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，再經篩分、干燥、焙燒、固結、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、化學成分穩(wěn)定，有利于改善高爐內煤氣熱能和化學能的利用，促進高爐穩(wěn)定順行和降低焦比。球團礦易于貯存，在一定時期內不易風化破碎。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。在爐身中部兩側設有燃燒室，產生高溫氣體噴入爐膛內，對球團進行干燥、預熱和焙燒。在爐內初步冷卻球團礦后的一部分熱風上升通過導風墻和干燥床，以干燥生球。四、球團工藝1、配料為了獲得化學成分穩(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，配料工藝較燒結簡單(原料主要有鐵精粉、膨潤土、除塵灰)。球團混合礦需要經過干燥和潤磨：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）使粘結劑與礦粒緊密接觸，以增大粘結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部。2、造球細磨物料經過混合作業(yè)后，在造球設備的機械力作用下，受到滾動、轉動、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。僅靠毛細力結合起來的生球強度不高。因此，當生球長大到

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。造球是球團生產工藝的關鍵，生球的質量對成品球團礦的質量有很大影響，必須對生球質量嚴格要求。生球質量應符合下列標準：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、設備特征等的不同而不同，但就整個生產過程而言，大致可分為五個階段：即干燥段、預熱段、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預熱帶，在預熱帶干球被加熱到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)生鐵的氧化物結晶和再結晶；固相燒結反應；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充分，從而使球團礦強度進一步提高，質量更加均勻。由于球團中鐵的氧化物再結晶和固相燒結反應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量至關重要。 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備。有干式和濕式兩大類電除塵器。5、經濟指標豎爐生產主要技術經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的球團礦產量稱為利用系數(shù)，單

8、位為t/（m2·h）。 利用系數(shù)球團礦臺時產量t/h÷焙燒面積m22、臺時產量臺時產量是豎爐每小時生產的球團礦產量，通常以總產量與運轉總時間的比值表示。 臺時產量球團礦當月生產總量t÷當月實時作業(yè)時間t/(h·臺)3、作業(yè)率 作業(yè)率是設備工作狀況的一種表示方法，指以運轉時間占設備日歷時間的百分數(shù)表示。作業(yè)率（實際作業(yè)時間÷設備日歷時間）×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、球團礦轉鼓指數(shù) 燒結礦轉鼓指數(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過程中生產1t球團礦所消耗的各種能源的總和。僅以某廠為例，其設計技術經濟指標為：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參數(shù)；計算通過導風墻內外的冷風量。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，最后繪制豎爐內氣體平衡圖(包括空氣、煤氣、燃燒產物之間的體積、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)的單爐年產量為2530萬t。當生產規(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，常使用高爐

11、煤氣。豎爐爐體設計   包括爐型、燃燒裝置、爐體砌筑、爐體鋼結構等設計。爐型    豎爐是長方形爐型，有高爐身內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)噴火口以下的導風墻高度及其通道截面積是爐型設計的關鍵，一般可參照生產實例進行選取。當無實踐經驗時，應通過冷態(tài)模型試驗確定。(3)正確設計風口形狀及兩側風口的分布，合理配置冷風管路系統(tǒng)，以

12、解決冷風進口處沿爐子截面上冷卻風量分布不均的問題。在設計爐子各帶尺寸時，一般根據(jù)試驗條件及有關的經驗公式來確定，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面，每側數(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、，墻體結構設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計的基本原則。中國豎爐一代砌體設計壽命為5a。爐體鋼結構   由于豎爐是正壓操作，為保證氣密性須采用鋼外殼，其中關鍵是如何處理爐殼熱膨脹所產生的應力。根據(jù)工藝要求，爐體的框架水梁與支柱應設計成剛性連接，不允許產生相對位移。支柱與土建平臺間采用鉸接結構。豎爐中最關鍵的部位是干燥床與導風墻的承重水梁。中國豎爐導風墻水梁的壽命達到3a。布料設備選擇   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、了布料設備。中國8m2豎爐的布料均采用懸臂式結構。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構，宜改為輥道支撐裝置。梭式布料機在布料過程中應保證在前進與后退時料層厚度一致。排礦設備設計與選擇   排礦設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。齒輥工作時轉矩大、轉速低，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。爐外冷卻設備選擇   對爐內熱工過程的分析表明，過多的冷卻風進入爐內將干擾正常的焙燒制度。因此在爐內把球團礦冷卻到100以下是不可取的。常用的爐外冷卻設備是帶式冷卻機。它分抽風與鼓風兩種，其結構與燒結帶式冷卻機相似。工藝風機選擇   豎爐工藝風機包括助燃風機和冷卻風機兩種，均應采用離心式高壓鼓風機。風機的風量、風壓根據(jù)豎爐熱工計算確定。在選型時應適當留有余地，一般應有備用風機。設計中還需采取防治風機噪音的措施。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)設計   在開爐及調節(jié)爐況時，需添加成品球團礦。一般采用專設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備用。汽化冷卻系統(tǒng)設計豎爐導風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