一种自吸风式铁矿烧结零碳点火保温装置及其方法与流程

本发明涉及铁矿烧结点火保温装置及其方法，具体涉及一种自吸风式铁矿烧结零碳点火保温装置及其方法，属于烧结。

背景技术：

1、在烧结工序中，点火是通过高温火焰或高温气氛，将烧结机台车料面混合料内的焦粉点燃，使其形成一条高温、均匀的红热燃烧带，在下部大烟道的抽风负压作用下，燃烧带会缓慢下移，逐步完成各高度单元烧结混合料的烧结行为。最终，燃烧带下移至料层最底部时，该台车承载的料层烧结完成。这时台车也已移动至烧结机尾部，从尾部卸出烧结成品矿，去往下一道冷却环节。点火是烧结机的核心关键环节，点火是否均匀、形成的燃烧带是否合格、点火炉寿命是否够长，都决定着整个烧结工序的质量指标、能耗指标和作业率指标。

2、现有的铁矿烧结点火保温炉装置简图如图1、图2所示：烧结机台车在通过九辊布料器盛满烧结混合料后，缓慢进入点火炉炉膛内部，首先进入点火炉点火段，被点火段两排燃气点火烧嘴形成的高温火焰烘烤，混合料中的焦粉逐渐被点燃形成红热燃烧带；随后进入点火炉保温段，被保温段一排保温烧嘴形成的中温火焰烘烤，目的是为了给刚刚烧结完成的高温烧结矿保温，避免其因冷却过快导致的冷脆粉矿生成。

3、点火炉燃气烧嘴顶部一端连接煤气管道，所用煤气一般为工业冶金副产物煤气，如高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气、高转混合煤气、高焦混合煤气等，少部分用天然气；另一端则连接空气管道，将助燃鼓风机鼓入的空气引入，与煤气混合后形成燃烧火焰。

4、点火炉一般平行与烧结机台车安装，位于烧结机台车栏板上方100-200mm左右，由三条梁(前端梁、中部隔墙梁、后端梁)、两个炉顶(点火段炉顶、保温段炉顶)和四个侧墙(两个点火段侧墙、两个保温段侧墙)组成，总长度一般为7-9米，其中点火段3-4米，保温段4-5米。

5、随着我国双碳战略的提出，钢铁行业碳排放减量已成为未来钢铁淘汰剩余产能的标准之一。烧结作为钢铁流程中的关键工序，减碳责任重大。目前，烧结的点火环节还是采用传统煤气点火，存在以下三大缺陷。

6、1、碳排放量高：由于采用的是煤气点火，煤气中的co、ch4等含碳可燃物在燃烧后会生成co2，被抽入大烟道后排出，使得烧结工序的碳排放指标居高不下。

7、2、点火不均匀：由于采用的是煤气点火，存在明显的柱状火焰，外焰、内焰、焰心的温度各不相同，且有火焰和没有火焰的地方温度也相差较大，所以极易造成铁矿烧结料面的点火不均匀，经常发生料面局部过熔或过生的现象，从而造成烧结整体能耗升高，碳排放变多。

8、3、点火炉炉衬寿命短：由于采用的是煤气点火，局部高温区和局部低温区位置相对恒定，长期被高温区火焰冲刷的炉衬易开裂、剥落，从而造成整个点火炉炉衬的寿命较短。

技术实现思路

1、针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明通过改进现有技术与结构形式，研发出一种自吸风式铁矿烧结零碳点火保温装置及其方法。在本发明的方案中，将传统点火保温炉的燃气烧嘴取消，增设自驱式螺旋桨叶装置，该装置通过电热桨叶在点火保温炉内的升降为烧结料面提供高温气氛进行均匀电热点火，点火过程中不需要额外消耗煤气等化石能源，即实现了清洁绿色的零碳点火，碳排放较现有技术明显降低；而且，电热点火更加均匀，点火炉炉衬寿命也得到有效延长。

