有關(guān)于燒結(jié)廠配料的知識(shí)

1、有關(guān)燒結(jié)配料的知識(shí)一、燒結(jié)基礎(chǔ)知識(shí)1、燒結(jié)的含義將含鐵粉狀料或細(xì)粒料進(jìn)行高溫加熱,在不完全熔化的條件下燒結(jié)成塊的過程。鐵礦粉燒結(jié)是一種人造富礦的過程。2、燒結(jié)的方法(1鼓風(fēng)燒結(jié):燒結(jié)鍋,平地吹;以及帶式燒結(jié)機(jī)。(2抽風(fēng)燒結(jié):a:連續(xù)式:帶式燒結(jié)機(jī)和環(huán)式燒結(jié)機(jī)等;b:間歇式:固定式燒結(jié)機(jī),如盤式燒結(jié)機(jī)和箱式燒結(jié)機(jī);移動(dòng)式燒結(jié)機(jī),如步進(jìn)式燒結(jié)機(jī);(3在煙氣中燒結(jié):回轉(zhuǎn)窯燒結(jié)和懸浮燒結(jié)。3、燒結(jié)生產(chǎn)的工藝流程一般包括:原燃料的接受、貯存,溶劑、燃料的準(zhǔn)備,配料,混合,制粒,布料,點(diǎn)火燒結(jié),熱礦破碎,熱礦篩分,熱礦冷卻,冷礦篩分,鋪底料、成品燒結(jié)礦及返礦的貯存、運(yùn)輸?shù)裙に嚟h(huán)節(jié)(見下圖。機(jī)上冷卻工藝不包

2、括熱礦破碎和熱礦篩分?，F(xiàn)代燒結(jié)工藝流程不再使用熱礦工藝,應(yīng)使用冷礦工藝。在冷礦工藝中,宜推廣具有鋪底料系統(tǒng)的流程。4、燒結(jié)廠主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)燒結(jié)廠的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)包括利用系數(shù)、作業(yè)率、質(zhì)量合格率、原材料消耗定額等。1、利用系數(shù)每臺(tái)燒結(jié)機(jī)每平方米有效抽風(fēng)面積(m2每小時(shí)(h的生產(chǎn)量(t稱燒結(jié)機(jī)利用系數(shù),單位為t/(m2.h。它用臺(tái)時(shí)產(chǎn)量與燒結(jié)機(jī)有效抽風(fēng)面積的比值表示:利用系數(shù)=臺(tái)時(shí)產(chǎn)量(t/h/有效抽風(fēng)面積(m2=總產(chǎn)量(t/總生產(chǎn)臺(tái)時(shí)(t總有效面積(m2臺(tái)時(shí)產(chǎn)量是一臺(tái)燒結(jié)機(jī)一小時(shí)的生產(chǎn)量,通常以總產(chǎn)量與運(yùn)轉(zhuǎn)的總臺(tái)時(shí)之比值表示。這個(gè)指標(biāo)體現(xiàn)燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)能力的大小,它與燒結(jié)機(jī)有效面積的大小無關(guān)。利

3、用系數(shù)是衡量燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)效率的指標(biāo),它與燒結(jié)機(jī)有效面積的大小無關(guān)。2、燒結(jié)機(jī)作業(yè)率作業(yè)率是設(shè)備工作狀況的一種表示方法,以運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間占設(shè)備日歷時(shí)間的百分?jǐn)?shù)表示:設(shè)備作業(yè)率=運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)時(shí)/日歷臺(tái)時(shí) 100%日歷臺(tái)時(shí)是個(gè)常數(shù),每臺(tái)燒結(jié)機(jī)一天的日歷臺(tái)時(shí)即為24臺(tái)時(shí)。它與臺(tái)數(shù)、時(shí)間有關(guān)。日歷臺(tái)時(shí)=臺(tái)數(shù) 24天數(shù)事故率是指內(nèi)部事故時(shí)間與運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的比值,以百分?jǐn)?shù)表示:事故率=事故臺(tái)時(shí)/運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)時(shí) 100%設(shè)備完好率是衡量設(shè)備良好狀況的指標(biāo)。按照完好設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)行定期檢查。設(shè)備完好率是全廠完好設(shè)備的臺(tái)數(shù)與設(shè)備總臺(tái)數(shù)的比值,用百分?jǐn)?shù)表示:設(shè)備完好率=完好設(shè)備臺(tái)數(shù)/設(shè)備總臺(tái)數(shù) 100%3、質(zhì)量合格率燒結(jié)礦的化學(xué)成分和物理

4、性能符合原冶金部YB/T421-92標(biāo)準(zhǔn)要求的叫燒結(jié)礦合格品,不符合的燒結(jié)礦叫出格品(見附件表1-1。根據(jù)部頒標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,實(shí)際生產(chǎn)檢驗(yàn)過程及工藝試驗(yàn)中出現(xiàn)的一部分未檢驗(yàn)品和試驗(yàn)品,不參加質(zhì)量合格率的計(jì)算。因此:質(zhì)量合格率=(總產(chǎn)量-未驗(yàn)品量-試驗(yàn)品量-出格品量/(總產(chǎn)量-未驗(yàn)品量-試驗(yàn)品量 100%質(zhì)量合格率是衡量燒結(jié)礦質(zhì)量好壞的綜合指標(biāo)。燒結(jié)礦合格品、一級品或出格品的判定根據(jù)其物理化學(xué)性能的檢驗(yàn)結(jié)果而定,主要包括燒結(jié)礦全鐵(TFe、氧化亞鐵(FeO、硫(S含量、堿度(CaO/SiO2、轉(zhuǎn)鼓指數(shù)(6.3mm、粉末(、燒結(jié)礦的原料、燃料、材料消耗定額生產(chǎn)一噸燒結(jié)礦所消耗的原料、燃料、動(dòng)力、材料等

