專利名稱：一種球團礦豎爐焙燒方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于球團技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種球團礦的焙燒方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，球團礦焙燒方法有三種，即豎爐法、鏈篦機回轉(zhuǎn)窯法和帶式焙燒機法。關(guān)于豎爐法又有豎爐不帶導(dǎo)風(fēng)墻和帶導(dǎo)風(fēng)墻兩種形式，這里，無論豎爐帶不帶導(dǎo)風(fēng)墻，其工藝路線都是一樣的，即熱煙氣連續(xù)從豎爐中部的火口通入爐內(nèi)，冷卻風(fēng)連續(xù)從爐體下部通入爐內(nèi)，生球在下降過程中完成干燥、預(yù)熱、焙燒、均熱和冷卻過程。不過，本發(fā)明人從生產(chǎn)實際出發(fā)，發(fā)現(xiàn)豎爐法因需要同時連續(xù)而不間斷地給豎爐提供冷、熱氣體，即一邊注入熱煙氣，一邊注入冷卻風(fēng)，注入的熱煙氣越強，則需要的冷卻風(fēng)就越大，致使加熱和冷卻相互影響，造成氣流分布不均和焙燒溫度不勻。而以往人們?yōu)榱私鉀Q這些問題則都是在如何改進爐體結(jié)構(gòu)或操作上做文章，并沒有人從工藝路線本身想辦法。尤其是，豎爐內(nèi)因加熱和冷卻同時進行相互影響的弊端必然會使一部分冷、熱氣體相互抵消，而相互抵消的這部分能源實屬無謂的消耗。如此看來，傳統(tǒng)的豎爐法不僅僅在于對產(chǎn)成品的影響，同時它還造成了能源的巨大浪費。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是，針對上述問題，提供一種球團礦豎爐焙燒方法，它利用現(xiàn)有豎爐，通過改變工藝路線，可收到能耗低，成品球質(zhì)量好的效果。其技術(shù)解決方案是一種球團礦豎爐焙燒方法，球團在豎爐中完成焙燒，其特征在于，向豎爐內(nèi)供應(yīng)的冷、熱氣體是交替進行的。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明變傳統(tǒng)的同時連續(xù)而不間斷地給豎爐供應(yīng)冷、熱氣體為交替向豎爐內(nèi)供應(yīng)冷、熱氣體，這樣一來①由于再無冷、熱氣體相互影響的現(xiàn)象發(fā)生，因此，保證了溫度在爐子橫斷面上的均勻分布；②由于每一層面的溫度是穩(wěn)定而均勻的，因此從球團來看，處于同一層位的球團礦的焙燒溫度也是穩(wěn)定而均勻的，從而使成球質(zhì)量有了可靠的保證；③由于冷、熱氣體交替供應(yīng)，在供氣時間比例上，供應(yīng)熱氣體的時間小于供應(yīng)冷氣體時間，因此從冷、熱氣體的供應(yīng)量來看，熱氣體的供應(yīng)量遠遠小于冷氣體的供應(yīng)量。本發(fā)明的工作原理是，由于豎爐內(nèi)的球團是連續(xù)下降的，即球團向下運動，氣體向上運動，因此，當(dāng)冷氣體關(guān)閉熱氣體注入時，熱氣體直接對其入口及其以上部分的球團進行加熱；而當(dāng)熱氣體關(guān)閉冷氣體注入時，冷氣體就會被向下運行的熱球團加熱形成預(yù)熱空氣，并上升直接成為對其上部球團的熱量供應(yīng)，也就是說，本發(fā)明冷氣體的通入已經(jīng)不單單是焙燒后球團的冷卻介質(zhì)，它同時還是熱傳輸介質(zhì)，這也正是本發(fā)明為什么能夠節(jié)能的原因所在。
