一種菱鐵礦磁化焙燒迴轉窯用預熱裝置及塊礦預熱方法
2023-04-29 16:23:41
專利名稱：一種菱鐵礦磁化焙燒迴轉窯用預熱裝置及塊礦預熱方法
技術領域：
本發明涉及迴轉窯結構技術領域，特別涉及一種菱鐵礦磁化焙燒迴轉窯用預熱裝置及塊礦預熱方法。
背景技術：
菱鐵礦作為一種重要的鐵礦資源，其鐵品味低，選礦困難。菱鐵礦主要成分為弱鹼性的碳酸亞鐵(FeCO3)，在約650-900°C溫度氣氛條件下，可生成強磁性的磁鐵礦(Fe3O4),再經過磁選富集後，可生產出含鐵品位滿足冶金要求的鐵精礦。3FeC03=Fe304+2C02+C0現有菱鐵礦磁化焙燒工藝有豎爐和迴轉窯法。豎爐法多用於30_70mm粒級的塊礦焙燒，生產能力偏低。而25_粒級以下的塊礦多選用迴轉窯法工藝生產，具有較大的生產能力。現有的菱鐵礦磁化焙燒迴轉窯的結構如圖1所示迴轉窯11在長度方向可分為焙燒區(靠近窯頭端)和預熱區(靠近窯尾端)，迴轉窯11由窯頭燒嘴10供熱，由窯身二次風風機18調溫，菱鐵塊礦由窯尾的下料溜管12直接送入窯內，窯尾預熱區300-350°C的高溫煙氣通過金屬換熱器13換熱降溫後，進入除塵器14，經過廢氣引風機15處理通過煙囪17排入大氣。窯頭燒嘴10的助燃鼓風機16,將自然風鼓入金屬換熱器13內預熱,再供窯頭燒嘴10燃燒。迴轉窯法磁化焙燒菱鐵塊礦工藝，是將粒度25mm以下的塊礦直接從窯尾導入，塊礦在窯內從窯尾往窯頭方向運動中，依次完成預熱和磁化焙燒反應過程。由於需要在窯內對塊礦進行預熱處理和和磁化焙燒反應處理兩道工序，因此迴轉窯的窯體較長，長徑比一般在20:1-12:1之間。另外，為充分利用窯尾煙氣餘熱、同時滿足除塵器對入口煙氣溫度的要求，在窯尾煙氣除塵排放之前，需設置一較大換熱面積的金屬換熱器，該換熱器一般用於預熱供窯頭燒嘴用的助燃風，相應配套設置一臺高壓風機及管路系統。現有迴轉窯法磁化焙燒菱鐵礦工藝，利用較大長徑比的迴轉窯這一個設備完成菱鐵塊礦的預熱和焙燒兩道工序，有以下幾個突出問題(I)迴轉窯傳熱效率較低，為在窯內完成菱鐵塊礦的預熱過程，需要較長的停留時間，因而迴轉窯的長度較長，佔地面積大；迴轉窯極易發生窯內結圈，較長尺寸的迴轉窯，可導致結圈機率增加，使生產操作難度加大，影響生產作業率；較長尺寸的窯也增大了散熱面積。(2)窯尾高溫煙氣餘熱回收，需採用大面積的金屬換熱器，其佔地面積較大，餘熱雖被回收，但增加的熱風管路和高壓風機增加了投資成本，管路散熱也降低了熱利用率，風機電耗也增加。換熱器屬於間接換熱工藝，與直接換熱工藝相比較，間接換熱工藝存在傳熱效率低，佔地面積、工程投資相對較大，設備作業率相對較低的問題
發明內容
(一)要解決的技術問題本發明的目的是提供一種菱鐵礦磁化焙燒迴轉窯用預熱裝置及塊礦預熱方法，所述預熱裝置可有效提高整體設備的傳熱效率；減小迴轉窯設備長度尺寸，減少窯體佔地面積；降低工序熱耗和電耗；減少生產操作難度，提高生產作業率。(二)技術方案本發明的菱鐵礦磁化焙燒迴轉窯用預熱裝置為正多邊形豎式預熱裝置，所述預熱裝置包括進料口、儲料倉、下料溜管、預熱室、推桿裝置、下料溜槽、煙氣出口和煙氣環形管，所述進料口與儲料倉連接，所述儲料倉下部均勻設有與正多邊形邊數數量相等的下料溜管，每個下料溜管對應一個內襯耐火材料的預熱室，每個預熱室的外側設置一個推桿裝置，每個預熱室的出口與下料溜槽相連，每個預熱室頂部對應設置一個煙氣出口，煙氣出口與煙氣環形管相連。所述預熱裝置平面上為正多邊形多室均布式結構，所述預熱室在水平方向上為正多邊形多室均布式分布。所述正多邊形的邊數不少於五。優選地，所述正多邊形為正五邊形、正六邊形、正八邊形或正十二邊形。所述預熱室為豎式預熱爐。