5、的數(shù)量叫消耗定額,包括含鐵原料、熔劑料、燃料、煤氣、重油、水、電、爐蓖條、膠帶、破碎機(jī)錘頭、潤滑油、蒸氣等。5、生產(chǎn)成本與加工費(fèi)生產(chǎn)成本是指生產(chǎn)一噸燒結(jié)礦所需的費(fèi)用,由原料費(fèi)及加工費(fèi)兩部分構(gòu)成。加工費(fèi)是指生產(chǎn)一噸燒結(jié)礦所需的加工費(fèi)用(不包括原料費(fèi)。它包括輔助材料費(fèi)(如燃料、潤滑油、膠帶、爐蓖條、水、動(dòng)力費(fèi)等,工人工資,車間經(jīng)費(fèi)(包括設(shè)備折舊費(fèi)、維修費(fèi)等。6、勞動(dòng)生產(chǎn)率勞動(dòng)生產(chǎn)率是指每人每年生產(chǎn)燒結(jié)礦的噸數(shù)。這個(gè)指標(biāo)反映工廠的管理水平和生產(chǎn)技術(shù)水平,它又稱全員勞動(dòng)生產(chǎn)率(全員包括工人和干部。另外,還有工人勞動(dòng)生產(chǎn)率,即每個(gè)工人每年生產(chǎn)燒結(jié)礦的噸數(shù)。配料知識(shí)燒結(jié)成分的穩(wěn)定性對高爐順行、以及增鐵節(jié)焦

6、具有重大的意義,因此,搞好配料工作是高爐優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗的先決條件,是獲得優(yōu)質(zhì)燒結(jié)礦的前提,燒結(jié)礦使用的原料種類繁多,物理化學(xué)性質(zhì)各不相同。為了合理綜合利用國家資源,生產(chǎn)出符合高爐冶煉要求而且成分相對穩(wěn)定的燒結(jié)礦,同時(shí)還要兼顧生產(chǎn)過程的要求,燒結(jié)廠必須根據(jù)本廠原料的供應(yīng)情況及物理化學(xué)性質(zhì)選擇合適的原料,通過計(jì)算確定配料比,并嚴(yán)格按配比確定每條電子稱皮下料量,經(jīng)常進(jìn)行重量檢查(跑盤及時(shí)調(diào)整。所謂配料就是根據(jù)高爐對燒結(jié)礦的產(chǎn)品質(zhì)量要求及原料的化學(xué)性質(zhì),將各種原料、熔劑、燃料、以及高爐爐塵、鐵屑和熱返礦等按一定比例進(jìn)行配加的工序。配料的目的是根據(jù)燒結(jié)過程的要求,將各種不同的含鐵原料、溶劑和燃料進(jìn)行準(zhǔn)

7、確的配料,以獲得較高的生產(chǎn)率和理化性能穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)燒結(jié)礦,符合高爐冶煉的要求。目前國內(nèi)常用的配料方法有兩種,即容積配料法和重量配料法。容積配料法是利用物料的堆比重,通過給料設(shè)備對物料容積進(jìn)行控制,達(dá)到配加料所要求的添加比例的一種方法。此法優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡單,操作方便。其缺點(diǎn)是物料的堆比重受物料水分、成分、粒度等影響。所以,盡管閘門開口大小不變,若上述性質(zhì)改變時(shí),其給料量往往不同,造成配料誤差。重量配料法是按照物料重量進(jìn)行配料的一種方法,該法是借助于電子皮帶稱和定量給料自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)配料的。優(yōu)點(diǎn)是:重量配料比容積配料更加精確,特別是對添加數(shù)量較少的原料,這一點(diǎn)更明顯。除這兩種配料法外,化學(xué)成分配

8、料是一種目前最為理想的配料方法,它采用先進(jìn)的在線檢測技術(shù),隨時(shí)測出原料混合料成分并輸入微機(jī)進(jìn)行分析、判斷、調(diào)整,使燒結(jié)礦質(zhì)量穩(wěn)固在高水平。國外對這種方法也處于開發(fā)階段,我國的寶鋼、首鋼已具備開發(fā)這種水平的條件。原燃料性質(zhì)及其對燒結(jié)過程和質(zhì)量的影響1、含鐵原料精礦粉是含鐵貧礦經(jīng)過細(xì)磨選礦處理,除去了一部分脈石和雜質(zhì)使含鐵量提高的極細(xì)的礦粉。在燒結(jié)生產(chǎn)過程中,除了精礦粉外,往往還添加一些其它的含鐵原料(如高爐返礦、鐵皮和富礦粉等,這樣做有兩個(gè)目的,一是為了增加燒結(jié)混合料成球核心,改善混合料的透氣性,提高燒結(jié)機(jī)利用系數(shù),降低燒結(jié)礦成本。二是為了提高燒結(jié)礦的品位,為高爐順行、高產(chǎn)創(chuàng)造條件。返礦具有多孔

9、的結(jié)構(gòu),含低熔點(diǎn)化合物,有利于燒結(jié)過程液相的生成,提高燒結(jié)礦的強(qiáng)度,有利于燒結(jié)料粒度的組成,改善透氣性,提高燒結(jié)礦質(zhì)量。因此,返礦的配加量、返礦質(zhì)量的好壞,直接影響燒結(jié)生產(chǎn)過程的進(jìn)行。2、熔劑(1熔劑的分類熔劑可分為堿性熔劑、酸性熔劑和中性熔劑三類。我國鐵礦的脈石多以SiO2為主,所以普遍使用堿性熔劑。堿性熔劑即含CaO和MgO高的熔劑。常用的熔劑有:石灰石(CaCO3生石灰(CaO、消石灰(Ca(OH2和白云石(主要是CaCO3和MgCO3。(2燒結(jié)對熔劑的要求堿性氧化物含量要高;S、P雜質(zhì)要少;酸性氧化物含(SiO2+Al2O3 越低越好,;粒度和水分適宜。(3配加熔劑的目的燒結(jié)生產(chǎn)過程中