進一步說明之，本發(fā)明的基本思路是采用利用時間分隔預(yù)熱風(fēng)和熱煙氣之手段，借以達到使溫度在爐子斷面均勻分布之目的。關(guān)于利用本方法能夠?qū)崿F(xiàn)溫度在爐子斷面的均勻分布這一點是明顯的，故不贅述，下面主要描述爐子在豎直方向上的溫度分布。根據(jù)熱工理論，球團向下運動，氣體向上運動屬逆流換熱過程，此時，如果兩者的水當(dāng)量相等，體積換熱系數(shù)和換熱空間足夠大，那么，氣體和球團溫度就會相當(dāng)接近。在本發(fā)明中，由于豎爐有足夠的換熱空間，球團的體積換熱系數(shù)高達20-60KW.m-3.K-1(見“瑞典LKAB公司鐵礦石球團焙燒過程的最佳化”《第三屆國際造塊會議論文選》《燒結(jié)球團》編輯部出版)，因此，球團和氣體的溫度相當(dāng)接近。由此可見，本發(fā)明經(jīng)過火口煙氣直接加熱的球團所達到的最高溫度和不經(jīng)火口煙氣直接加熱的球團所達到的最高溫度之差不大于傳統(tǒng)豎爐斷面的溫差。因此，本發(fā)明提供的方法在爐子豎直方向上的溫度分布情況與傳統(tǒng)的方法大體相當(dāng)，甚至比傳統(tǒng)的方法還要理想，因此它的球團成品質(zhì)量是有保證的。本發(fā)明對現(xiàn)有技術(shù)的貢獻突出表現(xiàn)在它的節(jié)能效果上。由于向爐內(nèi)注入冷氣體和熱氣體的時間決定由火口煙氣直接加熱球團層的厚度，影響經(jīng)過火口加熱的球團所達到的最高溫度和不經(jīng)過火口加熱的球團所達到的最高溫度之差，進而影響球團質(zhì)量，因此，有必要通過選擇參數(shù)和計算加以說明。欲達到或超過傳統(tǒng)豎爐的球團質(zhì)量，即溫差不大于50K，如果選用豎爐高6m，體積換熱系數(shù)取20KW.m-2.K-1，供應(yīng)冷、熱(高爐煤氣)氣體的時間比例為3∶1，操作氣體量為0.82Kg/Kg球團，那么，通過采用迭代法計算，煤氣的消耗約為93Nm3/t球團；而如果將上述條件改為體積換熱系數(shù)取40KW.m-3.K-1，供應(yīng)冷、熱(高爐煤氣)氣體時間比例為7∶1，其他參數(shù)不變，那么，采用相同的計算方法得知，煤氣的消耗約為47Nm3/t球團。而現(xiàn)有技術(shù)具有相同生產(chǎn)規(guī)模的傳統(tǒng)豎爐，其煤氣的消耗約為220Nm3/t球團。比較可知，本發(fā)明在保證球團質(zhì)量的前提下，其煤氣消耗只有傳統(tǒng)豎爐的20％-40％左右，由此可見其經(jīng)濟效益十分顯著。


圖1是本發(fā)明一種實施方式的示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細說明。
如圖所示，本發(fā)明提供的球團礦豎爐焙燒方法，其球團在豎爐中完成焙燒，所說的豎爐其上端為進料口，下端為排料口，中部設(shè)有熱氣體進入口，下部設(shè)有冷氣體進入口，其特征在于，向爐內(nèi)供應(yīng)的冷、熱氣體是交替進行的。即當(dāng)熱氣體供應(yīng)裝置向爐體內(nèi)供應(yīng)熱氣體時，冷氣體關(guān)閉，當(dāng)冷氣體供應(yīng)裝置向爐體內(nèi)供應(yīng)冷氣體時，熱氣體關(guān)閉。本發(fā)明還可以組成球團礦豎爐焙燒系統(tǒng)操作模式，即采用如下方案熱氣體供應(yīng)裝置4和冷氣體供應(yīng)裝置6分別通過熱氣體閥門5和冷氣體閥門7輪流或同時為其中的一個或幾個豎爐交替供應(yīng)熱氣體和冷氣體。