?釩鈦磁鐵礦帶式焙燒機(jī)工藝研究及工程設(shè)計(jì)

依托攀鋼西昌300萬t/a釩鈦磁鐵礦球團(tuán)帶式焙燒機(jī)項(xiàng)目，通過釩鈦磁鐵礦球團(tuán)帶式焙燒機(jī)模擬試驗(yàn)研究，找到了釩鈦磁鐵礦球團(tuán)的焙燒特點(diǎn)。結(jié)合國內(nèi)外帶式焙燒機(jī)工藝發(fā)展的先進(jìn)技術(shù)，提出一些釩鈦磁鐵礦帶式焙燒機(jī)工程設(shè)計(jì)的新思路、新手段，如先進(jìn)布料技術(shù)、厚料層焙燒技術(shù)、抽干段布風(fēng)板優(yōu)化技術(shù)、CFD流場模擬技術(shù)、先進(jìn)燃燒技術(shù)、煙氣氧含量降低技術(shù)、鼓干段SO2及NOx降低技術(shù)、干式結(jié)構(gòu)梁及風(fēng)冷梁新技術(shù)和三維工程設(shè)計(jì)技術(shù)等。生產(chǎn)實(shí)踐表明，攀鋼西昌釩鈦磁鐵礦球團(tuán)帶式焙燒機(jī)生產(chǎn)線月作業(yè)率達(dá)98.13%，日產(chǎn)量不低于9100t，成品球團(tuán)礦FeO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6%~1.5%，平均抗壓強(qiáng)度不低于2000N/P，堿度為自然堿度；排放指標(biāo)為，煙氣中煙塵質(zhì)量濃度2.53mg/m3、SO2質(zhì)量濃度3.15mg/m3、NOx質(zhì)量濃度42.42mg/m3、基準(zhǔn)氧體積分?jǐn)?shù)17.34%，均滿足排放標(biāo)準(zhǔn)。本項(xiàng)目為國內(nèi)第1條生產(chǎn)釩鈦礦球團(tuán)的帶式焙燒機(jī)生產(chǎn)線，應(yīng)用前景廣闊。

