豎爐詳細介紹

1、豎爐球團焙燒一、球團礦定義是細磨鐵精粉和少量添加劑（生石灰、消石灰、膨潤土等）的混合料通過造球機滾動成9-16mm的圓球，再經(jīng)篩分、干燥、焙燒、固結(jié)、冷卻而成的具有一定強度和冶金性能的球形含鐵原料。二、作用他不僅是高爐煉鐵、直接還原和熔融還原的原料，而且還可供煉鋼作為冷卻劑使用。三、球團礦的優(yōu)點球團礦粒度均勻、強度高、粉末少、氣孔率高（達30左右）、滾動性好、比同成分的燒結(jié)礦軟化溫度范圍窄，有利于改善高爐成渣帶透氣性，有利于高爐布料和煤氣分布均勻合理。球團礦堆比重大，在同樣冶煉強度條件下，可相對延長在爐內(nèi)的停留時間，加之粒度較小，含F(xiàn)eO低，鐵氧化物主要以易還原的Fe2O3 形態(tài)存在，因而具有

2、很好的還原性能。由于球團礦含鐵品位高（我廠一般在59左右）、熱穩(wěn)定性能好、化學(xué)成分穩(wěn)定，有利于改善高爐內(nèi)煤氣熱能和化學(xué)能的利用，促進高爐穩(wěn)定順行和降低焦比。球團礦易于貯存，在一定時期內(nèi)不易風(fēng)化破碎。豎爐為立式爐，生球自豎爐上部爐口裝入，在自身重力作用下，通過各加熱帶及冷卻帶，達到排料端。在爐身中部兩側(cè)設(shè)有燃燒室，產(chǎn)生高溫氣體噴入爐膛內(nèi)，對球團進行干燥、預(yù)熱和焙燒。在爐內(nèi)初步冷卻球團礦后的一部分熱風(fēng)上升通過導(dǎo)風(fēng)墻和干燥床，以干燥生球。四、球團工藝1、配料為了獲得化學(xué)成分穩(wěn)定、機械強度高、冶金性能符合高爐冶煉要求的球團礦，并使混合料具有良好的成球性能和生球焙燒性能，必須對各種鐵精粉和粘結(jié)劑進行精確

3、的配料。一般球團廠由于使用的原料種類較少，配料工藝較燒結(jié)簡單(原料主要有鐵精粉、膨潤土、除塵灰)。球團混合礦需要經(jīng)過干燥和潤磨：所謂干燥作業(yè)，是采用某種方法將熱量傳遞給含水物料。并將此熱量作為潛熱而使水分蒸發(fā)、分離的操作。干燥過程中最重要的是使熱量最有效地傳遞給物料。干燥過程可以分為三個階段： 物料預(yù)熱階段； 恒速干燥階段；III 降速干燥階段。所謂潤磨就是將含一定水分的原料，按接近造球所需水分（即潤濕狀態(tài)下）在特殊的周邊排料式的球磨機(即潤磨機)中，同時進行磨礦和混碾。對球團混合料實施潤磨有4個目的： （1）提高混合料的細度，使混合顆粒度及粒度組成趨于合理； （2）通過磨礦，增加礦物的晶格缺

4、陷，以增大礦物的表面活性； （3）使物料在潤磨過程中，通過被搓揉、擠壓，增大其塑性； （4）使粘結(jié)劑與礦粒緊密接觸，以增大粘結(jié)劑與礦粒之間附著力，借助這種附著力，使粗顆粒能被包裹進球團內(nèi)部。2、造球細磨物料經(jīng)過混合作業(yè)后，在造球設(shè)備的機械力作用下，受到滾動、轉(zhuǎn)動、擠壓等機械運動形成了生球。造球過程一般可分為三個階段：即母球形成、母球長大和生球緊密。母球形成階段具有決定意義的是加滴水，母球是毛細水含量較高的緊密的顆粒集合體。母球長大的條件是：在母球表面其水分含量要求接近適宜的毛細水含量。因此在此階段為了使母球繼續(xù)長大，必須人工往母球表面加霧水。僅靠毛細力結(jié)合起來的生球強度不高。因此，當(dāng)生球長大到

