专利名称：烧结料层减荷装置、使用该装置的烧结机和烧结方法
技术领域：
本发明涉及烧结机，尤其涉及在该烧结机中使用的烧结料层减荷装置。
背景技术：
根据温度高低和物理化学变化， 一般将烧结料层自上而下分为五个带烧成矿带、燃烧熔融带、干燥预热带、水分冷凝带和原始烧结料带。料层单位高度的阻力损失，在干燥预热带和燃烧熔融带最大。 在干燥预热带中，湿球干燥和预热时会发生破裂，同时受到上部烧成矿带料层的压力和向下抽风的影响，使得料层孔隙度变小，阻力增加。 在燃烧熔融带中，温度高，有液相生成，液相的产生对气流阻力很大；上部烧结饼的荷重作用(包括烧成矿带烧结饼重力和抽风负压)，在燃烧熔融带中会对整个烧结饼结构的形成，尤其是下部料层，产生重要影响。 随着烧结进行，燃烧熔融带不断下移，燃烧熔融带所承受上部烧结饼的荷重也越来越大。荷重作用下，燃烧熔融带内软熔矿石的变形加剧，气流通道被堵塞，气体体积受热膨胀，燃烧熔融带温度增高、厚度加大。反过来，温度增高又会造成燃烧熔融带中的铁酸钙熔体和硅酸盐熔体的生成量增加，进一步堵塞气流通道，使得料层透气性更加恶化。
由于透气性的恶化，燃烧熔融带中的氧含量降低，不利于燃料的充分燃烧。当液相固结时上部料层的持续荷重作用造成烧成矿带孔隙度下降，阻力增大。因此，除了由于每个烧结带自身结构不同而造成料层单位高度阻力不同外，荷重作用对料层单位高度阻力的影响十分重大。 —些现有技术如强化制粒、改善原燃料粒度组成、控制合理水分含量、混合料预热
以及在烧结料中混入大的颗粒等都是通过改善烧结料层自身结构来提高透气性，而没有从根本上解决荷重作用对料层单位高度阻力的影B向，因此透气性的改善效果有限。 现有技术，例如JP2-293586、 JP4_168234、 JP5_43950、 JP6_129775、 JP6-323745、JP7-81786、JP9-4981、JP9-14857、JP10-2677、JP10-122754、JP2002-13876、JP2006-118769
等采用梯形或矩形烧结料层减荷板来减轻料层荷重并由此改善料层透气性。但是，这类减荷板存在减荷效果差、容易损坏、更换不便、成本高等缺陷。
发明内容
本发明的目的是减小荷重作用对烧结料层单位高度阻力的影响，提供能够克服上述现有技术的缺陷的烧结料层减荷装置。 根据本发明的烧结料层减荷装置包括长条形底座，构造成平行于烧结机台车行进方向安装于烧结机台车的底部；和多个直角梯形减荷板，沿底座的纵向(长度方向)可拆卸地安装于底座，其中相邻的直角梯形减荷板不分别以直角边相邻。 根据本发明的减荷装置为三件式( 一个底座和两个减荷板可拆卸地连接)，因此各单件的重量小，便于拆装。另外，每一部分的材质可以不同，减荷板因为运行环境恶劣所
3以对材质要求较高，成本较贵；而底座由于运行环境相对好一些，可以采用相对便宜的材质。此外，减荷装置采用两块直角梯形减荷板在底座上不以直角边相邻(即有间隙地布置)的结构可以在不增加减荷装置整体重量的前提下大大增加其有效支撑面积，从而能够总体上降低减荷装置的使用数量。 根据本发明的优选方面，相邻的直角梯形减荷板可以分别以斜边相邻，也可以分别以直角边和斜边相邻。 优选每个底座上安装两个直角梯形减荷板。 根据本发明的优选方面，其中一个直角梯形减荷板的高度小于另一个直角梯形减荷板的高度。这样，如果减荷装置安装成，相对于烧结机台车行进方向，后(上游端)减荷板的高度小于前(下游端)减荷板的高度，则在机尾卸料时可以减小后减荷板受到的冲击力。另外，由于前减荷板的高度仍然可以保持为最佳支撑高度，因此后减荷板高度的降低不会对减荷装置的整体支撑效果有实质性影响，并且还具有梯度支撑的效果。减荷板的高度优选设置为料层厚度的1/4-3/4。 优选底座具有纵向燕尾槽，直角梯形减荷板分别具有与底座的纵向燕尾槽接合的
