一种基于烧结机的球团焙烧系统及方法与流程

1.本发明涉及一种球团焙烧装置及方法，具体涉及一种基于烧结机的球团焙烧系统及方法，属于球团焙烧领域。


背景技术：

2.球团是人造块状原料的一种方法，使粉状物料的物理性能及化学组成能够满足下—步加工要求。球团生产工艺是一种提炼球团矿的生产工艺，球团是钢铁冶炼行业中作为提炼铁矿石的常用工艺。球团矿就是把细磨铁精矿粉或其他含铁粉料添加少量添加剂混合后，在加水润湿的条件下，通过造球机滚动成球，再经过焙烧，固结成为具有一定强度和冶金性能的球型含铁原料。球团生产的主要工艺方法根据球团焙烧方法可分为竖炉法、链箅机
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回转窑
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环冷机法和带式焙烧机法。
3.现有的带式焙烧机法，如图2所示，将含有较多水分的普通磁铁矿铁精矿先进行干燥，干燥完后进行辊磨，然后与粘结剂进行配料，然后进行混合，再通过添加水后进行造球，造球后进行生球筛分，筛分出符合条件的生球通过布料装置进入带式焙烧机，筛分出不符合条件的生球经破碎后再次参与造球。按照烟气与球团换热的先后顺序，将带式焙烧机分为鼓干段、抽干段、预热段、焙烧段、均热段、冷却一段和冷却二段，进入带式焙烧机的生球相继经过鼓干段、抽干段、预热段、焙烧段、均热段、冷却一段、冷却二段后成为合格成品球团，然后合格成品球团进入成品缓冲斗，然后再通过成品缓冲斗下成品带式输送机运走去往高炉进行炼铁。参与球团焙烧的风流系统为：同一冷却风机将室外空气经风箱鼓入带式焙烧机的冷却一段和冷却二段，对带式焙烧机冷却一段和冷却二段上的高温球团矿进行冷却，冷却二段冷却完高温球团产生的热风通过鼓干风机再鼓入带式焙烧机的鼓干段，经鼓干段风箱后对含水量较高的生球进行鼓风干燥，热气穿过料层对生球干燥后再通过鼓干排风机向外界外排；冷却一段冷却完高温球团后产生的热风经热风罩进入带式焙烧机的焙烧段和均热段，对带式焙烧机焙烧段和均热段上的球团进行加热和焙烧，加热完后的较低温废气再经风箱后，通过回热风机进入带式焙烧机的抽干段，对抽干段的生球进一步干燥；将焦炉煤气和空气在带式焙烧机预热段进行混合点燃，产生高温气体对干燥后的预热段上的球团进行加热和焙烧；抽干段和预热段对球团加热后的废气再经风箱进入电除尘器进行除尘，再经主抽风机后进行脱硫脱硝处理，脱硫脱硝处理完后的废气经烟囱外排。
4.现有的链篦机
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回转窑
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环冷机主要由链篦机、回转窑和环冷机三部分组成。链篦机是由封闭铸铁链子、篦板、侧挡板、主动轮等主要部件组成，铸铁链子将链篦机连成一体，并带动链篦机进行定向运动，链篦机的链子作为传动装置，篦板承载球层并使气流通过，侧挡板保证了球层的高度和侧面的密封，主动轮是链篦机的驱动装置。由于链篦机宽，主传动轴长，加上处于高温环境下工作，受热膨胀后易引起形变，因此链篦机不用齿轮传动而用双边链轮传动，主轴用中空风冷，保证轴的正常运转；按照烟气与球团换热的先后顺序，链篦机分为干燥一段、干燥二段、过渡预热段和预热段。回转窑由窑体、托轮和滚圈、传动装置等部件组成，窑体是球团焙烧的反应器，托辊是回转窑的支撑装置，通过辊圈支撑着整个窑体
及窑内球团的重量。环冷机由框架、冷却台车、传动装置、导轨和风机等组成，鼓风环冷机的风箱经焊接而成并与台车下框架连接，按风箱数目划分为几组，各风箱不串通，用隔板分开，而风箱组数也就是风机的个数，风机通过风管将冷风送给风箱，经与热矿热交换后从顶部排出，进行热风循环。
5.现有技术中，带式焙烧机台车耐温高，其制作成本也高，同时，现有带式焙烧机冷却段较短，冷却效果较差。而现有的链篦机
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回转窑
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环冷机占地面积较大，烧结效果较差。


技术实现要素：

6.针对现有技术中存在的成本高、冷却效果差、占地面积较大等问题，本发明提出一种基于烧结机的球团焙烧系统及方法。本发明采用较低耐温程度的烧结机焙烧球团，降低了球团焙烧设备的成本，并通过设置一定湿度和厚度的底料隔热，提高了生产效率，
7.根据本发明的第一种实施方案，提供一种基于烧结机的球团焙烧系统。
8.一种基于烧结机的球团焙烧系统，该系统包括：烧结机、环冷机、循环风流单元以及烟气处理单元。烧结机的出料口与环冷机的进料口相连接。所述循环风流单元设置在烧结机、环冷机、烟气处理单元三者之间。所述烧结机的上方设置有烟罩，其下方设置有风箱。根据物料的走向，位于烧结机上方的烟罩被依次分为预热段、燃烧段及焙烧段。环冷机被依次分为环冷一段、环冷二段及环冷三段。位于焙烧段、燃烧段、预热段各段底部的风箱互不相通。环冷一段、环冷二段及环冷三段相互之间均设有隔板。
9.优选的是，所述循环风流单元包括冷却风机和循环管路。所述循环管路具体为：冷却风机通过进风管道与环冷三段的进风口相连通。所述环冷三段的排风口通过第一气体管道与预热段的进风口相连通。所述预热段的排风口通过第二气体管道与环冷二段的进风口相连通。所述环冷二段的排风口通过第三气体管道与燃烧段的进风口相连通。所述燃烧段的排风口通过第四气体管道与环冷一段的进风口相连通。所述环冷一段的排风口通过第五气体管道与焙烧段的进风口相连通。所述焙烧段的排风口通过第六气体管道与烟气处理单元的进风口相连通。
10.优选的是，所述第五气体管道上设有补热装置。所述补热装置包括烧嘴及燃气输送管道。所述烧嘴设置在第五气体管道内。烧嘴的进气口与燃气输送管道的排气口相连通。
