一种基于无料钟炉顶装料设备的装料方法与流程

1.本技术涉及高炉无料钟炉顶设备技术领域，尤其涉及一种基于无料钟炉顶装料设备的装料方法。


背景技术：

2.炉顶装料设备技术一般分为三代：第一代为钟式炉顶装料设备；第二代为钟阀式炉顶装料设备；第三代为无料钟炉顶装料设备。第一代和第二代已经被淘汰，占有市场非常小。第三代无料钟炉顶装料设备是1979年卢森堡公司发明的新型炉顶装料设备，目前在市场上广泛应用，无料钟炉顶装料设备具有布料手段灵活、设备重量轻、密封性能好、运行费用低、维护方便、焦比低、产量高等特点。
3.称量料罐是无料炉顶装料炼铁设备的关键设备，其设备性能直接影响到高炉效率。目前国内有将钟式炉顶装料设备改造为无料钟炉顶装料设备项目，因成本原因，部分用户保持装料设备安装高度不变，常规的无料钟炉顶装料设备不能满足要求，如现有无料钟炉顶装料设备无料钟炉顶装料设备上密封阀结构必须和上料闸同时使用，无料钟炉顶装料设备安装高度尺寸较大。


技术实现要素：

4.本发明实施例通过提供一种基于无料钟炉顶装料设备的装料方法，解决现有无料钟炉顶装料设备无料钟炉顶装料设备上密封阀结构必须和上料闸同时使用，无料钟炉顶装料设备安装高度尺寸较大的问题，本发明实施例双上密封阀结构的称量料罐，安装时不需要上料闸，整体无料钟炉顶装料设备总高较低，降低了无料钟炉顶装料设备总高。
5.本发明实施例提供了一种基于无料钟炉顶装料设备的装料方法，包括：
6.关闭无料钟炉顶装料设备炉顶的柱塞阀和下密封阀，将矿料通过受料斗加入到位于所述柱塞阀上端的称量料罐中；所述受料斗与所述称量料罐之间连接有上密封阀；
7.加入所述称量料罐中的物料到达额定容积后，对所述称量料罐进行均压，一次均压采用半净煤气，二次均压采用氮气；
8.对比所述称量料罐中的均压进口管道上的第一压力表和高炉炉顶的第二压力表的数据，当所述第一压力表和所述第二压力表的数据差值在第一预设范围值内，此时开启下密封阀和柱塞阀，向高炉进料；
9.所述称量料罐放料完毕后，先将所述柱塞阀关闭，再将所述下密封阀关闭，通过与所述称量料罐连接的放散管道对所述称量料罐内进行放散，至所述称量料罐的压力与大气压力的差值在第二预设范围值内；继续进行下一次装入矿料的操作。
10.在一种可能的实现方式中，通过两个料车将所述矿料加入至位于两个所述料车底部的两个所述受料斗中，两个所述受料斗通过两个所述上密封阀与所述称量料罐连接，且两个所述上密封阀的中心距与两个所述料车的中心距相等，且两个所述受料斗的中心与所述称量料罐截面的中垂线距离相等。
11.在一种可能的实现方式中，先对所述称量料罐采用所述半净煤气均压；
12.当位于所述半净煤气的均压进口管道上的第一压力表等于所述高炉炉顶的第二压力表的数据，开启下密封阀和柱塞阀，向高炉进料；
13.当位于所述半净煤气的均压进口管道上的第一压力表低于所述高炉炉顶的第二压力表的数据，且与所述第二压力表的差值大于所述第一预设范围值时，继续开启与所述半净煤气的均压进口管道连接的氮气均压管道上的控制阀，直到所述第一压力表的数值与所述第二压力表数值的差值在所述第一预设范围值内，开启下密封阀和柱塞阀，向高炉进料。
14.在一种可能的实现方式中，采用所述半净煤气对所述称量料罐进行放散后，所述称量料罐中的煤气引入干式布袋除尘器，经所述布袋除尘器除尘后的净煤气，进入低压净煤气管道；
15.所述称量料罐与所述干式布袋除尘器之间设有所述放散管道，所述放散管道包括第一放散管道和第二放散管道，所述第一放散管道的管径小于所述第二放散管道的管径；
16.当所述称量料罐内的压力大于所述大气压力，且与所述大气压力的差值在第一压力差范围内，同时开启所述第一放散管道和所述第二放散管道上的阀门；
17.当所述称量料罐内的压力大于所述大气压力，且与所述大气压力的差值在第二压力差范围内，关闭所述第二放散管道上的阀门，且开启所述第一放散管道上的阀门，所述称量料罐内的压力与所述大气压力在所述第二预设范围值内，关闭所述第二放散管道上的阀门。
