豎爐詳細(xì)介紹

1、豎爐球團(tuán)焙燒一、球團(tuán)礦定義是細(xì)磨鐵精粉和少量添加劑（生石灰、消石灰、膨潤(rùn)土等）的混合料通過(guò)造球機(jī)滾動(dòng)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(qiáng)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(tuán)礦的優(yōu)點(diǎn)球團(tuán)礦粒度均勻、強(qiáng)度高、粉末少、氣孔率高（達(dá)30左右）、滾動(dòng)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(tuán)礦堆比重大，在同樣冶煉強(qiáng)度條件下，可相對(duì)延長(zhǎng)在爐內(nèi)的停留時(shí)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(tuán)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(jìn)高爐穩(wěn)定順行和降低焦比。球團(tuán)礦易于貯存，在一定時(shí)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(guò)各加熱帶及冷卻帶，達(dá)到排料端。在爐身中部?jī)蓚?cè)設(shè)有燃燒室，產(chǎn)生高溫氣體噴入爐膛內(nèi)，對(duì)球團(tuán)進(jìn)行干燥、預(yù)熱和焙燒。在爐內(nèi)初步冷卻球團(tuán)礦后的一部分熱風(fēng)上升通過(guò)導(dǎo)風(fēng)墻和干燥床，以干燥生球。四、球團(tuán)工藝1、配料為了獲得化學(xué)成分穩(wěn)定、機(jī)械強(qiáng)度高、冶金性能符合高爐冶煉要求的球團(tuán)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(duì)各種鐵精粉和粘結(jié)劑進(jìn)行精確

3、的配料。一般球團(tuán)廠由于使用的原料種類(lèi)較少，配料工藝較燒結(jié)簡(jiǎn)單(原料主要有鐵精粉、膨潤(rùn)土、除塵灰)。球團(tuán)混合礦需要經(jīng)過(guò)干燥和潤(rùn)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(guò)程中最重要的是使熱量最有效地傳遞給物料。干燥過(guò)程可以分為三個(gè)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(rùn)磨就是將含一定水分的原料，按接近造球所需水分（即潤(rùn)濕狀態(tài)下）在特殊的周邊排料式的球磨機(jī)(即潤(rùn)磨機(jī))中，同時(shí)進(jìn)行磨礦和混碾。對(duì)球團(tuán)混合料實(shí)施潤(rùn)磨有4個(gè)目的： （1）提高混合料的細(xì)度，使混合顆粒度及粒度組成趨于合理； （2）通過(guò)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(rùn)磨過(guò)程中，通過(guò)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(jìn)球團(tuán)內(nèi)部。2、造球細(xì)磨物料經(jīng)過(guò)混合作業(yè)后，在造球設(shè)備的機(jī)械力作用下，受到滾動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)、擠壓等機(jī)械運(yùn)動(dòng)形成了生球。造球過(guò)程一般可分為三個(gè)階段：即母球形成、母球長(zhǎng)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(xì)水含量較高的緊密的顆粒集合體。母球長(zhǎng)大的條件是：在母球表面其水分含量要求接近適宜的毛細(xì)水含量。因此在此階段為了使母球繼續(xù)長(zhǎng)大，必須人工往母球表面加霧水。僅靠毛細(xì)力結(jié)合起來(lái)的生球強(qiáng)度不高。因此，當(dāng)生球長(zhǎng)大到

5、所需粒度時(shí)，則停止加水潤(rùn)濕，使生球在機(jī)械的滾動(dòng)、搓動(dòng)作用下進(jìn)一步密實(shí)，將生球內(nèi)部的毛細(xì)水全部擠出，為周?chē)V粉吸收，同時(shí)使生球排列更緊密。造球是球團(tuán)生產(chǎn)工藝的關(guān)鍵，生球的質(zhì)量對(duì)成品球團(tuán)礦的質(zhì)量有很大影響，必須對(duì)生球質(zhì)量嚴(yán)格要求。生球質(zhì)量應(yīng)符合下列標(biāo)準(zhǔn)：粒度1016mm90；壓強(qiáng)度1.5kg/個(gè)；落下強(qiáng)度由500mm高度自由落于鋼板上4次/個(gè)，不大于8次個(gè)；生球水分8.08.5。3、焙燒球團(tuán)焙燒是按一定的工藝制度進(jìn)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(gè)生產(chǎn)過(guò)程而言，大致可分為五個(gè)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(jìn)行干燥處理，以免生球在高溫焙燒

