烧结矿温分式冷却方法及温分式卸料装置与流程

本发明涉及冶金技术领域，特别是在高炉炼铁中，用于对高温烧结矿进行冷却的布料方法。本发明还涉及在所述方法中使用的温分式卸料装置。

背景技术：

烧结矿是高炉炼铁的一种主要原料。高温烧结矿是铁矿石、焦粉以及一些添加剂等经过充分混合后，被均匀布置在烧结机上，点火炉将料层的上表面点燃，在抽风负压作用下，沿着烧结原料层逐渐向下燃烧直到料层底部。

在料层烧结过程中，下层料层燃烧时所需的助燃空气要经过烧结完成的上层料层，此处助燃空气通常为常温空气，在经过上层已烧结完成的烧结矿层的过程中将会冷却上层烧结矿层，这样烧结机上烧结矿层上层料层温度将随烧结时间逐渐降低，而下层料层由于燃烧作用料层温度将逐渐升高，所以烧结机尾部料层任意断面上不同料层高度烧结矿层的温度不同，一般呈现上层温度低下层温度高，随料层高度逐渐变化的状态。

在烧结机尾部，台车内所有烧结矿在重力作用下卸料，经单齿辊破碎机破碎后落入环冷机布料装置内，烧结矿被均匀布置在环冷机台车上，冷却空气从台车下部篦板进入环冷机台车内部与烧结矿进行充分热交换，烧结矿冷却的同时冷却空气被加温为热烟气，热烟气从环冷机台车顶部排出。进入环冷机高温烧结矿的初始温度为全部烧结矿的平均温度，环冷机将高温烧结矿冷却到常温便于后续筛分运输等工艺。

当前余热利用的方式主要是在环冷机台车上部设置一个或多个集热罩将烧结矿冷却过程中产生热烟气收集，将收集热烟气送入余热利用系统将其加以利用。

研究表明，烧结机尾部台车内烧结矿层的温度沿高度方向分布差别较大，如图1所示，上表面烧结矿层温度已为环境温度，远低于环冷机内烧结矿的卸矿温度，而下层烧结矿层温度由于燃烧作用，处于高温状态。图2为传统冷却工艺烧结矿卸料示意图，烧结机1＇的尾部台车2＇内的烧结矿层统一进 行卸料，进入单齿辊破碎机3＇进行破碎，利用烧结机卸矿斗4＇进行收集后，进入环冷机布料装置5＇，利用布料装置将破碎后烧结矿均匀布置在环冷机台车6＇上进行冷却作业，此种方式存在以下问题：

其一，低温烧结矿层温度远低于环冷机卸料温度，无需进入环冷机进行冷却作业，传统冷却工艺增加了环冷机不必要的烧结矿处理量。

其二，当前采用烧结矿循环冷却余热回收工艺，进入环冷机台车的冷却空气的温度已高于低温烧结矿层的温度，所以低温烧结矿层将会吸收冷却空气的热量，降低烧结矿余热烟气温度。

因此，如何减少环冷机处理量，降低环冷机的成本，提高烧结矿余热回收量，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种烧结矿温分式冷却方法。该方法通过改进烧结矿的卸料方式以及在环冷机上的布料方式，可显著减少环冷机处理量，降低环冷机的成本，提高烧结矿余热回收量。

本发明的另一目的是提供一种在所述方法中使用的温分式卸料装置。

为实现上述目的，本发明提供一种烧结矿温分式冷却方法，包括：

根据烧结机尾部烧结机台车内烧结矿层温度分布，将温度低于环冷机卸料温度的烧结矿层确定为低温烧结矿层，将温度高于环冷机卸料温度的烧结矿层确定为高温烧结矿层；

在烧结机尾部进行温分式卸料，实现低温烧结矿层与高温烧结矿层分离，其中，低温烧结矿层破碎后不进入环冷机，直接传送至后续筛分工序，高温烧结矿层经破碎后进入环冷机进行冷却作业；

进行温分式卸料时，在烧结机尾部设置斜向的铲料板，铲料板顶端在高温和低温烧结矿层的分离面位置，铲料板顶端的横向位置处于烧结矿开始卸料位置处，并直接与烧结矿层接触，利用料层在重力作用下的自然卸料，将高温和低温烧结矿层分离。

进一步地，利用设置于烧结机尾部的温度检测装置测定烧结矿的温度分布，根据烧结矿层的温度确定高温与低温烧结矿层的分离位置，之后调节铲 料板的角度和横向位置，使铲料板的顶端处于分离位置。

进一步地，首先根据温度检测装置的检测结果，确定铲料板顶端的合适高度；

当烧结矿层的温度上升时，铲料板的角度增大，铲料板的顶端上升至低温与高温烧结矿层分离高度；当烧结矿层的温度降低时，铲料板的角度减小，铲料板的顶端下降至低温与高温烧结矿层分离高度；

然后调节铲料板顶端的横向位置，使其始终处于烧结矿的卸料点的位置，当铲料板的顶端处于卸料点左侧时，铲料板向右移动，使铲料板顶端处于卸料点位置；当铲料板的顶端处于卸料点右侧时，铲料板向左移动，使铲料板顶端处于卸料点位置。

