本发明涉及一种窑顶碎料分离外排装置及方法，属于工业窑炉设备技术领域。技术方案是：物料堆取碎料分离平台（2）位于窑顶布料器（10）的下方，窑顶布料器与物料堆取碎料分离平台（2）同心布置；物料堆取碎料分离平台（2）上设有碎料下料口（3），物料堆取碎料分离平台（2）下方设有碎料汇集漏斗（5），碎料汇集漏斗（5）连接碎料输出管道（6），碎料输出管道（6）出口位于套筒窑外。本发明的有益效果：尽可能减少进入煅烧区域石灰石中的碎料，将入窑后石灰石中的碎料、泥土、粉末，在进入煅烧区域前分离并排到窑外，避免对成品质量、产量、热耗等造成不良影响；减少进入煅烧区域石灰石中的碎料，对于降低成品石灰硅成分有积极作用。
1.一种窑顶碎料分离外排装置，外筒体（13）和内筒体（14）组合构成套筒窑，套筒窑的顶部设有窑顶布料器（10）；其特征在于：内筒体（14）的顶端设置物料堆取碎料分离平台（2），物料堆取碎料分离平台（2）位于窑顶布料器（10）的下方，窑顶布料器（10）与物料堆取碎料分离平台（2）同心布置；物料堆取碎料分离平台（2）上设有碎料下料口（3），物料堆取碎料分离平台（2）下方设有碎料汇集漏斗（5），碎料汇集漏斗（5）连接碎料输出管道（6），碎料输出管道（6）出口位于套筒窑外；物料堆取碎料分离平台（2）上形成动态稳定的锥型料堆，锥型料堆的内部为粒径较小的碎料，外部为粒径较大的物料，粒径较小的碎料通过物料堆取碎料分离平台（2）上的碎料下料口（3）落入下方的碎料汇集漏斗（5），通过碎料输出管道（6）排出套筒窑；
所述物料堆取碎料分离平台（2）与碎料汇集漏斗（5）之间设有碎料分离机构（4），碎料分离机构（4）将碎料下料口（3）漏下来的碎料推入碎料汇集漏斗（5），碎料分离机构（4）控制碎料分离量；
所述碎料分离机构（4）为推动机构，包含推料平台（15）、推板（16）、推杆（17）和动力机构（18），碎料汇集漏斗（5）顶部外圆周上设置环状的推料平台（15），推料平台（15）上方对应物料堆取碎料分离平台（2）中心上的碎料下料口（3），推料平台（15）上设置一个推板（16），推板（16）通过推杆（17）连接动力机构（18），通过动力机构（18）驱动推板移动，将碎料下料口（3）落下的碎料推入碎料汇集漏斗（5），通过控制推动机构动作的频率，控制碎料整体的排出量。
2.根据权利要求1所述的一种窑顶碎料分离外排装置，其特征在于：所述窑顶布料器（10）包含垂直布置的窑顶布料筒（1），窑顶布料筒（1）的中心与物料堆取碎料分离平台（2）的中心同心；窑顶布料筒（1）下端部的窑顶布料器下口（A）与物料堆取碎料分离平台（2）之间的距离保证在物料堆取碎料分离平台（2）上形成动态稳定的锥型料堆。
3.根据权利要求1或2所述的一种窑顶碎料分离外排装置，其特征在于：所述物料堆取碎料分离平台（2）的外沿不能阻碍石灰石进入套筒窑煅烧区的通道；所述物料堆取碎料分离平台（2）上的碎料下料口（3）数量为一个以上，每个碎料下料口（3）下面匹配一个碎料分离机构（4）。
4.根据权利要求3所述的一种窑顶碎料分离外排装置，其特征在于：所述物料堆取碎料分离平台（2）上的多个碎料下料口（3）沿物料堆取碎料分离平台（2）的中心环形布置。
5.根据权利要求3所述的一种窑顶碎料分离外排装置，其特征在于：所述物料堆取碎料分离平台（2）上的碎料下料口（3）为一个中心下料口，匹配一个碎料分离机构（4）。
6.根据权利要求1或2所述的一种窑顶碎料分离外排装置，其特征在于：所述套筒窑外设有碎料外排输送机（8），碎料汇集漏斗（5）通过碎料输出管道（6）连接碎料外排输送机（8）；碎料输出管道（6）的出口设有碎料输出密封阀（7），排料时打开碎料输出密封阀（7），停止排料时关闭碎料输出密封阀（7），保持套筒窑内的负压状态。
