一种漏料在线返回利用装置及在线返回利用方法
技术领域
本发明属于高炉冶炼
技术领域
,尤其是指一种漏料在线返回利用装置及在线返回利用方法。背景技术
高炉冶炼工艺以流程简单、大产量、高生产率和低能耗等优势是应用最多的炼铁工艺,而炉顶上料系统是高炉冶炼工艺的核心设备之一。
炉顶上料系统内原料的经过路径为皮带→受料罐→上料闸→上密封阀→称量罐→料流调节阀→下密封阀→气密箱(中心喉管)→布料溜槽→炉缸,通过预置自动程序控制液压系统带动各闸板顺次动作,完成炉顶上料系统的装料、放料和布料。
目前,国内大型高炉普遍采用皮带上料,随着高炉强化冶炼的进行,单位时间的上料量也同步增加。由于皮带上料量增加,皮带上的料层加厚,料层厚度范围普遍为300-500mm,中间最厚达500mm左右,两边逐渐变薄。在运输至高炉炉顶受料斗时,由于主皮带下料口与炉顶受料斗之间必然存在高度差,这会导致部分炉料反弹漏至受料斗外部场地,加之目前皮带上料层厚度更高,高度差更大,造成更多更大量的炉料漏出,此外,皮带上粘结的粉料等也需要人工清理,上述过程中漏料和粘结粉料产生,人工清理后不能直接进入高炉,作为废料废弃或返回原料制备工艺重新利用,浪费原料,增加人工清理回收劳动量,也增加了上述原料再利用的成本。
此外,使用车上料的高炉,料车轨道与炉顶受料斗之间的高度差较大,料车易出现底部存料,在料车放完料后回程时,回程属于倾角提升,加上料车运行振动,会出现存料反弹漏出;还有的情况:因为炉料在受料斗内呈椎体状堆积,中间较高,当炉顶受料斗中的炉料堆积高度接近或者超出受料斗高度时,上层炉料极易反弹漏出。此时,高度差一般200mm左右,反弹的炉料由于不规则运动,部分会从高度差间隙出漏出外部场地,料车内的炉料倒入炉顶受料斗时,反弹漏料现象十分明显,造成大量的炉料漏出,一方面浪费原料,一方面增加人工清理回收劳动量。
现有高炉炉顶上料系统,还没有有效的将炉顶区域的漏料和返料直接回收至料罐,然后放入高炉冶炼技术。关于高炉炉顶受料系统的漏料(一般焦炭相比烧结料易漏出,因为焦炭密度小,反弹容易,小粒度(5mm以下,包括粉末)的烧结矿易反弹漏料,由此漏料具有焦炭比例增加,小粒度等特点。),均是采用人工清理然后在运输至高炉槽下料仓再使用,或者是直接将炉顶受料斗区域的漏料当固废处理。在矿石资源的日渐短缺的时代背景下,大量有价值的炉料不能有效利用,浪费了矿石资源。
根据以上存在问题,针对炉顶区域的漏料和返料的回收利用亟待改进,以减少矿石、焦炭资源浪费,降低原料成本。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种漏料在线返回利用装置及在线返回利用方法,其装置结构简单,返回利用方法易于操作,可实现漏料和返料在线直接返回利用,减少矿石、焦炭资源浪费,降低原料成本。
本申请是这样实现的:
在第一方面,本申请的示例提供了一种漏料在线返回利用装置,包括炉顶料罐、高炉炉顶受料斗、炉顶料罐泄压阀、料罐冲压管道、上密封阀、料罐冲压阀,还包括:
接料仓,与所述高炉炉顶受料斗并列相邻设置,所述接料仓通过漏料返回管与所述料罐冲压管道相连通,通过设置于所述接料仓和所述漏料返回管之间的漏料阀控制所述漏料的在线返回利用。
一些示例中,所述料罐冲压管道包括料罐冲压上管道和料罐冲压下管道,所述料罐冲压下管道倾斜设置。
一些示例中,所述漏料返回管与所述料罐冲压下管道相连通,所述漏料返回管的直径小于与所述料罐冲压下管道的直径,所述漏料返回管倾斜设置,并插入倾斜设置的所述料罐冲压下管道。
一些示例中,所述漏料返回管和所述料罐冲压下管道倾斜设置为管道相对于水平面具有相同或不同的倾斜角度α,所述倾斜角度α为45°≤α≤65°。
一些示例中,所述接料仓位于炉顶上料皮带电机下方,所述接料仓开口宽度大于运输炉料用的皮带的宽度,所述接料仓上方以及所述炉顶上料皮带电机下方还设置有刮板,用于刮除粘附到所述皮带上的刮下返料。