为实现上述第二目的，本发明还提供一种温分式卸料装置，包括烧结机和烧结机卸矿斗，还包括烧结机卸料分离装置，其用于在卸料时将高温和低温烧结矿层进行分离；所述烧结机卸矿斗包括位于所述烧结机尾部的第一卸矿斗和第二卸矿斗；所述第一卸矿斗对应于所述烧结机卸料分离装置的高温烧结矿卸料位置，其上方设高温烧结矿破碎机，所述第二卸矿斗对应于所述烧结机卸料分离装置的低温烧结矿卸料位置，其上方设低温烧结矿破碎机。

优选地，所述烧结机卸料分离装置包括：

铲料板，在烧结机尾部从卸料处向前下方倾斜布置；

轨道，其上可横向移动地安装所述铲料板；

液压缸，用于从下方支撑所述铲料板，其通过伸缩带动所述铲料板绕底部支点摆动，以调节所述铲料板相对于水平面的角度。

优选地，进一步包括：

温度检测装置，设于烧结机尾部，用于检测烧结机尾部烧结矿卸料台车内烧结矿的料层温度分布数据；

自动控制装置，用于根据所述料层温度分布数据，确定高温与低温烧结矿层的分离位置，并调节所述铲料板的角度和横向位置，使铲料板的顶端处于高温与低温烧结矿层的分离位置。

优选地，所述铲料板底部设有车轮，并通过所述车轮可横向移动地安装于所述轨道。

优选地，所述铲料板设有硬度和强度大于其本体的铲料头。

优选地，所述铲料板呈“凸”字形，其中间凸起部分的上边沿为铲料板的顶端

优选地，所述铲料板在侧面上呈向前上方拱起的弧形。

本发明根据烧结机台车内烧结矿层温度分布，将温度低于环冷机卸料温度的烧结矿层确定为低温烧结矿层，其余确定为高温烧结矿层，利用烧结机卸料分离装置，在烧结机尾部卸料时进行温分式卸料，实现高温烧结矿层与低温烧结矿层分离，对两种料层采用不同的适合的冷却工艺，低温烧结矿层破碎后不再进入环冷机，直接传送至后续筛分工序，高温烧结矿层经破碎后进入环冷机进行冷却作业。如此可以解决传统冷却工艺问题：

一方面，低温烧结矿层直接进入后续筛分工序，减少了环冷机处理量，环冷机面积和风量可以大大减少，降低了环冷机的建造成本和运行成本。

另一方面，仅高温烧结矿层进入环冷机内烧结矿初始温度提高，热烟气的温度将大幅升高，提高了烧结矿余热回收量。

附图说明

图1为烧结机任意高度料层温度随时间变化的示意图；

图2为传统冷却工艺烧结矿卸料示意图；

图3为本发明所提供温分式卸料装置的结构示意图；

图4为图3的A向视图。

图1、图2中：

烧结机1＇ 尾部台车2＇ 单齿辊破碎机3＇ 烧结机卸矿斗4＇环冷机布料装置5＇ 环冷机台车6＇

图3、图4中：

1.烧结机 2.铲料板 3.轨道 4.液压缸 5.车轮 6.第一卸矿斗7.第二卸矿斗 8.单辊破碎机 9.环冷机布料装置 10.环冷机 11.双齿辊破碎机 12.温度检测装置

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

本发明提供的烧结矿温分式冷却方法如下：

首先，根据烧结机台车内烧结矿层温度分布，将温度低于环冷机卸料温度的烧结矿层确定为低温烧结矿层，其余确定为高温烧结矿层；

然后，在烧结机尾部卸料时进行温分式卸料，实现低温烧结矿层与高温烧结矿层分离，其中，低温烧结矿层破碎后不进入环冷机，直接传送至后续筛分工序，高温烧结矿层经破碎后进入环冷机进行冷却作业。

使用下文中的温分式卸料装置进行温分式卸料时，在烧结机尾部设置斜向的铲料板2，铲料板顶端在高温和低温烧结矿层的分离面位置，铲料板顶端的横向位置处于烧结矿开始卸料位置处，并直接与烧结矿层接触，利用料层在重力作用下的自然卸料，将高温和低温烧结矿层分离。

具体地，利用设置于烧结机尾部的温度检测装置测定烧结矿的温度分布，根据烧结矿层的温度确定高温与低温烧结矿层的分离位置，之后调节铲料板2的角度和横向位置，使铲料板2的顶端处于分离位置。

在调节铲料板2时，首先根据温度检测装置的检测结果，确定铲料板顶端的合适高度，当烧结矿层的温度上升时，铲料板2的角度增大，铲料板2的顶端上升至低温与高温烧结矿层分离高度；当烧结矿层的温度降低时，铲料板2的角度减小，铲料板2的顶端下降至低温与高温烧结矿层分离高度；然后调节铲料板顶端的横向位置，使其始终处于烧结矿的卸料点的位置，当铲料板2的顶端处于卸料点左侧时，铲料板2向右移动，使铲料板顶端处于卸料点位置；当铲料板2的顶端处于卸料点右侧时，铲料板2向左移动，使铲料板顶端处于卸料点位置。

