进入高炉煤气。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种无料钟炉顶装料装置及其装料方法，能够有效地避免高炉煤气在均压和布料过程中进入布料料罐，进而避免了均压放散时对大气造成污染。

为了达到上述目的，本发明提供了一种无料钟炉顶装料装置，包括：

布料料罐，用于将物料输送至一高炉的炉内，所述布料料罐的顶部和底部分别设置有上密封阀及下密封阀，所述上密封阀打开时，所述布料料罐接收所述物料，所述下密封阀打开时，所述布料料罐向所述炉内输送所述物料；

充气管路，包括第一管路及第二管路，所述第一管路的出气端及第二管路的出气端均与所述布料料罐连通以分别向所述布料料罐输送氮气；

所述布料料罐接收完所述物料后，所述上密封阀关闭，所述第一管路导通，所述第二管路关闭，直至所述布料料罐内的压强大于所述炉内的压强时所述第一管路关闭；所述布料料罐向所述炉内输送所述物料时，所述下密封阀打开，所述第二管路导通。

可选的，所述第一管路上设置有均压阀，所述布料料罐接收完所述物料后，所述上密封阀关闭，所述均压阀打开，直至所述布料料罐内的压强大于所述炉内的压强时所述均压阀关闭。

可选的，所述第二管路上设置有补气阀及补气调节阀，所述布料料罐向所述炉内输送所述物料时，所述下密封阀打开，所述补气阀及所述补气调节阀均打开，所述补气调节阀用于调节所述第二管路中氮气的流量。

可选的，所述布料料罐的底部还设置有料流调节阀，所述料流调节阀位于所述下密封阀的上方。

可选的，所述第一管路的进气端及所述第二管路的进气端均与一氮气缓冲罐连通。

可选的，所述无料钟炉顶装料装置还包括排气管路，所述排气管路上并联设置有第一均压放散阀及第二均压放散阀，所述第一均压放散阀的口径小于所述第二均压放散阀的口径。

可选的，所述排气管路上还设置有一布袋除尘器，所述布袋除尘器的进气端与所述第一均压放散阀的出气端及所述第二均压放散阀的出气端连通。

可选的，所述排气管路上还设置有一风机，所述风机与所述布袋除尘器的出气端连通。

可选的，所述布料料罐上设置有一进气孔，所述充气管路的出气端及所述排气管路的进气端均与所述进气孔连通。

可选的，所述布料料罐上设置有一进气孔及出气孔，所述充气管路的出气端与所述进气孔连通，所述排气管路的进气端与所述出气孔连通。

基于此，本申请还提供了一种所述的无料钟炉顶装料装置的装料方法，包括：

打开布料料罐的上密封阀，将物料输送至所述布料料罐内；

关闭所述上密封阀，通过第一管路往所述布料料罐内输送氮气，直至所述布料料罐内的压强大于炉内的压强时关闭所述第一管路；

打开所述布料料罐的下密封阀以将所述物料输送至所述炉内，同时通过第二管路往所述布料料罐内输送氮气，直至所述布料料罐内的物料全部进入所述炉内后关闭所述第二管路及所述下密封阀。

可选的，所述第二管路上设置有补气阀及补气调节阀，通过第二管路往所述布料料罐内输送氮气时，控制所述补气调节阀的开度以调节所述第二管路中氮气的流量。

可选的，所述无料钟炉顶装料装置还包括排气管路，所述排气管路上并联设置有第一均压放散阀及第二均压放散阀，所述第一均压放散阀的口径小于所述第二均压放散阀的口径，直至所述布料料罐中的物料全部进入所述炉内后关闭所述第二管路及所述下密封阀之后，所述无料钟炉顶装料装置的装料方法还包括：

