一种高炉用块矿烘干系统及其控制方法与流程

本发明涉及冶金生产，具体而言，涉及一种高炉用块矿烘干系统及其控制方法。

背景技术：

1、高炉炉料结构是影响铁前成本的一个重要因素，与烧结矿、球团矿相比，块矿具有较高的性价比，提高块矿入炉比例是降低高炉原料成本的有效措施。目前，块矿入炉比例较低，一般为5％～15％，究其原因是由于块矿水分含量高(一般为6％～15％)，导致黏附在块矿上的粉末含量也很高(一般为10％～20％)，高水分和高粉末块矿进入高炉后，不但影响高炉透气性，而且水分干燥需要消耗能源，干燥过程需要一定时间，相应提高了高炉的焦比。

2、现有技术通过投建烘干生产线解决块矿使用中存在的含水率高、含粉量大的问题，但烘干生产线需耗用煤气能源或低温蒸汽能源，温度控制难度大，无法准确控制块矿含水量，且烘干块矿运行成本高昂，环境污染严重，筛下的粉状物也难以处理。加上传统烘干生产线需要配套除尘设施、厂房等，所需占地大、投资大，使投建块矿烘干生产线的效益大打折扣。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的是开发一种有效、经济、环保的块矿烘干技术，能够实现大批量块矿烘干、筛分和粉末再利用，准确控制块矿含水量，降低块矿烘干过程产生的能耗和环境污染。

2、为实现上述目的，本发明提供一种高炉用块矿烘干系统，包括第一输送装置、定量给料装置、预热装置、电磁加热装置、筛分装置、块矿存储装置、粉料存储装置、第二输送装置、粉料压球装置和提升装置，所述第一输送装置用于将块矿原料输送至定量给料装置，所述定量给料装置用于将所述块矿原料定量送给所述预热装置，所述预热装置与所述电磁加热装置连接，所述预热装置用于以所述电磁加热装置产生的热气对所述块矿原料进行预热，所述电磁加热装置用于对预热后的块矿电磁加热烘干，并将产生的热气送入所述预热装置，所述筛分装置用于筛分经所述电磁加热装置烘干的块矿，所述块矿存储装置用于存储烘干的块矿，所述粉料存储装置用于存储所述筛分装置筛分出的粉料，所述第二输送装置用于将烘干的块矿输送至高炉矿焦槽，所述粉料压球装置用于将所述粉料存储装置中的粉料压制成球，所述提升装置用于将压制成球的粉料输送至所述第一输送装置。

3、本发明的块矿烘干系统集预热、烘干、筛分、粉料再利用功能于一体，由电磁加热装置烘干块矿，可以准确控制块矿含水量，产生的热气用于烘干前预热，提高能量利用效率，块矿烘干后进行筛分，并将筛分出的粉料循环利用，提高原料的利用率，有效降低了高炉工艺能耗，且该系统结构简单，可以节省工程建设和生产运行成本。

4、进一步地，所述电磁加热装置包括加热旋转电机、加热滚筒、电磁线圈和电磁加热体，所述加热旋转电机与所述加热滚筒驱动连接，用于控制所述加热滚筒转动，所述加热滚筒内具有容纳块矿的空间，所述加热滚筒设置在所述电磁加热体上，所述电磁加热体顶部设有与所述加热滚筒匹配的弧形凹槽，所述电磁线圈铺设在所述弧形凹槽内。电磁加热装置采用加热滚筒配合电磁加热体形式，具有很高的传热效率，提高能源的利用率。

5、进一步地，所述预热装置包括预热旋转电机和预热滚筒，所述预热旋转电机与所述预热滚筒驱动连接，用于控制所述预热滚筒转动，所述预热滚筒内具有容纳块矿的空间，所述预热滚筒和所述加热滚筒通过过渡料斗连接。预热装置采用预热滚筒形式，有利于提高传热效率，加热滚筒烘干块矿时产生的热气流经过渡料斗进入预热滚筒，热气流与块矿逆向行进，两者直接接触进行热交换，实现块矿预热，提高能源的利用率。

6、进一步地，高炉用块矿烘干系统还包括真空装置和汽水分离装置，所述真空装置的进口端与所述预热装置连接，出口端与所述汽水分离装置连接。预热块矿后的低温气体经真空装置抽出，进入汽水分离装置，分离后的气体外排，收集的液体水可以循环利用。