10、配加熔劑的目的主要有三個(gè);一是將高爐冶煉時(shí)高爐所配加的一部分或大部分熔劑和高爐中大部分化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)移到燒結(jié)過程中來進(jìn)行,從而有利于高爐進(jìn)一步提高冶煉強(qiáng)度和降低焦比;二是堿性熔劑中的CaO和MgO與燒結(jié)料中的氧化物及酸性脈石SiO2、Al2O3 等在高溫作用下,生成低熔點(diǎn)的化合物,以改善燒結(jié)礦強(qiáng)度、冶金性和還原性;三是加入堿性熔劑,可提高燒結(jié)料的成球性和改善料層透氣性,提高燒結(jié)礦質(zhì)量和產(chǎn)量。白灰也稱生石灰,主要成分是CaO,其遇水即消化成消石灰(Ca(OH2后,在燒結(jié)料中起粘結(jié)劑的作用,增加了料的成球性,并提高了混合料成球后的強(qiáng)度,改善了燒結(jié)料的粒度組成,提高了料層的透氣性。其次,由于消石灰粒度極

11、細(xì),比表面積比消化前增大100倍左右,因此與混合料中其它成分能更好的接觸,加快固液相反應(yīng),不僅加速燒結(jié)過程,而且防止游離CaO存在,而且它還可以均勻分布在燒結(jié)料中,有利于燒結(jié)過程化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行。再次,白灰消化放出的熱量,可以提高混合料料溫。從另一個(gè)方面來看,生石灰用量也不宜過多;a、生石灰用量過多,燒結(jié)料會(huì)過分疏松,混合料堆密度下降,生球強(qiáng)度反而會(huì)變壞。由于燒結(jié)速度過快,返礦率增加,產(chǎn)量降低。另外,生石灰量過多,燒結(jié)料水分不易控制。b、燒結(jié)前必須使生石灰全部消化,使用生石灰時(shí)必須相應(yīng)增加混合前打水量,保證必要消化時(shí)間,使生石灰顆粒一般在一次混合機(jī)內(nèi)松散開,絕大多數(shù)消化,生石灰粒度一般要小于3m

12、m。c、生石灰在配料前的運(yùn)輸和儲(chǔ)運(yùn)中,盡量避免受潮,以防止事先消化去CaO的作用。d、生石灰不宜長途運(yùn)輸和皮帶轉(zhuǎn)運(yùn),極易產(chǎn)生粉塵,惡化勞動(dòng)條件。(4、燒結(jié)料中加入石灰石對燒結(jié)礦質(zhì)量的影響a、CaO成分增加,其軟化區(qū)間縮小,燃燒層厚度減薄,改善料層透氣性。b、石灰石的細(xì)粉比精礦粘結(jié)性好,有利于混合料成球,而較粗的部分本身就具有良好的透氣性,可以改善燒結(jié)料透氣性。c、燒結(jié)過程中石灰石分解,放出CO2,起疏松料層作用,大大改善料層透氣性。通過石灰石的加入,使垂直燃燒速度增加,產(chǎn)量提高。d、石灰石的加入量也不宜過多,如石灰石量過多成球條件變壞,由于透氣性變好,機(jī)速加快,礦物結(jié)晶不完全。另外,CaO過多

13、易形成正硅酸鈣體系液相,導(dǎo)致冷卻時(shí)粉化碎裂,使燒結(jié)礦強(qiáng)度降低。(5、用消石灰來代替石灰石的好處a、消石灰粒度很細(xì),親水性強(qiáng),而且有粘性,大大改善燒結(jié)料透氣性,提高小球強(qiáng)度。b、消石灰比表面積大,增加混合料最大濕容量,可使燒結(jié)料過濕層有較好的透氣性。c、粒度細(xì)微的消石灰顆粒比粒度較粗的石灰石顆粒更易產(chǎn)生低熔點(diǎn)化合物,液相流動(dòng)好,凝結(jié)成塊,從而降低燃料用量和燃燒帶阻力。但消石灰用量也不宜過多,過多的消石灰使燒結(jié)料過于松散,燒結(jié)礦脆性大,強(qiáng)度下降,成品率下降。3、燒結(jié)礦堿度(1堿度的分類堿度是燒結(jié)礦的堿性氧化物與酸性氧化物百分比含量比值。二元堿度R=Cao/SiO2;三元堿度R=(CaO+MgO/S

14、iO2;四元堿度R=(CaO+MgO/(SiO2+Al2O3 燒結(jié)礦按R分為三種;普通燒結(jié)礦、自熔性燒結(jié)礦,高堿性燒結(jié)礦。普通燒結(jié)礦又叫酸性燒結(jié)礦。即燒結(jié)礦的堿度低于高爐爐渣的堿度,一般小于1.0,這種燒結(jié)礦在入爐冶煉時(shí)需加入一定數(shù)量的熔劑。自熔性燒結(jié)礦的堿度等于或稍高于高爐爐渣的堿度,一般為1.2-1.5左右,其燒結(jié)礦在入爐冶煉時(shí)不需另加熔劑。高堿度燒結(jié)礦又叫熔劑性燒結(jié)礦,其堿度高于高爐爐渣的堿度,一般都大于1.5。其燒結(jié)礦在入爐冶煉時(shí),可以代替部分或全部熔劑,常與富礦或酸性燒結(jié)礦、酸性球團(tuán)礦配合使用。(2高堿度燒結(jié)礦的特點(diǎn)因現(xiàn)在普遍生產(chǎn)的是高堿度燒結(jié)礦,就其特點(diǎn)做一概述;a、高堿度燒結(jié)礦強(qiáng)

