一种前置干燥的竖炉氧化球团生产系统的制作方法

本技术涉及一种氧化球团生产设备，具体涉及一种前置干燥的竖炉氧化球团生产系统，属于氧化球团生产。

背景技术：

1、球团与烧结是钢铁冶炼行业中作为提炼铁矿石的两种常用工艺。球团矿就是把细磨铁精矿粉或其他含铁粉料添加少量添加剂混合后，在加水润湿的条件下，通过造球机滚动成球，再经过干燥焙烧、固结成为具有一定强度和冶金性能的球型含铁原料。

2、目前氧化球团主流生产工艺主要有以下三种：链篦机—回转窑球团法、带式焙烧机球团法和竖炉球团法三种。对于竖炉氧化球团生产工艺，球团的干燥、预热、焙烧、均热均是在竖炉本体中完成的，在竖炉内完成焙烧后的高温成品球团矿卸料到带式冷却机上进行冷却。现有的竖炉氧化球团生产工艺如附图1所示：造球室的生球通过进料胶带1转运到梭式布料器2上，梭式布料器2将生球布料到竖炉3内部，进而完成生球的干燥、预热和焙烧等过程；最后将焙烧球团通过竖炉3底部的电振给料机4卸料到热链板机5，并通过热链板机5将高温焙烧球转运到带冷机构6进行冷却，冷却后的成品球团矿通过胶带机运出。

3、现有竖炉氧化球团生产工艺主要存在以下问题：进入竖炉的生球强度低，在卸料到干燥床和在干燥床上干燥的过程中破碎的比例较高，生球破碎后不仅恶化竖炉内部生产环境而且还会降低球团成品率；生球在竖炉内部干燥床内干燥速度慢，严重限制了竖炉球团的产量；此外，现有竖炉球团生产工艺中，带式冷却机及竖炉炉顶高温烟气通常直接无组织排放到大气中，不仅浪费了高温烟气中的大量显热，而且对环境造成了严重的影响。

技术实现思路

1、针对现有技术中进入竖炉的生球强度低，使得生球破碎率高，导致竖炉内部生产环境恶化而且球团成品率低、产量低以及外排烟气直接排放导致的环境污染和大量烟气显热流失等问题，本实用新型提供了一种前置干燥的竖炉氧化球团生产系统，通过前置干燥机构中的热风干燥和微波干燥进行耦合干燥，实现对生球团的快速高效干燥，大大提高进入竖炉球团的强度，降低球团破碎率，进一步提高了成品球团质量和产率，同时，还通过热风循环干燥和增设多极热风处理单元，实现废热风显热的回收利用和净化，降低生产能耗和避免对环境的污染。

2、为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案具体如下所述：

3、一种前置干燥的竖炉氧化球团生产系统，该系统包括前置干燥机构、竖炉以及带冷机。所述前置干燥机构包括有依次串联的热风干燥段和微波干燥段。所述竖炉包括自上而下依次串联设置的梭式布料器、炉体以及振动卸料机。所述带冷机包括依次串联的冷却一段、冷却二段以及冷却三段。前置干燥机构的排料端与梭式布料器的进料端相连接。带冷机的进料端与振动卸料机的排料端相连接。带冷机的冷却后热风排出口通过管道与热风干燥段的进风口相连通。

4、作为优选，所述前置干燥机构为链篦机干燥装置，包括依次串联的热风干燥段、微波干燥段和冷却段，以及罩设在热风干燥段、微波干燥段、冷却段上方的保温罩。所述热风干燥段包括依次串联的鼓风干燥段和抽风干燥段，并且在鼓风干燥段与抽风干燥段之间的保温罩上设置有防风隔板。

5、作为优选，冷却段的排料端通过转运胶带机与梭式布料器的进料端相连接。

6、作为优选，所述前置干燥机构为钢带式干燥机，包括依次串联的热风干燥段和微波干燥段，以及罩设在热风干燥段、微波干燥段上方的保温罩。所述热风干燥段包括依次串联的鼓风干燥段和抽风干燥段，并且在鼓风干燥段与抽风干燥段之间的保温罩上设置有防风隔板。所述微波干燥段的排料端直接与梭式布料器的进料端相连接。