11.作为优选，所述补热装置包括有若干个烧嘴。若干个所述烧嘴均设置在第五气体管道内，并且若干个所述烧嘴分别独立连接有燃气输送管道。在第五气体管道内，沿着气流的走向，烧嘴的数量呈递增式分布。
12.优选的是，所述烟气处理单元包括电除尘器、主抽风机、脱硫脱硝装置及烟囱。所述电除尘器、主抽风机、脱硫脱硝装置及烟囱依次串联，其中所述电除尘器的进风口与第六气体管道的出风口相连通。
13.优选的是，该系统还包括进料单元。所述进料单元包括造球装置、微波干燥装置以及布料装置。所述造球装置、微波干燥装置以及布料装置依次串联，其中布料装置与钢带机的进料端连接。
14.作为优选，所述造球装置包括配料机、混合机、造球机、生球筛分机以及破碎机。所述配料机、混合机、造球机、生球筛分机依次串联。所述生球筛分机的合格出料口与微波干燥装置的进料口相连接。所述生球筛分机的未合格出料口与破碎机的进料口相连，破碎机
的出料口与造球机的进料口相连接。
15.优选的是，该系统还包括有煤粉补热系统。煤粉补热系统包括煤破碎装置、煤粉输送管道、喷煤装置及点火装置。所述喷煤装置设置在烧结机的燃烧段的顶部，并与燃烧段的内部相连通。所述点火装置设置在烧结机燃烧段的内部。所述喷煤装置通过煤粉输送管道与煤破碎装置相连通。
16.优选的是，该系统还包括有球团筛分装置。所述球团筛分装置设置在环冷机的出料口处。所述球团筛分装置通过筛上物料输送装置连接至布料装置的上方。所述筛分装置还通过筛下物料输送装置与高炉的进料口相连通。
17.优选的是，该系统还包括有洒水装置。所述洒水装置通过洒水管道与筛上物料输送装置相连通。
18.作为优选，所述球团筛分装置和烧结机之间还设置有缓冲斗。
19.作为本发明的第二种实施方案，提供一种使用基于烧结机的球团焙烧系统进行球团焙烧的方法。
20.一种使用基于烧结机的球团焙烧系统进行球团焙烧的方法，该方法包括以下步骤：
21.1)将含铁矿与辅料进行混合，得到混合料。然后再向混合料中加水进行造球，得到生球团。
22.2)将生球团投放至基于烧结机的球团焙烧系统中，根据物流的走向，生球团先依次经过预热段、燃烧段、焙烧段进行焙烧处理，然后再依次经过环冷一段、环冷二段、环冷三段进行冷却处理后，获得成品球团。
23.3)在基于烧结机的球团焙烧系统中，根据风流的走向，环境风依次流经环冷三段、预热段、环冷二段、燃烧段、环冷一段、焙烧段后完成与生球团的换热。最后再经过烟气处理单元处理后进行排放。
24.作为优选，该方法还包括：
25.步骤4)将成品球团进行筛分，其中较大粒径的成品球团返回布料装置用于铺底料，较小粒径的成品球团则送往高炉进行处理。
26.优选的是，所述步骤1)具体为：先将赤铁矿、无烟煤粉、氧化钙、钠化钙基膨润土按比例进行混合获得混合料。然后向混合料中加入一定量的水进行造球，获得生球团。再然后将生球团进行筛分，获得合格生球团。最后将合格生球团采用微波进行初级干燥处理，获得生球团预备料。而不合格的生球团则进行破碎处理后从新参与造球。
27.作为优选，所述赤铁矿的含铁量为30％～55％，优选为45％
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50％。赤铁矿的含水量为5％～10％，优选为7％
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9％。赤铁矿的粒度为
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0.044mm含量大于60％，优选为
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0.044mm含量大于70％。赤铁矿的比表面积为1000～2500cm2/g，优选为1500～1900cm2/g。
28.优选的是，所述无烟煤粉的粒度为
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0.074mm大于90％，优选为
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0.074mm大于95％。
29.优选的是，所述氧化钙的纯度大于90％，优选为纯度大于95％。
30.优选的是，所述钠化钙基膨润为向粒度小于0.074mm的钙基膨润土加入氢氧化钠溶液进行钠化后获得的。钠化钙基膨润的水分含量为4％～9％，优选为6％～8％。
31.作为优选，所述赤铁矿、无烟煤粉、氧化钙、钠化钙基膨润加入量的质量比为88
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96:2
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5:1
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3:1
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4。优选为90
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95:3
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4:1
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2:2
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3。
32.优选的是，步骤2)具体为：先在烧结台车上铺底料，然后再在铺底料上铺设生球团预备料。再然后将盛有物料的烧结台车依次经过预热段、燃烧段、焙烧段进行处理后获得焙烧球团。最后将焙烧球团依次经过环冷一段、环冷二段、环冷三段进行处理后获得成品球团。
