一种送料设备的制作方法

本实用新型属于冶金设备技术领域，尤其涉及一种用于为转底炉均匀供料的送料设备。

背景技术：

转底炉是一种在1200℃～1400℃高温下，对物料进行直接还原的装置。物料主要由含碳还原材料和铁氧化物构成。转底炉的还原炉底是一个圆环型回转台，工作时将颗粒、球团等松散物料散布在炉底上，炉底带动物料一起转动，在炉膛内高温下还原。

由于转底炉的炉底为圆形，其径向各个位置的线速度并不相同。将颗粒、球团等松散物料均匀散布在这样连续移动且各点位移速度并不相同的料台上很难实现。如果不能实现均匀、连续、等厚布料，一方面物料在炉膛内受热程度不一，影响物料的还原品质，导致生产率低下；另一方面物料不连续，厚度较薄处易熔化，给出料造成困难，还侵蚀炉底影响正常生产。

现在的转底炉供料装置，存在噪音大，供料不精确，布料不均匀，易损坏，维修不方便等诸多问题。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型提出一种利用物料的自重及不同转速的进料螺旋为转底炉送料的设备，可保证炉底上物料的均匀，设备结构简单，维修方便。

本实用新型的目的之一是提供一种送料设备，包括输送装置、储料仓和控制器；

所述输送装置包括物料盒和位于其内的多个并行排列的进料螺旋，所述物料盒的相对的A侧壁和B侧壁与所述进料螺旋的中线轴线平行，所述进料螺旋的进料端可旋转的固定在所述物料盒的C侧壁上，相邻的所述进料螺旋之间设有隔板，所述物料盒底面与水平面的夹角为20～45°，物料盒出料端低于进料端，所述进料螺旋的驱动器连接变频器，所述变频器连接所述控制器；

所述储料仓由a、b、c、d四个侧壁围成，上下开口，所述储料仓倾斜的安装在所述输送装置的上方，所述储料仓与水平方向的夹角为30～90°，所述储料仓的a侧壁连接所述物料盒的A侧壁，所述储料仓的b侧壁连接所述物料盒的B侧壁，所述储料仓的c侧壁和d侧壁位于所述进料螺旋进料端的上方，所述储料仓的侧壁上装有料位计，所述料位计连接所述控制器。

作为本实用新型优选的方案，所述进料螺旋的进料端螺旋叶片的直径小于出料端螺旋叶片的直径。优选的，进料端螺旋叶片的直径小于等于出料端螺旋叶片直径的三分之二。

作为本实用新型优选的方案，所述物料盒的材质为钢板或陶瓷材料。

作为本实用新型优选的方案，在所述物料盒的出料口的盒底上表面设有凸起的系列条纹，所述条纹沿所述进料螺旋的轴向延伸。

作为本实用新型优选的方案，所述隔板的顶端高于所述进料螺旋的顶端。

作为本实用新型优选的方案，所述物料盒的底部设有筛孔。

本实用新型的一些实施例中，所述进料螺旋的数量优选为3～20个。

本实用新型的另一目的是提供一种利用上述的送料设备，为转底炉送料的方法，包括以下步骤：

将物料加入所述储料仓，确定转底炉的总进料量Q_z；

由所述转底炉炉底的外圈到内圈，依次对应的所述进料螺旋的进料量比例为：Q₁:Q₂:…:Q_n＝D₁:D₂:…:D_n，其中，D_n为所述进料螺旋对应的环中径，n为整数，Q₁+Q₂+…Q_n＝Q_z；

由Q₁，Q₂，…Q_n计算出对应所述进料螺旋的转速R₁，R₂，…R_n；

根据所述进料螺旋的转速R₁，R₂，…R_n设置控制器，启动所述驱动器，带动所述进料螺旋转动，所述物料沿所述进料螺旋进入转底炉；

所述料位计监测所述储料仓的物料量，并将所述储料仓的物料量发送给控制器，当所述储料仓的物料量下降至1/3仓位时，停止炉底内环第一个进料螺旋的运转，随着所述储料仓的物料量由1/3仓位下降至零，所述进料螺旋由内环到外环依次关闭；随着所述储料仓的物料量由2/3仓位升至满仓位时，所述进料螺旋由外环到内环依次重新启动。