7、本发明还提供一种上述高炉用块矿烘干系统的控制方法，包括以下步骤：采用间歇工作模式，在谷电时段，第一输送装置通过定量给料装置向预热装置输送块矿原料，块矿原料预热后进入电磁加热装置加热烘干，控制块矿水分，烘干的块矿经过筛分装置筛分，块矿送入块矿存储装置，粉料送入粉料存储装置；在峰电时段，第一输送装置、预热装置、电磁加热装置和筛分装置停止工作，第二输送装置将块矿存储装置中的块矿输送至高炉。

8、本发明采用电磁加热为热源，利用峰谷电储能的技术，在低谷电时加热烘干块矿，替代传统的燃煤燃气或废气余热为热源，不但温度易控、效率高，而且环保、节约能源，运行成本大幅降低，经济效益和环保效益明显。

9、进一步地，控制方法还包括以下步骤：在谷电时段，启动干粉压球装置，粉料存储装置中的粉料压制成球，经提升装置输送至第一输送装置。块矿烘干筛分后的粉料，直接压球循环利用，避免了二次周转，提高块矿的利用率。

10、进一步地，电磁加热装置工作时，测试入口和出口的块矿的温度和水分，根据测试结果调整电磁加热装置的功率和加热温度，控制出料块矿的含水量。可根据块矿特性计量分析，实现电磁加热装置智能运行，准确控制块矿的含水量。

11、进一步地，以块矿的进料量、进料温度和水分为前馈变量，采用前馈控制反馈的方式控制电磁加热装置的功率和加热温度，以控制出料块矿的含水量。

12、进一步地，以出料块矿的温度为副回路反馈，调整电磁加热装置的功率和加热温度，以控制出料块矿的温度。

13、进一步地，以出料块矿的含水量为主回路反馈，调整定量给料装置的给料重量，以控制出料块矿的含水量。

14、电磁加热装置采用前馈-反馈复合控制，精确控制加热温度和功率，使块矿的含水量控制的精度和稳定性显著提高。

15、综上所述，本发明相对现有技术具有以下有益效果：

16、(1)本发明的高炉用块矿烘干系统集预热、烘干、筛分、粉末再利用以及智能控制功能于一体，充分利用峰谷电价，在低谷电时段储能烘干筛分运行，峰电时将低谷电烘干储存的块矿供应高炉，实现节能降耗、节省工程建设和生产运行成本。

17、(2)本发明采用电磁加热技术，加热滚筒从底部传递热量，使热量传递速度加快、能耗充分利用、工作效率提高，相比传统的加热方式，具有加热速度快、加热均匀、加热效率更高的优点，同时电磁加热装置采用前馈-反馈复合控制，准确控制块矿的含水量，减少传统煤气燃烧烘干、蒸汽加热烘干的操作难度和误差，且其功耗保持在较低水平，具有很好的稳定性、经济性和安全性。

18、(3)本发明对块矿的处理过程是先预热，再由电磁加热装置烘焙，对于易爆裂的块矿，在加热烘干过程中使块矿提前爆裂，筛分干净入炉，减少入炉块矿的粉末，同时减轻了块矿在炉内爆裂对高炉炉料透气性的影响，因此本发明离线烘干技术在一定程度上弥补了天然块矿冶金性能的缺陷，提升了高炉消化块矿能力，高炉块矿配比可增加至20％以上，替代球团矿、烧结矿使用，降低了生产成本，实现良好的经济效益。

19、(4)本发明的块矿经过烘干处理，基本不粘结粉末，再经过筛分处理，块矿的含粉率由超过20％下降至2％左右，解决了块矿不易筛分的难题，并且将烘干筛分后的粉料直接压球循环利用，避免了二次周转，提高了块矿的利用率，有效降低了高炉工艺能耗。

20、(5)本发明采用转动滚筒作为块矿烘干处理的场所，系统处理能力大，操作简单、运行稳定、维护费用少，烘干产生的热气和筛下的粉末得到合理利用，不需要配套传统块矿烘干系统所需的大型除尘系统，为高炉炼铁前工序降本增效和节能降耗提供了一种可靠实用的新技术。