2、本发明的自驱式螺旋桨叶装置还包括吸风桨叶，吸风桨叶能够将点火保温炉外的空气吸入炉内，并通过电热桨叶对吸入空气进行加热，从而达到空气进入炉内实施热风点火的目的，即在电热桨叶对烧结料面进行电热点火的基础上引入热风点火，进一步加强料面点火的均匀性。

3、本发明还在现有烧结混合料布料器的下游增设生物质固体燃料布料器，通过该布料器将生物质固体燃料喷加在烧结混合料的料面上，从而显著降低烧结料面的点火温度。

4、本发明还增设纯氧喷吹装置，通过该装置向点火保温炉炉膛内鼓入纯氧，纯氧与炉膛内空气混合后形成富氧氛围，从而进一步降低烧结料面生物质固体燃料或焦粉被点燃形成燃烧带的温度，强化点火烧结的效果。

5、本发明将电热点火、富氧点火、生物质料面喷加点火方式相结合，无需额外消耗煤气等化石能源进行点火，因而铁矿烧结点火环节的耗碳量近乎为零，真正意义上实现了零碳点火生产，碳排放较现有技术大幅降低。

6、根据本发明的第一种实施方案，提供一种自吸风式铁矿烧结零碳点火保温装置。

7、一种自吸风式铁矿烧结零碳点火保温装置，该装置包括烧结台车、设置在烧结台车上方的点火保温炉、设置在点火保温炉上的自驱式螺旋桨叶装置。所述自驱式螺旋桨叶装置包括升降旋转杆、承力器、电热桨叶、升降电机。其中，承力器设置在点火保温炉的炉顶上部。升降旋转杆设置在承力器上并穿过承力器与点火保温炉的炉顶。电热桨叶设置在点火保温炉内，并与升降旋转杆相连接。升降电机与承力器连接，并通过承力器驱动升降旋转杆带动电热桨叶上下移动。

8、在本发明中，所述自驱式螺旋桨叶装置还包括转动电机。所述转动电机与承力器连接，并通过承力器驱动升降旋转杆带动电热桨叶旋转。

9、作为优选，所述自驱式螺旋桨叶装置还包括吸风桨叶。所述吸风桨叶设置在点火保温炉内，并与升降旋转杆相连接。

10、在本发明中，沿着烧结台车的运行方向，该装置还包括依次设置在烧结台车上方、位于点火保温炉上游的烧结混合料布料器和生物质固体燃料布料器。

11、作为优选，所述烧结混合料布料器和生物质固体燃料布料器均为九辊布料器。

12、在本发明中，该装置还包括设置在点火保温炉上的纯氧喷吹装置。所述纯氧喷吹装置包括纯氧管道和纯氧喷口。其中，纯氧管道位于点火保温炉的外侧。纯氧喷口的一端连接纯氧管道，另一端穿过点火保温炉的侧墙伸入点火保温炉内。

13、作为优选，点火保温炉上设有多个纯氧喷吹装置。多个所述纯氧喷吹装置沿着烧结台车的运行方向均匀分布。

14、以图4为例进行说明，纯氧喷吹装置优选设置在点火保温炉的两侧(同烧结台车的两侧)，其中，纯氧管道位于点火保温炉两侧的外部，纯氧喷口的一端连接纯氧管道，另一端穿过点火保温炉的侧墙伸入点火保温炉内。当纯氧喷吹装置的数量为多个时，为使得各纯氧喷吹装置所喷入点火保温炉内的纯氧与炉膛内的空气均匀混合，因而将多个纯氧喷吹装置沿着烧结台车的运行方向均匀排布，如图3所示。