33.作为优选，铺底料的厚度为300mm～450mm，优选为350mm～400mm。生球团预备料的厚度为300mm
‑
400mm，优选为350mm
‑
380mm。
34.优选的是，在燃烧段内，还通过采用喷煤装置喷入煤粉，然后采用点火装置点燃煤粉，进而对燃烧段的球团进行加热处理。
35.优选的是，焙烧段的长度＞燃烧段的长度＞预热段的长度。
36.优选的是，步骤3)具体为：冷却风机将环境风引入到环冷三段对低温焙烧球团进行换热冷却处理，获得低温热风，低温热风继续输送至预热段内对生球团进行预热处理。完成预热处理后的低温热风被继续输送至环冷二段内对中温焙烧球团进行换热冷却，获得中温热风，中温热风继续输送至燃烧段内对生球团进行加热处理。完成加热处理后的中温热风被继续输送至环冷一段内对高温焙烧球团进行换热冷却，获得高温热风，高温热风继续输送至焙烧段内对生球团进行焙烧处理。完成焙烧处理后的高温热风依次经过电除尘器、主抽风机、脱硫脱硝装置处理后，最后经由烟囱进行排放。
37.作为优选，在将高温热风继续输送至焙烧段的过程中，还通过烧嘴对高温热风进行加热，以提高高温热风的温度。优选，烧嘴的数量设置有多个，根据高温热风的流向，烧嘴的数量成递增式分布。
38.优选的是，步骤4)具体为：经过环冷机冷却处理后的成品球团物料输送至球团筛分装置内进行筛分处理。其中将粒径大于14mm(优选为14mm～16mm)的成品球团返回至布料装置进行铺底料。将粒径小于等于14mm(优选为5
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14mm)的成品球团输送至高炉进行炼铁。
39.作为优选，作为铺底料的大颗粒成品球团在铺底料前需进行润湿处理，具体为采用洒水装置对大颗粒成品球团进行喷水处理，使得大颗粒成品球团的含水量为3％～6％，优选为3.5
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5％。
40.现有技术中，主要采用带式焙烧机或链篦机
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回转窑
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环冷机进行球团焙烧。其中，带式焙烧机法存在如下问题和缺点。第一，由于球团从生球焙烧到成品球，需要的温度很高，而球团焙烧过程在带式焙烧机上完成，需要带式焙烧机的台车耐温程度较高，因此需要较高耐温的材料去制作台车，材料成本较高，也使得带式焙烧机的台车制作成本很高。第二，现有风流系统中，排放点多，直接外排的废气较多，需设置多个废气处理点，处理麻烦的同时对环境造成较大污染。第三，现有的带式焙烧法中外源补热采用的是焦炉煤气燃烧补热，但是焦炉煤气价格较高、热值较低，且气源不稳定，很容易造成生产供应不足、热效率较低，导致球团的强度不够、成品率低。第四，现有风流系统设备数量多，投资高，占地面积增大。第五，现有风流系统易损件多，维护工作量大。第六，采用现有的带式焙烧机焙烧球团时，产生的氮氧化物较多，对环境污染较大，而且脱硫脱硝成本高，效果一般。第七，现有的带式焙烧机法对高品位的磁铁矿处理效果可以，但是对于低品位的赤铁矿处理效果不佳。
41.现有技术中，链篦机
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回转窑
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环冷机焙烧法存在如下问题。第一，包括链篦机、回转窑和环冷机三个部分，占地面积较大，投资较大。第二，风流系统设备数多，投资高。第三，风流系统易损件多，维护工作量大。
42.在本发明中，采用烧结机焙烧球团。在烧结机台车上铺设合适湿度和厚度的底料，然后在底料上以自由堆积的方式铺设生球团。其中，底料采用控制水分后的大颗粒成品球团(强度高)，使得台车上承载的生球团更多，增加产量，提高生产效率。布料完成后点火，烧结过程开始，风流系统运转，在台车下方形成一定的负压，将空气自上而下通过烧结料层抽入下方的风箱，料层表面的燃料着火燃烧后，燃烧层自上部逐渐向下部料层迁移，到底料层燃烧带消失，烧结过程完成，得到成品球团。将成品球团经过成品缓冲斗送入环冷机，成品球团在环冷机中经过高温段、中温段、低温段三个阶段充分冷却，得到合格球团。
43.在本发明中，烧结过程中为了保证球团的强度与成品率，上层球团焙烧温度较高且持续时间较长，为保护耐温性较差的烧结机，控制底料中的水分含量为3％
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5％，底料厚度为300mm
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450mm，隔绝烧结产生的大部分热量。在本发明中，对成品球团进行筛分，筛选出粒径在14mm
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16mm之间的球团送往布料，球团粒径相差不大，有利于控制球团焙烧时间及焙烧温度。将大颗粒成品球团(一般为14
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16mm的成品球团)作为底料，作为底料的成品球团经过筛分和洒水处理后不仅可以提高料层的透气性，而且还使得高温烟气穿过料层，到达烧结机台车篦板时，温度降低，保护了烧结机台车，避免了高温破坏，同时，成品球团强度高，不易破碎，作为铺底料不会影响钢带机的透风性能。