18.在一种可能的实现方式中，所述称量料罐上连接有上密封阀，所述上密封阀包括上密封阀壳体、上密封阀驱动装置、上密封阀阀板、上密封阀阀座；
19.所述上密封阀壳体位于所述称量料罐的上方，所述上密封阀壳体内包括上密封阀驱动装置、上密封阀阀板和上密封阀阀座，所述上密封阀阀板上通过驱动轴连接所述上密封阀驱动装置；所述驱动轴连接在所述上密封阀壳体上，所述上密封阀在关闭状态时，所述上密封阀阀板与所述上密封阀阀座接触；
20.在所述称量料罐放散后，开启所述上密封阀，启动所述上密封阀驱动装置，所述上密封阀驱动装置驱动所述上密封阀阀板从所述上密封阀阀座上脱开，所述上密封阀阀板转至所述称量料罐检修门一侧。
21.在一种可能的实现方式中，通过两个所述上密封阀同时开启或者关闭，实现所述称量料罐入口的开启与关闭。
22.在一种可能的实现方式中，所述第一预设范围值和所述第二预设范围值均为0-0.01mpa。
23.在一种可能的实现方式中，所述第一压力差范围为0.25-0.15mpa，所述第二压力差范围为0.15-0.1mpa。
24.本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
25.本发明实施例采用了称量料罐上方之间通过上密封阀连接，上密封阀上是受料斗，安装时不需要上料闸，降低了无料钟炉顶装料设备总高，矿料直接通过受料斗加入称量料罐中，受料斗不存储矿料只是用来传递矿料，而现有技术受料斗必须作为料仓用来存储矿料，本发明新型实施例受料斗不存储矿料，下料顺畅，下料压力便于控制，本发明实施例
大大降低了无料钟炉顶装料设备总高，有效解决了现有无料钟炉顶装料设备无料钟炉顶装料设备上密封阀结构必须和上料闸同时使用，无料钟炉顶装料设备安装高度尺寸较大的问题，实现了安装时不需要上料闸，整体无料钟炉顶装料设备总高较低，降低了无料钟炉顶装料设备总高。
26.本发明实施例的装料方法采用该均压系统的氮气用量变少，节约了装料成本，同时严格控制称量料罐的压力，保证矿料能顺利落入高炉的同时，又能防止高炉炉顶和称量料罐之间的压力差较大，产生炉料难以下降或者下降失常的现象。
27.本发明实施例的装料方法采用两个料车、两个受料斗、两个上密封阀均连接在称量料罐的上方，且两个上密封阀的中心距与两个料车的中心距相等，两个受料斗的中心与称量料罐截面的中垂线距离相等，两个受料斗能防止矿料打偏的同时，矿料不至于较大范围的集中在称量料罐的中间部位，矿料通过分流的方式由两个受料斗中落下，两个受料斗中的每个受料斗的矿料减少，两个受料斗能将矿料较为均匀的布设在称量料罐的中心两侧位置，并且由称量料罐的中心两侧位置逐渐朝着称量料罐的中心位置滑落，防止一个受料斗受力集中在称量料罐的内壁固定位置，减少对称量料罐内壁的磨损。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1为本发明实施例装料方法的流程图；
30.图2为本发明实施例基于无料钟炉顶装料设备的结构示意图；
31.图3为本发明实施例基于无料钟炉顶装料设备的局部结构示意图；
32.图4为本发明实施例基于无料钟炉顶装料设备的下密封阀的结构示意图；
33.图5为本发明实施例下密封阀的下密封阀阀板与密封圈之间的结构示意图。
34.图标：1-料车；2-受料斗；3-称量料罐；4-柱塞阀；5-下密封阀；51-下密封阀阀板；52-下密封阀旋转轴；53-密封圈；54-弯折形固定件；6-上密封阀；61-上密封阀壳体；62-上密封阀驱动装置；63-上密封阀阀板；64-上密封阀阀座；65-称量料罐支座。
具体实施方式