6、時(shí)加熱過(guò)急，水份蒸發(fā)過(guò)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(jìn)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(jìn)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(guò)預(yù)熱被加溫到1000左右時(shí)，進(jìn)入焙燒帶。焙燒帶球團(tuán)礦強(qiáng)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(diǎn)化合物生成；球體的收縮和致密。球團(tuán)從豎爐焙燒帶再往下運(yùn)動(dòng)就進(jìn)入均熱帶，其作用是使球團(tuán)固結(jié)充分，從而使球團(tuán)礦強(qiáng)度進(jìn)一步提高，質(zhì)量更加均勻。由于球團(tuán)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(shí)間，所以均熱帶對(duì)球團(tuán)礦質(zhì)量至關(guān)重要。 冷卻帶是豎爐整個(gè)過(guò)程的最后一個(gè)階段，球團(tuán)到了冷卻帶由于受到鼓入爐的冷空氣對(duì)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(jī)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(duì)含塵氣體進(jìn)行過(guò)濾，使粉塵阻留在濾料上，以達(dá)到除塵的目的。電除塵器：是利用電力（庫(kù)侖力）使粉塵與煙氣分離的一類(lèi)除塵設(shè)備。有干式和濕式兩大類(lèi)電除塵器。5、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)豎爐生產(chǎn)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)包括利用系數(shù)、作業(yè)率、球團(tuán)品位等。1、利用系數(shù) 豎爐每平方米焙燒面積每小時(shí)生產(chǎn)的球團(tuán)礦產(chǎn)量稱(chēng)為利用系數(shù)，單

8、位為t/（m2·h）。 利用系數(shù)球團(tuán)礦臺(tái)時(shí)產(chǎn)量t/h÷焙燒面積m22、臺(tái)時(shí)產(chǎn)量臺(tái)時(shí)產(chǎn)量是豎爐每小時(shí)生產(chǎn)的球團(tuán)礦產(chǎn)量，通常以總產(chǎn)量與運(yùn)轉(zhuǎn)總時(shí)間的比值表示。 臺(tái)時(shí)產(chǎn)量球團(tuán)礦當(dāng)月生產(chǎn)總量t÷當(dāng)月實(shí)時(shí)作業(yè)時(shí)間t/(h·臺(tái))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(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間占設(shè)備日歷時(shí)間的百分?jǐn)?shù)表示。作業(yè)率（實(shí)際作業(yè)時(shí)間÷設(shè)備日歷時(shí)間）×100%4、球團(tuán)礦品位 球團(tuán)礦品位（不扣氧化鈣、氧化鎂）（）各次檢驗(yàn)的球團(tuán)礦含鐵總量（%）檢驗(yàn)次數(shù)×100%5、球團(tuán)礦堿度（R2） 球團(tuán)礦堿度（倍）球團(tuán)礦中氧化鈣含量（噸）球團(tuán)礦中二氧化硅含