15、在本发明中，所述电热桨叶和吸风桨叶分别与升降旋转杆的下端连接，并平行于烧结台车设置。优选，电热桨叶和吸风桨叶两者设置在同一水平面上。

16、在本发明中，所述电热桨叶和吸风桨叶分别包括多片桨叶，多片所述桨叶围绕升降旋转杆均匀分布。

17、作为优选，电热桨叶的多片桨叶和吸风桨叶的多片桨叶彼此间隔交错排布。

18、在本发明中，点火保温炉上设有多个自驱式螺旋桨叶装置。多个所述自驱式螺旋桨叶装置分别沿着烧结台车的运行方向和宽度方向均匀分布。

19、以图3和图4为例进行说明，为使得点火保温炉上各位置的吸风更加充分以及后续的热风点火更加均匀，本发明将多个所述自驱式螺旋桨叶装置沿着烧结台车的运行方向均匀设置为3排，同时，将多个所述自驱式螺旋桨叶装置沿着烧结台车的宽度方向均匀设置为2排。该设置方案只是本技术中自驱式螺旋桨叶装置的布置方案之一，实际上自驱式螺旋桨叶装置的数量以及布置方式可根据现场工况进行适应性调整。

20、在本发明中，该装置还包括控制系统。所述控制系统与电热桨叶、升降电机、转动电机、生物质固体燃料布料器、纯氧喷吹装置连接，并控制电热桨叶、升降电机、转动电机、生物质固体燃料布料器、纯氧喷吹装置的操作。

21、根据本发明的第二种实施方案，提供一种自吸风式铁矿烧结零碳点火保温方法。

22、一种自吸风式铁矿烧结零碳点火保温方法或使用第一种实施方案中所述装置的点火保温方法，该方法包括以下步骤：

23、1)将烧结混合料均匀布置在烧结台车上。

24、2)布料完成后，采用自驱式螺旋桨叶装置对烧结料面进行点火烧结。

25、在本发明中，步骤2)中还包括喷加生物质固体燃料的步骤，具体为：在烧结混合料布料完成后，采用生物质固体燃料布料器将生物质制成的固体燃料喷加在烧结混合料的料面上，使得烧结混合料的料面被一层生物质固体燃料覆盖，然后对烧结料面进行点火烧结。

26、在本发明中，步骤2)中还包括喷吹纯氧的步骤，具体为：在对烧结料面进行点火烧结的过程中，同步采用纯氧喷吹装置向点火保温炉的炉膛内鼓入纯氧，纯氧与炉膛内的空气混合后形成富氧氛围，强化点火烧结的效果。

27、在本发明中，在步骤2)中，检测烧结混合料的平均粒度δ、烧结混合料中的铁含量ε、烧结混合料中的固体燃料配加量β、烧结混合料中的水分含量w，计算当前点火作业的点火系数ω点火和保温系数ω保温。具体为：

28、

29、式中：点火保温炉包括点火段和保温段，其中，l点火为点火保温炉的点火段长度，l保温为点火保温炉的保温段长度。τ为烧结点火保温强度比系数，τ的取值范围为0.5-1。a、b均为调节系数，a的取值范围为1-10，b的取值范围为1-5。

30、需要说明的是，点火保温炉具有两个关键系数，即点火系数和保温系数，这两个系数直接影响烧结的点火强度负荷和保温强度负荷。而在常规设计中，点火保温炉的单元点火系数(即点火系数除以点火段长度)与单元保温系数(即保温系数除以保温段长度)之间是常数比值关系，这个常数就是烧结点火保温强度比系数，一般来说，烧结机的矿种条件不变，这个系数不会发生变化。

31、根据计算得到的点火作业的点火系数与保温系数，推算点火段所有电热桨叶的总电热负荷ψ点火、点火段各吸风桨叶的转速u点火、点火保温炉内的富氧率α、烧结料面的生物质喷加率λ。并根据保温系数，推算保温段所有电热桨叶的总电热负荷ψ保温、保温段各吸风桨叶的转速u保温。其中：

32、

33、式中：ζ为电热置换系数，ζ的取值范围为0-1。c混合料为烧结混合料的比热容。t点火为点火目标温度。t环境为当前环境温度。v点火炉膛为点火段的炉膛体积。v台车为烧结台车的运行速度。n点火为点火段内吸风桨叶的个数(即点火段所设置的自驱式螺旋桨叶装置的个数)。d桨叶为吸风桨叶的长度。t保温为保温目标温度。v保温炉膛为保温段的炉膛体积。n保温为保温段内吸风桨叶的个数(即保温段所设置的自驱式螺旋桨叶装置的个数)。c、d、e、f均为调节系数，c的取值范围为1-2，d的取值范围为0-1，e的取值范围为0-1，f的取值范围为1-2。