5、所需粒度時，則停止加水潤濕，使生球在機械的滾動、搓動作用下進一步密實，將生球內(nèi)部的毛細水全部擠出，為周圍礦粉吸收，同時使生球排列更緊密。造球是球團生產(chǎn)工藝的關(guān)鍵，生球的質(zhì)量對成品球團礦的質(zhì)量有很大影響，必須對生球質(zhì)量嚴格要求。生球質(zhì)量應(yīng)符合下列標準：粒度1016mm90；壓強度1.5kg/個；落下強度由500mm高度自由落于鋼板上4次/個，不大于8次個；生球水分8.08.5。3、焙燒球團焙燒是按一定的工藝制度進行的，隨著原料條件、生球狀況、設(shè)備特征等的不同而不同，但就整個生產(chǎn)過程而言，大致可分為五個階段：即干燥段、預(yù)熱段、焙燒段、均熱段和冷卻段。生球焙燒之前必須進行干燥處理，以免生球在高溫焙燒

6、時加熱過急，水份蒸發(fā)過快而破裂、粉化，惡化料層的透氣性。生球的干燥必須保證在不發(fā)生破裂的條件下進行。豎爐干燥采用屋脊形干燥床溫度控制在550±50。生球干燥后從干燥床的下部滾落而進入爐內(nèi)預(yù)熱帶，在預(yù)熱帶干球被加熱到5001000，隨著干球下降，逐漸被加熱到焙燒溫度。生球通過預(yù)熱被加溫到1000左右時，進入焙燒帶。焙燒帶球團礦強度急劇提高，主要發(fā)生鐵的氧化物結(jié)晶和再結(jié)晶；固相燒結(jié)反應(yīng)；低熔點化合物生成；球體的收縮和致密。球團從豎爐焙燒帶再往下運動就進入均熱帶，其作用是使球團固結(jié)充分，從而使球團礦強度進一步提高，質(zhì)量更加均勻。由于球團中鐵的氧化物再結(jié)晶和固相燒結(jié)反應(yīng)完成要在高溫下持續(xù)一段

7、時間，所以均熱帶對球團礦質(zhì)量至關(guān)重要。 冷卻帶是豎爐整個過程的最后一個階段，球團到了冷卻帶由于受到鼓入爐的冷空氣對流熱交換，溫度逐漸下降。一般溫度在500700。 4、公輔系統(tǒng)豎爐公輔系統(tǒng)主要有：除塵系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)、煤壓站、風(fēng)機房。豎爐除塵主要采用布袋除塵和電除塵兩種。布袋除塵器主要是采用濾料（織物或毛氈）對含塵氣體進行過濾，使粉塵阻留在濾料上，以達到除塵的目的。電除塵器：是利用電力（庫侖力）使粉塵與煙氣分離的一類除塵設(shè)備。有干式和濕式兩大類電除塵器。5、經(jīng)濟指標豎爐生產(chǎn)主要技術(shù)經(jīng)濟指標包括利用系數(shù)、作業(yè)率、球團品位等。1、利用系數(shù) 豎爐每平方米焙燒面積每小時生產(chǎn)的球團礦產(chǎn)量稱為利用系數(shù)，單

8、位為t/（m2·h）。 利用系數(shù)球團礦臺時產(chǎn)量t/h÷焙燒面積m22、臺時產(chǎn)量臺時產(chǎn)量是豎爐每小時生產(chǎn)的球團礦產(chǎn)量，通常以總產(chǎn)量與運轉(zhuǎn)總時間的比值表示。 臺時產(chǎn)量球團礦當(dāng)月生產(chǎn)總量t÷當(dāng)月實時作業(yè)時間t/(h·臺)3、作業(yè)率 作業(yè)率是設(shè)備工作狀況的一種表示方法，指以運轉(zhuǎn)時間占設(shè)備日歷時間的百分數(shù)表示。作業(yè)率（實際作業(yè)時間÷設(shè)備日歷時間）×100%4、球團礦品位 球團礦品位（不扣氧化鈣、氧化鎂）（）各次檢驗的球團礦含鐵總量（%）檢驗次數(shù)×100%5、球團礦堿度（R2） 球團礦堿度（倍）球團礦中氧化鈣含量（噸）球團礦中二氧化硅含

