本发明涉及烧结矿烧结系统，尤其涉及一种间隔布料的烧结机及烧结工艺。
背景技术：
钢铁的生产需要以铁矿石为原料，经过带式烧结机造块处理，最后进入高炉完成冶炼。烧结机焙烧是这个过程中非常重要的一个环节，当前带式烧结机的焙烧工艺过程如图1至图3所示。带式烧结机主要由头轮装置1、尾轮装置2、布料装置3、烧结机台车4、破碎装置5以及环式冷却机6等部分组成。头轮装置1和尾轮装置2旋转，带动烧结机台车4匀速向前运动，静止的布料装置3将铁矿石粉末、焦炭、石灰石及添加剂充分混合成混合料7后，均匀布置在烧结机台车4内。烧结机台车4布料完成后向前运动，布料装置3为后一台烧结机车4布料。布料完成后，开始烧结。点火装置将烧结机台车4内顶部混合料7点燃，在送风系统负向风压的作用下，混合料7完全燃烧，形成整块烧结矿，完成造块处理。接下来，烧结矿在尾轮装置2处卸下，进入破碎装置5进行破碎。破碎后的烧结矿颗粒再进入环式冷却机6进行冷却，经充分冷却的烧结矿颗粒可备后续加工处理，至此完成整个烧结流程。
当前带式烧结机烧结的过程中，布料装置3将混合料7均匀布置在烧结机台车4内，烧结完成后的烧结矿强度高且强度各向同性。破碎装置5难以将高强度的烧结矿破碎成尺度合乎要求的颗粒，同时环式冷却机6在冷却烧结矿颗粒的过程中也存在诸多的问题。
目前在烧结工艺过程中通常存在如下问题：
1、当前烧结工艺采用布料装置3均匀布料，烧结完成后的烧结矿批处理量大、温度和强度高。目前破碎装置5以单辊破碎机为主，由于单辊破碎机在破碎时只能限定一个方向的尺寸，因而无法确保所有破碎的烧结矿颗粒均达到满足要求的150mm以下。为了保证所有烧结矿颗粒尺寸达到要求，还需要在后面增设双辊破碎机进行二次破碎，造成了生产成本的增加。
2、破碎的烧结矿颗粒需要在环式冷却机6中冷却后才能继续使用，为了保证所有烧结矿颗粒充分冷却，同时避免温度过高造成设备损坏等不良后果，环式冷却机6的送风量和送风时间只能以大颗粒烧结矿完全冷却为准，造成了能耗浪费。
3、环式冷却机6另一个重要的功能是回收烧结矿颗粒的余热以循环利用，由于当前破碎装置5破碎得到的烧结矿颗粒尺寸相差很大，不同尺寸颗粒的冷却传热系数不同，显热释放进度不一致，大大影响了余热回收的品质和效率。
技术实现要素：
针对当前烧结矿烧结系统存在的缺点和不足之处，本发明提供一种间隔布料的烧结机及烧结工艺，通过特殊设计的布料装置实现特定的非均匀布料，该布料装置利用焦粉层将烧结机台车内的混合料分割成粒度大小合适的区域。混合料燃烧后强度很大，而焦粉燃烧后强度很小。待烧结完成后，只需利用振动破碎装置即可将烧结矿破碎成大小均匀的颗粒，然后进入环式冷却机进行冷却。
本发明的具体技术方案是：
一种间隔布料的烧结机，所述烧结机包括布料装置和烧结机台车，其特征在于，所述布料装置为粒度可控布料装置，所述粒度可控布料装置包括焦粉料斗和复合料斗，所述焦粉料斗与所述复合料斗布置在所述烧结机台车上方，所述焦粉料斗内置焦粉，所述复合料斗内置混合料和所述焦粉，所述焦粉料斗与所述复合料斗在所述烧结机台车内料层高度方向上依次间隔布料；
所述复合料斗包括焦粉分料仓和焦混分料仓；所述焦粉分料仓下部设有焦粉分料仓辊阀；所述焦混分料仓下部设有焦混分料仓辊阀；通过所述焦粉分料仓辊阀和所述焦混分料仓辊阀交替依次布料，所述焦粉沿烧结机台车运动方向分割所述混合料；
所述焦混分料仓内部由焦粉间隔分料仓和混合料间隔分料仓沿所述烧结机台车轴线方向交替布置而成，所述焦粉沿烧结机台车轴线方向分割所述混合料。
进一步地，所述焦粉分料仓辊阀包括阀辊、电机和转轴，所述阀辊一端通过所述转轴与所述电机的输出轴相连，所述电机带动所述阀辊旋转。
进一步地，在所述阀辊上沿轴向均匀设置有多个出料仓室。
