球團課件第七講

7、球團廠設(shè)計

概述7.1豎爐球團生產(chǎn)工藝流程7.2豎爐球團物料平衡與熱平衡

7.3工藝設(shè)備的選擇與計算

思考題第1頁，共29頁。概述重點：球團焙燒設(shè)備的優(yōu)缺點及選擇的依據(jù)難點：球團車間的配置第2頁，共29頁。7.1豎爐球團生產(chǎn)工藝流程

大冶鐵礦10m2豎爐工藝參數(shù)

規(guī)模/萬噸/年50作業(yè)率/%90.4利用系數(shù)/t/m2.h6.31豎爐熱耗KJ/t70投資/萬元5388．42第3頁，共29頁。7.2豎爐球團物料平衡與熱平衡以某廠8m2豎爐為例，原料化學(xué)成分表4-16（P51）原料：甲精礦：G1.1=941.91kg/t87.5%乙精礦：G1.2=112.00kg/t10.44%膨潤土：G1.3=19.40kg/t1.81%條件：①球團礦返礦為球團成品礦的9%，送燒結(jié)車間；②豎爐排放的球團礦溫度，500℃；③FeO1.5%，脫硫率95%；④每噸球團礦耗煤氣210m3/t，助燒空氣150m3/t，冷卻空氣762m3/t，冷卻水4093kg/t；

第4頁，共29頁。⑤

排出水的平均溫度36.7℃，每噸球團廢氣量2600m3/t，廢氣溫度100℃。

7.2.1物料平衡（1）物料收入部分干混合料成品球團礦收入水支出燒損FeO氧化增重水蒸汽球團返礦1）干混合料2）生球含水量：適宜水份為干混合料9.5%第5頁，共29頁。3）FeO氧化增重：物料總收入第6頁，共29頁。（2）物料支出部分1）成品球團礦2）燒損3）水蒸汽4）球團返礦物料支出第7頁，共29頁。豎爐球團物料平衡表

收入符號物料名稱質(zhì)量kg/t%甲精礦941.9178.53乙精礦112.00膨潤土19.40G2生球帶入水101.96G3FeO氧化增重24.09∑

支出符號物料名稱質(zhì)量kg/t%成品球團礦100083.38燒損7.980.67水蒸汽101.968.50球團返礦90.007.50計算誤差-0.58-0.05∑

1199.36100G1.2G1.3G1.1G1’G2’G3’G4’G5’收入符號物料名稱質(zhì)量kg/t甲精礦941.91乙精礦112.009.34膨潤土19.401.62G2生球帶入水101.968.50G3FeO氧化增重2.01∑

119.36100第8頁，共29頁。7.2.2熱平衡①煤氣燃燒放熱①球團礦帶走熱量②空氣帶入熱量②廢氣帶走熱量熱收入③生球帶入物理熱熱支出③水蒸汽④FeO氧化放熱④冷卻水⑤硫氧化放熱⑤爐殼散熱⑥成渣熱（1）熱收入1）煤氣燃燒放熱Q1煤氣低（位）熱值，q=3720.2KJ/m32）空氣帶入熱量Q2第9頁，共29頁。Ck——空氣比熱，1.3KJ/m3.℃t——空氣溫度，25℃3）生球帶入的物理熱Q34）FeO氧化放熱Q45）硫氧化放熱Q56）成渣熱Q6：假定成渣熱為總熱量的2%熱收入

第10頁，共29頁。（2）熱支出1）球團礦帶走熱量：

2）廢氣帶走的熱量：KJ/kg.℃

3）水蒸發(fā)：4）冷卻水帶走熱量5）爐殼散熱：K——爐殼傳熱系數(shù)，71.06KJ/m3.h.℃，外界溫度為25℃，流動速度3.6m/s，爐殼為8mm鋼板制成。F——外殼散熱面積，7.5m2.h/t第11頁，共29頁。熱收入符號項目熱量Kg/t%煤氣燃燒放熱78124258.76空氣帶入物理熱296402.23生球帶入物理熱263611.98Q4FeO氧化放熱42362231.86Q5硫氧化放熱420043.16Q6成渣熱265892.00∑

100熱支出符號項目熱量Kg/t%球團礦帶走46543035.01廢氣帶走26946020.27水蒸發(fā)吸熱22971517.28冷卻水帶走21728116.34爐殼散熱293122.21其他1178858.89∑