15、度高,穩(wěn)定性好,粒度均勻,粉末少。b、高堿度燒結(jié)礦具有良好的還原性,這是因?yàn)楦邏A度燒結(jié)礦是以易還原的鐵酸鈣為主要液相;隨堿度提高,燒結(jié)礦中FeO降低,還原性得到改善;高堿度燒結(jié)礦處于還原性最好的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。其中的磁鐵礦晶粒細(xì)小且密集,并被鐵酸鈣包裹或溶蝕。c、高堿度的燒結(jié)礦軟化開始溫度和軟化終了溫度均有所下降。d、高堿度燒結(jié)礦含硫量有所提高,這是因?yàn)闊Y(jié)料中的CaO有吸硫作用,形成CaS留于燒結(jié)礦中。(3燒結(jié)中配加白云石的目的燒結(jié)料中加入白云石主要是為了提高燒結(jié)礦MgO含量從而提高燒結(jié)礦的質(zhì)量(強(qiáng)度,并改善高爐爐渣的流動(dòng)性。4、影響燒結(jié)礦TFe高低和堿度高低的原因(1含鐵原料品位不穩(wěn)定當(dāng)品位高時(shí)

16、,燒結(jié)礦的TFe升高,SiO2下降,CaO正常,R上升。當(dāng)品位低時(shí),燒結(jié)礦的TFe降低,SiO2升高,CaO正常,R下降。(2熔劑下料量不穩(wěn)定下料量大,相當(dāng)于配比高,SiO2稍低,燒結(jié)礦TFe下降,CaO上升,R上升。下料量小,相當(dāng)于配比代,SiO2稍高,燒結(jié)礦TFe上升,CaO下降,R下降。(3含鐵原料下料不穩(wěn)定下料量大,鐵上升,SiO2稍高,CaO下降,R下降。下料量小,鐵下降,SiO2稍低,CaO上升,R上升。(4熔劑中CaO不穩(wěn)定CaO高時(shí),SiO2變動(dòng)不大,R上升。CaO低時(shí),SiO2變動(dòng)不大,R下降。(5熔劑水分變化,相當(dāng)于配比或下料量變化水分大,SiO2稍高,鐵上升,CaO下降,

17、R下降。水分小,SiO2稍低,鐵下降,CaO上升,R上升。1 燒結(jié)球團(tuán)生產(chǎn)基本知識(shí)3六、什么是球團(tuán)礦?它有何特點(diǎn)?答:球團(tuán)礦是細(xì)精礦粉(-200目,即粒度0.074mm的礦粉占80%以上、比表面積在1500cm2/g以上加入少量的添加劑混合后,在造球上加水,依靠毛細(xì)力和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械力造成直徑816mm的生球,然后在焙燒設(shè)備上干燥,在高溫氧化性氣氛下Fe2O3再結(jié)晶的晶橋鍵固結(jié)成的品位高、強(qiáng)度好、粒度均勻的球狀煉鐵原料。它有以下特點(diǎn):1、使用品位很高的精礦粉生產(chǎn),酸性氧化球團(tuán)礦的品位可達(dá)68%,SiO2在1%2%;2、無燒結(jié)礦具有的大氣孔所有氣孔都以微氣孔形式存在,有利于氣-固相還原;3、Fe

18、O含量低(一般在1%左右,礦物主要是Fe2O3,還原性好;4、冷強(qiáng)度好,每個(gè)球可耐28003600N(300400kgf的壓力粒度均勻,運(yùn)輸性能好;5、自然堆角小在2427,在高爐內(nèi)布料易滾向爐子中心;6、含硫很低,因?yàn)樵趶?qiáng)氧化性氣氛下焙燒,可以去除原料中9599%的硫;7、具有還原膨脹的缺點(diǎn),在有K2O、Na2O等催化的作用下會(huì)出現(xiàn)異常膨脹;8、酸性氧化球團(tuán)礦的軟熔性能較差,即它的軟化開始溫度低,軟熔溫度區(qū)間窄,但它仍比天然富塊礦的好,仍是合適爐料結(jié)構(gòu)中高堿度燒結(jié)礦的最佳搭配料。七、精礦粉是怎樣成為816mm的生球的?答:精礦粉的成球是由其在自然狀態(tài)下滴水成球的特性和在機(jī)械力作用下密集的能力

19、造成的。在造球機(jī)上成球的過程按下列3個(gè)階段進(jìn)行:母球形成。裝入造球盤中的物料通常水分含量為8%10%,處于比較松散的狀態(tài),各個(gè)礦粉顆粒為吸附水和薄膜水所覆蓋,毛細(xì)水僅存在于各顆粒間的接觸點(diǎn)上,其余空間為空氣所充填,顆粒之間接觸不緊密,薄膜水還不能起作用。另外,由于毛細(xì)水?dāng)?shù)量太少,毛細(xì)孔過大,毛細(xì)壓力小,顆粒間結(jié)合力較弱,不能成球,為此,須進(jìn)行不均勻的點(diǎn)滴潤濕,并通過機(jī)械力的作用,使部分顆粒接觸得更緊密,造成更細(xì)的毛細(xì)孔和較大的毛細(xì)壓力,將周圍礦粒拉向水滴中心,形成較緊密的顆粒集合體,從而形成母球。母球長大。母球在造球盤上繼續(xù)滾動(dòng),母球進(jìn)一步壓緊,內(nèi)部毛細(xì)管變細(xì),過剩的毛細(xì)水被擠到母球表面,這樣

20、過濕的母球靠毛細(xì)力作用將周圍含水較少的礦粉粘結(jié)起來,使母球長大。當(dāng)母球達(dá)到所需要的粒度,必須向母球表面補(bǔ)充噴水。但噴水量要適度,如果過大,顆粒完全為水所飽和而產(chǎn)生重力水,使顆粒脫離接觸,瓦解母球,對造球極為不力。生球壓實(shí)。僅靠毛細(xì)力結(jié)合起來的生球,強(qiáng)度不大。為了提高生球強(qiáng)度,必須停止噴水,使生球在造球盤上滾動(dòng),將生球內(nèi)部的毛細(xì)水全部擠出,為周圍礦粉所吸收;同時(shí)使生球內(nèi)的礦粉顆粒排列得更緊密,使薄膜水層有可能相互接觸,形成眾多顆粒共有的水化膜而加強(qiáng)結(jié)合力,從而使生球強(qiáng)度大大提高。當(dāng)生球達(dá)到一定粒度和密度后,由于造球盤的離心力作用,生球自動(dòng)被拋出盤外。從造球機(jī)出來的生球用瓷輥篩篩去粒度大于16mm