进一步地，所述焦粉料斗下部出口设有插板阀，通过改变所述插板阀的位置调节所述焦粉料斗下部出口的大小。
进一步地，所述焦粉分料仓上部设有焦粉分料仓喂料装置，所述焦粉通过所述焦粉分料仓喂料装置装填进入所述焦粉分料仓中。
进一步地，所述焦混分料仓上部设有焦粉间隔喂料装置和混合料间隔喂料装置，所述焦粉和所述混合料分别通过所述焦粉间隔喂料装置和所述混合料间隔喂料装置装填进入所述焦混分料仓中。
进一步地，所述焦粉间隔喂料装置下部设有焦粉间隔喂料出口，所述焦粉间隔喂料出口与所述焦粉间隔分料仓对应设置；所述混合料间隔喂料装置下部设有混合料间隔喂料出口，所述混合料间隔喂料出口与所述混合料间隔分料仓对应设置。
进一步地，所述烧结机还包括破碎装置，所述破碎装置为振动破碎机。
本发明涉及的一种间隔布料的烧结机的烧结工艺，其特征在于，所述烧结工艺包括如下步骤：
(1)、烧结机台车向前匀速运动；
(2)、粒度可控布料装置完成特定的布料工艺，利用焦粉实现混合料的立体分割；
在烧结机台车向前匀速运动过程中，利用焦粉料斗和复合料斗在料层高度方向上依次间隔布料，在料层高度方向上通过焦粉层分隔烧结机台车内的混合料；
在料层高度方向上分隔的同时，焦粉间隔分料仓和混合料间隔分料仓在烧结机台车轴线方向交替布料，使焦粉沿烧结机台车轴线方向对混合料进行分割；
同时，交错启动焦粉分料仓辊阀和焦混分料仓辊阀，在烧结机台车内，焦粉沿烧结机台车运动方向对混合料进行分割；
(3)、实现立体分割的混合料和焦粉，在烧结机台车内完成燃烧工艺，形成烧结矿；
(4)、烧结矿进入破碎装置，完成破碎工艺；
(5)、破碎后的烧结矿进入环式冷却机完成冷却。
进一步地，在步骤(4)中所述破碎装置为振动破碎机，通过振动完成破碎工艺。
本发明的有益效果：
本发明提供的间隔布料的烧结机通过特殊的非均匀布料方式，将烧结矿用焦粉进行了分割，焦粉燃烧后的强度远小于混合料燃烧后的强度。整块烧结矿只需在振动破碎机的作用下便可轻易破碎成所需粒度大小均匀的烧结矿颗粒，无需双辊破碎机进行二次破碎作业，从而提高了生产效率并节约了生产成本。
由于经过破碎作业得到的烧结矿颗粒粒度大小均匀，因此环式冷却机只需要设定相对恒定的风力和稳定的出风时间即可充分冷却烧结矿颗粒，避免了温度过高的烧结矿颗粒对设备造成损坏的可能。同时，大小均匀的烧结矿颗粒显热释放进度几乎相同，大大提高了余热回收的品质和效率，有利于热能的循环利用，节约能源。
附图说明
图1为现有带式烧结机烧结工艺流程原理图；
图2为现有带式烧结机中布料装置原理图；
图3为图2中a-a向结构示意图；
图4为本发明间隔布料的烧结机的工艺流程原理图；
图5为本发明间隔布料的烧结机中布料装置原理图；
图6为本发明中焦粉料斗的结构原理图；
图7为本发明中复合料斗的结构原理图；
图8为本发明中喂料装置的结构原理图
图9为图7中沿h-h方向焦混分料仓的剖视图；
图10为图8中沿b-b方向焦粉间隔喂料装置的剖视图；
图11为图8中沿c-c方向混合料间隔喂料装置的剖视图；
图12为本发明中焦粉分料仓辊阀的结构原理图；
图13为本发明焦粉分料仓辊阀中阀辊结构示意图；
图14为本发明间隔布料的烧结机烧结完成后的烧结矿示意图。
其中：1-头轮装置、2-尾轮装置、3-布料装置、3.1-焦粉料斗、3.1.1-插板阀、3.2-复合料斗、3.2.1-焦粉分料仓、3.2.2-焦混分料仓、3.2.2.1-焦粉间隔分料仓、3.2.2.2-混合料间隔分料仓、4-烧结机台车、5-破碎装置、6-环式冷却机、7-混合料、7.1-混合料层、8-焦粉、8.1-焦粉层、9-焦粉分料仓喂料装置、10-焦粉间隔喂料装置、10.1-焦粉间隔喂料出口、11-混合料间隔喂料装置、11.1-混合料间隔喂料出口、12-焦粉分料仓辊阀、12.1-阀辊、12.1.1-出料仓室、12.2-电机、12.3-转轴、12.4-轴承座、12.5-底座、13-焦混分料仓辊阀。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本申请的技术方案，以下将通过实施例并结合附图对本发明做进一步详细说明。