34、控制系统分别调节点火段与保温段的自驱式螺旋桨叶装置的电热桨叶输出功率，并控制相应转动电机带动吸风桨叶旋转的速度，同时，调节纯氧喷吹装置喷吹的纯氧量和生物质固体燃料布料器喷加的生物质固体燃料量，使得当前点火作业的工况值达到计算目标值ψ点火、u点火、α、λ、ψ保温、u保温。

35、针对现有技术中烧结点火环节采用传统煤气点火存在的碳排放量高、点火不均匀、点火炉炉衬寿命短的问题，本发明通过改进现有技术与结构形式，研发出一种自吸风式铁矿烧结零碳点火保温装置。本发明将传统点火保温炉的燃气烧嘴取消，替代为自驱式螺旋桨叶装置，该装置包括升降旋转杆、承力器、电热桨叶、升降电机。其中，承力器安装在点火保温炉的炉顶上部，升降旋转杆与承力器相连并通过承力器内部的传动装置(例如齿轮传动装置、涡轮蜗杆传动装置等)实现自由上下移动，电热桨叶设置在点火保温炉内，并与升降旋转杆紧密相连，升降电机与承力器连接，并通过承力器内设的传动装置为升降旋转杆的上下移动提供驱动力。由此，在升降电机的驱动下，升降旋转杆带动电热桨叶可完成自由上下运动，从而自由调节电热桨叶与烧结台车上烧结料面的垂直距离，即所述自驱式螺旋桨叶装置能够根据现场工况在合适的距离或位置为烧结料面提供高温气氛进行电热点火。本发明采用自驱式螺旋桨叶装置进行电热点火，烧结机不需要额外消耗煤气等化石能源，实现了清洁绿色的零碳点火，碳排放较现有技术明显降低；而且，电热点火没有传统煤气点火中的柱状火焰存在，因而传统点火保温炉炉膛中的高温、中温、低温区也不复存在，料面点火更加均匀，质量更有保障；同理，由于柱状火焰消失，避免了点火保温炉炉衬局部长期受高温火焰和烟气冲刷的恶劣工况，所以点火保温炉的炉衬寿命也得到了有效延长。

36、作为优选，所述自驱式螺旋桨叶装置还包括转动电机，转动电机与承力器连接，在转动电机的驱动下，升降旋转杆带动电热桨叶可完成自由旋转，从而自由调节电热桨叶在烧结料面上方的水平位置，使得料面点火更加均匀，点火质量更有保障。

37、更优选的是，本发明所述自驱式螺旋桨叶装置还包括吸风桨叶，吸风桨叶同样设置在点火保温炉内，并与升降旋转杆连接，即在升降电机与转动电机的驱动下，升降旋转杆同样可带动吸风桨叶进行上下移动及旋转运动。吸风桨叶的设置，能够将点火保温炉炉顶外部的空气强行吸入炉内，这样空气在被吸入炉内的同时即被电热桨叶加热，最终达到空气进入炉内实施点火的目的，从而在电热桨叶对烧结料面进行电热点火的基础上引入热风点火，进一步加强烧结料面的点火均匀性。