21、和8mm的,生球抗壓強(qiáng)度要達(dá)到1520N/個(gè)球,落下強(qiáng)度(單個(gè)生球從0.5m高處落到鋼板上反復(fù)跌落,直到生球破壞為止的次數(shù)不4小于次,符合以上兩個(gè)指標(biāo)即是合格生球。八、目前主要有哪幾種球團(tuán)焙燒方法?答:目前國內(nèi)外焙燒球團(tuán)礦的方法有3種:豎爐焙燒;帶式焙燒;鏈箅機(jī)-回轉(zhuǎn)窯焙燒。豎爐是最早采用的球團(tuán)礦焙燒設(shè)備。現(xiàn)代豎爐在頂部設(shè)有烘干床,焙燒室中央設(shè)有導(dǎo)風(fēng)墻。燃燒室內(nèi)產(chǎn)生的高溫氣體從兩側(cè)噴入焙燒室向頂部運(yùn)動(dòng),生球從上部均勻地鋪在烘干床上被上升熱氣體干燥、預(yù)熱,然后沿烘干床斜坡滑入焙燒室內(nèi)焙燒固結(jié),在出焙燒室后與從底部鼓進(jìn)的冷風(fēng)氣相遇,得到冷卻。最后用排礦機(jī)排出豎爐。豎爐的結(jié)構(gòu)簡單,對材質(zhì)無特殊要求;

22、缺點(diǎn)是單爐產(chǎn)量低,只適用于磁精粉球團(tuán)焙燒,由于豎爐內(nèi)氣體流難于控制,焙燒不均勻造成球團(tuán)礦質(zhì)量也不均勻。帶式焙燒機(jī)是目前使用最廣的焙燒方法。帶式焙燒的特點(diǎn):1、采用鋪底料和鋪邊料以提高焙燒質(zhì)量,同時(shí)保護(hù)臺(tái)車延長臺(tái)車壽命;2、采用鼓風(fēng)和抽風(fēng)干燥相結(jié)合以改善干燥過程,提高球團(tuán)礦的質(zhì)量;3、鼓風(fēng)冷卻球團(tuán)礦,直接利用冷卻帶所得熱空氣助燃焙燒帶燃料燃燒、以及干燥帶使用;只將溫度低含水分高的廢氣排入煙囪;5、適用于各種不同原料(赤鐵礦浮選精粉、磁鐵礦磁選精粉或混合粉球團(tuán)礦的焙燒。九、國產(chǎn)球團(tuán)與進(jìn)口球團(tuán)相比有何差距?答:1、比進(jìn)口礦品位低35%、SiO2含量高34%;2、我國球團(tuán)礦的精礦粉粒度0.074mm(

23、-200目的只有6080%,比表面積小,大部分在1000cm2/g左右,造球困難,靠多加膨潤土來彌補(bǔ),大部分廠家添加量在5%以上,而每多配加1%膨潤土,就使球團(tuán)礦的品位降低0.6%。國外造球用精礦粉的比表面積達(dá)到15001700cm2/g,膨潤土添加量在0.5%左右;3、球團(tuán)礦焙燒不均勻,尤其是用豎爐焙燒的球團(tuán)礦;4、部分豎爐生產(chǎn)的球團(tuán)礦的強(qiáng)度差,FeO含量高,冶金性能差。球團(tuán)基礎(chǔ) 1 第一章 緒論 第一節(jié) 球團(tuán)礦在鋼鐵工業(yè)中的地位及作用 鋼鐵工業(yè)的不斷發(fā)展，使得其對煉鐵原料的粒度、強(qiáng)度、化學(xué)成分及冶煉特性的要求日趨嚴(yán)格。由于我國 貧礦多，富礦少，直接煉鐵入爐礦品位不夠，所以必須進(jìn)行鐵礦粉造塊

24、，生產(chǎn)高品位的人造富礦，即燒結(jié) 礦和球團(tuán)礦。球團(tuán)礦作為良好的高爐爐料，具有品位高、強(qiáng)度好、易還原、粒度均勻等優(yōu)點(diǎn)，而且酸性球 團(tuán)礦與高堿度燒結(jié)礦搭配，可以構(gòu)成高爐合理的爐料結(jié)構(gòu)，使高爐達(dá)到增產(chǎn)、節(jié)焦、提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。 大力發(fā)展球團(tuán)礦已成為鋼鐵企業(yè)的共識(shí)。 第二節(jié) 球團(tuán)的概念 球團(tuán)是人造塊狀原料的一種方法，是一個(gè)將粉狀物料變成物力性能和化學(xué)組成能夠滿足下一步加工要求的 過程。球團(tuán)過程中物料不僅由于滾動(dòng)成球和粒子密集而發(fā)生物理變化，如：密度、空隙率、形狀、大小和 機(jī)械強(qiáng)度等變化，更重要的是發(fā)生了化學(xué)變化，如：化學(xué)組成，還原性、膨脹性、高溫還原軟化性、低溫 還原粉化性、熔融性能等變化，使物料的冶

25、金性能得到改善。高爐對球團(tuán)的要求：無層狀結(jié)構(gòu)、斷面均一、 充分氧化、具有最大還原性。 第三節(jié) 球團(tuán)礦生產(chǎn)工藝簡介 球團(tuán)是較為廣泛應(yīng)用的造塊工藝之一。它與燒結(jié)生產(chǎn)工藝相比，具有下述特點(diǎn)： （1） 對原料要求嚴(yán)格， 而且原料品種較單一。 一般用于球團(tuán)生產(chǎn)的原料都是細(xì)磨精礦， 比表面積大于 1500 200cm2/g。水分應(yīng)低于適宜造球水分,不能太高； （2）由于生球結(jié)構(gòu)較緊密，且含水分較高，在突然遇高溫時(shí)會(huì)產(chǎn)生破裂甚至爆裂，因此高溫焙燒前必須 設(shè)置干燥和預(yù)熱工序； （3）球團(tuán)形狀一致，粒度均勻，料層透氣性好，因此采用帶式焙燒機(jī)或鏈篦機(jī)回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)球團(tuán)礦時(shí)， 一般可使用低負(fù)壓風(fēng)機(jī)； （4）大多數(shù)球團(tuán)料