一些示例中,所述料罐冲压阀设置在水平设置的所述料罐冲压上管道上,所述料罐冲压阀位于所述漏料返回管与所述料罐冲压管道相连通处的远离料罐一侧的所述料罐冲压上管道上。
在第二方面,本申请的示例提供了一种漏料在线返回利用方法,通过如前述的漏料在线返回利用装置实现漏料在线返回利用,所述接料仓的所述漏料达到设定质量时,待所述炉顶料罐内的正常炉次的所述炉料放入高炉后且所述炉顶料罐与所述高炉内部处于隔离状态下,打开所述漏料阀,所述接料仓中所述漏料通过所述漏料返回管进入所述炉顶料罐,然后,关闭所述漏料阀,打开所述上密封阀,将所述高炉炉顶受料斗内的所述炉料放入所述炉顶料罐,放入所述炉顶料罐的所述炉料与所述漏料的质量比控制到设定比例后,停止所述炉料放入,之后将混合炉料布入高炉。
一些示例中,所述设定质量为1800-2200kg;所述设定比例为15:1-20:1。
一些示例中,打开所述漏料阀,所述接料仓中所述漏料通过所述漏料返回管进入所述料罐之前,增加打开所述上密封阀,将所述高炉炉顶受料斗内的所述炉料放入所述料罐的步骤。
一些示例中,所述接料仓的所述漏料达到设定质量时进行漏料在线返回利用方法的具体步骤如下:
步骤一,待所述炉顶料罐内的正常炉次的所述炉料放入高炉后且所述炉顶料罐与所述高炉内部处于隔离状态下,打开所述炉顶料罐泄压阀进行泄压,待所述炉顶料罐的压力为常压后,再打开所述漏料阀,所述接料仓中所述漏料通过所述漏料返回管进入所述炉顶料罐;
步骤二,所述漏料全部进入所述炉顶料罐后,关闭所述漏料阀,打开所述上密封阀,将所述高炉炉顶受料斗内的所述炉料放入所述炉顶料罐,放入所述炉顶料罐的所述炉料与所述漏料的质量比控制到设定比例后,停止所述炉料放入,得到混合炉料;
步骤三,关闭所述炉顶料罐泄压阀,打开所述料罐冲压阀,将所述炉顶料罐的压力补充至与高炉炉内压力相同后将所述混合炉料布入高炉。
一些示例中,所述漏料与所述接料仓和/或漏料管道粘结时,待所述接料仓内的所述漏料全部放入所述炉顶料罐后,所述漏料阀为打开状态,关闭所述炉顶料罐泄压阀,打开所述料罐冲压阀,引高压氮气对所述料罐冲压管道及所述接料仓进行吹扫10-20秒,在吹扫管道与接料仓时,所述炉顶上料皮带电机处于停止运行状态,炉顶除尘系统处于运行状态。
本申请的有益效果包括:
设置接料仓接收漏料,并将接料仓与已有的料罐冲压管道连通,不影响原有料罐冲压功能,利用已有料罐冲压管路,通过设置漏料阀,并配合原有高炉上料系统中的炉顶料罐泄压阀、料罐冲压管道、上密封阀、料罐冲压阀等阀门,充分利用已有设备基础上,实现漏料和返料在线直接返回利用,设备改造成本低,不需要人工清理漏料后进行漏料再加工或者废弃,降低了原料处理成本。通过将漏料和返料布入料罐后,在其上布入正常炉料,降低漏料所占比例,从而通过漏料+正常料混合布入方式以满足高炉布料要求,实现漏料在线直接回收利用,避免漏料粒度过低影响高炉顺序,保障高炉透气性,保障高炉炉料顺行。通过控制接料斗内的漏料至合适范围,不易过多,控制漏料和返料直接回收利用对原有均压系统的冲击尽量小,否则易造成均压系统管道在重负荷情况下出现偏析,破坏均压管道。进一步地,采用正常炉料在料罐底部布料,之后将细颗粒度的漏料和返料布置在正常炉料之上,再在漏料上布入正常炉料,即正常炉料+漏料+正常炉料的三层布料方式,以尽量模拟和接近正常炉料结构,起到避免漏料和返料细小不能直接回收利用的问题,起到优化布料的效果,正常炉料在底层设置,也避免漏料和返料直接回收利用导致进入高炉的下密封阀等部位粘结或结块不易清理等问题。上述装置结构简单,返回利用方法易于操作,可实现漏料和返料在线直接返回利用,减少矿石、焦炭资源浪费,降低原料成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1漏料在线返回利用装置示意图;