這里由一個熱氣體供應(yīng)裝置4提供熱氣體(這里所說的熱氣體通常是燃料燃燒的產(chǎn)物)，由一個冷氣體供應(yīng)裝置6提供冷卻風(fēng)，同時有多座豎爐分別通過各自的熱氣體閥門5和冷氣體閥門7分別與熱氣體供應(yīng)裝置4和冷氣體供應(yīng)裝置6相聯(lián)接。實施該系統(tǒng)操作，熱氣體供應(yīng)裝置4和冷氣體供應(yīng)裝置6可以根據(jù)系統(tǒng)需要分別輪流或同時向其中的一座或幾座豎爐供應(yīng)所需氣體。采用系統(tǒng)操作模式的積極意義在于，通過充分利用冷、熱氣資源，減少資金投入，擴大生產(chǎn)規(guī)模，追求更高的經(jīng)濟效益。因為按傳統(tǒng)模式，一座豎爐配備一套冷、熱氣體供應(yīng)裝置，而采用本發(fā)明后，由于一座豎爐的冷、熱氣體供應(yīng)分時操作，因此造成冷、熱氣體供應(yīng)裝置間歇工作。這里如果采用系統(tǒng)操作模式，即一套冷、熱氣體供應(yīng)裝置同時供應(yīng)幾個豎爐氣體，那么冷、熱氣體供應(yīng)裝置就可以連續(xù)而不間斷地工作，從而充分發(fā)揮其應(yīng)有的作用。這樣一來，假設(shè)一套冷、熱氣體供應(yīng)裝置同時滿足n個豎爐的氣體供應(yīng)，實際上就等于節(jié)省了(n-1)個豎爐的氣體供應(yīng)裝置建造成本，也可以說是在一套冷、熱氣體供應(yīng)裝置的前提下擴大了球團礦焙燒的生產(chǎn)規(guī)模，僅這一項，就可以獲得很高的經(jīng)濟效益。
權(quán)利要求
1.一種球團礦豎爐焙燒方法，球團在豎爐中完成焙燒，其特征在于，向爐內(nèi)供應(yīng)的冷、熱氣體是交替進行的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的球團礦豎爐焙燒方法，其特征在于豎爐上端為進料口，下端為排料口，中部設(shè)有熱氣體進入口，下部設(shè)有冷氣體進入口，當(dāng)熱氣體供應(yīng)裝置向爐體內(nèi)供應(yīng)熱氣體時，冷氣體關(guān)閉，當(dāng)冷氣體供應(yīng)裝置向爐體內(nèi)供應(yīng)冷氣體時，熱氣體關(guān)閉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的球團礦豎爐焙燒方法，其特征在于熱氣體供應(yīng)裝置(4)和冷氣體供應(yīng)裝置(6)分別通過熱氣體閥門(5)和冷氣體閥門(7)輪流或同時為其中的一個或幾個豎爐交替供應(yīng)熱氣體和冷氣體。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種球團礦豎爐焙燒方法，它是針對現(xiàn)有的豎爐耗能高的問題而發(fā)明的。采用此法，球團仍需在豎爐中完成焙燒，其特征在于，向爐內(nèi)供應(yīng)的冷、熱氣體是交替進行的。由于焙燒時，位于豎爐火口層位的球團礦和熱煙氣的溫度相差很小，而球團礦運行到此后便開始需要降溫，因此，本發(fā)明利用這里的余熱，依靠來自下層球團礦的冷卻風(fēng)將這些熱量上傳給上部的球團礦，即被加熱的冷卻風(fēng)上升成為焙燒段的供熱介質(zhì)，對上部球團礦進行加熱。它可以在熱煙氣停止供應(yīng)的情況下，也能保證位于焙燒段球團所需的焙燒溫度，從而完成球團的焙燒。這樣，就使位于豎爐火口層位的熱量被全部回收利用，從而節(jié)省豎爐的能源供應(yīng)。
文檔編號C22B1/16GK1737169SQ20051001268
公開日2006年2月22日 申請日期2005年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月18日
發(fā)明者吳蔓潔 申請人:吳蔓潔