26、中不含固體燃料，焙燒球團(tuán)礦所需要的熱量由液體或氣體燃料燃燒后的熱廢氣通過料 層供熱，熱廢氣在球團(tuán)料層中循環(huán)使用，因此熱利用率較高。 球團(tuán)生產(chǎn)應(yīng)用較為普通的方法有豎爐球團(tuán)法，帶式焙燒機(jī)球團(tuán)法和鏈篦機(jī)回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)法。豎爐球團(tuán)法是 最早發(fā)展起來的，曾一度發(fā)展很快。但隨著鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，要求球團(tuán)工藝不僅能處理磁鐵礦，而且能處 理赤鐵礦、褐鐵礦及土狀赤鐵礦等。另外高爐對球團(tuán)礦的需求量不斷增加，要求設(shè)備向大型化發(fā)展。因此 相繼發(fā)展了帶式焙燒機(jī)，鏈篦機(jī)回轉(zhuǎn)窯，環(huán)形焙燒爐等方法。這些方法一直處于彼此相互競爭狀態(tài)。目 前世界上用得最多的還是豎爐球團(tuán)，帶式焙燒機(jī)球團(tuán)和鏈篦機(jī)回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)法。 第四節(jié)豎爐法焙燒球團(tuán)礦 一

27、、概述 豎爐是國外用來焙燒鐵礦球團(tuán)最早的設(shè)備。它具有結(jié)構(gòu)簡單、材質(zhì)無特殊要求、投少、熱效率高，操作維 修方便等優(yōu)點(diǎn)，所以自美國伊利公司投產(chǎn)世界上第一座豎爐以，直到 1960 年豎爐生產(chǎn)的球團(tuán)礦占全世界 球團(tuán)礦總產(chǎn)量的 70%。但是由于豎爐單爐量小，對原料適應(yīng)性差，不能滿足現(xiàn)代高爐對熟料的要求，因此 在應(yīng)用和發(fā)展上受到限。自 20 世紀(jì) 70 年代以后國外除摩洛哥 1972 年擴(kuò)建一個(gè)年產(chǎn) 60 萬噸豎爐，1975 年 美國米德蘭公司為阿根廷建立一個(gè)年產(chǎn) 200 萬噸豎爐廠外，就再?zèng)]有建豎爐了，所以豎爐生產(chǎn)的球團(tuán)礦比 例也就隨之下降，1971 年下降到 18.1%，1976 年進(jìn)一步下降到 13

28、.3%,1980 年下降到 9%左右。然而豎爐對 于焙燒磁精礦，規(guī)模較小的球團(tuán)廠仍具有一定的優(yōu)勢。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，國外豎爐球團(tuán)廠共 37 家，計(jì) 110 多座豎爐，最高年產(chǎn)量曾達(dá) 2700 萬噸，最大豎爐斷面積為 16m2 左右. 國外豎爐普遍存在下述缺點(diǎn)： （1）電耗高。根據(jù)瑞典 LKAB 分析，每噸球團(tuán)礦的電耗高達(dá) 50KW/h。電耗高的主要原因是豎爐料柱高， 氣流阻力大，主風(fēng)機(jī)工作壓力高。加拿大格里菲什礦的 15.62m2 豎爐，風(fēng)機(jī)壓力為 64247pa，伊利豎爐主 風(fēng)機(jī)壓力為 54936Pa。 （2）國外豎爐球團(tuán)一般都采用高熱值燃料油或天然氣體，并只限制于焙燒磁鐵精礦球團(tuán)。 （3）鑒于

29、豎爐本身的料倉式結(jié)構(gòu)，排料時(shí)同一料面的球團(tuán)礦下料速度不均勻，正對排料口中心下料快， 而兩邊相應(yīng)慢些，使球團(tuán)礦在爐內(nèi)停留時(shí)間不同，因而使球團(tuán)礦焙燒固結(jié)不均勻。 2 球團(tuán)基礎(chǔ) 1 （4）國外豎爐一般采用橫向布料線路布料，布料時(shí)間長而不均勻。一座長 6.4m,寬 2.44m 豎爐布料一次 要 140 秒，布料機(jī)沿寬度方向要走 8 個(gè)來回。 我國豎爐球團(tuán)起步較晚。1968 年濟(jì)鋼和承鋼首先投產(chǎn) 8m2 豎爐，到 1975 年共建 24 座豎爐，但由于原、 燃料條件的限制，投入生產(chǎn)的僅 10 座，正常生產(chǎn)的 7 座。本鋼于 1987 年 9 月投產(chǎn)一座 16m2 豎爐，這是 目前世界上最大的豎爐。 濟(jì)鋼

30、也于 1988 年 1 月又投產(chǎn)了 10m2 豎爐。 這兩座豎爐的投產(chǎn)標(biāo)志我國豎爐技術(shù) 已進(jìn)入了大型化發(fā)展階段。到 1989 年為止我國共有 19 座豎爐正常生產(chǎn)，除萍鄉(xiāng)鋼鐵廠原料為褐鐵礦外， 其余均以磁鐵礦為原料。與國外豎爐相比，中國豎爐有以下特點(diǎn)：爐內(nèi)架有導(dǎo)風(fēng)墻、干燥床；采用低真空 度風(fēng)機(jī)；低熱值的高爐煤氣及低焙燒溫度操作。 二、豎爐球團(tuán)工藝流程 （一）布料 豎爐是一種按逆流原則工作的熱交換設(shè)備，其特點(diǎn)是在爐頂通過布料設(shè)備將生球裝爐內(nèi)，球以均勻的速度 連續(xù)下降，燃燒室的熱氣體從噴火口進(jìn)入爐內(nèi)，熱氣體自下而上自上而下的生球進(jìn)行熱交換。生球經(jīng)過干 燥、預(yù)熱進(jìn)入焙燒區(qū)，在焙燒區(qū)進(jìn)行高溫固反應(yīng)，然