38、为使得料面点火更加均匀，本发明将电热桨叶和吸风桨叶分别与烧结台车(或烧结料面)平行设置，并将电热桨叶与吸风桨叶两者设置在同一水平面上。同时，所述电热桨叶与吸风桨叶分别与升降旋转杆的下端连接，如此设置，即在点火过程中使得电热桨叶与吸风桨叶能够更加靠近烧结料面的位置，以达到强化电热点火与热风点火的效果。电热桨叶和吸风桨叶分别包括多片桨叶，为便于电热桨叶与吸风桨叶对烧结料面进行点火，同时不影响点火均匀性，本发明将电热桨叶和吸风桨叶各自的多片桨叶围绕升降旋转杆均匀分布，更进一步地，将电热桨叶的多片桨叶和吸风桨叶的多片桨叶彼此间隔交错排布。此处所述的间隔交错排布是指，在围绕升降旋转杆旋转的圆周方向上，电热桨叶的各桨叶与吸风桨叶的各桨叶间隔交错排布，具体如图7(或图8)所示，即在围绕升降旋转杆旋转的圆周方向上，电热桨叶的多片桨叶间隔均匀排布，而吸风桨叶的多片桨叶则分别对应电热桨叶的相邻桨叶间隙进行设置。其中，电热桨叶的桨叶形状及其结构形式不做限定，能够实现电热桨叶对烧结料面的均匀点火即可，电热桨叶的各桨叶内设有均匀分布的电阻发热元件，在工作过程中，电热桨叶接通电源实现电热点火。例如，电热桨叶的各桨叶可以是条形、环形等形状，其结构分布可以是图7或图8所述形式或除此之外的任何形式。

39、本发明还在现有烧结混合料布料器的下游增设生物质固体燃料布料器(例如九辊布料器)，通过该布料器将生物质(例如玉米秸秆、甘蔗渣、稻壳等)制成的颗粒状固体燃料(例如玉米秸秆炭等)喷加在烧结混合料的料面上，使得烧结料面被一层生物质固体燃料覆盖，这样做的目的是可显著降低烧结料面的点火温度。通过生物质固体燃料的覆盖包裹，烧结料面焦粉被点燃形成燃烧带的温度显著降低，例如可从原来的1150℃降低至800℃甚至更低(例如700℃、600℃或500℃等)。

40、在本发明中，将生物质燃料喷加在烧结混合料的料面上方，形成自下而上的烧结料层与生物质层。其中，生物质层的厚度在烧结台车的宽度方向上呈梯级分布。

41、作为优选，在烧结台车的宽度方向上，生物质层的厚度呈中间厚、边缘薄的分布态势。其中，台车中心位置的生物质层厚度最大，靠近台车栏板位置的生物质层厚度最小。

42、在本发明中，生物质燃料的厚度在烧结台车的宽度方向上呈梯级布设(优选为中间厚、边缘薄的分布态势)，在布料完成后对生物质燃料进行点火，开始烧结。采用本发明在烧结料层表面梯级布设生物质层进行点火的技术方案，可以有效利用生物质燃料所具有的着火点低、热化学反应活性高、燃烧速度快、燃烧强度高等特点，使得铺设厚生物质层的台车中间位置相较于铺设薄生物质层的台车边缘位置，能够更加快速地在烧结料面燃烧形成红热燃烧带，从而使得台车中间位置的燃烧速度快于台车边缘位置的燃烧速度，而在烧结过程中由于边缘效应又会导致台车边缘烧结料的垂直烧结速度高于中间位置，最终两者相抵消即实现台车边缘位置与中间位置的均速烧结(如图11所示)，即本发明能够有效缓解边缘效应对烧结矿的不利影响，全面提高烧结矿的产质量，提升烧结矿的整体性能。

43、进一步优选，所述生物质层在烧结料面上的铺设厚度为：

44、h＝h0-δh；

45、其中：

46、δh＝h0×k1×x；

47、即得：

48、h＝h0-h0×k1×x；

49、式中：h表示烧结台车上任一位置的生物质层厚度，mm；h0为烧结台车宽度方向上台车中心位置的生物质层厚度，mm；δh为前述任一位置生物质层厚度与台车中心位置生物质层厚度的差，mm；x表示前述任一位置在烧结台车宽度方向上与台车中心位置的距离，m；k1为调节系数，k1的取值范围为0.1-0.5m-1，可根据现场工况变化进行调整。

50、而在烧结台车宽度方向上，所述台车中心位置的生物质层厚度h0为：

51、

52、式中：ρ烧为烧结混合料的密度，kg/m3；h烧为烧结料层的厚度，mm；cp烧为烧结混合料的定压比热容，kj/(kg·℃)；t0为未铺设生物质燃料时的常规烧结点火温度，℃；ρ生为生物质燃料的密度，kg/m3；cp生为生物质燃料的定压比热容，kj/(kg·℃)；t1为铺设生物质燃料后的低温点火温度，℃；k2为调节系数，k2的取值范围为10-30，可根据现场工况变化进行调整。