所述預熱室之間用耐火磚砌築，相互隔離，預熱室的數量與正多邊形邊數數量相等。所述推桿裝置為液動推桿裝置或氣動推桿裝置。本發明的另一目的是提供含有所述預熱裝置的菱鐵礦磁化焙燒迴轉窯。所述菱鐵礦磁化焙 燒迴轉窯還包括窯頭燒嘴、助燃鼓風機、窯身二次風風機，除塵器、廢氣引風機和煙 ，所述預熱裝置位於迴轉窯的尾部上方，預熱裝置的下料溜槽與迴轉窯的窯尾相連，預熱裝置的煙氣環形管與除塵器入口連接，除塵器與廢氣引風機相連，廢氣引風機與煙囪相連，所述窯頭燒嘴與助燃鼓風機相連，所述窯身二次風風機與迴轉窯窯身相連。所述助燃鼓風機為低壓風機。所述迴轉窯的長徑比不大於10 :1。優選地，所述迴轉窯的長徑比為10 :1-7 :1。本發明的另一目的是提供一種基於所述菱鐵礦磁化焙燒迴轉窯的塊礦預熱方法。所述方法為菱鐵塊礦由進料口進入儲料倉，再通過下料溜管進入與其對應的預熱室中，在逆流進入預熱室的500-600°C高溫煙氣作用下，進行預熱處理，預熱室外側設置的推桿裝置先後交替循環地將各預熱室內預熱處理的菱鐵塊礦推入下料溜槽內，送入迴轉窯中，迴轉窯中650-850°C的高溫煙氣將菱鐵礦完全焙燒磁化。所述預熱室中的煙氣通過預熱室頂部設有的煙氣出口被抽入煙氣環形管中，進入除塵器，再經廢氣引風機和煙 排入大氣。其中，所述進入預熱室的500-600°C高溫煙氣為窯尾高溫煙氣在所述廢氣引風機作用下，從下料溜槽進入預熱室中的高溫煙氣。其中，每個預熱室頂部對應設置的煙氣出口的溫度控制在高於酸露點以上40-50。。。優選地，所述迴轉窯中的高溫煙氣的溫度為750°C。
優選地，所述進入預熱室的高溫煙氣溫度為550°C。所述煙氣出口的溫度為150_220°C。(三)有益效果本發明的菱鐵礦磁化焙燒迴轉窯用預熱裝置及塊礦預熱方法有以下優點( I)本發明的菱鐵礦磁化焙燒迴轉窯用預熱裝置位於迴轉窯的尾部上方，與迴轉窯窯尾直接相聯，可直接利用窯尾高溫煙氣的餘熱，有效提高設備整體傳熱效率，使得工序能耗降低。(2)本發明的含有所述預熱裝置的菱鐵礦磁化焙燒迴轉窯，將菱鐵礦預熱和磁化還原兩道工序分離到兩個獨立設備中完成，可有效縮短迴轉窯長度，使其長徑比不大於10 1，減少設備整體佔地面積，節約土地資源，同時，減少迴轉窯結圈機率，降低操作難度，提高作業率。(3)本發明的預熱方法採用直接傳熱工藝，降低了工序熱耗和電耗，節約能源。
圖1為現有的菱鐵礦磁化焙燒迴轉窯的結構圖；圖2為本發明實施例中菱鐵礦磁化焙燒迴轉窯用預熱裝置的結構圖；圖3為圖2的預 熱裝置的俯視圖；圖4為圖2的預熱裝置沿A-A方向的剖視圖；圖5為圖2的預熱裝置沿B-B方向的剖視圖；圖6為本發明實施例的菱鐵礦磁化焙燒迴轉窯的結構圖；圖中10為窯頭燒嘴；11為迴轉窯；12為下料溜管；13為金屬換熱器；14為除塵器；15為廢氣引風機；16為助燃鼓風機；17為煙囪；18為窯身二次風風機；22為預熱裝置；221為進料口 ；222為儲料倉；223為下料溜管；224為預熱室；225為推桿裝置；226為下料溜槽；227為煙氣環形管；228為煙氣出口。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明的菱鐵礦磁化焙燒迴轉窯用預熱裝置及塊礦預熱方法作進一步詳細說明。以下實施例用於說明本發明，但不用來限制本發明的範圍。在本發明的描述中，需要說明的是，術語「中心」、「」、「橫向」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」 「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語「第一」、「第二」、「第三」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