图标:1-炉料;2-炉顶上料皮带电机;3-炉顶漏料;4-高炉炉顶受料斗;5-炉顶料罐泄压阀;6-炉顶料罐;7-高炉;8-料罐冲压阀;9-漏料阀;10-接料仓;11-上密封阀;12-刮板;13-皮带;14-刮下返料;15-漏料返回管;16-料罐冲压下管道;17-料罐冲压上管道;α-倾斜角度。
具体实施方式
本申请中基于漏料回收利用提出了一种漏料在线返回利用装置用以实现漏料在线返回利用。
为了方便理解漏料在线返回利用装置的工作原理和使用方式,以下给出漏料在线返回利用装置的结构,并基于其展开对本申请中的漏料在线返回利用装置的说明。
漏料在线返回利用装置的结构参阅图1所示。
一种漏料在线返回利用装置,包括炉顶料罐6,用于储存布入高炉炉体的炉料1;高炉炉顶受料斗4,用于接收皮带上的厚料层的炉料,其中,厚料层炉料厚度为300-500mm,中间最厚达500mm左右,两边逐渐变薄;炉顶料罐泄压阀5,用于在炉顶料罐6装料之前,将炉顶料罐6中高压卸除后恢复常压以进行装料;上密封阀11用于高炉炉顶受料斗4和炉顶料罐6之间的密封隔断;料罐冲压管道(包括料罐冲压下管道16和料罐冲压上管道17)、料罐冲压阀8,用于在向高炉7布料前将炉顶料罐6的压力提高到与高炉7内工作压力相同或相近。
还包括:接料仓10,与所述高炉炉顶受料斗4并列相邻设置,所述接料仓10通过漏料返回管15与所述料罐冲压管道相连通,通过设置于所述接料仓10和所述漏料返回管15之间的漏料阀9控制炉顶漏料3的在线返回利用。与所述高炉炉顶受料斗4并列相邻设置的接料仓10的形状不做具体限定,可选为上口大下口小的倒棱四面锥台状、上口大下口小的倒棱圆锥状等形状,具体形状选择可根据接料仓10接收漏料的实际需要确定。接料仓10的制作材料不做具体限定,可选为不锈钢、高强度耐磨钢、陶瓷耐磨衬的钢板等;一些示例中,所述接料仓10位于炉顶上料皮带电机2下方,所述接料仓10开口宽度大于运输炉料用的皮带13的宽度,用于最大限度的收集炉顶漏料,其中漏料是指:一般焦炭相比烧结料易漏出,因为焦炭密度小,反弹容易,小粒度(5mm以下,包括粉末)的烧结矿易反弹漏料,由此漏料具有焦炭比例增加,小粒度等特点。所述接料仓10由支撑结构固定支撑,具体支撑结构不做具体限定,可根据高炉炉料上料系统布置情况及支撑的实际需要具体确定。
通过上述接料仓的设置接收漏料,并将接料仓与已有的料罐冲压管道连通,不影响原有料罐冲压功能,利用已有料罐冲压管路,通过设置漏料阀,并配合原有高炉上料系统中的炉顶料罐泄压阀、料罐冲压管道、上密封阀、料罐冲压阀等阀门,充分利用已有设备基础上,实现漏料和返料在线直接返回利用,设备改造成本低,不需要人工清理漏料后进行漏料再加工或者废弃,降低了原料处理成本。
所述漏料返回管15与所述料罐冲压下管道16相连通,根据具体的使用需求,漏料返回管15与料罐冲压下管道16连通方式可以有不同的实现方式。例如,料罐冲压下管道16上设置有三通,漏料返回管15与三通连接后实现两管道连通或其他的实现形式。作为一种示例,在本发明中,料罐冲压管道直径约250mm,设置于所述接料仓10和所述漏料返回管15之间的漏料阀9的下方设置漏料返回管15,直径100-200mm,所述漏料返回管15和所述料罐冲压下管道15倾斜设置为管道相对于水平面具有相同的倾斜角度α,所述倾斜角度α为45°≤α≤65°,上述管道倾斜设置,有利于漏料的输送,漏料返回管15的直径小于与所述料罐冲压下管道16的直径,在所述料罐冲压下管道16上开设略大于漏料返回管15的直径的孔,由此倾斜设置的漏料返回管15插入倾斜设置的所述料罐冲压下管道16中,料罐冲压下管道16上开设的孔处,漏料返回管15与料罐冲压下管道16相固定连接,具体连接方式不做限定,可选择焊接等方式进行管道连接的固定与密封。漏料返回管15插入料罐冲压下管道16的深度可根据漏料返回布入炉顶料罐6的实际需要进行确定,优选地,漏料返回管15插入料罐冲压下管道16的深度接近料罐冲压下管道16接入炉顶料罐6的入口或者突出该入口伸入炉顶料罐6内,以利于漏料或返料进入炉顶料罐6内。一些示例中,所述漏料返回管15和所述料罐冲压下管道15倾斜设置为管道相对于水平面具有不同的倾斜角度α。