7、作为优选，所述保温罩的尾端沿物料的运行方向延伸罩设至微波干燥段的排料端与梭式布料器的进料端的交接处。

8、作为优选，所述微波干燥段上方设置有微波加热装置。所述微波加热装置包括微波发生器和微波控制器。所述微波发生器设置在微波干燥段上方的保温罩内部，所述微波控制器设置在微波干燥段上方的保温罩外部，微波控制器与微波发生器之间电性相连。

9、作为优选，在位于微波干燥段的保温罩内壁上还设有倒型结构的保温层。

10、作为优选，所述冷却一段、冷却二段以及冷却三段的底部均设置有带冷风机，并在冷却一段、冷却二段、冷却三段的上方罩设有热风罩。冷却三段上方的热风罩排风口通过第一热风输送管道与鼓风干燥段的底部进风口相连通。冷却二段上方的热风罩排风口通过第二热风输送管道与抽风干燥段上方保温罩的顶部进风口相连通。所述第一热风输送管道上设置有鼓风机。所述抽风干燥段的底部排风口连接有抽风机。

11、作为优选，冷却一段的进料端通过热链板机与振动卸料机的排料端相连接。

12、作为优选，该系统还包括有第一热风处理单元。所述第一热风处理单元包括依次串联连通的第一除尘器和第一排气风机，并且第一排气风机的排风口与烟囱相连通。鼓风干燥段上方保温罩的顶部排风口通过第三热风输送管道与第一除尘器的热风口相连通。抽风干燥段的底部排风口通过第四热风输送管道与第三热风输送管道相连通或通过第四热风输送管道直接与第一除尘器的热风口相连通，抽风机设置在第四热风输送管道上。

13、作为优选，该系统还包括有第二热风处理单元。所述第二热风处理单元包括依次串联连通的第一余热锅炉、第二除尘器、脱硫脱硝塔以及第二排气风机，并且第二排气风机的排风口与烟囱相连通。第一余热锅炉的进风口通过第五热风输送管道与竖炉的顶部排风口相连通。

14、作为优选，该系统还包括有第三热风处理单元。所述第三热风处理单元包括依次串联连通的第二余热锅炉、第三除尘器以及第三排气风机，并且第三排气风机的排风口与烟囱相连通。第二余热锅炉的进风口通过第六热风输送管道与冷却一段上方的热风罩排风口相连通。

15、作为优选，微波干燥段和/或冷却段上方的热风罩排风口均通过第七热风输送管道与第一热风输送管道相连通。所述第七热风输送管道上设有回热风机。

16、作为优选，所述第二热风输送管道上还设有第四除尘器。

17、作为优选，在位于第四除尘器下游的第二热风输送管道上还引出有热风支管。热风支管的排风端与第一除尘器的进风口相连通，或者该热风支管的排风端与第三热风输送管道相连通，其中：热风支管与第三热风输送管道的连接点位于第四热风输送管道与第三热风输送管道的连接点下游。所述热风支管上还设置有流量调节阀。

18、作为优选，所述第一除尘器、第二除尘器、第三除尘器、第四除尘器各自独立地为布袋除尘器、电除尘器、列管除尘器中的一种。

19、在现有技术中，竖炉氧化球团生产工艺种球团的干燥、预热、焙烧、均热均是在竖炉本体中完成的，由于进入竖炉的生球强度低，在卸料到干燥床和在干燥床上干燥的过程中破碎的比例较高，生球破碎后不仅恶化竖炉内部生产环境而且还会降低球团成品率；生球在竖炉内部干燥床内干燥速度慢，严重限制了竖炉球团的产量；此外，现有竖炉球团生产工艺中，带式冷却机及竖炉炉顶高温烟气通常直接无组织排放到大气中，不仅浪费了高温烟气中的大量显热，而且对环境造成了严重的影响。进一步地，现有的一些外置干燥装置，仅仅采用竖炉顶部烟气作为干燥热风进行球团干燥，球团干燥时间长，导致干燥设备距离跨度较大，场地占用较大，布置难度高，适应性较差，并且使用竖炉顶部烟气来干燥球团，生产稳定性差，烟气温度、流量等波动等均会影响成品球团质量。