9、量（噸）6、球團礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù) 燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)（）各次試樣測檢后粒度大于規(guī)定標準（6.3mm）的重量（千克）試樣重量之和（千克）×100%7、球團礦含粉指數(shù) 球團礦篩分指數(shù)（）各次試樣篩分后粒度小于規(guī)定標準（mm）的重量（千克）試樣重量之和（千克）×100%8、球團礦粒級指數(shù)（8-16mm） 球團礦篩分指數(shù)（）各次試樣重量減去大于16mm和小于8mm不合格品重量（千克）試樣重量（千克）×100%9、豎爐工序能耗 豎爐工序能耗是指在豎爐生產(chǎn)過程中生產(chǎn)1t球團礦所消耗的各種能源的總和。僅以某廠為例，其設(shè)計技術(shù)經(jīng)濟指標為：物料平衡與熱工計算   根據(jù)原料

10、和燃料的條件，求出燃料消耗量及其它有關(guān)參數(shù)；計算通過導(dǎo)風(fēng)墻內(nèi)外的冷風(fēng)量。為了校核和計算各帶界面上的物料和氣體溫度，還需分別對干燥帶、預(yù)熱焙燒帶、均熱帶、冷卻帶進行區(qū)域熱平衡計算，最后繪制豎爐內(nèi)氣體平衡圖(包括空氣、煤氣、燃燒產(chǎn)物之間的體積、溫度等的變化與平衡)，其示意圖見圖2。 豎爐生產(chǎn)能力及規(guī)格選定   豎爐焙燒磁鐵精礦球團的利用系數(shù)為45t(m2h)。8m2豎爐(面積指爐口長×寬)的單爐年產(chǎn)量為2530萬t。當(dāng)生產(chǎn)規(guī)模不足50萬t時，一般優(yōu)先選用8m2豎爐。燃料選用   豎爐用燃料有液體和氣體兩種。豎爐多建在冶金工廠內(nèi)，常使用高爐

11、煤氣。豎爐爐體設(shè)計   包括爐型、燃燒裝置、爐體砌筑、爐體鋼結(jié)構(gòu)等設(shè)計。爐型    豎爐是長方形爐型，有高爐身內(nèi)冷型和中等爐身外冷型兩種。由于前者排礦溫度較高，從80年代開始，中國設(shè)計的豎爐均選擇后者。在確定爐型時需要考慮：(1)在使用高爐煤氣作燃料時，讓部分冷卻風(fēng)通過焙燒帶，以補充燃燒廢氣中含氧量的不足。這部分冷卻風(fēng)的數(shù)量可以根據(jù)原料和燃料條件進行計算。(2)噴火口以下的導(dǎo)風(fēng)墻高度及其通道截面積是爐型設(shè)計的關(guān)鍵，一般可參照生產(chǎn)實例進行選取。當(dāng)無實踐經(jīng)驗時，應(yīng)通過冷態(tài)模型試驗確定。(3)正確設(shè)計風(fēng)口形狀及兩側(cè)風(fēng)口的分布，合理配置冷風(fēng)管路系統(tǒng)，以

12、解決冷風(fēng)進口處沿爐子截面上冷卻風(fēng)量分布不均的問題。在設(shè)計爐子各帶尺寸時，一般根據(jù)試驗條件及有關(guān)的經(jīng)驗公式來確定，并核算物料在各帶的停留時間。選擇其他燃料時，爐型需另行考慮。燃燒裝置   在豎爐爐膛兩側(cè)備有一個燃燒室，其形狀有臥式圓柱形(高爐煤氣用)和立式圓柱形(重油和天然氣用)兩種。國外豎爐多用立式燃燒室，其底部有一個燒嘴供熱，自動控制方便。中國豎爐燒嘴安裝在臥式燃燒室的側(cè)面，每側(cè)數(shù)量為25個。爐體砌筑   豎爐砌體的工作溫度為12001300，工作壓力為1523kPa。爐膛部分砌體除了承受高溫高壓以外，還要承受爐料的摩擦及氣流的沖刷。因此在砌體材料選取