作为本实用新型优选的方案，所述物料由所述进料螺旋的进料端移动到出料端的过程中，小颗粒的物料通过所述筛孔落下，不进入转底炉。

作为本实用新型优选的方案，所述进料螺旋的转速≤100r/min。

本实用新型提供的送料设备及方法，利用不同转速的进料螺旋在炉底上铺设等厚的物料层，实现了转底炉的均匀布料；利用物料的自重使物料移动，减少了送料设备的能量消耗；通过筛孔去除不合格的物料，避免了碎料、粉料进入转底炉；储料仓的仓位下降时，可关闭部分进料螺旋，避免料层厚度对产品品质的影响。

附图说明

图1是本实用新型实施例的送料设备的结构示意图。

图2是本实用新型实施例的送料设备的侧视图。

图3是本实用新型实施例的输送装置的俯视图。

图4是本实用新型实施例的送料设备安装在转底炉的示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本实用新型的方案及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本实用新型的限制。

本实施例将转底炉的炉底假设为一组同心圆，炉底旋转时，每个圆环的线速度不相同，使得其所需的进料量也不相同，所以每个圆环对应设置一个进料螺旋，通过控制进料螺旋转速，即可控制相应的进料量，满足转底炉进料的需求。

送料设备设置于炉底的正上方，进料螺旋与炉底的径向垂直，输送物料时，物料由送料设备自行落至炉底上。

如图1和图2所示，本实施例提供一种送料设备，包括输送装置1、储料仓2和控制器3。储料仓2内的物料通过输送装置1传送进转底炉，控制器3可控制输送装置1的工作。

输送装置1包括物料盒11和位于物料盒11内的多个并行排列的进料螺旋12。进料螺旋12将储料仓2内的物料导入转底炉。输送装置1的末端伸入炉膛内，尽量与炉底接近，减少物料滑落炉底而碎裂，影响还原效果，优选输送装置1与炉底的垂直距离为50mm-500mm。

物料盒11的侧壁为U形，即物料盒11的侧壁由相连的A侧壁、C侧壁和B侧壁构成，出料口端开放，不设置侧壁，便于物料的流出。

进料螺旋12的进料端可旋转的固定在物料盒的C侧壁上，物料盒的A侧壁和B侧壁与进料螺旋的中心轴线平行。A侧壁和B侧壁可保证进料螺旋12旋转时，物料不会散落到输送装置1外。

物料盒11倾斜设置，倾斜角度可根据需求进行调整。运行时，倾斜角度应大于物料在物料盒上自由滑落的最小角度，优选的物料盒11底面与水平面的夹角为20～45°，物料盒出料端低于进料端。进料螺旋12不旋转时，进料螺旋12阻止物料的下落，使得物料处于静止状态。进料螺旋12旋转时，物料跟随进料螺旋12的转动下落。本实施例的送料设备，充分利用物料的自重，减少设备的能量消耗，更适用于密度较大，物料球团较重的物料，密度较小的物料可能被进料螺旋甩出。

如图1和图3所示，进料螺旋12由驱动器13带动旋转。本实施例中，驱动器13为电机，每个进料螺旋12均有自己的驱动器13，不同的驱动器13连接不同的变频器14。通过变频器14控制电机的供电频率即可实现对进料螺旋12转速的控制。变频器14连接控制器3，控制器3控制变频器14和整个送料设备的工作。

进料螺旋12的进料端螺旋叶片121的直径小于出料端螺旋叶片122的直径。换句话说，进料螺旋12为变径螺旋，料仓外部分螺旋叶片较大，料仓内部分螺旋叶片较小，其也可由料仓外向内逐渐变小。进料端螺旋叶片121的直径小于等于出料端螺旋叶片122直径的三分之二，甚至在料仓内部分螺旋的可以无叶片。料仓内的螺旋叶片的直径小，是为了方便输送物料，放置物料的堆积，造成堵料。螺旋叶片在料仓外变大，可防止物料过快下落，避免物料倾泻而下。进料螺旋12的总长度优选为1000mm-5000mm。