请参考图3、4，图3为本发明所提供温分式卸料装置的结构示意图；图4为图3的A向视图。

在一种具体实施方式中，本发明提供的温分式卸料装置主要由烧结机1、烧结机卸矿斗及烧结机卸料分离装置等组成。

烧结机卸料分离装置用于在卸料时将高温和低温烧结矿层进行分离，主要由铲料板2、轨道3及液压缸4等构成，其中，铲料板2在烧结机1尾部 从卸料处向前下方倾斜布置，其在侧面上呈向前上方拱起的弧形，在A向上呈“凸”字形，中间凸起部分的上边沿为铲料板的顶端，此处安装硬度和强度大于其本体的铲料头，铲料板2底部设有车轮5，并通过车轮5可横向移动地安装在轨道3上，液压缸4从下方竖向支撑铲料板2，能够通过伸缩带动铲料板2绕底部支点摆动，以调节铲料板2相对于水平面的倾斜角度。

烧结机1尾部的烧结机卸矿斗有两个，分别为第一卸矿斗6和第二卸矿斗7，第一卸矿斗6对应于烧结机卸料分离装置的高温烧结矿卸料位置，其上方设置单辊破碎机8，用于破碎高温烧结矿，下方设有环冷机布料装置9和环冷机10，第二卸矿斗7对应于烧结机卸料分离装置的低温烧结矿卸料位置，其上方设置双齿辊破碎机11，用于破碎低温烧结矿，并且保持高温和低温烧结矿层的分离状态。

铲料板2的角度和横向位置调节通过温度检测装置12和自动控制装置(图中未示出)实现。

温度检测装置设于烧结机1尾部，用于检测烧结机尾部烧结矿卸料台车内烧结矿的料层温度分布数据。

自动控制装置用于根据所述料层温度分布数据，确定高温与低温烧结矿层的分离位置，并调节铲料板2的角度和横向位置，使铲料板2的顶端处于高温与低温烧结矿层的分离位置。

上述温分式卸料装置的工作原理如下：

当烧结机台车进入卸料位置时，台车随烧结机尾部星轮发生翻转，烧结矿层在重量的作用下实现卸料，由于低温烧结矿层位于上部，其卸料和翻转的半径比高温烧结矿层大，所以铲料板2设置在分界面位置，利用料层在重力作用的自然卸料，烧结矿将以一定的速度冲向铲料板2，烧结矿层将破碎分离。

铲料板2的顶端直接与烧结矿层接触，实现高温与低温烧结矿层的分离，铲料板2的顶端的横向位置处于烧结矿开始卸料位置处，可利用车轮5在轨道3上的移动来调节铲料板顶端的横向位置，铲料板2的顶端的高度位置决定了高温和低温烧结矿层的分离位置，可利用液压系统调整铲料板2的角度来调节铲料板顶端的高度位置，本文利用设置于尾部的温度检测装置测定烧 结矿层的温度分布，根据烧结矿的温度确定合适的高温与低温烧结矿层的分离高度，之后利用调节铲料板2的角度，使铲料板2的顶端的高度位置处于合理的高度，如此实现了高温和低温烧结矿层的分离，分离后的低温烧结矿层被双齿辊破碎机破碎后，直接被利用，高温烧结矿则进入环冷机10内进行冷却作业。

铲料板2的调节过程如下：首先根据温度检测装置的检测结果，确定铲料板2顶端的合适高度，利用液压系统进行调节，根据料层温度分布状况进行调节，烧结矿层的温度上升时，铲料板2的角度增大，铲料板2的顶端上升至低温与高温烧结矿层分离高度；烧结矿层的温度降低时，铲料板2的角度减小，铲料板2的顶端下降至低温与高温烧结矿层分离高度；然后利用移动车轮调节铲料板2的顶端的横向位置，根据烧结矿顶端的横向位置与烧结矿的卸料点位置情况，使其始终处于烧结矿的卸料点的位置，即铲料板2的顶端处于卸料点左侧时，利用车轮5向右移动，使铲料板顶端处于卸料点位置；相反铲料板2的顶端处于卸料点右侧时，利用车轮5向左移动，使铲料板顶端处于卸料点位置。

由于低温烧结矿层直接进入后续筛分工序，减少了环冷机处理量，环冷机面积和风量可以大大减少，降低了环冷机10的建造成本和运行成本，同时，仅高温烧结矿层进入环冷机10，环冷机10内烧结矿初始温度提高，热烟气的温度将大幅升高，提高了烧结矿余热回收量。

当然，烧结矿冷却机并不局限于环式冷却机，还可以是立式冷却机或带式冷却机等，而且，第一卸矿斗6和第二卸矿斗7的位置并不完全局限在正下方和斜下方，可以根据需要进行调整。

以上对本发明所提供的烧结矿温分式冷却方法及温分式卸料装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。