榫部。更优选底座的纵向燕尾槽一端封闭，另一端开放。采用这种底座与减荷板的连接方
式，可以在安装时将燕尾槽的封闭端处于烧结机台车行进方向的前端从而防止卸料时减荷
板滑落，在燕尾槽的开放端可以采用弹簧销来固定减荷板。 优选直角梯形减荷板的横断面为S形从而增强其支撑效果。 根据本发明的烧结机包括多个具有底部的台车；安装于所述台车的底部的烧结料层减荷装置，其中减荷装置沿台车行进方向布置成至少一排；和设置在烧结机给料侧的减荷装置监测系统，用于监测未被烧结料层覆盖的减荷装置的形状变化。 根据本发明的烧结方法包括步骤将烧结料层减荷装置安装于烧结机台车的底部，其中减荷装置沿烧结机台车行进方向布置成至少一排；对所述烧结机台车提供冶金原料并对冶金原料进行烧结；以及在所述烧结机的给料侧监测未被烧结料层覆盖的减荷装置的形状变化。 通过采用减荷装置监测系统，本发明的烧结机和烧结方法可以实时分析减荷装置的缺损状态(包括断裂、表面裂纹等)，预报减荷装置的使用寿命，维护烧结机台车的正常运行，由此大大减少人工观察的劳动量和偏差性。 本发明的烧结机和烧结方法采用减荷装置支撑上部烧结料饼，减小由于重力和抽风而引起的料层收縮，减轻上部烧结料饼荷重对燃烧熔融带的影响，改善整个烧结料层的透气性，提高垂直烧结速度，在料层透气性改善的情况下进一步实施厚料层烧结，充分发挥厚料层的自动蓄势作用，进而提高烧结生产率，降低能耗，减少污染物排放，同时保证了烧结矿质量。
图1是根据本发明的烧结机的结构示意图； 图2是根据本发明的减荷装置在烧结机台车的底部上的布置示意图； 图3是根据本发明的减荷装置的结构示意图； 图4是根据本发明的减荷装置在台车卸料时的受力示意图。
具体实施例方式
以下参照附图对本发明进行详细说明。本领域技术人员应当理解，以下的实施方 式仅用于说明目的，并非用以限制本发明。 如图1所示，总体表示为100的带式烧结机包括多个具有底部的台车2，用于运载 烧结原料10 (见图4)，并使烧结原料10从烧结机的给料侧(图示左侧)经烧结后被运送至 卸料侧(图示右侧)。在烧结机100的给料侧设置有监控系统或监测系统，其用途将会在以 下详细描述。 如图2所示，台车2沿其行进方向(图1和图4所示箭头方向)设置有多列烧结 料层减荷装置(图示为2列)，每个烧结料层减荷装置包括两个减荷板la和lb以及一个长 条形底座lc(见图3)。两个减荷板la和lb沿前后方向(烧结机100的台车2在运载烧结 原料10时的行进方向)可拆卸地安装在底座lc上。需要注意，本发明采用的减荷板la或 lb的形状优选为大致直角梯形形状，同一烧结料层减荷装置的两个减荷板la和lb不采用 直角边相邻的方式安装在底座lc上，以使减荷板la和lb之间留有间隙从而具有更大的有 效支撑面积。 图3示出了减荷装置的一种示例性结构，其中底座lc具有燕尾槽11以与减荷板 la和lb的相应榫部接合。优选燕尾槽11 一端开放而另一端(行进方向的下游端)封闭， 这样一方面便于安装减荷板，另一方面在卸料时可以防止减荷板滑出底座。当然，减荷板la 和lb也可以采用其它可拆卸地方式安装于底座lc，例如螺栓连接。 图4示出了根据本发明的减荷装置在不同位置时与烧结原料(通常称为烧结 饼)10的接合或接触状态。沿台车2的行进方向，上游端的(后)减荷板la的高度要小于 下游端的(前)减荷板lb的高度。这样，在卸料时，烧结饼10对减荷板的重力和惯性冲击 会被避免或者最小化。 另外，减荷板的横断面形状也可以是S形以增加对烧结饼10的有效支撑面积。当