7.根据权利要求1所述的一种窑顶碎料分离外排装置，其特征在于：所述套筒窑底部设有倒锥形的窑下成品仓（11），通过窑下成品出料机构（9）将套筒窑的成品送入窑下成品仓（11）。
8.一种套筒窑的窑顶碎料分离外排方法，采用权利要求1‑7中任意一项所限定的窑顶碎料分离外排装置，其特征在于如下步骤：
入窑石灰石在窑顶布料筒下的物料堆取碎料分离平台（2）上形成动态稳定的锥型料堆，锥型料堆的内部为粒径较小的碎料，外部为粒径较大的物料，锥型料堆内部粒径较小的碎料通过物料堆取碎料分离平台（2）上的碎料下料口（3）下沉，落入下方的碎料汇集漏斗（5），通过碎料输出管道（6）排出套筒窑；锥型料堆外部粒径较大的物料进入套筒窑的煅烧区；窑顶布料筒内石灰石随时补充，维持物料堆取碎料分离平台（2）上形成动态稳定的锥型料堆。
9.根据权利要求8所述的一种套筒窑的窑顶碎料分离外排方法，其特征在于：通过窑下成品出料机构（9）控制进入套筒窑煅烧区的量，通过物料堆取碎料分离平台（2）下面的碎料分离机构（4）控制落入碎料汇集漏斗（5）的量，根据生产需要，保持窑顶布料筒下面锥型料堆的高度及角度平衡。
一种窑顶碎料分离外排装置及方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种窑顶碎料分离外排装置及方法，针对套筒窑（包括套筒对烧窑、石灰竖窑等）石灰石入窑后碎料进行分离外排，特别是一种石灰石入窑后与窑顶高温废气接触，石灰石表面碎料、泥土、粉末干燥后与大规格石灰石充分分离、外排的设备及方法，属于工业窑炉（石灰竖窑）设备技术领域。
背景技术
[0002] 目前，随着煅烧石灰的套筒窑（包括套筒对烧窑、石灰竖窑等）对成品质量、产量、热耗等要求的提高，加强了入窑前石灰石的筛分。但是，石灰石入窑前虽然经过筛分，仍然有一部分石灰石中的碎料、泥土、粉末进入窑内，对成品质量、产量、热耗等造成一定影响。如何将入窑石灰石中的碎料、泥土、粉末，在进入煅烧区域前分离并排到窑外，是本领域亟需解决的技术问题。
发明内容
[0003] 本发明的目的是提供一种窑顶碎料分离外排装置及方法，尽可能减少进入煅烧区域石灰石中的碎料，将入窑后石灰石中的碎料、泥土和粉末，在进入煅烧区域前分离并排到窑外，避免石灰石中的碎料、泥土和粉末对成品质量、产量、热耗等造成不良影响，解决背景技术中存在的问题。
[0004] 本发明的技术方案是：
[0005] 一种窑顶碎料分离外排装置，外筒体和内筒体组合构成套筒窑，套筒窑的顶部设有窑顶布料器，内筒体的顶端设置物料堆取碎料分离平台，物料堆取碎料分离平台位于窑顶布料器的下方，窑顶布料器与物料堆取碎料分离平台同心布置；物料堆取碎料分离平台上设有碎料下料口，物料堆取碎料分离平台下方设有碎料汇集漏斗，碎料汇集漏斗连接碎料输出管道，碎料输出管道出口位于套筒窑外；物料堆取碎料分离平台上形成动态稳定的锥型料堆，锥型料堆的内部为粒径较小的碎料，外部为粒径较大的物料，粒径较小的碎料通过物料堆取碎料分离平台上的碎料下料口落入下方的碎料汇集漏斗，通过碎料输出管道排出套筒窑。
[0006] 所述物料堆取碎料分离平台与碎料汇集漏斗之间设有碎料分离机构，碎料分离机构将碎料下料口漏下来的碎料推入碎料汇集漏斗，碎料分离机构控制碎料分离量。
[0007] 所述窑顶布料器包含垂直布置的窑顶布料筒，窑顶布料筒的中心与物料堆取碎料分离平台的中心同心；窑顶布料筒下端部的窑顶布料器下口与物料堆取碎料分离平台之间的距离保证在物料堆取碎料分离平台上形成动态稳定的锥型料堆。
[0008] 所述物料堆取碎料分离平台的外沿不能阻碍石灰石进入套筒窑煅烧区的通道。