本申请文件中的上、下、左、右、前和后等方位用语是基于附图所示的位置关系而建立的。附图不同，则相应的位置关系也有可能随之发生变化，故不能以此理解为对保护范围的限定。
本发明中，术语“安装”、“相连”、“相接”、“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，也可以是一体地连接，也可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通信，也可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元器件内部的联通，也可以是两个元器件的相互作用关系。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中的具体含义。
本实施例记载了一种间隔布料的烧结机，该烧结机主要由头轮装置1、尾轮装置2、布料装置3、烧结机台车4、破碎装置5以及环式冷却机6等部分组成，与现有的烧结机相同之处在于，各个组成部分之间的相对位置关系均与现有技术相同，且包括相同的头轮装置1、尾轮装置2、烧结机台车4及环式冷却机6。该烧结机与现有的烧结机区别在于，所使用的布料装置3为粒度可控布料装置，破碎装置5为振动破碎机。
本例的间隔布料的烧结机通过特殊设计的布料装置3实现特定的非均匀布料，利用焦粉8将烧结机台车4内的混合料7分割成粒度大小合适的颗粒。由于焦粉8燃烧后强度远小于混合料7燃烧后强度，可通过振动破碎机将烧结矿破碎成大小均匀的烧结矿颗粒，然后进入环式冷却机6进行冷却。
如图4和图5所示，本例中的粒度可控布料装置包括焦粉料斗3.1和复合料斗3.2。焦粉料斗3.1与复合料斗3.2交叉布置在烧结机台车4上方，可布置多组，其中焦粉料斗3.1内置焦粉8，复合料斗3.2内置由铁矿石粉末、焦炭、石灰石及添加剂均匀混合的混合料7和焦粉8。焦粉料斗3.1和复合料斗3.2实现在烧结机台车4内料层高度方向上依次间隔布料，利用焦粉8将复合料斗3.2内的混合料7在料层高度方向上分割。
如图6所示，焦粉料斗3.1下部出口设有插板阀3.1.1，通过改变插板阀3.1.1的位置来调节焦粉料斗3.1下部出口的大小。在布料过程中，可以根据需要调节焦粉料斗3.1下部出口的大小来控制料层高度方向上焦粉层8.1的厚度。
如图7和图8所示，复合料斗3.2由焦粉分料仓3.2.1和焦混分料仓3.2.2两部分组成。焦粉分料仓3.2.1上部设置有焦粉分料仓喂料装置9，下部设置有焦粉分料仓辊阀12。在布料过程中，焦粉8通过焦粉分料仓喂料装置9装填进入焦粉分料仓3.2.1中，然后再通过焦粉分料仓辊阀12间断地布置到烧结机台车4内。
焦混分料仓3.2.2内部由焦粉间隔分料仓3.2.2.1和混合料间隔分料仓3.2.2.2沿烧结机台车4轴线方向交替布置而成，如图9所示，可避免混合料7和焦粉8在焦混分料仓3.2.2内混合。焦混分料仓3.2.2上部设置有焦粉间隔喂料装置10和混合料间隔喂料装置11，下部设置有焦混分料仓辊阀13。在焦粉间隔喂料装置10下部设置有焦粉间隔喂料出口10.1，如图10所示，焦粉间隔喂料出口10.1与焦粉间隔分料仓3.2.2.1对应设置，以完成焦粉8喂料；混合料间隔喂料装置11下部设置有混合料间隔喂料出口11.1如图11所示，混合料间隔喂料出口11.1与混合料间隔分料仓3.2.2.2对应设置，以完成混合料7喂料。在布料过程中，焦粉8和混合料7分别通过焦粉间隔喂料装置10和混合料间隔喂料装置11装填进入焦混分料仓3.2.2中，然后再通过焦混分料仓辊阀13间断地布置到烧结机台车4内，从而焦粉8自动完成混合料7沿烧结机台车4轴线方向上的分割。