所述接料仓10上方、所述炉顶上料皮带电机2下方还设置有刮板12,用于刮除粘附到所述皮带13上的刮下返料14,以实现刮下返料14通过接料仓10进行在线回收利用。
一些示例中,料罐冲压管道包括倾斜设置的料罐冲压下管道16和水平设置的料罐冲压上管道17,所述料罐冲压阀8设置在水平设置的所述料罐冲压上管道17上,所述料罐冲压阀8位于所述漏料返回管15与所述料罐冲压管道相连通处的远离炉顶料罐6一侧的所述料罐冲压上管道17上,由此,料罐冲压阀8在倾斜设置的料罐冲压下管道16上游,有利于漏料和返料的清理。
在第二方面,本申请的示例提供了一种漏料在线返回利用方法,通过如前述的漏料在线返回利用装置实现漏料在线返回利用,所述接料仓10的炉顶漏料3达到设定质量1800-2200kg时进行漏料回收操作,设定质量可选为1800kg、1900kg、2000kg、2100kg、2200kg等,优选地为2000kg。示例地,设定质量通过接料仓10上做好标记,根据炉料位置估算出炉料的重量,从而确定出设定质量。
待所述炉顶料罐6内的正常炉次的所述炉料1放入高炉7后且所述炉顶料罐6与所述高炉7内部处于隔离状态下,打开所述漏料阀9,所述接料仓10中所述漏料3通过所述漏料返回管15进入所述炉顶料罐6,然后,关闭所述漏料阀9,打开所述上密封阀11,将所述高炉炉顶受料斗4内的所述炉料1放入所述炉顶料罐6,放入所述炉顶料罐6的所述炉料1与所述漏料3的质量比控制到设定比例15:1-20:1后,其中设定比例可选为15:1、16:1、17:1、18:1、19:1、20:1,停止所述炉料1放入,之后将混合炉料布入高炉7。
漏料颗粒相对较小且含大量粉尘,如果直接下料进料罐后进入高炉进行布料,由于颗粒较小等问题,粉尘产生量大,下料量出现偏差,小颗粒漏料也无法直接用于炉料布料,会影响高炉炉料透气性等问题,由此,通过将漏料和返料布入料罐后,在其上布入正常炉料,降低漏料所占比例,从而通过漏料+正常料混合布入方式以满足高炉布料要求,实现漏料在线直接回收利用,避免漏料粒度过低影响高炉顺序,保障高炉透气性,保障高炉炉料顺行。通过控制接料斗内的漏料至合适范围,不易过多,控制漏料和返料直接回收利用对原有均压系统的冲击尽量小,否则易造成均压系统管道在重负荷情况下出现偏析,破坏均压管道。放入所述炉顶料罐6的所述炉料1与所述漏料3的质量比控制到设定比例至合适范围,可实现漏料及返料的持续返回利用,且对高炉顺行基本无影响。
一些示例中,打开所述漏料阀9,所述接料仓10中所述漏料3通过所述漏料返回管15进入所述料罐6之前,增加打开所述上密封阀11,将所述高炉炉顶受料斗4内的所述炉料1放入所述料罐6的步骤。之后进行漏料3通过所述漏料返回管15进入所述炉顶料罐6,然后,关闭所述漏料阀9,打开所述上密封阀11,将所述高炉炉顶受料斗4内的所述炉料1放入所述炉顶料罐6,放入所述炉顶料罐6的所述炉料1与所述漏料3的质量比控制到设定比例15:1-20:1后,其中设定比例可选为15:1、16:1、17:1、18:1、19:1、20:1,停止所述炉料1放入,之后将混合炉料布入高炉7。
采用正常炉料在料罐底部布料,之后将细颗粒度的漏料和返料布置在正常炉料之上,再在漏料上布入正常炉料,即正常炉料+漏料+正常炉料的三层布料方式,以尽量模拟和接近正常炉料结构,起到避免漏料和返料细小不能直接回收利用的问题,起到优化布料的效果,正常炉料在底层设置,也避免漏料和返料直接回收利用导致进入高炉的下密封阀等部位粘结或结块不易清理等问题。
一些示例中,所述漏料3与所述接料仓10和/或漏料管道粘结时,待所述接料仓10内的所述漏料3全部放入所述炉顶料罐6后,所述漏料阀9为打开状态,关闭所述炉顶料罐泄压阀5,打开所述料罐冲压阀8,引高压氮气对所述料罐冲压管道及所述接料仓10进行吹扫10-20秒,在吹扫管道与接料仓时,所述炉顶上料皮带电机2处于停止运行状态,炉顶除尘系统处于运行状态。通过上述高压氮气吹扫,可避免漏料3粘结到所述接料仓10和/或漏料管道。