[0009] 所述物料堆取碎料分离平台上的碎料下料口数量为一个以上，每个碎料下料口下面匹配一个碎料分离机构；所述碎料分离机构包括各种能够将碎料推入碎料汇集漏斗的机构，例如：推动机构、绞动机构、转动机构等。
[0010] 本发明至少包含如下两种实施方式：
[0011] 1、所述物料堆取碎料分离平台上的多个碎料下料口沿物料堆取碎料分离平台的中心环形布置；所述碎料分离机构为推动机构，包含推料平台、推板、推杆和动力机构，碎料汇集漏斗顶部外圆周上设置环状的推料平台，推料平台上方对应物料堆取碎料分离平台上的碎料下料口，每个碎料下料口的下方设置一个推板，推板通过推杆连接动力机构，通过动力机构驱动推板移动，将碎料下料口落下的碎料推入碎料汇集漏斗，通过控制推动机构动作的频率，控制碎料整体的排出量。
[0012] 2、所述物料堆取碎料分离平台上的碎料下料口为一个中心下料口，匹配一个碎料分离机构，所述碎料分离机构为推动机构，包含推料平台、推板、推杆和动力机构，碎料汇集漏斗顶部外圆周上设置环状的推料平台，推料平台上方对应物料堆取碎料分离平台中心上的碎料下料口，推料平台上设置一个推板，推板通过推杆连接动力机构，通过动力机构驱动推板移动，将碎料下料口落下的碎料推入碎料汇集漏斗，通过控制推动机构动作的频率，控制碎料整体的排出量。
[0013] 所述动力机构包括液压、气动、电动等方式。
[0014] 所述套筒窑外设有碎料外排输送机，碎料汇集漏斗通过碎料输出管道连接碎料外排输送机；碎料输出管道的出口设有碎料输出密封阀，排料时打开碎料输出密封阀，停止排料时关闭碎料输出密封阀，保持套筒窑内的负压状态。
[0015] 所述套筒窑底部设有倒锥形的窑下成品仓，通过窑下成品出料机构将套筒窑的成品送入窑下成品仓。
[0016] 所述倒锥形的窑下成品仓底部出口设有成品输出机构。
[0017] 一种套筒窑的窑顶碎料分离外排方法，采用上述分离外排装置，步骤如下：
[0018] 入窑石灰石在窑顶布料筒下的物料堆取碎料分离平台上形成动态稳定的锥型料堆，锥型料堆的内部为粒径较小的碎料，外部为粒径较大的物料，锥型料堆内部粒径较小的碎料通过物料堆取碎料分离平台上的碎料下料口下沉，落入下方的碎料汇集漏斗，通过碎料输出管道排出套筒窑；锥型料堆外部粒径较大的物料进入套筒窑的煅烧区；窑顶布料筒内石灰石随时补充，维持物料堆取碎料分离平台上形成动态稳定的锥型料堆。
[0019] 通过窑下成品出料机构控制进入套筒窑煅烧区的量，通过物料堆取碎料分离平台下面的碎料分离机构控制落入碎料汇集漏斗的量，根据生产需要，保持窑顶布料筒下面锥型料堆的高度及角度平衡。
[0020] 更具体的步骤如下：
[0021] 窑顶布料筒下锥型料堆保持动态稳定是基本条件；
[0022] 窑顶布料筒下的石灰石料堆高度保持在窑顶布料器下口以上，以保持锥型料堆的高度及角度；通过稳定运行，入窑石灰石在窑顶布料筒下形成锥型堆积状态；在窑下成品出料机构及碎料分离机构作用下，窑顶布料筒下锥型料堆外沿大规格石灰石及窑顶布料筒下物料堆取碎料分离平台上的碎料相应下沉；窑顶布料筒内石灰石随时补充保持窑顶布料筒下堆积成锥型料堆；
[0023] 碎料分离工艺；
[0024] 石灰石在窑顶布料筒下锥型料堆向下滚动的同时，接触到窑顶高温废气，石灰石表面迅速升温干燥，石灰石表面附着碎料在滚动及升温干燥的作用下脱落下来；脱落下来的碎料通过大规格石灰石缝隙沉淀在物料堆取碎料分离平台上，通过碎料分离机构将碎料送入碎料外排输送机，将碎料排到窑外；大规格石灰石继续向下滚动进入套筒窑煅烧区参与煅烧；
[0025] 程序控制；
[0026] 窑顶布料筒下面的料位保持、窑下成品出料机构、碎料分离机构、碎料外排输送机和碎料输出密封阀的动作均由PLC程序控制。