本例中焦粉分料仓辊阀12和焦混分料仓辊阀13结构及动作过程完全相同，只是在布料过程中焦粉分料仓辊阀12和焦混分料仓辊阀13交替依次布料，即在同一时间内要么是焦粉分料仓辊阀12在烧结机台车4内布置焦粉8，要么是焦混分料仓辊阀13在烧结机台车4内布置混合料7和焦粉8，二者在时间上错开工作。从而实现焦粉8将混合料7沿烧结机台车4运动方向上的分割。
如图12所示，焦粉分料仓辊阀12由阀辊12.1、电机12.2、转轴12.3、轴承座12.4和底座12.5等部分组成，阀辊12.1两端分别通过轴承座12.4固定安装在底座12.5上，阀辊12.1一端通过转轴12.3与电机12.2的输出轴相连，由电机12.2带动阀辊12.1旋转。
阀辊12.1为环状结构，在阀辊12.1上沿轴向均匀设置有多个出料仓室12.1.1，如图13所示，焦粉8可由出料仓室12.1.1带入烧结机台车4内。
在焦粉分料仓辊阀12工作时，电机12.2通过转轴12.3带动阀辊12.1转动。当出料仓室12.1.1旋转至焦粉分料仓3.2.1内时，焦粉8进入出料仓室12.1.1；当出料仓室12.1.1旋转出焦粉分料仓3.2.1时，焦粉8从出料仓室12.1.1布置到烧结机台车4内。
本例间隔布料的烧结机的烧结过程与传统的带式烧结机烧结过程主要区别在于布料工艺和破碎工艺。由于混合料7燃烧后强度很大，而焦粉8燃烧后强度很小，经过特殊的布料工艺，待烧结完成形成烧结矿后，只需利用振动破碎机即可轻易将烧结矿破碎成大小均匀的烧结矿颗粒，使得破碎工艺更高效，更简洁。
利用本例间隔布料的烧结机进行烧结的工艺过程为：
1)、烧结机台车4向前匀速运动；
2)、粒度可控布料装置完成特定的布料工艺，利用焦粉8实现混合料7的立体分割；
在烧结机台车4向前匀速运动过程中，焦粉料斗3.1和复合料斗3.2在料层高度方向上依次间隔布料，通过焦粉层8.1(见图14)分隔烧结机台车4内的混合料7；
在料层高度方向上分隔的同时，焦粉间隔分料仓3.2.2.1和混合料间隔分料仓3.2.2.2在烧结机台车4轴线方向交替布料，使焦粉8沿烧结机台车4轴线方向对混合料7进行分割；
同时，在时间上交错启动焦粉分料仓辊阀12和焦混分料仓辊阀13，在烧结机台车4内，焦粉8沿烧结机台车4运动方向对混合料7进行分割；
从而在料层高度方向、烧结机台车4轴线方向和烧结机台车4运动方向上实现焦粉8对混合料7的立体分割；
3)、实现立体分割的混合料7和焦粉8，在烧结机台车4内完成燃烧工艺，形成图14示出的烧结矿，焦粉层8.1在三个方向上对混合料层7.1实现立体分割；
4)、当烧结机台车4运动到尾轮装置2处，在重力作用下，烧结矿进入破碎装置5，由于焦粉层8.1燃烧后强度远小于混合料层7.1燃烧后强度，利用振动破碎机即可振动破碎烧结矿，完成破碎工艺；
5)、破碎后的烧结矿进入环式冷却机6完成冷却。
虽然上面结合本发明的优选实施例对本发明的原理进行了详细的描述，本领域技术人员应该理解，上述实施例仅仅是对本发明的示意性实现方式的解释，并非对本发明包含范围的限定。实施例中的细节并不构成对本发明范围的限制，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均落在本发明保护范围之内。