44.在本发明中，烧结机和环冷机之间设有风流系统，冷却风机将环境风鼓入环冷机低温段，对环冷机低温段的球团进行冷却，然后进入烧结机预热段对预热段上的生球团进行预热。预热完后的烟气再去往环冷机中温段对中温段上的球团进行冷却，再进入烧结机燃烧段，换热完成后再去往环冷机高温段对高温段上的球团进行冷却，之后去往燃烧机焙烧段，再焙烧段提供热量和氧气，换热完成后最终通往烟气处理系统。烧结机的预热段、燃烧段、焙烧段之间以及环冷机的高温段、中温段、低温段之间的气体均不互通，即气体只能通过风流系统依次串联流通。本发明采用的风流系统提高了热利用率，降低能耗，同时整个风流系统只有一个冷却风机和一个气体出口，减少了排放点，便于尾气处理，同时由于本发明的风流系统是一个依次串联的循环风流系统，因此使得与球团的换热的环冷风的温度是一个逐步升高的过程，使得在加热阶段或冷却阶段，球团的升温或降温更加稳定，大大提高了球团品质，同时，也使得系统内部的热量得到合理的循环利用，大大降低了能耗。
45.需要说明的是，本发明基于烧结机
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环冷机的循环风流系统不同于传统链箅机
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回转窑
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环冷机工艺的风流系统，也不同于传统的带式焙烧工艺的风流系统以及不同于传统的烧结机工艺。本发明的烧结机
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环冷机工艺烟气循环热利用率提高，大大降低了能耗，同时在提高焙烧效果的同时，也能实现好的冷却效果，再通过梯级补热，降低了氮氧化物的产生，降低了脱硫脱硝成本，保护了环境。循环风流系统采用一个风机鼓冷风进入系统，再采用一个主抽风机将废气从系统中抽走，只有一进一出，优化了风系统，让烟气作为媒介更好的在系统内传递热能，达到了节能减排的较好效果，热能也再系统内很好的循环利用，也减少了氮氧化物等有害气体的产生，保护了环境，大大节省了成本。
46.在本发明中，在原料中添加调节剂、粘结剂以及内配燃料。其中，粘结剂选用粒径小于0.074mm的钙基膨润土，向钙基膨润土中加入氢氧化钠溶液，控制水分为6％
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8％，提高钙基膨润土的粘结性。调节剂为碱性调节剂，选取氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙中的一种，可以在球团焙烧时和赤铁矿中fe2o3颗粒形成还原性好的铁酸钙粘结相，保证球团在更低的温度下就能进行固相反应固结硬化，降低了焙烧温度，而且还提高了球团的碱度，提高了球团性
能，有利于后期高炉炼铁。内配燃料为无烟煤粉，在球团焙烧时产生一定的热量进行补热，减少燃气的使用，节约成本，同时内配煤可以提高球团内部的固结强度，提高球团的性能。
47.在本发明中，烧结机燃烧段设有煤粉补热系统。将燃料煤破碎为煤粉，然后通过喷煤装置喷入到烧结机燃烧段，再经点火装置点燃，产生高温气体，对烧结机燃烧段的球团进行加热。选择煤作为燃料不仅节约了成本，而且燃烧稳定，热源也稳定，热效率高，对球团的焙烧效果更好，保证了生产的连续性，提高了球团的质量，同时也提高了球团成品率。
48.在本发明中，烧结台车经过燃烧段后，由于球团中的内配燃料基本燃烧完毕，易导致焙烧段温度下降，因此在第五气体管道(环冷机高温段到烧结机焙烧段的管道)上设置梯级补热系统。在第五气体管道上设置多组烧嘴，沿气流运动方向由多变少，呈现梯级排布，烧嘴喷出燃气点燃，对烟气进行补热，在维持焙烧段温度的同时，还避免因煤粉燃烧不充分造成氮氧化物的产生。
49.在本发明中，将冷却后的球团筛分，选取部分粒径为14
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16mm的球团作为底料返回布料(步骤4))，粒径小于14mm的球团送往高炉炼铁，粒径大于16mm的球团破碎后返回造球(步骤2))。将大粒径球团筛选出来，防止球团内部焙烧不完全，导致成品率下降。14
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16mm的成品球团润湿后作为底料铺设在烧结机上有利于提高料层的透气性。
50.在本发明中，布料前对生球团进行预干燥，使得生球团内部更加稳固，降低在预热段球团破裂的风险。预干燥采用微波干燥装置，可以使生球水分得到精准控制，而且还可以使得生球内部结构更加稳实，降低了在预热段生球破裂的风险。
51.在本发明中，相较于传统生产烧结矿的烧结机，本发明采用赤铁矿作为原料，将赤铁矿造球处理，改进了风流系统，增加煤粉补热系统及梯级补热装置，控制底料水分含量，使得焙烧效果更佳，产生的污染更少。
52.在本发明中，相比于带式焙烧法，本发明通过设置合适湿度和合适厚度的铺底料进行隔热，利用较低耐温的烧结机来完成球团焙烧过程，不仅合理利用了烧结机来生产球团，还使得台车上装生球物料更多，增加了产能，提高了生产效率。由于带式焙烧机的台车耐温高，其制作成本也很高，所以本发明降低了球团焙烧设备成本，节约了投资，达到了提质增产的目的。另外，现有的带式焙烧机由于其冷却段很短，冷却效果不好，本发明采用环冷机来冷却，其冷却效果更好。同时，本发明利用烧结机的大烟道，使得焙烧段还能保持一定的燃烧，焙烧效果增加，烟气流速加大，再通过大烟道上的导气管平衡气流，更好的保护了台车篦板，避免了台车被高温所破坏。
53.在本发明中，相比于链篦机
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回转窑
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环冷机焙烧法，直接减少了回转窑，在保证产量的情况下还缩短了流程、减少了投资，减小了占地面积。本发明采用烧结机进行焙烧，效果好于链篦机，通过烧结机下大烟道强力抽风，产量明显提高。另外，烧结机增设的增设洒水装置、煤粉补热装置及烧结机上烟罩等装置，进一步优化了烧结机结构，提高焙烧效率。本发明还增设了梯级补热，优化了环冷机烟气利用，降低了氮氧化物的产生，提高了热利用率。