53、对于前述生物质层的铺设采取中间厚、边缘薄的梯级布设，本发明根据实验与工程应用给出了上述具体的生物质层厚度计算公式，根据相应公式即能计算得出烧结台车任意位置需要铺设的生物质层厚度。对烧结台车上各位置的生物质层厚度进行精准控制，使得铺设较厚生物质层的台车中间位置相较于铺设较薄生物质层的台车边缘位置，能够更加快速地在烧结料面燃烧形成红热燃烧带，从而使得台车中间位置的燃烧速度快于台车边缘位置的燃烧速度，进而最大限度地避免烧结过程中的边缘效应，实现均速烧结，提升烧结矿的整体性能。此外，对烧结台车上各位置的生物质层厚度进行精准控制，还能确保生物质层仅在点火环节发生作用，当烧结台车离开点火段，此时生物质层即燃烧完毕，而不参与后续烧结料层的烧结过程，从而避免其对后续烧结工序产生影响。

54、进一步地，本发明取消了原有烧结机的炉顶空气管道系统，替代为纯氧喷吹装置。所述纯氧喷吹装置由纯氧管道和纯氧喷口组成，其中，纯氧管道位于点火保温炉的外侧，纯氧喷口的一端与纯氧管道紧密相连，纯氧喷口的另一端伸入点火保温炉内，如此设置即可通过纯氧管道和纯氧喷口向点火保温炉炉膛内鼓入纯氧，纯氧与炉膛内空气混合后形成富氧氛围，从而进一步降低烧结料面生物质固体燃料或焦粉被点燃形成燃烧带的温度，例如可从800℃降低至650℃左右，或从700℃降低至570℃左右，或从600℃降低至480℃左右，或从500℃降低至430℃左右等。

55、本发明通过改进现有技术与结构形式，将电热点火、热风点火、富氧点火、生物质料面喷加点火方式相结合，研发出一种铁矿烧结用电基点火保温装置，点火过程中烧结机不需要额外消耗煤气等化石能源，点火环节的耗碳量近乎为零，真正意义上实现了清洁绿色的零碳点火生产，碳排放较现有技术大幅降低。

56、针对电热、纯氧、生物质等多种控制因素，本发明还开发了与上述自吸风式铁矿烧结零碳点火保温装置相适配的控制系统。在本发明中，点火保温炉包括点火段和保温段，点火段和保温段上均设有所述自驱式螺旋桨叶装置。采用本发明新技术开展烧结机点火生产时，系统将首先检测收集烧结混合料的平均粒度δ、烧结混合料中的铁含量ε、烧结混合料中的固体燃料配加量β、烧结混合料中的水分含量w，根据公式(1)推算出本次点火作业的点火系数ω点火，并根据公式(2)推算出本次点火作业的保温系数ω保温。相应的公式分别如下：

57、

58、在上述公式中，a、b均为工况调节系数，可根据现场工况变化进行调整。

59、在得到点火作业的点火系数和保温系数后，系统将以此为依据，进一步根据公式(3)-(6)推算点火段所有电热桨叶的总电热负荷ψ点火、点火段各吸风桨叶的转速u点火、点火保温炉内的富氧率α、烧结料面的生物质喷加率λ。并根据保温系数，通过公式(7)-(8)推算保温段所有电热桨叶的总电热负荷ψ保温、保温段各吸风桨叶的转速u保温。相应的公式分别如下：