[0027] 本发明的有益效果：尽可能减少进入煅烧区域石灰石中的碎料，将入窑后石灰石中的碎料、泥土、粉末，在进入煅烧区域前分离并排到窑外，避免石灰石中的碎料、泥土、粉末对成品质量、产量、热耗等造成不良影响；减少进入煅烧区域石灰石中的碎料，就减少了成品中的硅含量，对于降低成品石灰硅（Si）成分有积极作用,成品用途广范，包括炼钢、烧结、电石、化工等。
附图说明
[0028] 图1为本发明实施例一结构示意图；
[0029] 图2为本发明实施例一窑顶放大结构示意图；
[0030] 图3为本发明实施例一碎料平台俯视结构示意图；
[0031] 图4为本发明实施例二窑顶放大结构示意图；
[0032] 图5为本发明实施例二碎料平台俯视结构示意图；
[0033] 图中：窑顶布料器下口A、锥型料堆C、窑顶布料筒1、物料堆取碎料分离平台2、碎料下料口3、碎料分离机构4、碎料汇集漏斗5、碎料输出管道6、碎料输出密封阀7、碎料外排输送机8、窑下成品出料机构9、窑顶布料器10、窑下成品仓11、成品输出机构12、外筒体13、内筒体14、推料平台15、推板16、推杆17、动力机构18。
具体实施方式
[0034] 以下结合附图，通过实施例对本发明作进一步说明。
[0035] 一种窑顶碎料分离外排装置，外筒体13和内筒体14组合构成套筒窑，套筒窑的顶部设有窑顶布料器10，内筒体14的顶端设置物料堆取碎料分离平台2，物料堆取碎料分离平台2位于窑顶布料器10的下方，窑顶布料器10与物料堆取碎料分离平台2同心布置；物料堆取碎料分离平台2上设有碎料下料口3，物料堆取碎料分离平台2下方设有碎料汇集漏斗5，碎料汇集漏斗5连接碎料输出管道6，碎料输出管道6出口位于套筒窑外。物料堆取碎料分离平台2上形成动态稳定的锥型料堆，锥型料堆的内部为粒径较小的碎料，外部为粒径较大的物料，粒径较小的碎料通过物料堆取碎料分离平台2上的碎料下料口3落入下方的碎料汇集漏斗5，通过碎料输出管道6排出套筒窑。
[0036] 所述物料堆取碎料分离平台2与碎料汇集漏斗5之间设有碎料分离机构4，碎料分离机构4将碎料下料口3漏下来的碎料推入碎料汇集漏斗5，碎料分离机构4控制碎料分离量。
[0037] 所述窑顶布料器10包含垂直布置的窑顶布料筒1，窑顶布料筒1的中心与物料堆取碎料分离平台2的中心同心；窑顶布料筒1下端部的窑顶布料器下口A与物料堆取碎料分离平台2之间的距离保证在物料堆取碎料分离平台2上形成动态稳定的锥型料堆。
[0038] 所述物料堆取碎料分离平台2的外沿不能阻碍石灰石进入套筒窑煅烧区的通道。
[0039] 所述物料堆取碎料分离平台2上的碎料下料口3数量为一个以上，每个碎料下料口3下面匹配一个碎料分离机构4；所述碎料分离机构4包括各种能够将碎料推入碎料汇集漏斗5的机构，例如：推动机构、绞动机构、转动机构等。
[0040] 本发明实施例至少包含如下两种实施方式：
[0041] 实施例一、所述物料堆取碎料分离平台2上的多个碎料下料口3沿物料堆取碎料分离平台2的中心环形布置；所述碎料分离机构4为推动机构，包含推料平台15、推板16、推杆17和动力机构18，碎料汇集漏斗5顶部外圆周上设置环状的推料平台15，推料平台15上方对应物料堆取碎料分离平台2上的碎料下料口3，每个碎料下料口3的下方设置一个推板16，推板16通过推杆17连接动力机构18，通过动力机构18驱动推板移动，将碎料下料口3落下的碎料推入碎料汇集漏斗5，通过控制推动机构动作的频率，控制碎料整体的排出量。
[0042] 实施例二、所述物料堆取碎料分离平台2上的碎料下料口3为一个中心下料口，匹配一个碎料分离机构4，所述碎料分离机构4为推动机构，包含推料平台15、推板16、推杆17和动力机构18，碎料汇集漏斗5顶部外圆周上设置环状的推料平台15，推料平台15上方对应物料堆取碎料分离平台2中心上的碎料下料口3，推料平台15上设置一个推板16，推板16通过推杆17连接动力机构18，通过动力机构18驱动推板移动，将碎料下料口3落下的碎料推入碎料汇集漏斗5，通过控制推动机构动作的频率，控制碎料整体的排出量。