实施例一
在炉顶上料皮带电机2下方,与高炉炉顶受料斗4水平加装一接料仓10,接料仓10做好标记。接料仓10用钢板制作,内侧四面用螺栓固定一层厚10mm的橡胶皮,上口开口长边1.8米,短边0.6米,深度1.5米,接料仓10为四面锥体结构,锥角为60°,接料仓10下部加装漏料阀9,该阀门为液压控制,阀门下方加装直径150mm漏料返回管15,管道倾斜角度60°,用于输送接料仓10内的物料,该管道对接到高炉料罐冲压下管道16上。
设备改造好后开始接漏料,漏料接料仓10储满焦炭、矿石混合物至标记线,即接料仓10的所述炉顶漏料3达到设定质量2000kg时进行漏料在线返回利用方法的具体步骤如下:
步骤一,待所述炉顶料罐6内的正常炉次的所述炉料1放入高炉7冶炼后且所述炉顶料罐6与所述高炉7内部处于隔离状态下,打开所述炉顶料罐泄压阀5进行泄压,待所述炉顶料罐6的压力为常压后,再打开所述漏料阀9,所述接料仓10中所述漏料通过所述漏料返回管15进入所述炉顶料罐6;
步骤二,所述漏料全部进入所述炉顶料罐6后,关闭所述漏料阀9,打开所述上密封阀11,将所述高炉炉顶受料斗4内的所述炉料1放入所述炉顶料罐6,放入所述炉顶料罐6的所述炉料1与漏料和返料的质量比控制到16:1后,停止所述炉料放入;
步骤三,关闭所述炉顶料罐泄压阀5,打开所述料罐冲压阀8,将所述炉顶料罐6的压力补充至与高炉炉内压力相同后将混合炉料布入高炉。
实施例二
设备改造方式同实施例一,设备改造好后开始接漏料,漏料接料仓10储满焦炭、矿石混合物至标记线,即接料仓10的所述炉顶漏料3达到设定质量2000kg时进行漏料在线返回利用方法的具体步骤如下:
步骤一,待所述炉顶料罐6内的正常炉次的所述炉料1放入高炉7冶炼后且所述炉顶料罐6与所述高炉7内部处于隔离状态下,打开所述炉顶料罐泄压阀5进行泄压,待所述炉顶料罐6的压力为常压后,打开所述上密封阀11,将所述高炉炉顶受料斗4内的所述炉料1部分放入所述料罐6内,之后关闭上密封阀11,再打开所述漏料阀9,所述接料仓10中所述漏料通过所述漏料返回管15进入所述炉顶料罐6;
步骤二,所述漏料全部进入所述炉顶料罐6后,关闭所述漏料阀9,再次打开所述上密封阀11,将所述高炉炉顶受料斗4内的所述炉料1放入所述炉顶料罐6,放入所述炉顶料罐6的所述炉料1(步骤一、二中两次加入炉料总和)与漏料和返料的质量比控制到15:1后,停止所述炉料放入;
步骤三,关闭所述炉顶料罐泄压阀5,打开所述料罐冲压阀8,将所述炉顶料罐6的压力补充至与高炉炉内压力相同后将混合炉料布入高炉。
通过上述一种漏料在线返回利用装置及在线返回利用方法,其装置结构简单,返回利用方法易于操作,可实现漏料和返料在线直接返回利用,减少矿石、焦炭资源浪费,降低原料成本。
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,以上内容结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以上对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中,在不矛盾或冲突的情况下,本申请的所有实施例、实施方式以及特征可以相互组合。在本申请中,常规的设备、装置、部件等,既可以商购,也可以根据本申请公开的内容自制。在本申请中,为了突出本申请的重点,对一些常规的操作和设备、装置、部件进行的省略,或仅作简单描述。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
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