此外，在本發明的描述中，除非另有說明，「多個」的含義是兩個或兩個以上。如圖2-5所示，本發明的菱鐵礦磁化焙燒迴轉窯用預熱裝置22為正多邊形豎式預熱裝置，所述預熱裝置22包括進料口 221、儲料倉222、下料溜管223、預熱室224、推桿裝置225、下料溜槽226、煙氣出口 228和煙氣環形管227，所述進料口 221與儲料倉222連接，儲料倉222下部均勻設有與正多邊形邊數數量相等的下料溜管223，每個下料溜管223對應一個內襯耐火材料的預熱室224，每個預熱室224的外側設置一個推桿裝置225，每個預熱室224的出口與下料溜槽226相連，每個預熱室224頂部對應設置一個煙氣出口 228，煙氣出口 228與煙氣環形管227相連。所述預熱裝置22平面上為正多邊形多室均布式結構，所述預熱室224在水平方向上為正多邊形多室均布式分布。所述預熱裝置22的正多邊形為正八邊形。所述預熱室224為豎式預熱爐。所述預熱室224之間用耐火磚砌築，相互隔離，預熱室224的數量與正多邊形邊數數量相等。所述推桿裝置225為液動推桿裝置或氣動推桿裝置。如圖6所示，本發明的菱鐵礦磁化焙燒迴轉窯11含有上述預熱裝置22，還包括窯頭燒嘴10、助燃鼓風機16、窯身二次風風機18、除塵器14、廢氣引風機15和煙囪17，所述預熱裝置22位於迴轉窯11的尾部上方，預熱裝置22的下料溜槽226與迴轉窯11的窯尾相連，預熱裝置22的煙氣環形管227與除塵器14入口連接，除塵器14與廢氣引風機15相連，廢氣引風機15與煙囪17相連，所述窯頭燒嘴10與助燃鼓風機16相連，所述窯身二次風風機18與迴轉窯11窯身相連。所述助燃鼓風機16為低壓風機。
所述迴轉窯11的長徑比不大於10 :1。優選地，所述迴轉窯11的長徑比為10 :1-7 :1。本發明的一種基於所述菱鐵礦磁化焙燒迴轉窯的塊礦預熱方法為菱鐵塊礦由進料口 221進入到儲料倉222，儲料倉222中的菱鐵塊礦通過下料溜管223進入與其對應的預熱室224中，使菱鐵塊礦裝填充滿預熱室224，迴轉窯11窯尾的高溫煙氣在廢氣引風機15作用下，從下料溜槽226逆流進入預熱室224，進入預熱室224的高溫煙氣溫度為500-600°C，高溫煙氣氣流在預熱室224內與菱鐵塊礦逆流傳熱，以分室換熱方式，完成傳熱，預熱室224外側設置的推桿裝置225以先後交替循環方式工作，將各預熱室224內預熱處理的菱鐵塊礦先後循環有序地推入到下料溜槽226內，最終送入迴轉窯11。迴轉窯11供熱由窯頭燒嘴10完成，助燃鼓風機16為低壓風機，供窯頭燒嘴10燃燒，窯身二次風機18對迴轉窯11內部溫度進行調節，迴轉窯11內為650-850°C高溫煙氣，將菱鐵礦完全焙燒磁化。每個預熱室224頂部對應設置的煙氣出口 228的溫度控制在高於酸露點以上40-50°C，煙氣從煙氣出口 228被抽入到煙氣環形管227，進入除塵器14，除塵後的廢氣經廢氣引風機15和煙囪17排入大氣。優選地，所述迴轉窯中的高溫煙氣的溫度為750°C。優選地，所述進入預熱室224的高溫還原性煙氣溫度為550°C。所述煙氣出口 228的溫度為150_220°C。本發明的菱鐵礦磁化焙燒迴轉窯用預熱裝置位於迴轉窯的尾部上方，與迴轉窯窯尾直接相聯，可直接利用窯尾高溫煙氣餘熱，有效提高設備整體傳熱效率，使得工序能耗降低，同時可有效縮短的迴轉窯長度，使其長徑比不大於10:1，減少設備整體佔地面積，節約土地資源，降低迴轉窯的操作難度，減少迴轉窯結圈機率，降低操作難度，提高作業率。所述預熱裝置的正多邊形的邊數不少於5，可以為除了本實施例中正八邊形以外的其他正多邊形。以上實施方式僅用於說明本發明，而並非對本發明的限制，有關技術領域的普通技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術方案也屬於本發明 的範疇。