[0043] 所述动力机构18包括液压、气动、电动等方式。
[0044] 所述套筒窑外设有碎料外排输送机8，碎料汇集漏斗5通过碎料输出管道6连接碎料外排输送机8；碎料输出管道6的出口设有碎料输出密封阀7，排料时打开碎料输出密封阀7，停止排料时关闭碎料输出密封阀7，保持套筒窑内的负压状态。
[0045] 所述套筒窑底部设有倒锥形的窑下成品仓11，通过窑下成品出料机构9将套筒窑的成品送入窑下成品仓11。
[0046] 所述倒锥形的窑下成品仓11底部出口设有成品输出机构12。
[0047] 一种套筒窑的窑顶碎料分离外排方法，采用上述分离外排装置，步骤如下：
[0048] 入窑石灰石在窑顶布料筒下的物料堆取碎料分离平台2上形成动态稳定的锥型料堆，锥型料堆的内部为粒径较小的碎料，外部为粒径较大的物料，锥型料堆内部粒径较小的碎料通过物料堆取碎料分离平台2上的碎料下料口3下沉，落入下方的碎料汇集漏斗5，通过碎料输出管道6排出套筒窑；锥型料堆外部粒径较大的物料进入套筒窑的煅烧区；窑顶布料筒内石灰石随时补充，维持物料堆取碎料分离平台2上形成动态稳定的锥型料堆。
[0049] 通过窑下成品出料机构9控制进入套筒窑煅烧区的量，通过物料堆取碎料分离平台2下面的碎料分离机构4控制落入碎料汇集漏斗5的量，根据生产需要，保持窑顶布料筒下面锥型料堆的高度及角度平衡。
[0050] 在实施例中，更具体的工艺如下：
[0051] ① 工艺布置说明：
[0052] 窑顶布料筒1与物料堆取碎料分离平台2为同圆心上下垂直布置，物料堆取碎料分离平台在窑顶布料筒下方；
[0053] 物料堆取碎料分离平台2设多个碎料下料口3（根据工艺确定碎料下料口数量），每个碎料下料口下面，配套设置一个碎料分离机构4（配套动力可以是推、绞、转等机械方式，动力可在窑外或根据工艺调整位置）；
[0054] 碎料分离机构4下布置碎料汇集漏斗5、碎料输出管道6、碎料输出密封阀7和碎料外排输送机8；
[0055] ② 窑顶布料筒下锥型料堆保持说明：
[0056] 窑顶布料筒内石灰石料面高度保持在窑顶布料筒下口以上，以保持堆积料堆的高度及角度稳定运行，入窑石灰石在窑顶布料筒下形成锥型堆积状态；
[0057] 在窑下成品出料机构9和碎料分离机构4的作用下，窑顶布料筒下锥型料堆外沿大规格石灰石及窑顶布料筒下物料堆取碎料分离平台2上的碎料相应下沉；窑顶布料筒内石灰石随时补充保持窑顶布料筒下堆积成锥型料堆；
[0058] ③ 碎料分离工艺说明：
[0059] 单点落料物料堆积时，规格较大的物料向锥型堆积料堆外沿滚动能力强，滚动至锥型堆积料堆外沿；规格较小及碎料向锥型堆积料堆外沿滚动能力弱，穿过大规格物料之间的间隙落到锥型堆积料堆的中部。
[0060] 石灰石在窑顶布料筒下锥型料堆向下滚动的同时，接触到窑顶高温废气，石灰石表面迅速升温干燥，石灰石表面附着碎料在滚动及升温干燥的作用下脱落下来；脱落下来的碎料通过大规格石灰石缝隙沉淀在物料堆取碎料分离平台上，通过碎料分离机构将碎料送入碎料外排输送机8，将碎料排到窑外；大规格石灰石继续向下滚动进入套筒窑煅烧区参与煅烧；
[0061] 注：碎料下料口3、碎料分离机构4的数量根据工艺需要确定。
[0062] ④ 程序参与控制说明：
[0063] 窑顶布料筒下面的料位保持、窑下成品出料机构、碎料分离机构4、碎料外排输送机8和碎料输出密封阀7的动作均由PLC程序控制。碎料分离机构：根据上料量、碎料量及窑况分析设定参数、程序控制完成碎料分离及输出。