1、引言

球團(tuán)礦具有強(qiáng)度高、粒度均勻、含鐵品位高、還原性好等特點(diǎn)，在高爐冶煉中可起到增產(chǎn)、節(jié)焦、改善煉鐵技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和降低生鐵成本的作用。釩鈦磁鐵礦焙燒時(shí)對(duì)溫度和時(shí)間不敏感，可控溫度帶窄，被業(yè)內(nèi)公認(rèn)為“呆礦”。目前，釩鈦磁鐵礦造塊主要有燒結(jié)工藝和鏈箅機(jī)-回轉(zhuǎn)窯-環(huán)冷機(jī)(簡稱鏈-回-環(huán))工藝，應(yīng)用新興帶式焙燒機(jī)工藝的稀少。釩鈦磁鐵礦燒結(jié)生產(chǎn)工藝缺點(diǎn)有：1)工序能耗高。燒結(jié)工序能耗約46kg/t，為球團(tuán)工藝的2倍多。2)污染大，治理成本高。燒結(jié)工藝煙氣量約為球團(tuán)工藝的1.4~1.7倍，環(huán)境治理成本高。3)煙氣成分復(fù)雜，難以處理。煙氣主要成分為H2O、CO、CO2、CH4、SO2、SO3、NOx、二噁英等，目前二噁英還沒有辦法處理脫除。4)需要配加固體燃料。燒結(jié)工藝需要配加煤粉、焦粉等固體燃料，對(duì)環(huán)境污染大。5)品位低。燒結(jié)礦堿度要求高，一般為1.8~2.3，在配料工序需要配加石灰石等輔料，導(dǎo)致燒結(jié)礦品位低，一般為49%~57%，造成高爐冶煉利用系數(shù)低。釩鈦磁鐵礦鏈-回-環(huán)生產(chǎn)工藝缺點(diǎn)有：1)成本高。鏈-回-環(huán)工藝的干燥、預(yù)熱、焙燒、冷卻由3大設(shè)備組成，設(shè)備運(yùn)行成本、維護(hù)成本、人工成本、能耗成本、備品備件成本等均較高。2)煙氣顯熱利用率低。3大設(shè)備跨度大，風(fēng)系統(tǒng)管道距離長，系統(tǒng)熱量損失大，利用率低。3)回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈問題處理難度大。目前國內(nèi)外均無較好的處理方式，處理回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈問題時(shí)需要停機(jī)，造成設(shè)備作業(yè)率低，一般不高于94%。4)原料適應(yīng)性差。赤鐵礦、褐鐵礦等黏度大的精礦通常不宜選擇鏈-回-環(huán)工藝。5)成品單一。鏈-回-環(huán)工藝只適用于生產(chǎn)酸性球團(tuán)礦，生產(chǎn)自熔性、鎂質(zhì)、堿性、含鈦球團(tuán)礦效果不佳。釩鈦磁鐵礦帶式焙燒機(jī)工藝生產(chǎn)特點(diǎn)為：帶式焙燒機(jī)將球團(tuán)干燥、預(yù)熱、焙燒、冷卻過程集成在1臺(tái)設(shè)備上完成。帶式焙燒機(jī)工藝有諸多優(yōu)點(diǎn)，如熱效率高、可靠耐用性強(qiáng)、原料適應(yīng)性強(qiáng)、廢氣粉塵少、成品率高、保溫效果好、使用壽命長、熱耗低、作業(yè)率高等。依托攀鋼西昌高爐爐料結(jié)構(gòu)優(yōu)化節(jié)能減排項(xiàng)目年產(chǎn)300萬t球團(tuán)礦帶式焙燒機(jī)工程，筆者主要研究釩鈦磁鐵礦帶式焙燒機(jī)工藝的特點(diǎn)及工程設(shè)計(jì)。該項(xiàng)目是國內(nèi)釩鈦磁鐵礦第1條帶式焙燒機(jī)工藝生產(chǎn)線，為帶式焙燒機(jī)工藝在國內(nèi)的發(fā)展創(chuàng)造了一個(gè)良好開端。

2、精選圖表

3、結(jié)論1)釩鈦磁鐵礦原料化學(xué)成分表明，原料中TiO2、Al2O3、MgO和S含量較高，不利于球團(tuán)礦的焙燒，氧化預(yù)熱時(shí)間較長。原料粒度較細(xì)、比表面積較大，容易分層，導(dǎo)致外層氧化快，內(nèi)部氧化困難。2)釩鈦磁鐵礦帶式焙燒機(jī)模擬試驗(yàn)結(jié)果表明，釩鈦磁鐵礦球團(tuán)不易爆裂，可以提高干燥溫度，加快干燥速度，縮短帶式焙燒機(jī)干燥段長度；釩鈦磁鐵礦球團(tuán)外層氧化快，內(nèi)部氧化困難，預(yù)熱時(shí)間要求較長；釩鈦磁鐵礦球團(tuán)焙燒可控溫度帶窄，操作困難；釩鈦磁鐵礦球團(tuán)焙燒的抗壓強(qiáng)度總體不高，在合理的工藝制度條件下，平均抗壓強(qiáng)度不低于2000N/P，能夠滿足2000m3以下高爐使用。3)先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，解決了球團(tuán)質(zhì)量不均勻問題，提高設(shè)備產(chǎn)能約25%~32%，增強(qiáng)了干燥效果，增加了燒嘴控制的靈活性，大幅降低了煙氣中NOx含量、降低煙氣基準(zhǔn)氧體積分?jǐn)?shù)至17.34%，并保證了鼓干段煙氣SO2質(zhì)量濃度不高于20mg/m3、NOx質(zhì)量濃度不高于30mg/m3。4)生產(chǎn)實(shí)踐表明，該項(xiàng)成