相邻的进料螺旋之间设有隔板15，隔板15可防止一个进料螺旋输送的物料散落到相邻的另一进料螺旋中。优选的，隔板的高度高出进料螺旋10mm。

为了适应工作的需要，物料盒11和隔板15的材质为钢板或陶瓷材料等耐磨损、耐热材料。

物料盒11的长度大于进料螺旋12的长度，物料盒11的表面要光滑平整，方便物料自由下落。在物料盒11的末端，即物料盒11的出料口处的盒底上设有一系列凸起的条纹。条纹可使物料离开进料螺旋后均匀下落到炉底上。

进料螺旋12与物料盒11的底面及两边侧面之间留有间隙，间隙应小于合格物料最小粒径的二分之一，避免物料卡入。

如图4所示，送料设备位于炉底的内边41和外边42之间，物料盒11出料口的边与炉底的径向平行。在物料盒11的底部设有筛孔16，筛孔16的主要作用是为了控制进入转底炉的物料的尺寸，防止易熔化的碎料和粉料入炉，影响生产。筛孔16可为圆形、方形等形状，优选为长条形，尺寸根据实际需要进行调整。

输送装置1中，进料螺旋的数量优选为3～20个，具体数量根据炉底环形的宽度、合格物料的粒度及进料螺旋的直径等参数确定。优选的，进料螺旋12的直径为优选20mm-500mm。

运行时，进料螺旋的转速不易过高，最好不超过100r/min，以免高速运转，将物料甩出。

如图1和图2所示，储料仓2是由a、b、c、d四个侧壁围成方形直筒，上下开口，a侧壁与b侧壁相对，c侧壁与d侧壁相对，顶部开口接收皮带运输过来的物料，底部开口将物料送入进料螺旋12。储料仓2倾斜的安装在输送装置1的上方，储料仓2与水平方向的夹角为30～90°。储料仓2倾斜设置，可储存更多物料，减轻物料挤压，使得物料在储料仓的出料口较松散。

储料仓的a侧壁连接物料盒的A侧壁，储料仓的b侧壁连接物料盒的B侧壁，储料仓的c侧壁和d侧壁位于进料螺旋进料端的上方。邻进料螺旋出料端的c侧壁与进料螺旋之间具有缝隙，其缝隙大小既不至于使物料卡在缝隙中，又能防止物料大量倾泄。储料仓的a侧壁和物料盒的A侧壁可以制作成一体的，也可以分别制成后固定连接，储料仓的b侧壁和物料盒的B侧壁亦是如此。

储料仓2的侧壁上装有料位计21，料位计21连接控制器3。料位计21用于监测储料仓2内的物料量，并将信息发送给控制器3，以便控制器3控制送料设备的工作。

另一方面，本实施例提供一种利用上述的送料设备，为转底炉送料的方法，包括以下步骤：

1、将物料加入储料仓，确定转底炉的总进料量Q_z。

2、由转底炉炉底的外圈到内圈，依次对应的进料螺旋的进料量比例为：Q₁:Q₂:…:Q_n＝D₁:D₂:…:D_n，其中，D_n为进料螺旋对应的环中径，n为整数，Q₁+Q₂+…Q_n＝Q_z。

3、由Q₁，Q₂，…Q_n计算出对应进料螺旋的转速R₁，R₂，…R_n。

4、根据进料螺旋的转速R₁，R₂，…R_n设置控制器，启动驱动器，带动进料螺旋转动，物料沿进料螺旋进入转底炉；物料由进料螺旋的进料端移动到出料端的过程中，小颗粒的不合格物料及粉料通过筛孔落下，不进入转底炉。

5、料位计监测储料仓的物料量，并将储料仓的物料量发送给控制器，当储料仓的物料量下降至1/3仓位时，停止炉底内环第一个进料螺旋的运转，随着储料仓的物料量由1/3仓位下降至零，进料螺旋由内环到外环依次关闭；随着储料仓的物料量由2/3仓位升至满仓位时，进料螺旋由外环到内环依次重新启动。转底炉布料原则为：布料厚度始终保持一定值，优先采用外环焙烧，生产波动时，最内环可不布料焙烧。由于转底炉出料口位于外侧，故为方便转底炉出料，在料少时优先布料于炉底外环。