35.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等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实施例和简化描述，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。术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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实施例中的具体含义。
37.参照图1-5所示，本发明实施例提供了一种基于无料钟炉顶装料设备的装料方法，包括以下步骤：
38.s1,关闭无料钟炉顶装料设备炉顶的柱塞阀4和下密封阀5，将矿料通过受料斗2加入到位于柱塞阀4上端的称量料罐3中；受料斗2与称量料罐3之间连接有上密封阀6；柱塞阀4和下密封阀5用于控制称量料罐3与高炉炉顶之间矿料通道的开启与关闭；
39.s2,加入称量料罐3中的物料到达额定容积后，额定容积，理论上是称量料罐3所能容纳矿料的容积，对称量料罐3进行均压，一次均压采用半净煤气，二次均压采用氮气；先采用半净煤气，使得半净煤气得以充分利用，可以减少氮气的使用量，成本低；同时，第一次采用半净煤气进行均压，能减少管道的磨损，采用氮气进行第二次均压，除了保证下密封阀5和柱塞阀4的正常开启外，还能防止含尘煤气流过冲刷炉顶下密封阀5和柱塞阀4的密封圈，延长密封圈的使用寿命，减少高炉休风的机会；
40.s3,对比称量料罐3中的均压进口管道上的第一压力表和高炉炉顶的第二压力表的数据，当第一压力表和第二压力表的数据差值在第一预设范围值内，此时开启下密封阀5和柱塞阀4，向高炉进料；理论上当第一压力表的数值等于第二压力表的数值就能实现矿料顺利下落，但是考虑到矿料的重力，及误差，设置一个第一预设范围值，根据第一压力表和第二压力表的差值是否落在第一预设范围值内，就可以减少必须等待第一压力表的数值等于第二压力表的数值的时间浪费，同时也能保证矿料落入高炉内，也不至于使得第一压力表的数值与第二压力表的数值差较大，导致矿料落下的速度失常，不利于高炉的正常工作；
41.s4,称量料罐3放料完毕后，先将柱塞阀4关闭，再将下密封阀5关闭，通过与称量料罐3连接的放散管道对称量料罐3内进行放散，至称量料罐3的压力与大气压力的差值在第二预设范围值内；继续进行下一次装入矿料的操作。理论上需要保证称量料罐3的压力等于大气压力，在操作时，才能顺利打开两者之间的下密封阀5和柱塞阀4，进行下一步的操作，但是实际操作时，可以在第二预设范围值内进行上述操作，就可顺利打开上密封阀6，同时不至于压力差大，不便于开启上密封阀6。
42.通过上述方案，本发明实施例的装料方法采用该均压系统的氮气用量变少，节约了装料成本，同时严格的通过第一预设范围值和第二预设范围值控制称量料罐3的压力，可以减少必须等待第一压力表的数值等于第二压力表的数值的时间浪费，考虑到矿料的重力，称量料罐3与高炉炉顶之间的压力差在第一预设范围值内也能保证矿料落入高炉内，能保证矿料能顺利落入高炉的同时，又能防止高炉炉顶和称量料罐3之间的压力差较大，产生炉料难以下降或者下降失常的现象。
43.可选的，通过两个料车1将矿料加入至位于两个料车1底部的两个受料斗2中，两个受料斗2通过两个上密封阀6与称量料罐3连接，两个上密封阀6的中心距与两个料车1的中心距相等，且两个受料斗2的中心与称量料罐3截面的中垂线距离相等。
44.通过上述方案，本发明实施例的装料方法采用两个料车1、两个受料斗2、两个上密封阀6均连接在称量料罐3的上方，且两个上密封阀6的中心距与两个料车1的中心距相等，
两个受料斗2的中心与称量料罐3截面的中垂线距离相等，两个受料斗2能防止矿料打偏的同时，矿料不至于较大范围的集中在称量料罐3的中间部位，矿料通过分流的方式由两个受料斗2中落下，两个受料斗2中的每个受料斗2的矿料减少，两个受料斗2能将矿料较为均匀的布设在称量料罐3的中心两侧位置，并且由称量料罐3的中心两侧位置逐渐朝着称量料罐3的中心位置滑落，防止一个受料斗2受力集中在称量料罐3的内壁固定位置，减少对称量料罐3内壁的磨损。