然减荷板的表面也可以设计为波纹状凹凸槽或者采用表面耐高温和耐腐蚀涂层。 重新参见图l，本发明的烧结系统还包括减荷装置监测系统，设置在烧结机100的
给料侧，用于监测减荷装置形状变化例如未被料层覆盖的减荷板的缺损状态。这种监测系
统例如可以由CCD摄像头、图像采集卡和计算机三部分组成，计算机对采集到的图像进行
处理，实时分析判断减荷板的缺损状态，在此不再详述描述监测系统各个部分的具体结构
和功能，因为这已经为本领域技术人员所熟知。
权利要求
一种烧结料层减荷装置，包括长条形底座，构造成平行于烧结机台车行进方向安装于烧结机台车的底部；和多个直角梯形减荷板，沿所述底座的纵向可拆卸地安装于所述底座，其特征在于，相邻的直角梯形减荷板不分别以直角边相邻。
2. 根据权利要求l的烧结料层减荷装置，其中相邻的直角梯形减荷板分别以斜边相邻。
3. 根据权利要求l的烧结料层减荷装置，其中相邻的直角梯形减荷板分别以直角边和 斜边相邻。
4. 根据权利要求l的烧结料层减荷装置，其中所述多个直角梯形减荷板为两个直角梯 形减荷板。
5. 根据权利要求4的烧结料层减荷装置，其中一个直角梯形减荷板的高度小于另一个直角梯形减荷板的高度。
6. 根据权利要求5的烧结料层减荷装置，其中所述底座具有纵向燕尾槽，所述直角梯形减荷板分别具有与所述底座的纵向燕尾槽接合的榫部。
7. 根据权利要求6的烧结料层减荷装置，其中所述底座的纵向燕尾槽一端封闭，另一端开放，较高直角梯形减荷板安装在封闭端，较低直角梯形减荷板安装在开放端。
8. 根据权利要求1的烧结料层减荷装置，其中所述直角梯形减荷板的横断面为S形。
9. 一种烧结机，包括 多个具有底部的台车；安装于所述台车的底部的根据权利要求1-8之一的烧结料层减荷装置，其中所述烧结 料层减荷装置沿烧结机台车行进方向布置成至少一排；禾口设置在烧结机给料侧的减荷装置监测系统，用于监测未被烧结料层覆盖的减荷装置的 形状变化。
10. —种烧结方法，包括步骤将根据权利要求1-8之一的烧结料层减荷装置安装于烧结机台车的底部，其中所述烧 结料层减荷装置沿烧结机台车行进方向布置成至少一排；对所述烧结机台车提供冶金原料并对冶金原料进行烧结；以及 在所述烧结机的给料侧监测未被烧结料层覆盖的减荷装置的形状变化。
全文摘要
烧结料层减荷装置、使用该装置的烧结机和烧结方法。该烧结料层减荷装置包括长条形底座，构造成平行于烧结机台车行进方向安装于烧结机台车的底部；和多个直角梯形减荷板，沿底座的纵向(长度方向)可拆卸地安装于底座，其中相邻的直角梯形减荷板不分别以直角边相邻。这种减荷装置的结构可以在不增加减荷装置整体重量的前提下大大增加其有效支撑面积。另外，由于减荷装置可以为例如三件式，因此各单件的重量小，便于拆装。另外，每一部分的材质可以不同，从而降低制造成本。
文档编号F27B21/00GK101694349SQ20091007899
公开日2010年4月14日 申请日期2009年3月3日 优先权日2009年3月3日
发明者刘征建, 国宏伟, 左海滨, 张建良, 杨天钧 申请人:北京科技大学;