20、在本实用新型中，前置干燥机构设置在竖炉之前用于对生球团的前置干燥，该前置干燥机构包括依次串联的热风干燥段和微波干燥段。本实用新型通过将热风干燥和微波干燥进行耦合，实现对生球团的快速高效干燥，大大提高进入竖炉球团的强度，降低球团破碎率，进一步提高了成品球团质量和产率，同时，还通过将带冷机的热风循环至热风干燥段作为干燥热风对生球团进行干燥，以及将竖炉烟气和带冷机剩余烟气进行余热回收和净化处理后再进行排放，实现系统废热风显热的回收利用，降低生产能耗和避免对环境的污染。

21、在本实用新型中，所述前置干燥机构为链篦机干燥装置或钢带式干燥机。当前置干燥机构为链篦机干燥装置时，该链篦机干燥装置包括依次串联的热风干燥段、微波干燥段和冷却段，以及罩设在热风干燥段、微波干燥段、冷却段上方的保温罩；冷却段的排料端通过转运胶带机与竖炉上端的梭式布料器的进料端相连。而当前置干燥机构为钢带式干燥机时，该钢带式包括依次串联的热风干燥段和微波干燥段，以及罩设在热风干燥段、微波干燥段上方的保温罩，微波干燥段的排料端直接与竖炉上端的梭式布料器的进料端相连。无论是链篦机干燥装置还是钢带式干燥机均可作为竖炉的干燥工序前置，实现球团干燥工序转移到炉外的作用，采用常规热风烘干串联微波烘干的独特方式对生球进行干燥，有效提高的生球干燥速度，可以间接提高竖炉的单机产量。

22、需要说明的是，采用链篦机或钢带式干燥机进行干燥需要根据实际场地情况进行配置，如果竖炉顶部场地空间足够(例如对于10m3产能的竖炉，干燥段长度一般需要30m左右)优选采用钢带式干燥机干燥后直接送入竖炉，此时因为不需要使用胶带转运所以微波干燥后不用设计冷却段，更加节能。

23、在本实用新型中，热风干燥段包括依次串联的鼓风干燥段和抽风干燥段，在对球团进行干燥时，先采用鼓风干燥，后进行抽风干燥可以有效降低球团破碎比例。因为生球水分大时采用抽风干燥时，在下层球团中容易形成过湿带(热风中的水分在下方降温后会结露，造成下层球团过湿破裂)。在本实用新型的优选实施方案中，鼓风干燥段用热风来源于带冷机冷却三段上方热风罩内排出的冷却热风，抽风干燥段用热风来源于带冷机冷却二段上方热风罩内排出的冷却热风。

24、需要说明的是，在本实用新型中，位于鼓风干燥段与抽风干燥段上方保温罩的内腔设有防风隔板，防风隔板可以将物料上方鼓风干燥段与抽风干燥段进行隔断，进而起到减小鼓风干燥段与抽风干燥段两段之间热风(例如窜流或对流)的影响。

25、在本实用新型中，微波干燥段、冷却段内的干燥后热风还具有一定的温度，因此可循环与冷却三段的热风汇合并进入鼓风干燥段对球团进行干燥。

26、在本实用新型中，所述微波加热装置包括微波发生器和微波控制器。所述微波发生器设置在微波干燥段上方的保温罩内部，所述微波控制器设置在微波干燥段上方的保温罩外部，微波控制器与微波发生器之间电性(有线或无线)相连。即通过一个微波控制器即可同时控制多个微波发生器的启停，实现微波对球团的高效干燥。一般地，微波是指频率为300mhz-300ghz的电磁波，其基本性质通常呈现为穿透、反射、吸收三个特性，其具有选择性加热、快速加热、清洁干净等特点。物质吸收微波的能力主要由其介质损耗因数来决定。水分子属极性分子，其介电常数较大，介质损耗因数也较大，对微波具有强吸收能力。铁氧化物、硫化物及碳分子作为吸波体，也具有强烈吸收微波的能力。