54.在本发明中，采用烧结机
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环冷机工艺进行球团生产，可以实现将较低含铁矿(例如赤铁矿)作为球团生产的原料，以赤铁矿为例，由于赤铁矿含铁量没有磁铁矿高，赤铁矿脉石较多，传统工艺中，由于赤铁矿脉石较多，脉石熔点较低，再加入熔剂后进一步增加液相，焙烧过程中，容易造成台车堵塞，影响透气性，焙烧过程进展不顺，从而导致常规的通过
加入熔剂等方法处理低品位的赤铁矿效果不佳。与此同时，本发明还可实现环冷机的零排放，即将所有烟气进行循环，同时还增设梯级补热装置，在节约能源的同时，降低氮氧化物的产生；最后烟气通过烧结机下的大烟道汇集，既保证了抽风效果，又取消了传统大烟道的多个导气管，只保留烧结机尾部的导气管，使得产生的散料和灰尘降低。
55.在本发明中，烧结机的总长度为50
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160米，优选为60
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150米，进一步优选为70
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140米，更优选为80
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120米。
56.在本发明中，烧结机上，预热段、燃烧段和焙烧段的长度比为1:1
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5:1
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5，优选为1:1.2
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3:1.5
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4，进一步优选为1:1.5
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2:2
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3。
57.在本发明中，环冷机上，环冷一段、环冷二段和环冷三段的长度比为1:0.8
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3:1
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5，优选为1:1
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2:1.5
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4，更优选为1:1.2
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1.8:2
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3。
58.相较于现有技术，本发明具有如下有益效果：
59.1、本发明相较于带式焙烧法，通过设置合适湿度和合适厚度的铺底料进行隔热，利用较低耐温的烧结机来完成球团焙烧过程，降低了球团焙烧设备成本，减少投资，同时增加了产能，提高了生产效率。
60.2、本发明相较于链篦机
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回转窑
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环冷机焙烧法，在保证产量的情况下还缩短了流程、减少了投资，减小了占地面积，进一步优化了烧结机结构，提高焙烧效率。
61.3、本发明改进了风流系统，使得烟气循环热利用率提高，降低了能耗，同时在提高焙烧效果的同时，也能实现好的冷却效果，再通过梯级补热，降低了氮氧化物的产生，降低了脱硫脱硝成本，保护了环境。
附图说明
62.图1为本发明中一种基于烧结机的球团焙烧系统的结构示意图。
63.图2为现有技术的带式焙烧机结构示意图。
64.图3为本发明中实施例2所述一种基于烧结机的球团焙烧系统的结构示意图。
65.图4为本发明中实施例5所述一种基于烧结机的球团焙烧系统的结构示意图。
66.图5为背景技术中链篦机
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回转窑
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环冷机焙烧法的工艺流程图。
67.图6为背景技术中带式焙烧法的工艺流程图。
68.附图标记：1：烧结机；101：烟罩；102：风箱；103：预热段；104：燃烧段；105：焙烧段；2：环冷机；201：环冷一段；202：环冷二段；203：环冷三段；204：隔板；3：循环风流单元；301：冷却风机；4：烟气处理单元；401：电除尘器；402：主抽风机；403：脱硫脱硝装置；404：烟囱；5：补热装置；501：烧嘴；6：进料单元；601：造球装置；6011：配料机；6012：混合机；6013：造球机；6014：生球筛分机；6015：破碎机；602：微波干燥装置；603：布料装置；7：煤粉补热系统；701：煤破碎装置；702：喷煤装置；703：点火装置；8：球团筛分装置；801：筛上物料输送装置；802：筛下物料输送装置；9：洒水装置；10：成品缓冲斗；g：进风管道；l1：第一气体管道；l2：第二气体管道；l3：第三气体管道；l4：第四气体管道；l5：第五气体管道；l6：第六气体管道；l7：燃气输送管道；l8：煤粉输送管道；l9：洒水管道。