45.另外，柱塞阀4固定在称量料罐3中部，一方面用于堵住或者开启称量料罐3下端与高炉炉顶之间的开口，同时柱塞阀4位于受料斗2的中间部位，矿料通过两个受料斗2进入到称量料罐3内，有了柱塞阀4，矿料可以逐步下落至称量料罐3的下端，减少矿料的偏析问题。
46.可选的，先对称量料罐3采用半净煤气均压；当位于半净煤气的均压进口管道上的第一压力表等于高炉炉顶的第二压力表的数据，关闭半净煤气管路上的均压阀，开启下密封阀5和柱塞阀4，向高炉进料，柱塞阀4开启时，相当于对于矿料有了竖直方向的搅拌作用，使得矿料均匀，也减少了矿料的偏析；半净煤气的均压进口管道上的第一压力表等于高炉炉顶的第二压力表的数据，即半净煤气已经能够实现将称量料罐3均压至与高炉炉顶压力相同，且已经能实现矿料放入高炉炉顶内；
47.当位于半净煤气的均压进口管道上的第一压力表低于高炉炉顶的第二压力表的数据，且与第二压力表的差值大于第一预设范围值范围时，继续开启与半净煤气的均压进口管道连接的氮气均压管道上的控制阀，直到第一压力表的数值与第二压力表数值的差值在第一预设范围值范围内，开启下密封阀5和柱塞阀4，向高炉进料。通过半净煤气还不能使得矿料落入高炉炉顶时，再次通过氮气进行均压，氮气是惰性气体，首先，先通过半净煤气进行充分的利用并且均压，半净煤气中有一些杂质，如果均压时半净煤气还未能达到均压的效果时，就可以采用氮气，氮气稳压使得气流均匀，开启与半净煤气的均压进口管道连接的氮气均压管道上的控制阀，直到第一压力表的数值与第二压力表数值的差值在第一预设范围值范围内，第一预设范围值范围即上述提到的均压误差，同时这种误差能保证物料顺利的下落至高炉炉顶处。
48.可选的，单独采用半净煤气对称量料罐3进行均压后，对称量料罐3放散时，称量料罐3中的煤气引入干式布袋除尘器，经布袋除尘器除尘后的净煤气，进入低压净煤气管道；
49.称量料罐3与干式布袋除尘器之间设有放散管道，放散管道包括第一放散管道和第二放散管道，第一放散管道的管径小于第二放散管道的管径；
50.当称量料罐3内的压力大于大气压力，且与大气压力的差值在第一压力差范围内，同时开启第一放散管道和第二放散管道上的阀门；即开始放散时，通过两个管道进行放散，并且将放散后的气体输入至布袋除尘器，对于半净煤气进行除尘；第一压力差范围为开始放散的称量料罐3与高炉炉顶的压力范围；
51.当称量料罐3内的压力大于大气压力，且与大气压力的差值在第二压力差范围内，关闭第二放散管道上的阀门，且开启第一放散管道上的阀门，称量料罐3内的压力与大气压力在第二预设范围值内，关闭第二放散管道上的阀门。在第二压力差范围内，称量料罐3的压力越来越接近大气压力，此时，关闭第一放散管道上的放散阀，通过第二放散管道放散，第二放散管道的管径小于第一放散管道的管径，就能实现更精确少量的放散，具体可以在放散管道上设置风机，通过风机实现半净煤气的回收。
52.通过上述方案，半净煤气在进行均压后，需要放散时，可以对放散后的半净煤气通过布袋除尘器回收后进行处理，防止对环境污染，在具体放散时，通过第一放散管道和第二放散管道放散，且第一放散管道的管径大于第二放散管道的管径，在称量料罐3与高炉炉顶为第一压力差范围内，可以先进行大流量的放散，而当称量料罐3与高炉炉顶在第二压力差范围内，可以进行较小流量的放散，并且采用抽风机进行回收，这样实现逐步的放散与回收，既能实现对半净煤气的回收，又能实现精准放散，精确的掌握好称量料罐3与大气压力之间的压力差趋近于0，从而更方便打开上密封阀6时，还不会影响放料，方便下一步放置矿料。