先打开所述第一均压放散阀，利用所述第一均压放散阀排出所述布料料罐内的氮气；

经过一设定时间后，打开所述第二均压放散阀，利用所述第一均压放散阀及所述第二均压放散阀同时排出所述布料料罐内的氮气。

本发明提供了一种无料钟炉顶装料装置及其装料方法，包括：布料料罐，用于将物料输送至一高炉的炉内，所述布料料罐的顶部和底部分别设置有上密封阀及下密封阀，所述上密封阀打开时，所述布料料罐接收所述物料，所述下密封阀打开时，所述布料料罐向所述炉内输送所述物料；充气管路，包括第一管路及第二管路，所述第一管路的出气端及第二管路的出气端均与所述布料料罐连通以分别向所述布料料罐输送氮气；所述布料料罐接收完所述物料后，所述上密封阀关闭，所述第一管路导通，所述第二管路关闭，直至所述布料料罐内的压强大于所述炉内的压强时所述第一管路关闭；所述布料料罐向所述炉内输送所述物料时，所述下密封阀打开，所述第二管路导通。导通第一管路时利用氮气进行均压，避免了高炉煤气的使用，导通第二管路时有效避免了在布料过程中炉内的高炉煤气进入布料料罐，进而避免了均压放散时对大气造成污染。

附图说明

图1为本发明实施例提供的无料钟炉顶装料装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的无料钟炉顶装料装置的装料方法的步骤图；

其中，附图标记为：

10-布料料罐；20-炉内；31-上密封阀；32-下密封阀；41-第一管路；42-第二管路；51-挡料阀；52-料流调节阀；60-受料罐；70-旋转溜槽；80-氮气缓冲罐；90-排气管路；

410-均压阀；420-补气阀；421-补气调节阀；910-第一均压放散阀；920-第二均压放散阀；930-布袋除尘器；940-风机。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

如图1所示，本实施例提供了一种无料钟炉顶装料装置，包括：

布料料罐10，用于将物料输送至一高炉的炉内20，所述布料料罐10的顶部和底部分别设置有上密封阀31及下密封阀32，所述上密封阀31打开时，所述布料料罐10接收所述物料，所述下密封阀32打开时，所述布料料罐10向所述炉内20输送所述物料；

充气管路，包括第一管路41及第二管路42，所述第一管路41的出气端及第二管路42的出气端均与所述布料料罐10连通以分别为所述布料料罐10输送氮气；

所述布料料罐10接收完所述物料后，所述上密封阀31关闭，所述第一管路41导通，所述第二管路42关闭，直至所述布料料罐10内的压强大于所述炉内20的压强时所述第一管路41关闭；所述布料料罐10向所述炉内20输送所述物料时，所述下密封阀32打开，所述第二管路42导通。

具体的，所述无料钟炉顶装料装置适用于并罐式和串罐式两种型号的无料钟炉顶装料设备。所述布料料罐10用于接收和贮存物料，并将物料分布于炉内20的受料面上，所述布料料罐10的顶部有上密封阀31，所述上密封阀31的上方设置有挡料阀51，布料料罐10接收物料时，由于上密封阀31上设置有橡胶圈，为避免物料与所述橡胶圈直接接触，需要先打开挡料阀51，然后再打开上密封阀31，关闭上密封阀31时，需要先关闭挡料阀51，以保护上密封阀。

底部装有下密封阀32，在下密封阀32的上方还设有调节物料流量的料流调节阀52，一般用油缸驱动上密封阀31、下密封阀32和料流调节阀52。所述料流调节阀52用于调节物料的流量以及保护下密封阀32。在释放物料时，由于下密封阀32上设置有橡胶圈，为避免物料与所述橡胶圈直接接触，需要先打开下密封阀32，然后再打开料流调节阀52。物料释放完毕后，先关闭料流调节阀52，然后再关闭所述下密封阀32。

本实施例中，所述无料钟炉顶装料装置还包括受料罐60及旋转溜槽70。所述受料罐60是一斗状的受料容器，用于接收物料并将物料输送至布料料罐10内。

所述旋转溜槽70用于将所述布料料罐10中的物料分布于炉内20的受料面上。所述旋转溜槽70既可绕高炉中心旋转，又可改变其与高炉中心线的夹角，并且这两种运动都是独立进行的。因此，当采用足够的电气或电子控制设备时，其布料的方式可以有很多种，包括圆弧形、螺旋形和扇形等布料方式。