具体实施方式
69.下面对本发明的技术方案进行举例说明，本发明请求保护的范围包括但不限于以
下实施例。
70.一种基于烧结机的球团焙烧系统，该系统包括：烧结机1、环冷机2、循环风流单元3以及烟气处理单元4。烧结机1的出料口与环冷机2的进料口相连接。所述循环风流单元3设置在烧结机1、环冷机2、烟气处理单元4三者之间。所述烧结机1的上方设置有烟罩101，其下方设置有风箱102。根据物料的走向，位于烧结机1上方的烟罩101被依次分为预热段103、燃烧段104及焙烧段105。环冷机2被依次分为环冷一段201、环冷二段202及环冷三段203。位于焙烧段105、燃烧段104、预热段103各段底部的风箱102互不相通。环冷一段201、环冷二段202及环冷三段203相互之间均设有隔板204。
71.优选的是，所述循环风流单元3包括冷却风机301和循环管路。所述循环管路具体为：冷却风机301通过进风管道g与环冷三段203的进风口相连通。所述环冷三段203的排风口通过第一气体管道l1与预热段103的进风口相连通。所述预热段103的排风口通过第二气体管道l2与环冷二段202的进风口相连通。所述环冷二段202的排风口通过第三气体管道l3与燃烧段104的进风口相连通。所述燃烧段104的排风口通过第四气体管道l4与环冷一段201的进风口相连通。所述环冷一段201的排风口通过第五气体管道l5与焙烧段105的进风口相连通。所述焙烧段105的排风口通过第六气体管道l6与烟气处理单元4的进风口相连通。
72.优选的是，所述第五气体管道l5上设有补热装置5。所述补热装置5包括烧嘴501及燃气输送管道l7。所述烧嘴501设置在第五气体管道l5内。烧嘴501的进气口与燃气输送管道l7的排气口相连通。
73.作为优选，所述补热装置5包括有若干个烧嘴501。若干个所述烧嘴501均设置在第五气体管道l5内，并且若干个所述烧嘴501分别独立连接有燃气输送管道l7。在第五气体管道l5内，沿着气流的走向，烧嘴501的数量呈递增式分布。
74.优选的是，所述烟气处理单元4包括电除尘器401、主抽风机402、脱硫脱硝装置403及烟囱404。所述电除尘器401、主抽风机402、脱硫脱硝装置403及烟囱404依次串联，其中所述电除尘器401的进风口与第六气体管道l6的出风口相连通。
75.优选的是，该系统还包括进料单元6。所述进料单元6包括造球装置601、微波干燥装置602以及布料装置603。所述造球装置601、微波干燥装置602以及布料装置603依次串联，其中布料装置603与钢带机1的进料端连接。
76.作为优选，所述造球装置601包括配料机6011、混合机6012、造球机6013、生球筛分机6014以及破碎机6015。所述配料机6011、混合机6012、造球机6013、生球筛分机6014依次串联。所述生球筛分机6014的合格出料口与微波干燥装置602的进料口相连接。所述生球筛分机6014的未合格出料口与破碎机6015的进料口相连，破碎机6015的出料口与造球机6013的进料口相连接。
77.优选的是，该系统还包括有煤粉补热系统7。煤粉补热系统7包括煤破碎装置701、煤粉输送管道l8、喷煤装置702及点火装置703。所述喷煤装置702设置在烧结机1的燃烧段104的顶部，并与燃烧段104的内部相连通。所述点火装置703设置在烧结机1燃烧段104的内部。所述喷煤装置702通过煤粉输送管道l8与煤破碎装置701相连通。
78.优选的是，该系统还包括有球团筛分装置8。所述球团筛分装置8设置在环冷机2的出料口处。所述球团筛分装置8通过筛上物料输送装置801连接至布料装置603的上方。所述
筛分装置8还通过筛下物料输送装置802与高炉的进料口相连通。
79.优选的是，该系统还包括有洒水装置9。所述洒水装置9通过洒水管道l9与筛上物料输送装置801相连通。
80.作为优选，所述球团筛分装置8和烧结机1之间还设置有缓冲斗10。
81.作为本发明的第二种实施方案，提供一种使用基于烧结机的球团焙烧系统进行球团焙烧的方法。
82.一种使用基于烧结机的球团焙烧系统进行球团焙烧的方法，该方法包括以下步骤：
83.1)将含铁矿与辅料进行混合，得到混合料。然后再向混合料中加水进行造球，得到生球团。
84.2)将生球团投放至基于烧结机的球团焙烧系统中，根据物流的走向，生球团先依次经过预热段103、燃烧段104、焙烧段105进行焙烧处理，然后再依次经过环冷一段201、环冷二段202、环冷三段203进行冷却处理后，获得成品球团。
85.3)在基于烧结机的球团焙烧系统中，根据风流的走向，环境风依次流经环冷三段203、预热段103、环冷二段202、燃烧段104、环冷一段201、焙烧段105后完成与生球团的换热。最后再经过烟气处理单元4处理后进行排放。
86.作为优选，该方法还包括：
87.步骤4)将成品球团进行筛分，其中较大粒径的成品球团返回布料装置603用于铺底料，较小粒径的成品球团则送往高炉进行处理。
88.优选的是，所述步骤1)具体为：先将赤铁矿、无烟煤粉、氧化钙、钠化钙基膨润土按比例进行混合获得混合料。然后向混合料中加入一定量的水进行造球，获得生球团。再然后将生球团进行筛分，获得合格生球团。最后将合格生球团采用微波进行初级干燥处理，获得生球团预备料。而不合格的生球团则进行破碎处理后从新参与造球。
89.作为优选，所述赤铁矿的含铁量为30％～55％，优选为45％
‑
50％。赤铁矿的含水量为5％～10％，优选为7％
‑
9％。赤铁矿的粒度为
‑
0.044mm含量大于60％，优选为
‑
0.044mm含量大于70％。赤铁矿的比表面积为1000～2500cm2/g，优选为1500～1900cm2/g。