31、后在爐子下部進(jìn)行冷卻和排出，整個(gè)過程是在豎爐內(nèi) 一次完成。由此可知豎爐正常操作的最重要的先決條件，是爐料應(yīng)具有良好的透氣性。為了保證這一點(diǎn)， 生球必須松散均勻地布到料柱上面。 在豎爐發(fā)展過程中， 研制了專門的布料系統(tǒng)。 豎爐早期采用矩形布料。 料線貼近爐壁自動(dòng)布料，料面呈深 V 形，中心低，靠近爐壁處高。這種布料形成的縱向中心線周圍的溫度 達(dá)不到球團(tuán)礦所需要的理想焙燒溫度，后來改為橫向布料。橫向布料生球布成一行行的橫向小溝谷。布料 機(jī) 上裝有料面探測器，控制行走和布料速度，以便保持料面平坦和控制料面高度。很明顯采用這種布料裝置 的爐內(nèi)溫度和氣流分布均得到改善。 我國豎爐都采用直線布料。架設(shè)在屋

32、脊形干燥床頂部的布料車行走線路與布料線路平行。這種布料裝置大 大簡化了布料設(shè)備，提高了設(shè)備作業(yè)率，縮短了布料時(shí)間。但布料車沿著爐口縱向中心線運(yùn)行，工作環(huán)境 較差，皮帶易燒壞，因此要求加強(qiáng)爐頂排風(fēng)能力，降低爐頂溫度，改善爐頂操作條件。 （二）干燥和預(yù)熱 國外豎爐生球自上往下運(yùn)動(dòng)，與預(yù)熱帶上升的熱廢氣發(fā)生熱交換進(jìn)行干燥，無專門的干燥設(shè)備。生球下降 到離料面 120150mm 深度處，相當(dāng)于經(jīng)過了 46 分鐘的停留時(shí)間，大部分已經(jīng)干燥，并開始預(yù)熱，磁 鐵礦開始氧化。當(dāng)爐料下降到 500m 時(shí)，便達(dá)到最佳焙燒溫度，即 1350左右。 我國豎爐干燥采用屋脊形干燥床，生球料層約 150200mm。預(yù)熱帶上

33、升的熱廢氣和從導(dǎo)風(fēng)墻出來的熱廢 氣（330左右）在干燥床的下面混合，其混合廢氣的溫度為 550750，穿過干燥床與自干燥床頂部向 下滑的生球進(jìn)行熱交換，達(dá)到使生球干燥的目的。 生球在干燥床上經(jīng)過 56 分鐘后基本上完成了干燥過程到達(dá)爐喉。然后按其自然堆角向爐子中心滾動(dòng)進(jìn) 行再分配，小球和粉末多聚集在爐墻附近（離墻 200 毫米左右） ，大球由于具有較大的動(dòng)能，多滾向中心 導(dǎo)風(fēng)墻處。 由于靠爐墻的球?qū)虞^厚， 而聚集的又多是小球和粉末， 因此基本上抑制了邊緣氣流的過分發(fā)達(dá)。 相反，由于中心球料低，球比較大，有利于發(fā)展中心氣流。 豎爐采用干燥床干燥生球，提高了干球質(zhì)量，防止了濕球入爐產(chǎn)生的變形和彼此

34、粘結(jié)的現(xiàn)象，改善了爐內(nèi) 料層的透氣性，為爐料順行創(chuàng)造了條件。另外采用干燥床，擴(kuò)大了干燥面積，能做到薄料層干燥，熱氣體 均勻穿透生球料層。由于熱交換條件的改善，其溫度從 550750降低到 200以下，提高了熱利用率。 除此之外，采用干燥床還可以把干燥工藝段與預(yù)熱工藝段明顯地分開，有利于穩(wěn)定豎爐操作。 我國萍鄉(xiāng)鋼鐵廠焙燒褐鐵礦球團(tuán)豎爐，采用了三層爐篦干燥床。褐鐵礦含水分大，熱敏感性高，必須相應(yīng) 擴(kuò)大干燥面積。生球在第一、二層干燥爐篦上脫除物理水，第三層爐篦脫除結(jié)晶水。 （三）焙燒 生球經(jīng)干燥預(yù)熱后下降到豎爐焙燒段。國外豎爐球團(tuán)最佳焙燒溫度保持在 13001350.我國豎爐球團(tuán)焙 燒溫度較低，一般

35、燃燒室溫度為 1150，甚至低到 1050，豎爐料層溫度為 1200左右。其原因是一方 面我國磁精礦品位較低，含 SiO2 較高,焙燒溫度過高球團(tuán)會(huì)產(chǎn)生粘結(jié)，破壞爐況順行；另一方面是我國豎 爐都是采用低熱值高爐煤氣為燃料。除此之外，與我國豎爐導(dǎo)風(fēng)墻加干燥床的特有結(jié)構(gòu)也有關(guān)。整個(gè)豎爐 斷面上溫度分布均勻是獲得質(zhì)量均勻球團(tuán)礦的先決條件。溫度分布狀況又是直接受氣流分布所影響的。由 于料柱對氣流的阻力作用，使燃燒氣流從爐墻往料柱中心的穿透深度受到限制，因而也局部地限制了可得 到的熱量，所以也影響到豎爐斷面上溫度的均勻分布。因此燃燒室熱廢氣通過火道口進(jìn)到豎爐內(nèi)的流速， 應(yīng)盡可能保證豎爐斷面溫度分布均勻。