53.可选的，称量料罐3上连接有上密封阀6，上密封阀6包括上密封阀壳体61、上密封阀驱动装置62、上密封阀阀板63、上密封阀阀座64；
54.上密封阀壳体61位于称量料罐3的上方，上密封阀壳体61内包括上密封阀驱动装置62、上密封阀阀板63和上密封阀阀座64，上密封阀阀板63上通过驱动轴连接上密封阀驱动装置62；驱动轴连接在上密封阀壳体61上，上密封阀6在关闭状态时，上密封阀阀板63与上密封阀阀座64接触；
55.在称量料罐3放散后，启动上密封阀6，即启动上密封阀驱动装置62，上密封阀驱动装置62驱动上密封阀阀板63从上密封阀阀座64上脱开，上密封阀阀板63转至称量料罐3的检修门一侧。
56.本发明实施例在具体操作时，两个料车1分别将矿料加到受料斗2中，加到额定容积后，上密封阀6打开，向称量料罐3加料，称量料罐3在装料时，下密封阀5及柱塞阀4均处于关闭状态，以保证高炉炉顶压力稳定，称量料罐3装满料后，关闭上密封阀6，然后对称量料罐3进行均压，均压完毕后，然后开启下密封阀5及柱塞阀4，向高炉炉顶进料，称量料罐3放料完毕后，称量料罐3成为空罐后，然后先将柱塞阀4关闭，再关闭下密封阀5，对称量料罐3进行放散，放散达到标准后，再开启上密封阀6；上密封阀6的开启通过密封阀驱动装置62驱动与上密封阀阀板63连接的连接轴的转动，从而实现上密封阀阀板63的开启，开启方便，上密封阀阀板63转至称量料罐3检修门一侧，以避免该阀被料流冲刷。
57.另外需要说明的是，称量料罐3外部侧方设有称量料罐支座65，称量料罐3通过称量料罐支座65固定在框架上，保证称量料罐3的稳定性。
58.还需要说明的是，下密封阀5包括下密封阀阀板51和下密封阀旋转轴52，下密封阀阀板51靠近外围处设有凹槽，凹槽内设有密封圈53。下密封阀5是密封高炉炉气的作用，因为设置密封圈53，是当下密封阀5处于关闭状态时，下密封阀阀板51靠近称量料罐3的下开口端，下密封阀阀板51上的密封圈53能将称量料罐3与高炉炉顶之间的气体通道密封，防止高炉炉气进入称量料罐3内，高炉炉气有毒有害，进入称量料罐3，影响称量料罐3的压力和安全问题。
59.参照图5所示，密封圈53的结构为中部宽于上下两端的宽度，则密封圈53的上下部都有槽状结构，密封圈53通过弯折形固定件54固定在下密封阀阀板51上，且弯折形固定件54的一端压紧密封圈53的上部的槽状结构内，以达到对密封圈53更好的固定，能防止高温对密封圈53固定性能的影响，密封圈53的上表面略高于下密封阀阀板51的上表面，就能使得下密封阀5处于关闭状态时，密封圈53与称量料罐3下端的连接部位接触并密封。
60.可选的，通过两个上密封阀6同时开启或者关闭，实现称量料罐3入口的开启与关
闭。保证矿料的均匀性，也保证称量料罐3上矿料冲击的均匀性，防止矿料偏析严重，对于高炉内的工作产生影响。
61.可选的，第一预设范围值和第二预设范围值均为0-0.01mpa。考虑到矿料的重力及其他外界因素的影响误差，通过设置第一预设范围值和第二预设范围值，精确掌握矿料下料压力的同时，还能避免压力差过大带来的不利影响。
62.可选的，第一压力差范围为0.25-0.15mpa，第二压力差范围为0.15-0.1mpa。对于称量料罐3进行放散时，通过称量料罐3与大气压力之间这两个压力差范围，针对半净煤气均压后进行放散，逐步的进行放散，放散效果更好，更精确的使得称量料罐3内的压力接近于大气压力，不影响上密封阀6开启，同时使得上密封阀6开启方便。
63.本说明书中的各个实施方式采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式的不同之处。
64.以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对本技术限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术技术方案的范围。