90.优选的是，所述无烟煤粉的粒度为
‑
0.074mm大于90％，优选为
‑
0.074mm大于95％。
91.优选的是，所述氧化钙的纯度大于90％，优选为纯度大于95％。
92.优选的是，所述钠化钙基膨润为向粒度小于0.074mm的钙基膨润土加入氢氧化钠溶液进行钠化后获得的。钠化钙基膨润的水分含量为4％～9％，优选为6％～8％。
93.作为优选，所述赤铁矿、无烟煤粉、氧化钙、钠化钙基膨润加入量的质量比为88
‑
96:2
‑
5:1
‑
3:1
‑
4。优选为90
‑
95:3
‑
4:1
‑
2:2
‑
3。
94.优选的是，步骤2)具体为：先在烧结台车上铺底料，然后再在铺底料上铺设生球团预备料。再然后将盛有物料的烧结台车依次经过预热段103、燃烧段104、焙烧段105进行处理后获得焙烧球团。最后将焙烧球团依次经过环冷一段201、环冷二段202、环冷三段203进行处理后获得成品球团。
95.作为优选，铺底料的厚度为300mm～450mm，优选为350mm～400mm。生球团预备料的厚度为300mm
‑
400mm，优选为350mm
‑
380mm。
96.优选的是，在燃烧段104内，还通过采用喷煤装置702喷入煤粉，然后采用点火装置
703点燃煤粉，进而对燃烧段104的球团进行加热处理。
97.优选的是，焙烧段105的长度＞燃烧段104的长度＞预热段103的长度。
98.优选的是，步骤3)具体为：冷却风机301将环境风引入到环冷三段203对低温焙烧球团进行换热冷却处理，获得低温热风，低温热风继续输送至预热段103内对生球团进行预热处理。完成预热处理后的低温热风被继续输送至环冷二段202内对中温焙烧球团进行换热冷却，获得中温热风，中温热风继续输送至燃烧段104内对生球团进行加热处理。完成加热处理后的中温热风被继续输送至环冷一段201内对高温焙烧球团进行换热冷却，获得高温热风，高温热风继续输送至焙烧段105内对生球团进行焙烧处理。完成焙烧处理后的高温热风依次经过电除尘器401、主抽风机402、脱硫脱硝装置403处理后，最后经由烟囱404进行排放。
99.作为优选，在将高温热风继续输送至焙烧段105的过程中，还通过烧嘴501对高温热风进行加热，以提高高温热风的温度。优选，烧嘴501的数量设置有多个，根据高温热风的流向，烧嘴501的数量成递增式分布。
100.优选的是，步骤4)具体为：经过环冷机2冷却处理后的成品球团物料输送至球团筛分装置8内进行筛分处理。其中将粒径大于14mm(优选为14mm～16mm)的成品球团返回至布料装置603进行铺底料。将粒径小于等于14mm(优选为5
‑
14mm)的成品球团输送至高炉进行炼铁。
101.作为优选，作为铺底料的大颗粒成品球团在铺底料前需进行润湿处理，具体为采用洒水装置9对大颗粒成品球团进行喷水处理，使得大颗粒成品球团的含水量为3％～6％，优选为3.5
‑
5％。
102.实施例1
103.一种基于烧结机的球团焙烧系统，该系统包括：烧结机1、环冷机2、循环风流单元3以及烟气处理单元4。烧结机1的出料口与环冷机2的进料口相连接。所述循环风流单元3设置在烧结机1、环冷机2、烟气处理单元4三者之间。所述烧结机1的上方设置有烟罩101，其下方设置有风箱102。根据物料的走向，位于烧结机1上方的烟罩101被依次分为预热段103、燃烧段104及焙烧段105。环冷机2被依次分为环冷一段201、环冷二段202及环冷三段203。位于焙烧段105、燃烧段104、预热段103各段底部的风箱102互不相通。环冷一段201、环冷二段202及环冷三段203相互之间均设有隔板204。
104.实施例2
105.如图2所示，重复实施例1，只是所述循环风流单元3包括冷却风机301和循环管路。所述循环管路具体为：冷却风机301通过进风管道g与环冷三段203的进风口相连通。所述环冷三段203的排风口通过第一气体管道l1与预热段103的进风口相连通。所述预热段103的排风口通过第二气体管道l2与环冷二段202的进风口相连通。所述环冷二段202的排风口通过第三气体管道l3与燃烧段104的进风口相连通。所述燃烧段104的排风口通过第四气体管道l4与环冷一段201的进风口相连通。所述环冷一段201的排风口通过第五气体管道l5与焙烧段105的进风口相连通。所述焙烧段105的排风口通过第六气体管道l6与烟气处理单元4的进风口相连通。
106.实施例3
107.重复实施例2，只是所述第五气体管道l5上设有补热装置5。所述补热装置5包括烧
嘴501及燃气输送管道l7。所述烧嘴501设置在第五气体管道l5内。烧嘴501的进气口与燃气输送管道l7的排气口相连通。
108.所述补热装置5包括有若干个烧嘴501。若干个所述烧嘴501均设置在第五气体管道l5内，并且若干个所述烧嘴501分别独立连接有燃气输送管道l7。在第五气体管道l5内，沿着气流的走向，烧嘴501的数量呈递增式分布。
109.实施例4
110.重复实施例3，只是所述烟气处理单元4包括电除尘器401、主抽风机402、脱硫脱硝装置403及烟囱404。所述电除尘器401、主抽风机402、脱硫脱硝装置403及烟囱404依次串联，其中所述电除尘器401的进风口与第六气体管道l6的出风口相连通。
111.实施例5
112.如图3所示，重复实施例4，只是该系统还包括进料单元6。所述进料单元6包括造球装置601、微波干燥装置602以及布料装置603。所述造球装置601、微波干燥装置602以及布料装置603依次串联，其中布料装置603与钢带机1的进料端连接。
113.所述造球装置601包括配料机6011、混合机6012、造球机6013、生球筛分机6014以及破碎机6015。所述配料机6011、混合机6012、造球机6013、生球筛分机6014依次串联。所述生球筛分机6014的合格出料口与微波干燥装置602的进料口相连接。所述生球筛分机6014的未合格出料口与破碎机6015的进料口相连，破碎机6015的出料口与造球机6013的进料口相连接。