所述充气管路用于向所述布料料罐10输送氮气，由于钢铁联合企业中制氧会产生副产品氮气，故可将所述氮气作为均压氮气输送至所述布料料罐10，节约成本。可以理解的是，还可以采用除氮气之外的其它惰性氮气作为填充气体，例如氩气、氦气等，本申请对此不作限制。

所述充气管路包括第一管路41及第二管路42，所述第一管路41的进气端及第二管路42的进气端与一氮气缓冲罐80连通，所述第一管路41的出气端及第二管路42的出气端与所述布料料罐10连通。所述布料料罐10接收完所述物料后，所述上密封阀31关闭，此时可通过所述第一管路41向所述布料料罐10提供氮气以使布料料罐10内的压强略高于炉内20的压强，然后关闭所述第一管路41。均压完成后，所述布料料罐10向炉内20输送所述物料时，所述下密封阀32打开，此时可通过所述第二管路42向所述布料料罐10提供氮气，填充物料离开布料料罐10后留出的空间，防止高炉内20的煤气进入布料料罐10内。应当理解的是，本文中未提到上密封阀31、下密封阀32、第一管路41及第二管路42等结构为打开状态时，默认为关闭状态。

本实施例中，所述氮气缓冲罐80为氮气缓冲罐，所述氮气缓冲罐的主要作用是减小均压时对氮气管网的压力影响。

请继续参照图1，所述第一管路41上设置有均压阀410，所述布料料罐10接收所述物料后，所述上密封阀31关闭，所述均压阀410打开，直至所述布料料罐10内的压强大于所述炉内20的压强时所述均压阀410关闭。本实施例中，所述均压阀410为关断阀，用于控制第一管路41的导通。

结合图1，所述第二管路42上设置有补气阀420及补气调节阀421，所述布料料罐10向所述炉内20输送所述物料时，所述下密封阀32打开，所述补气阀420及所述补气调节阀421均打开，所述补气调节阀421用于调节所述第二管路42中氮气的流量。所述补气阀420用于控制所述第二管路42的导通，所述布料料罐10向炉内20输送所述物料时，根据卸料速度控制所述补气调节阀421的开度，从而控制所述第二管路42输送的氮气流量，进而更好地填充物料离开布料料罐10后留出的空间，防止炉内20的高炉煤气进入布料料罐10内。此外，还能避免过多的氮气进入高炉炉内20。

请继续参照图1，所述无料钟炉顶装料装置还包括排气管路90，所述排气管路90上并联设置有第一均压放散阀910及第二均压放散阀920，所述第一均压放散阀910的口径小于所述第二均压放散阀920的口径。布料完毕之后，为了进行下一次布料，需要重新装料，但装料前必须先将布料料罐10内的氮气放散，使布料料罐10内的压强降到大气压，此时可通过所述排气管路90进行均压放散，以使布料料罐10内的压强降到大气压，便于装料。由于布料完毕之后，布料料罐10内压力高，先打开第一均压放散阀910，避免氮气压强过大损坏排气管路90中的其它部件，例如除尘部件，经过一定时间后，布料料罐10内的压强降低到一定程度时，打开第二均压放散阀920，以加快氮气的放散速度。放散完毕后，便可以打开上密封阀31，受料罐60内的物料便进入布料料罐10，如此重复操作即可实现装料和卸料。采用大小两个不同口径的阀门能够在总放散时间不明显变长的情况下，减小瞬时放散氮气的流量，进而减小除尘部件的规模，以节省成本。

可选的，所述排气管路90上还设置有一布袋除尘器930，所述布袋除尘器930的进气端与所述第一均压放散阀910的出气端及所述第二均压放散阀920的出气端连通。布袋除尘器930相比传统的旋风除尘器除尘效果更好，粉尘排放浓度更低，并且由于放散的氮气中不含co、h2s等有毒有害成分和水蒸气，通过布袋除尘器930除尘后排放，能够消除粉尘对大气的污染，也消除了均压放散时的噪声污染，避免了消声器的使用。

可选的，所述排气管路90上还设置有一风机940，所述风机940与所述布袋除尘器930的出气端连通。利用风机940保证布袋除尘器930的负压环境，避免除尘器对大气漏风并带出粉尘，以保证布袋除尘器930的良好运行。