13、，墻體結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面均要考慮這些工作條件。此外，保證爐體的氣密性是砌體設(shè)計的基本原則。中國豎爐一代砌體設(shè)計壽命為5a。爐體鋼結(jié)構(gòu)   由于豎爐是正壓操作，為保證氣密性須采用鋼外殼，其中關(guān)鍵是如何處理爐殼熱膨脹所產(chǎn)生的應(yīng)力。根據(jù)工藝要求，爐體的框架水梁與支柱應(yīng)設(shè)計成剛性連接，不允許產(chǎn)生相對位移。支柱與土建平臺間采用鉸接結(jié)構(gòu)。豎爐中最關(guān)鍵的部位是干燥床與導(dǎo)風(fēng)墻的承重水梁。中國豎爐導(dǎo)風(fēng)墻水梁的壽命達到3a。布料設(shè)備選擇   由于爐口截面呈矩形，國外豎爐常采用垂直相交的兩條梭式膠帶機進行“Z”字形布料。中國豎爐爐口有干燥床，改為由一條梭式膠帶機進行直線布料，簡化

14、了布料設(shè)備。中國8m2豎爐的布料均采用懸臂式結(jié)構(gòu)。隨著爐子長度的加大，懸臂拉桿高度增加，使生球落差增大。因此大型豎爐的布料機不宜采用懸臂式結(jié)構(gòu)，宜改為輥道支撐裝置。梭式布料機在布料過程中應(yīng)保證在前進與后退時料層厚度一致。排礦設(shè)備設(shè)計與選擇   排礦設(shè)備由齒輥卸料機及排料機組成。齒輥卸料機的作用主要是控制料面、活動料柱及破碎大塊。國外豎爐的齒輥卸料機組通常分上下兩層，交叉布置。中國豎爐則由一排齒輥組成。齒輥通水冷卻。相鄰齒輥的間隙為80100mm。齒輥工作時轉(zhuǎn)矩大、轉(zhuǎn)速低，宜采用液壓傳動。齒輥兩端宜采用迷宮式密封。由于齒輥間存在著間隙，需要在漏斗下部安設(shè)控制排料的裝置。歐美一

15、些國家豎爐采用“空氣炮”排料裝置，即用壓縮空氣吹動斜溜槽上的球團礦進行排料。中國豎爐通常采用電振給料機排料。爐外冷卻設(shè)備選擇   對爐內(nèi)熱工過程的分析表明，過多的冷卻風(fēng)進入爐內(nèi)將干擾正常的焙燒制度。因此在爐內(nèi)把球團礦冷卻到100以下是不可取的。常用的爐外冷卻設(shè)備是帶式冷卻機。它分抽風(fēng)與鼓風(fēng)兩種，其結(jié)構(gòu)與燒結(jié)帶式冷卻機相似。工藝風(fēng)機選擇   豎爐工藝風(fēng)機包括助燃風(fēng)機和冷卻風(fēng)機兩種，均應(yīng)采用離心式高壓鼓風(fēng)機。風(fēng)機的風(fēng)量、風(fēng)壓根據(jù)豎爐熱工計算確定。在選型時應(yīng)適當(dāng)留有余地，一般應(yīng)有備用風(fēng)機。設(shè)計中還需采取防治風(fēng)機噪音的措施。工藝除塵裝置選擇   為了改善豎爐爐頂平臺操作環(huán)境，延長布料設(shè)備的壽命，需從豎爐爐頂抽出廢氣并進行凈化，一般采用靜電除塵器。成品球上料系統(tǒng)設(shè)計   在開爐及調(diào)節(jié)爐況時，需添加成品球團礦。一般采用專設(shè)帶式輸送機或卷揚機把成品球運到焙燒車間上部的礦槽內(nèi)備用。汽化冷卻系統(tǒng)設(shè)計豎爐導(dǎo)風(fēng)墻及干燥床鋼梁的工作溫度分別為1000和600左右，需通水冷卻。這兩部分熱損失約占豎爐全部熱