114.实施例6
115.重复实施例5，只是该系统还包括有煤粉补热系统7。煤粉补热系统7包括煤破碎装置701、煤粉输送管道l8、喷煤装置702及点火装置703。所述喷煤装置702设置在烧结机1的燃烧段104的顶部，并与燃烧段104的内部相连通。所述点火装置703设置在烧结机1燃烧段104的内部。所述喷煤装置702通过煤粉输送管道l8与煤破碎装置701相连通。
116.实施例7
117.重复实施例6，只是该系统还包括有球团筛分装置8。所述球团筛分装置8设置在环冷机2的出料口处。所述球团筛分装置8通过筛上物料输送装置801连接至布料装置603的上方。所述筛分装置8还通过筛下物料输送装置802与高炉的进料口相连通。
118.实施例8
119.重复实施例7，只是该系统还包括有洒水装置9。所述洒水装置9通过洒水管道l9与筛上物料输送装置801相连通。
120.所述球团筛分装置8和烧结机1之间还设置有缓冲斗10。
121.实施例9
122.一种使用基于烧结机的球团焙烧系统进行球团焙烧的方法，该方法包括以下步骤：
123.1)将含铁矿与辅料进行混合，得到混合料。然后再向混合料中加水进行造球，得到生球团。
124.2)将生球团投放至基于烧结机的球团焙烧系统中，根据物流的走向，生球团先依次经过预热段103、燃烧段104、焙烧段105进行焙烧处理，然后再依次经过环冷一段201、环冷二段202、环冷三段203进行冷却处理后，获得成品球团。
125.3)在基于烧结机的球团焙烧系统中，根据风流的走向，环境风依次流经环冷三段203、预热段103、环冷二段202、燃烧段104、环冷一段201、焙烧段105后完成与生球团的换热。最后再经过烟气处理单元4处理后进行排放。
126.实施例10
127.一种使用基于烧结机的球团焙烧系统进行球团焙烧的方法，该方法包括以下步骤：
128.1)将含铁矿与辅料进行混合，得到混合料。然后再向混合料中加水进行造球，得到生球团。
129.2)将生球团投放至基于烧结机的球团焙烧系统中，根据物流的走向，生球团先依次经过预热段103、燃烧段104、焙烧段105进行焙烧处理，然后再依次经过环冷一段201、环冷二段202、环冷三段203进行冷却处理后，获得成品球团。
130.3)在基于烧结机的球团焙烧系统中，根据风流的走向，环境风依次流经环冷三段203、预热段103、环冷二段202、燃烧段104、环冷一段201、焙烧段105后完成与生球团的换热。最后再经过烟气处理单元4处理后进行排放。
131.4)将成品球团进行筛分，其中较大粒径的成品球团返回布料装置603用于铺底料，较小粒径的成品球团则送往高炉进行处理。
132.实施例11
133.重复实施例10，只是所述步骤1)具体为：先将赤铁矿、无烟煤粉、氧化钙、钠化钙基膨润土按比例进行混合获得混合料。然后向混合料中加入一定量的水进行造球，获得生球团。再然后将生球团进行筛分，获得合格生球团。最后将合格生球团采用微波进行初级干燥处理，获得生球团预备料。而不合格的生球团则进行破碎处理后从新参与造球。
134.实施例12
135.重复实施例11，只是所述赤铁矿的含铁量为45％。赤铁矿的含水量为8％。赤铁矿的粒度为
‑
0.044mm含量大于70％。赤铁矿的比表面积为1700cm2/g。
136.所述无烟煤粉的粒度为
‑
0.074mm大于95％。
137.所述氧化钙的纯度大于95％。
138.所述钠化钙基膨润为向粒度小于0.074mm的钙基膨润土加入氢氧化钠溶液进行钠化后获得的。钠化钙基膨润的水分含量为7％。
139.所述赤铁矿、无烟煤粉、氧化钙、钠化钙基膨润加入量的质量比为93:3:2:2。
140.实施例13
141.重复实施例12，只是步骤2)具体为：先在烧结台车上铺底料，然后再在铺底料上铺设生球团预备料。再然后将盛有物料的烧结台车依次经过预热段103、燃烧段104、焙烧段105进行处理后获得焙烧球团。最后将焙烧球团依次经过环冷一段201、环冷二段202、环冷三段203进行处理后获得成品球团。
142.铺底料的厚度为375mm。生球团预备料的厚度为360mm。
143.实施例14
144.重复实施例13，只是在燃烧段104内，还通过采用喷煤装置702喷入煤粉，然后采用点火装置703点燃煤粉，进而对燃烧段104的球团进行加热处理。
145.焙烧段105的长度＞燃烧段104的长度＞预热段103的长度。
146.实施例15
147.重复实施例14，只是步骤3)具体为：冷却风机301将环境风引入到环冷三段203对低温焙烧球团进行换热冷却处理，获得低温热风，低温热风继续输送至预热段103内对生球团进行预热处理。完成预热处理后的低温热风被继续输送至环冷二段202内对中温焙烧球团进行换热冷却，获得中温热风，中温热风继续输送至燃烧段104内对生球团进行加热处理。完成加热处理后的中温热风被继续输送至环冷一段201内对高温焙烧球团进行换热冷却，获得高温热风，高温热风继续输送至焙烧段105内对生球团进行焙烧处理。完成焙烧处理后的高温热风依次经过电除尘器401、主抽风机402、脱硫脱硝装置403处理后，最后经由烟囱404进行排放。
148.实施例16
149.重复实施例15，只是在将高温热风继续输送至焙烧段105的过程中，还通过烧嘴501对高温热风进行加热，以提高高温热风的温度。烧嘴501的数量设置有多个，根据高温热风的流向，烧嘴501的数量成递增式分布。
150.实施例17
151.重复实施例16，只是步骤4)具体为：经过环冷机2冷却处理后的成品球团物料输送至球团筛分装置8内进行筛分处理。其中将粒径为14mm～16mm的成品球团返回至布料装置603进行铺底料。将粒径为5
‑
14mm的成品球团输送至高炉进行炼铁。
152.实施例18
153.重复实施例17，只是作为铺底料的大颗粒成品球团在铺底料前需进行润湿处理，具体为采用洒水装置9对大颗粒成品球团进行喷水处理，使得大颗粒成品球团的含水量为4.5％。