本实施例中，所述布料料罐10上设置有一进气孔，所述充气管路的出气端及所述排气管路90的进气端均与所述进气孔连通。可以理解为，所述充气管路的出气端与所述排气管路90的进气端并联后与所述布料料罐10的进气孔连通，从而简化布料料罐10的结构。或者，所述布料料罐10上设置有一进气孔及出气孔，所述充气管路的出气端与所述进气孔连通，所述排气管路90的进气端与所述出气孔连通，即所述充气管路与所述排气管路90分别与所述布料料罐10连通。本实施例中，对于所述进气孔。出气孔的位置及数量均不作任何限制。

基于此，本申请还提供了一种所述的无料钟炉顶装料装置的装料方法，请参照图2，并结合图1，包括：

步骤s1：打开布料料罐10的上密封阀31，将物料输送至所述布料料罐10内；

步骤s2：关闭所述上密封阀31，通过第一管路41往所述布料料罐10内输送氮气，直至所述布料料罐10内的压强大于炉内20的压强时关闭所述第一管路41；

步骤s3：打开所述布料料罐10的下密封阀32以将所述物料输送至所述炉内20，同时通过第二管路42往所述布料料罐10内输送氮气，直至所述布料料罐10内的物料全部进入所述炉内20后关闭所述第二管路42及所述下密封阀32。

首先，执行步骤s1，打开布料料罐10的上密封阀31，通过受料罐60将物料输送至所述布料料罐10内。

然后执行步骤s2，对所述布料料罐10进行均压充气，关闭所述上密封阀31，打开均压阀410，通过第一管路41往所述布料料罐10内输送氮气，直至所述布料料罐10内的压强大于炉内20的压强时关闭所述均压阀410。

接着执行步骤s3，打开所述布料料罐10的下密封阀32以将所述物料输送至所述炉内20，同时打开所述补气阀420及所述补气调节阀421，通过第二管路42往所述布料料罐10内输送氮气，直至所述布料料罐10内的物料全部进入所述炉内20后关闭所述所述补气阀420、所述补气调节阀421及所述下密封阀32。

执行步骤s3之后，所述无料钟炉顶装料装置的装料方法还包括：

s4：先打开第一均压放散阀910，利用所述第一均压放散阀910排出所述布料料罐10内的氮气；

s5：经过一设定时间后，打开第二均压放散阀920，利用所述第一均压放散阀910及所述第二均压放散阀920同时排出所述布料料罐10内的氮气。

卸料完成后，先执行步骤s4，打开第一均压放散阀910，利用所述第一均压放散阀910排出所述布料料罐10内的氮气，使布料料罐10内的压强减小，并减小瞬时放散氮气的流量。

然后执行步骤s5，经过一设定时间后，打开第二均压放散阀920，利用所述第一均压放散阀910及所述第二均压放散阀920同时排出所述布料料罐10内的氮气。本实施例中，在执行步骤s5时，所述第一均压放散阀910及所述第二均压放散阀920排出的氮气依次经过布袋除尘器930及风机940处理后排放至大气中。

综上，本发明提供了一种无料钟炉顶装料装置及其装料方法，包括：布料料罐，用于将物料输送至一高炉的炉内，所述布料料罐的顶部和底部分别设置有上密封阀及下密封阀，所述上密封阀打开时，所述布料料罐接收所述物料，所述下密封阀打开时，所述布料料罐向所述炉内输送所述物料；充气管路，包括第一管路及第二管路，所述第一管路的出气端及第二管路的出气端均与所述布料料罐连通以分别向所述布料料罐输送氮气；所述布料料罐接收完所述物料后，所述上密封阀关闭，所述第一管路导通，所述第二管路关闭，直至所述布料料罐内的压强大于所述炉内的压强时所述第一管路关闭；所述布料料罐向所述炉内输送所述物料时，所述下密封阀打开，所述第二管路导通。导通第一管路时利用氮气进行均压，避免了高炉煤气的使用，导通第二管路时有效避免了在布料过程中炉内的高炉煤气进入布料料罐，进而避免了均压放散时对大气造成污染。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。