9、量（噸）6、球團(tuán)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù) 燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)（）各次試樣測(cè)檢后粒度大于規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)（6.3mm）的重量（千克）試樣重量之和（千克）×100%7、球團(tuán)礦含粉指數(shù) 球團(tuán)礦篩分指數(shù)（）各次試樣篩分后粒度小于規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)（mm）的重量（千克）試樣重量之和（千克）×100%8、球團(tuán)礦粒級(jí)指數(shù)（8-16mm） 球團(tuán)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(guò)程中生產(chǎn)1t球團(tuán)礦所消耗的各種能源的總和。僅以某廠為例，其設(shè)計(jì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)為：物料平衡與熱工計(jì)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(jì)算通過(guò)導(dǎo)風(fēng)墻內(nèi)外的冷風(fēng)量。為了校核和計(jì)算各帶界面上的物料和氣體溫度，還需分別對(duì)干燥帶、預(yù)熱焙燒帶、均熱帶、冷卻帶進(jìn)行區(qū)域熱平衡計(jì)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(jiàn)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(tuán)的利用系數(shù)為45t(m2h)。8m2豎爐(面積指爐口長(zhǎng)×寬)的單爐年產(chǎn)量為2530萬(wàn)t。當(dāng)生產(chǎn)規(guī)模不足50萬(wàn)t時(shí)，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(jì)   包括爐型、燃燒裝置、爐體砌筑、爐體鋼結(jié)構(gòu)等設(shè)計(jì)。爐型    豎爐是長(zhǎng)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(kāi)始，中國(guó)設(shè)計(jì)的豎爐均選擇后者。在確定爐型時(shí)需要考慮：(1)在使用高爐煤氣作燃料時(shí)，讓部分冷卻風(fēng)通過(guò)焙燒帶，以補(bǔ)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(jìn)行計(jì)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(jì)的關(guān)鍵，一般可參照生產(chǎn)實(shí)例進(jìn)行選取。當(dāng)無(wú)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)通過(guò)冷態(tài)模型試驗(yàn)確定。(3)正確設(shè)計(jì)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(jìn)口處沿爐子截面上冷卻風(fēng)量分布不均的問(wèn)題。在設(shè)計(jì)爐子各帶尺寸時(shí)，一般根據(jù)試驗(yàn)條件及有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)確定，并核算物料在各帶的停留時(shí)間。選擇其他燃料時(shí)，爐型需另行考慮。燃燒裝置   在豎爐爐膛兩側(cè)備有一個(gè)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(guó)外豎爐多用立式燃燒室，其底部有一個(gè)燒嘴供熱，自動(dòng)控制方便。中國(guó)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(gè)。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(jì)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(jì)的基本原則。中國(guó)豎爐一代砌體設(shè)計(jì)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(jì)成剛性連接，不允許產(chǎn)生相對(duì)位移。支柱與土建平臺(tái)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(guó)豎爐導(dǎo)風(fēng)墻水梁的壽命達(dá)到3a。布料設(shè)備選擇   由于爐口截面呈矩形，國(guó)外豎爐常采用垂直相交的兩條梭式膠帶機(jī)進(jìn)行“Z”字形布料。中國(guó)豎爐爐口有干燥床，改為由一條梭式膠帶機(jī)進(jìn)行直線布料，簡(jiǎn)化

14、了布料設(shè)備。中國(guó)8m2豎爐的布料均采用懸臂式結(jié)構(gòu)。隨著爐子長(zhǎng)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(jī)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(jī)在布料過(guò)程中應(yīng)保證在前進(jìn)與后退時(shí)料層厚度一致。排礦設(shè)備設(shè)計(jì)與選擇   排礦設(shè)備由齒輥卸料機(jī)及排料機(jī)組成。齒輥卸料機(jī)的作用主要是控制料面、活動(dòng)料柱及破碎大塊。國(guó)外豎爐的齒輥卸料機(jī)組通常分上下兩層，交叉布置。中國(guó)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(shí)轉(zhuǎn)矩大、轉(zhuǎn)速低，宜采用液壓傳動(dòng)。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(guó)家豎爐采用“空氣炮”排料裝置，即用壓縮空氣吹動(dòng)斜溜槽上的球團(tuán)礦進(jìn)行排料。中國(guó)豎爐通常采用電振給料機(jī)排料。爐外冷卻設(shè)備選擇   對(duì)爐內(nèi)熱工過(guò)程的分析表明，過(guò)多的冷卻風(fēng)進(jìn)入爐內(nèi)將干擾正常的焙燒制度。因此在爐內(nèi)把球團(tuán)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(jī)。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(jī)相似。工藝風(fēng)機(jī)選擇   豎爐工藝風(fēng)機(jī)包括助燃風(fēng)機(jī)和冷卻風(fēng)機(jī)兩種，均應(yīng)采用離心式高壓鼓風(fēng)機(jī)。風(fēng)機(jī)的風(fēng)量、風(fēng)壓根據(jù)豎爐熱工計(jì)算確定。在選型時(shí)應(yīng)適當(dāng)留有余地，一般應(yīng)有備用風(fēng)機(jī)。設(shè)計(jì)中還需采取防治風(fēng)機(jī)噪音的措施。工藝除塵裝置選擇   為了改善豎爐爐頂平臺(tái)操作環(huán)境，延長(zhǎng)布料設(shè)備的壽命，需從豎爐爐頂抽出廢氣并進(jìn)行凈化，一般采用靜電除塵器。成品球上料系統(tǒng)設(shè)計(jì)   在開(kāi)爐及調(diào)節(jié)爐況時(shí)，需添加成品球團(tuán)礦。一般采用專(zhuān)設(shè)帶式輸送機(jī)或卷?yè)P(yáng)機(jī)把成品球運(yùn)到焙燒車(chē)間上部的礦槽內(nèi)備用。汽化冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)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