60、

61、在上述公式中，c、d、e、f均为工况调节系数，可根据现场工况变化进行调整。

62、在计算得到点火段所有电热桨叶的总电热负荷ψ点火、点火段各吸风桨叶的转速u点火，点火保温炉内的富氧率α，烧结料面的生物质喷加率λ，保温段所有电热桨叶的总电热负荷ψ保温、保温段各吸风桨叶的转速u保温后，系统将以此为目标值，自动调节点火段与保温段的自驱式螺旋桨叶装置的电热桨叶输出功率，并控制相应转动电机带动吸风桨叶旋转的速度，同时，调节纯氧喷吹装置喷吹的纯氧量和生物质固体燃料布料器喷加的生物质固体燃料量，直至此次点火作业的工况值达到上述计算目标值ψ点火、u点火、α、λ、ψ保温、u保温为止。

63、到此，本次操作结束，系统将根据推算值智能实施优化的电-氧-生零碳烧结点火生产。

64、鉴于本发明在电热点火的基础上引入了热风点火，而热风点火相较于其他点火方式更为均匀，因而上述控制步骤中根据实验与工程应用对吸风桨叶的转速进行了具体拟合的精准调控，而没有涉及电热桨叶与烧结料面距离的精准控制，当然，升降旋转杆能够带动电热桨叶上下移动，因此，电热桨叶仍然能够通过上下移动来为烧结料面提供合适的高温气氛进行电热点火，即电热桨叶与烧结料面的距离也能够根据工况进行适应性调整。此外，电热桨叶与烧结料面距离的调控还可用于因工况条件改变而导致烧结料面抬高或降低的局面。

65、需要说明的是，本发明中所有的公式均为发明人根据实验和工程应用后拟合所得，所有的计算均为按照给定的单位换算后的数值，将换算单位后的数值代入公式计算获得(换算单位后，仅将数值代入公式计算，不代入单位，单位仅用于调整数值的大小)。或者，可以理解为，公式中的系数，一方面起到根据工况适应性调整的作用，同时(通过适应性地赋予相应的单位)起到平衡等式两边单位的作用。

66、在申请中，烧结台车的宽度为0.1-50m，优选为0.2-30m，更优选为0.3-20m，进一步优选为0.5-10m。烧结台车的长度为0.1-30m，优选为0.2-20m，更优选为0.3-10m，进一步优选为0.5-8m。

67、与现有技术相比，本发明具有以下有益技术效果：

68、1、碳排放量低：由于本发明采用电热点火、富氧点火和生物质料面喷加相结合的点火方式，点火过程中烧结机不需要额外消耗煤气等化石能源，即铁矿烧结点火环节的耗碳量近乎为零，实现了清洁绿色的零碳点火，碳排放较现有技术明显降低。

69、2、点火均匀：本发明采用自驱式螺旋桨叶装置对烧结料面进行点火，升降旋转杆能够带动电热桨叶与吸风桨叶自由升降或旋转，其中，电热桨叶能够根据现场工况在合适的距离或位置为烧结料面提供高温气氛进行电热点火，吸风桨叶则能够将点火保温炉炉顶外部的空气吸入炉内，空气在被吸入炉内的同时即被电热桨叶加热，最终达到空气进入炉内实施点火的目的，即在电热桨叶对烧结料面进行电热点火的基础上引入热风点火，进一步加强烧结料面的点火均匀性。

70、而且，由于本发明采用电热点火，没有传统煤气点火中的柱状火焰存在，因而传统点火保温炉炉膛中的高温、中温、低温区也不复存在，料面点火更加均匀，质量更有保障。

71、3、点火炉炉衬寿命长：同理，由于柱状火焰消失，避免了点火保温炉炉衬局部长期受高温火焰和烟气冲刷的恶劣工况，所以点火炉炉衬寿命也得到了有效延长。

72、4、点火环节精准控制：针对生物质、纯氧、电热等多种控制因素，本发明开发了相应的新装置及全套点火保温控制系统，该系统能够在点火环节对多种因素进行精准控制，从而实现优化的电-氧-生零碳烧结点火生产，提高烧结工序的质量指标、能耗指标和作业率指标。