在步骤2中，D_n为进料螺旋对应的环中径。将转底炉的环形炉底抽象分割为一系列等环宽的同心圆环，D_n为进料螺旋对应的那一圆环的环中径。

上述的送料方法中，进料螺旋的转速≤100r/min。

本实施例中，驱动器电机的转速与频率公式：

n＝60f/p

式中：n—电机转速(转/分)60—每分钟(秒)f—电源频率(赫兹)P—电机旋转磁场的极对数。

进料螺旋进料量公式：

Q＝60λπ/4(D²-d²)vsρ

式中：Q——进料螺旋输送能力，t/h；D——螺旋直径，m；d——进料螺旋中轴直径，m；S——螺距，m；v——进料螺旋转速，r/min；ρ——粉料堆积密度，t/m3；λ——物料填充系数，球团填充系数为0.05-0.25。当螺旋直径D、螺距S、粉料堆积密度ρ和物料填充系数λ确定后，进料螺旋的进料量由进料螺旋转速v决定，即只要改变进料螺旋转速就可以改变进料螺旋的给料能力，使其适合不同的物料定量需求。该进料螺旋采用变速电机驱动，而电机转速与电机供电频率成正比。

因此，进料螺旋的给料能力与电机供电频率之间呈线性关系，只要通过计算机计算，设置改变电机供电频率就可以达到改变进料螺旋进料量以适应转底炉环形圈所需布料量的目的，保证转底炉布料等厚、均匀。

传统转底炉进料流程为：物料烘干—冷却—缓冲仓—给料仓—筛分—布料—转底炉焙烧。采用本实施例的设备的进料流程为：物料烘干—储料仓—布料—转底炉焙烧。采用本实施例的送料设备，可以节省占用空间较大缓冲仓以及入缓冲仓的冷却工序，烘干后球团带着热量直接进入转底炉，达到一定的节能降耗的效果。

本实施例的送料设备及方法，利用物料的自重使物料移动，通过控制不同进料螺旋的不同转速，在炉底上铺设等厚的物料层，储料仓的仓位下降时，可关闭部分进料螺旋，避免料层厚度对产品品质的影响。

实施例1

本实施例选用的转底炉环形炉底内径4m，外径5m。送料设备设有4个并排的进料螺旋，物料盒与水平面的倾斜角度为30°，储料仓与水平方向的夹角为45°。进料螺旋在储料仓内部分的螺旋叶片直径90mm，螺距200mm，储料仓外螺旋叶片的直径240mm，螺距200mm，进料螺旋长度为1600mm。在物料盒出料口处的凸起条纹的高度为2mm，条纹区域长度为200mm。物料盒的底面设有筛孔，筛孔为长20mm宽3mm的长条型筛孔。

采用本实施例的送料设备为转底炉送料的流程为：

1、将物料加入储料仓，确定转底炉的总进料量Q_z为667kg/h。

2、由转底炉炉底的外圈到内圈，依次对应的进料螺旋的进料量比例为：Q₁:Q₂:Q₃:Q₄＝D₁:D₂:D₃:D₄，Q₁+Q₂+Q₃+Q₄＝Q_z，Q₁为181kg/h，Q₂为171kg/h，Q₃为162kg/h，Q₄为153kg/h。

3、由Q₁，Q₂，Q₃，Q₄计算出对应进料螺旋的转速R₁，R₂，R₃，R₄；R₁为60.2r/min，R₂为57.1r/min，R₃为54r/min，R₄为50r/min。

4、根据进料螺旋的转速R₁，R₂，R₃，R₄设置控制器，启动驱动器，带动进料螺旋转动，物料沿进料螺旋进入转底炉；物料由进料螺旋的进料端移动到出料端的过程中，小颗粒的不合格物料及粉料通过筛孔落下。

5、料位计监测储料仓的物料量，并将储料仓的物料量发送给控制器，当储料仓的物料量下降至1/3仓位时，停止炉底内环第一个进料螺旋的运转，随着储料仓的物料量由1/3仓位下降至零，进料螺旋由内环到外环依次关闭；随着储料仓的物料量由2/3仓位升至满仓位时，进料螺旋由外环到内环依次重新启动。

需要说明的是，以上参照附图所描述的各个实施例仅用以说明本实用新型而非限制本实用新型的范围，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下对本实用新型进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本实用新型的范围之内。此外，除上下文另有所指外，以单数形式出现的词包括复数形式，反之亦然。另外，除非特别说明，那么任何实施例的全部或一部分可结合任何其它实施例的全部或一部分来使用。