100Q1Q2Q3Q1’Q2’Q3’Q4’Q5’Q6’豎爐球團熱平衡表

從熱平衡結(jié)果可見，豎爐生產(chǎn)要求FeO≥20%。

第12頁，共29頁。7.3.1配料設(shè)備的選擇與計算配料倉、圓盤給料機7.3.2混合設(shè)備的選擇與計算（1）作用：強烈的混和、混勻（粘結(jié)劑）干燥以大冶10m2豎爐為例：轉(zhuǎn)筒式干燥機——一臺Ф3.0×2.0m圓筒干燥機，頭部有一臺烘干爐，用發(fā)生爐煤氣為燃料，鐵精礦可脫水2~3%，濕精礦處理量為120.0t/h7.3工藝設(shè)備的選擇與計算

第13頁，共29頁。（2）圓筒干燥機干燥能力核算GF——干燥機產(chǎn)量（按含有初水分W的濕物料計），t/h；V——干燥的容積，m3，對Φ3.0×20m，干燥機來說為141.3m3。W1——物料的初水分，%，W1=10.5%；W2——物料的終水處，%，W2=7.5%；A——干燥機的單位容積蒸發(fā)強度，kg水/m3.h；對于鐵精礦取A=40kg水/m3.h。

以大冶豎爐為例：配料室有89礦槽，6個為鐵精礦槽，2個膨潤土礦槽（1個備用），每個礦槽下對應(yīng)一Φ2000mm敞開式圓盤給料機。

第14頁，共29頁。原料名稱礦倉數(shù)原料堆稅密度/t/m3有效密度/m3貯量/t貯存時間半個全部半個全部半個全部鐵精礦62.4601601448644.53.6膨潤土20.86012048964133配料室工藝參數(shù)

第15頁，共29頁。2）圓筒干燥機混勻能力核算1）混合時間L——干燥機長度，m；L=20m；R——干燥機轉(zhuǎn)筒半徑，m,R=1.5m；N——干燥機轉(zhuǎn)速，rpm，n=3.85rpm；α——干燥機安裝角度，α=2.5°；t——377S2）充填率Q——需處理的原料量，Q=120t/h；t——混勻時間，S，t=377S；V——干燥機容積，m3V=141.3m3；γ——物料堆積密度，t/m3,γ=2t/m3Φ=4.0%<15%可滿足生產(chǎn)要求。

第16頁，共29頁。7.3.3造球機的選擇與計算（1）種類圓盤造球機：我國球團廠全部采用圓盤圓筒造球機（2）參數(shù)的選擇與計算1）傾角與邊高：傾角：45~50°由造球原料的動休止角來確定邊高：h=0.07D+0.217充填率：10~20%直徑（2）參數(shù)的選擇與計算1）傾角與邊高：傾角：45~50°由造球原料的動休止角來確定邊高：h=0.07D+0.217

充填率：10~20%直徑第17頁，共29頁。

圓盤造球機圓筒造球機設(shè)備結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、重量輕

分級作用自動分級作用，生球粒度較均勻，可以不用篩分沒有分級作用，一定經(jīng)過篩分，工藝布置復(fù)雜，占地面積大生球質(zhì)量沒大差別，圓筒造球機對給料量波動適應(yīng)性強些投資和經(jīng)營費用圓盤優(yōu)于圓筒，節(jié)省投資4~8%維修費用圓盤低于圓筒兩種造球機的比較

第18頁，共29頁。2）轉(zhuǎn)速：或

D——圓盤直徑，m；α——圓盤傾角，°；f——物料塑性指數(shù)；ψ——物料休止角；以大冶豎爐為例：設(shè)有中間礦槽、Φ1600mm圓盤給料機、稱量皮帶和Φ6000mm，造球機各3臺。每個貯礦倉有效容積為25m3，貯量為60t，每個貯礦倉下安有Φ1600mm敞開式圓盤給料機一臺，采用調(diào)速電機，可任意調(diào)整給料的大小，每臺對應(yīng)安裝稱量皮帶，Φ6000mm圓盤造球機各一臺，每臺造球機每小時可產(chǎn)合格生球30t。第19頁，共29頁。（3）造球機能力核算1）生球小時生產(chǎn)量qh

qn——生球小時生產(chǎn)量，t/h；Qh——豎爐小時需安量，t/h；η——產(chǎn)球率，%，η=90%；年產(chǎn)50萬t球團礦，Qh=82t/h2）造球機臺數(shù)d——造球機圓盤直徑，m；k——造球盤利用系數(shù)，t/m2.h.臺，K=1.2t/m2.h.臺選用3臺