36、氣流速度愈大，對球?qū)哟┩改芰陀鷱?qiáng)，爐子斷面溫度也愈均勻, 氣流速度過小，對球?qū)哟┩改芰腿?，因而使?fàn)t子中心焙燒溫度過低，球團(tuán)礦達(dá)不到理想的固結(jié)狀態(tài)。一 般燃燒氣流速度應(yīng)為 3.74.0m/s。但流速過大，會(huì)使電耗大，另外還會(huì)造成爐料噴出或引起爐料層表面流 態(tài)化等問題。 3 球團(tuán)基礎(chǔ) 1 氣流分布狀況是限制豎爐大型化的重要原因，國外豎爐最大寬度限制在 2.5m 左右豎爐寬度過大，由于球 團(tuán)對氣流產(chǎn)生阻力而導(dǎo)致邊緣效應(yīng)，使得豎爐中心氣流較弱，爐子中心易形成“死料柱” ，當(dāng)下料速度過 快時(shí)， “死料柱”成楔狀向下伸入焙燒帶，其上部則發(fā)展成愈來愈厚的濕料層，甚至產(chǎn)生塌料的現(xiàn)象。 除此之外，豎爐內(nèi)氣流

37、性質(zhì)也是豎爐操作不可忽視的問題，料柱氣流中 O2 含量不得低于 2%4%，即氣 流應(yīng)屬氧化氣氛，否則鐵氧化物會(huì)還原生成 FeO，進(jìn)而會(huì)與 SiO2 生成低熔點(diǎn)的 2FeOSiO2。 豎爐下部鼓入的冷卻風(fēng)全部穿過焙燒帶，一方面既吸收了焙燒帶的熱量，同時(shí)其流量又隨料柱阻力的變化 而波動(dòng)，使焙燒帶的高度和溫度不穩(wěn)定，干擾甚至破壞焙燒過程； 另一方面由于邊緣效應(yīng)，冷卻風(fēng)沿爐墻上升，在火道口與熱廢氣相碰，減弱了熱廢氣的穿透能力，使溫度 在爐子截面分布不均勻而導(dǎo)致球質(zhì)量不均勻。我國豎爐內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)風(fēng)墻，大部分冷卻風(fēng)從導(dǎo)風(fēng)墻導(dǎo)出，減 少了經(jīng)過火道口的冷卻風(fēng)流量，使燃燒室壓力顯著降低，只有 10000Pa 左右

38、，與國外同類型豎爐相比要低 1/21/3。燃燒室吹出的熱氣流量增加且穩(wěn)定，有利于對料柱的穿透能力，使燃燒帶固定，溫度比較均勻 穩(wěn)定。 （四）冷卻 豎爐爐膛大部分用于球團(tuán)礦的冷卻。豎爐下部有一組擺動(dòng)著的齒輥隔開，齒輥支承著整個(gè)料柱，并破碎焙 燒帶可能粘結(jié)的大塊，使料柱保持疏松狀態(tài)。冷卻風(fēng)由齒輥標(biāo)高處鼓入豎爐內(nèi)。冷卻風(fēng)的壓力和流量應(yīng)該 使之均衡地向上穿過整個(gè)料柱，并能將球團(tuán)礦很好地冷卻。排出爐外的球團(tuán)礦溫度可以通過調(diào)節(jié)冷卻風(fēng)量 來控制。架設(shè)有導(dǎo)風(fēng)墻的豎爐，由于爐中心處料柱高度大大降低，阻力降低，冷卻風(fēng)從爐子兩側(cè)送進(jìn)爐內(nèi)， 由導(dǎo)風(fēng)墻導(dǎo)出，使得風(fēng)量在冷卻帶整個(gè)截面分布較均勻，并且在風(fēng)機(jī)壓力降低的情況下

39、，鼓入的風(fēng)量卻增 加，因而提高了球團(tuán)礦冷卻效果。據(jù)有關(guān)資料報(bào)導(dǎo)：這種豎爐冷卻風(fēng)風(fēng)壓比同類型豎爐低 1/21/3，風(fēng)機(jī) 電耗大大下降 30kwh/t，比無導(dǎo)風(fēng)墻豎爐低 30%。 三、本鋼豎爐球團(tuán)工藝 本鋼 16m2 球團(tuán)豎爐于 1987 年 9 月建成投產(chǎn)，年產(chǎn) 50 萬噸酸性氧化球團(tuán)礦。該豎爐在設(shè)計(jì)上較先進(jìn)，采 用微機(jī)控制生產(chǎn)，布料和排料部位有工業(yè)電視監(jiān)視；在計(jì)量上采用電子皮帶秤，以保證配料準(zhǔn)確；上料和 排料系統(tǒng)用集中控制；在環(huán)保方面，爐頂廢氣采用 90m2 電除塵器除塵，其他除塵部位均采用布袋除塵， 旋風(fēng)除塵或沖擊式除塵器除塵，污水處理后循環(huán)使用，基本上不外排放。 （一）原料及燃料 豎爐所用含鐵原料為磁鐵礦精礦，其粒度小于-200 目的占 77.6%，含水小于 9%，TFe67.88%,SiO25%。 粘結(jié)劑采用膨潤土，用密封式罐車由火車運(yùn)至球團(tuán)車間卸礦棧，然后用氣動(dòng)機(jī)輸送配料室貯存使用。 豎爐燃料為高爐煤氣，由管道從高爐輸送到豎爐車間后，經(jīng)加壓、預(yù)熱后送到豎爐。 （二）配料及混合 采用電子皮帶秤自動(dòng)配料。精礦采用圓盤給料機(jī)給料，圓盤給料機(jī)采用電磁調(diào)速電傳動(dòng)。圓盤給料機(jī)下部 安裝有一臺(tái)電子皮帶秤，按稱量的精礦粉流量自動(dòng)調(diào)節(jié)圓盤給機(jī)的速度，達(dá)到定量給料的目的。 膨潤土采用封閉型圓盤給料機(jī)和螺旋輸送機(jī)配料。在控制室調(diào)整控制