73、综上所述，本发明在没有带来其余负面影响的前提下有效解决了现有技术的缺陷与不足，且投资和运行成本低廉，可以预计在未来市场有很高的应用价值。

技术特征：

1.一种自吸风式铁矿烧结零碳点火保温装置，其特征在于：该装置包括烧结台车(1)、设置在烧结台车(1)上方的点火保温炉(2)、设置在点火保温炉(2)上的自驱式螺旋桨叶装置(3)；所述自驱式螺旋桨叶装置(3)包括升降旋转杆(301)、承力器(302)、电热桨叶(303)、升降电机(304)；其中，承力器(302)设置在点火保温炉(2)的炉顶上部；升降旋转杆(301)设置在承力器(302)上并穿过承力器(302)与点火保温炉(2)的炉顶；电热桨叶(303)设置在点火保温炉(2)内，并与升降旋转杆(301)相连接；升降电机(304)与承力器(302)连接，并通过承力器(302)驱动升降旋转杆(301)带动电热桨叶(303)上下移动。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述自驱式螺旋桨叶装置(3)还包括转动电机(305)；所述转动电机(305)与承力器(302)连接，并通过承力器(302)驱动升降旋转杆(301)带动电热桨叶(303)旋转；

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：沿着烧结台车(1)的运行方向，该装置还包括依次设置在烧结台车(1)上方、位于点火保温炉(2)上游的烧结混合料布料器(4)和生物质固体燃料布料器(5)；

4.根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其特征在于：该装置还包括设置在点火保温炉(2)上的纯氧喷吹装置(6)；所述纯氧喷吹装置(6)包括纯氧管道(601)和纯氧喷口(602)；其中，纯氧管道(601)位于点火保温炉(2)的外侧；纯氧喷口(602)的一端连接纯氧管道(601)，另一端穿过点火保温炉(2)的侧墙伸入点火保温炉(2)内；

5.根据权利要求2-4中任一项所述的装置，其特征在于：所述电热桨叶(303)和吸风桨叶(306)分别与升降旋转杆(301)的下端连接，并平行于烧结台车(1)设置；优选，电热桨叶(303)和吸风桨叶(306)两者设置在同一水平面上。

6.根据权利要求2-5中任一项所述的装置，其特征在于：所述电热桨叶(303)和吸风桨叶(306)分别包括多片桨叶，多片所述桨叶围绕升降旋转杆(301)均匀分布；

7.根据权利要求1-6中任一项所述的装置，其特征在于：点火保温炉(2)上设有多个自驱式螺旋桨叶装置(3)；多个所述自驱式螺旋桨叶装置(3)分别沿着烧结台车(1)的运行方向和宽度方向均匀分布；和/或

8.一种自吸风式铁矿烧结零碳点火保温方法或使用权利要求1-7中任一项所述装置的点火保温方法，该方法包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：步骤2)中还包括喷加生物质固体燃料的步骤，具体为：在烧结混合料布料完成后，采用生物质固体燃料布料器(5)将生物质制成的固体燃料喷加在烧结混合料的料面上，使得烧结混合料的料面被一层生物质固体燃料覆盖，然后对烧结料面进行点火烧结；和/或

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：在步骤2)中，检测烧结混合料的平均粒度δ、烧结混合料中的铁含量ε、烧结混合料中的固体燃料配加量β、烧结混合料中的水分含量w，计算当前点火作业的点火系数ω点火和保温系数ω保温；具体为：

技术总结
一种自吸风式铁矿烧结零碳点火保温装置，该装置包括烧结台车、设置在烧结台车上方的点火保温炉、设置在点火保温炉上的自驱式螺旋桨叶装置。所述自驱式螺旋桨叶装置包括升降旋转杆、承力器、电热桨叶、升降电机。其中，承力器设置在点火保温炉的炉顶上部。升降旋转杆设置在承力器上并穿过承力器与点火保温炉的炉顶。电热桨叶设置在点火保温炉内，并与升降旋转杆相连接。升降电机与承力器连接，并通过承力器驱动升降旋转杆带动电热桨叶上下移动。本发明通过自驱式螺旋桨叶装置中电热桨叶的升降，实现对烧结料面的均匀电热点火，碳排放较现有技术明显降低。

技术研发人员：周浩宇
受保护的技术使用者：中冶长天国际工程有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5