第20頁，共29頁。7.3.4生球篩分輥式篩分機輥筒Φ102×1200μm，29輥，輥間隙為6mm。7.3.5豎爐以大冶豎爐為例：設(shè)有豎爐一座，共四層。①第一層（±0.00m）為排礦平面，設(shè)有排礦振動給料機TZG-50-90，3臺，熱礦運輸采用B=630mm鏈板機。水平長度約140m。②第二層（+7.00m）為齒輥卸裝器平臺，設(shè)有齒輥7根和液壓油泵站。采用連桿式自轉(zhuǎn)擺輥卸料機或搖擺式齒輥卸料機（選一）③第三層（+15.90m）為燃燒室平臺，兩個燃燒室分別位于豎爐兩側(cè)。燃燒室設(shè)計參數(shù)見下表，每個燃燒室配有15#環(huán)渦流式燒嘴2只。④第四層（+21.46m）為布料及操作平臺，豎爐布料車、上球皮帶頭部裝置及豎爐操作，控制室在這層平臺。布料車皮帶寬度為800mm，全長12.5m。第21頁，共29頁。10m2豎爐燃燒室設(shè)計參數(shù)

最高使用溫度/℃燃燒室容積/m3燃燒室數(shù)量/個燃燒強度/KJ/m3.h最大煤氣用量/Nm3/h最高使用壓力/KPa125019.4521100020（1）球團焙燒設(shè)備豎爐：只限于焙燒磁精礦或磁、赤鐵混合精礦，并且要求二價鐵≥20%，<50萬t/年帶式焙燒機：各種原料<50萬t/年>200萬t/年鏈篦機—回轉(zhuǎn)窯：各種原料>50萬t/年>200萬t/年（1）豎爐設(shè)備選擇與計算（P105圖5-32）第22頁，共29頁。工作原理：雖然20世紀初就開始使用豎爐生產(chǎn)球團礦，但至今仍沒有關(guān)于豎爐設(shè)計方面的系統(tǒng)理論計算公式及經(jīng)驗計算公式。因此豎爐設(shè)計前必須進行球團焙燒或豎爐模擬試驗，然后根據(jù)試驗數(shù)據(jù)與現(xiàn)有爐形相比較的辦法進行設(shè)計。1）豎爐燃燒室尺寸的確定①豎爐燃燒室容積V燃=Q耗

G/qV燃——燃燒室容積，m3；Q耗——球團礦單位耗熱量，KJ/t；G——豎爐產(chǎn)量，t/h；q——燃燒室熱強度，KJ/m3.h，一般取6.28~8.37KJ/m3.h。第23頁，共29頁。

②燃燒室的尺寸矩形燃燒室的長度必須與爐子長度一致燒嘴噴出的火焰長度寬度符合標(biāo)準拱的尺寸如果選用環(huán)縫渦流燒嘴，并選用1392mm的標(biāo)準拱，則該尺寸即為燃燒室的寬度。高度：

③火道尺寸火道流速：2.8Nm/s噴火口的角度：<350單側(cè)噴火口的總面積為：——爐膛單側(cè)噴火口的總面積，8m2豎爐，一般=0.5~0.6m2；第24頁，共29頁。V廢——燃燒室廢氣量，m3/h；W0——火道廢氣流速，m/s。2）爐膛尺寸①爐膛寬度根據(jù)燃燒室廢氣穿透能力確定——溫度分布均勻問題，從爐膛邊緣到爐膛中心存在著溫差，這個溫差允許值大小取決于球團焙燒溫度區(qū)間。例：8m2豎爐有的選1.6m，有的選2.2m。②爐膛長度L=s/bL——豎爐焙燒帶爐膛長度，m；s——豎爐焙燒帶截面積，m2；b——豎爐焙燒帶寬度，m。第25頁，共29頁。③爐膛高度確定原則：保證生球干燥、預(yù)熱、焙燒、均熱及球團礦冷卻所需時間。豎爐中球團