權利要求
1.一種菱鐵礦磁化焙燒迴轉窯用預熱裝置，其特徵在於所述預熱裝置為正多邊形豎式預熱裝置，所述預熱裝置包括進料口、儲料倉、下料溜管、預熱室、推桿裝置、下料溜槽、煙氣出口和煙氣環形管，所述進料口與儲料倉連接，所述儲料倉下部均勻設有與正多邊形邊數數量相等的下料溜管，每個下料溜管對應一個內襯耐火材料的預熱室，每個預熱室的外側設置一個推桿裝置，每個預熱室的出口與下料溜槽相連，每個預熱室頂部對應設置一個煙氣出口，煙氣出口與煙氣環形管相連。
2.根據權利要求1所述的預熱裝置，其特徵在於所述預熱室在水平方向上為正多邊形多室均布式分布。
3.根據權利要求2所述的預熱裝置，其特徵在於所述正多邊形的邊數不少於五。
4.根據權利要求3所述的預熱裝置，其特徵在於所述正多邊形為正五邊形、正六邊形、正八邊形或正十二邊形。
5.根據權利要求1-4任一項所述的預熱裝置，其特徵在於所述預熱室為豎式預熱爐。
6.根據權利要求1-4任一項所述的預熱裝置，其特徵在於所述推桿裝置為液動推桿裝置或氣動推桿裝置。
7.含有權利要求1-6任一項所述預熱裝置的菱鐵礦磁化焙燒迴轉窯。
8.根據權利要求7所述的迴轉窯，其特徵在於所述迴轉窯還包括窯頭燒嘴、助燃鼓風機、窯身二次風風機、除塵器、廢氣引風機和煙 ，所述預熱裝置位於迴轉窯的尾部上方，預熱裝置的下料溜槽與迴轉窯的窯尾相連，預熱裝置的煙氣環形管與除塵器入口連接，除塵器與廢氣引風機相連，廢氣引風機與煙囪相連，所述窯頭燒嘴與助燃鼓風機相連，所述窯身二次風風機與迴轉窯窯身相連。
9.根據權利要求8所述的迴轉窯，其特徵在於所述迴轉窯的長徑比不大於10:1。
10.一種基於權利要求8-9任一項所述的菱鐵礦磁化焙燒迴轉窯的塊礦預熱方法，其特徵在於所述方法為菱鐵塊礦由進料口進入儲料倉，再通過下料溜管進入與其對應的預熱室中，在逆流進入預熱室的500-600°C高溫煙氣作用下，進行預熱處理，預熱室外側設置的推桿裝置先後交替循環地將各預熱室內預熱處理的菱鐵塊礦推入下料溜槽內，送入迴轉窯中，迴轉窯中650-850°C的高溫煙氣將菱鐵礦完全焙燒磁化。
11.根據權利要求10所述的方法，其特徵在於所述進入預熱室的500-600°C高溫煙氣為窯尾高溫煙氣在所述廢氣引風機作用下，從下料溜槽進入預熱室中的高溫煙氣。
12.根據權利要求10所述的方法，其特徵在於所述進入預熱室的高溫煙氣溫度為5500C ;所述迴轉窯中的高溫煙氣的溫度為750°C。
全文摘要
本發明涉及一種菱鐵礦磁化焙燒迴轉窯用預熱裝置及塊礦預熱方法。所述預熱裝置為正多邊形豎式預熱裝置，所述預熱裝置包括進料口、儲料倉、下料溜管、預熱室、推桿裝置、下料溜槽、煙氣出口和煙氣環形管。本發明還提供了含有所述預熱裝置的菱鐵礦磁化焙燒迴轉窯。另外，本發明還提供一種基於所述菱鐵礦磁化焙燒迴轉窯的塊礦預熱方法。所述預熱裝置可有效提高整體設備的傳熱效率；減小迴轉窯設備長度尺寸，減少窯體佔地面積；降低工序熱耗和電耗；減少生產操作難度，提高生產作業率。
文檔編號C22B1/02GK103045848SQ20121055244
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月18日 優先權日2012年12月18日
發明者寧德乙, 朱飛, 王賽輝, 丁智清, 李文輝, 沈維民 申請人:中冶長天國際工程有限責任公司