27、在本实用新型中，所述带冷机的本体上方的热风罩根据物料走向划分为：冷却一段、冷却二段、冷却三段(各冷却段之间的热风罩内设有防止窜风的隔板)。冷却一段、冷却二段、冷却三段下方分别设有带冷风机。带冷机的热风罩位于冷却一段、冷却二段、冷却三段内的热风温度依次降低。一般地，冷却一段内的热风温度在350℃以上，冷却二段内的热风温度在250-300℃，冷却三段内的热风温度在110-150℃。

28、在本实用新型中，针对前置干燥机构干燥后废热风、竖炉顶部的废热风以及冷却一段排出的废热风，根据各个热风的性质分别设置有对应的热风处理单元(第一热风处理单元、第二热风处理单元以及第三热风处理单元)，通过各个热风处理单元实现对废热风内余热的利用以及对其含有的污染物进行净化，使得最终排放的热风为低温低污染物热风，有力的维护了生态环境的健康，实现了绿色排放。

29、在本实用新型中，在对前置干燥机构干燥后废热风进行处理时，冷却二段的热风可以通过支管(热风支管)分流到进相应热风处理单元的袋式除尘器的主风管上，并且支管上设有流量调节阀，这一设计可以通过冷却二段的热风调节进入袋式除尘器的风温，防止进袋式除尘器的废气温度低于露点温度，保证袋式除尘器的除尘效果。

30、在本实用新型中，竖炉顶部的高温烟气在抽风机的作用下进余热锅炉回收余热后，再进入电除尘器进行除尘处理，最后进入脱硫脱硝塔净化后通过烟囱排入大气。现有竖炉顶部烟气在竖炉顶部经过干燥床干燥完球团后温度通常还具有300℃左右的温度，本实用新型中将竖炉干燥段前置到竖炉外部后，使得炉顶高温烟气温度大幅提高，相比之前(干燥段未外置时)余热回收的价值大幅提高。

31、在本实用新型中，通过引入球团带冷机的冷却热风对生球进行初步热风干燥，除去生球内的绝大多数水分。之后再利用微波加热均匀、升温快的特点，进一步除去热风干燥后生球内核中少量难以去除的水分，达到彻底干燥生球并强化干燥过程、提高生球强度的目的，同时实现整个流程功耗的合理分配。相对于采用常规热风烘干存在生球内核水分难以去除、干燥时间长的缺陷；或相对于采用全微波烘干存在能耗高的问题，研究表明，全微波在干燥生球时，每脱除1kg水需要耗电1.4kw·h；生球外部比较容易脱除的水用常规热风烘干更加经济。本实用新型热风烘干串联微波干燥的方式既能够高效快速的干燥球团，提高球团强度，同时干燥成本增幅不大，综合经济效益更佳。

32、与现有技术相比较，本实用新型的有益技术效果如下：

33、1：本实用新型的前置干燥的竖炉氧化球团生产系统，在前置干燥机构中球团经过常规热风烘干串联微波烘干的独特方式干燥后生球强度大幅提高，并且微波加热均匀且升温快，干燥过程相比于传统热风烘干不容易造成生球破裂，使得生球在转运和布料到竖炉的过程中就能有效降低生球破碎的比列，可以有效提高球团的成品率和产量。

34、2：本实用新型通过热风循环干燥和多极热风余热利用和净化单元的设置，实现了整个系统高温热气的合理利用，带冷机中低温热气用来循环利用干燥生球；高温段热气用来回收余热。并且竖炉内部干燥工序前置后，竖炉顶部烟气温度提高，大幅提高了热风余热回收的价值；也即本实用新型实现了球团强度产量提高的同时，还极大的降低了能耗，节约了生产成本。

35、3：本实用新型的前置干燥的竖炉氧化球团生产系统具有结构简单，构建便利，生产投入成本低以及整体经济效益高的特点，具有优良的推广应用性能，还能够因地制宜进行设计改进。可以同时满足新厂生产或旧厂改造生产所需。

36、附图说明

37、图1为现有竖炉氧化球团生产系统结构示意图。

38、图2为本实用新型前置干燥的竖炉氧化球团生产系统的结构示意图。

39、图3为本实用新型钢带式前置干燥机构与竖炉的连接示意图。

40、图4为本实用新型链篦机干燥装置的结构示意图。

41、图5为本实用新型钢带式干燥机的结构示意图。