竖炉球团焙烧

竖炉球团焙烧竖炉为立式炉，生球自竖炉上部炉口装入，在自身重力作用下，通过各加热带及冷却带，达到排料端。

在炉身中部两侧设有燃烧室，产生高温气体喷入炉膛内，对球团进行干燥、预热和焙烧。

在炉内初步冷却球团矿后的一部分热风上升通过导风墙和干燥床，以干燥生球。

竖炉球团厂工艺流程见图1。

物料平衡与热工计算?? 根据原料和燃料的条件，求出燃料消耗量及其它有关参数；计算通过导风墙内外的冷风量。

为了校核和计算各带界面上的物料和气体温度，还需分别对干燥带、预热焙烧带、均热带、冷却带进行区域热平衡计算，最后绘制竖炉内气体平衡图(包括空气、煤气、燃烧产物之间的体积、温度等的变化与平衡)，其示意图见图2。

竖炉生产能力及规格选定?? 竖炉焙烧磁铁精矿球团的利用系数为4～5t／(m2?h)。

8m2竖炉(面积指炉口长×宽)的单炉年产量为25～30万t。

当生产规模不足50万t时，一般优先选用8m。

竖炉。

燃料选用?? 竖炉用燃料有液体和气体两种。

欧美一些国家竖炉多建在矿山，使用天然气或重油。

中国竖炉多建在冶金工厂内，常使用高炉煤气。

竖炉炉体设计?? 包括炉型、燃烧装置、炉体砌筑、炉体钢结构等设计。

炉型??? 竖炉是长方形炉型，有高炉身内冷型和中等炉身外冷型两种。

由于前者排矿温度较高，从80年代开始，中国设计的竖炉均选择后者。

在确定炉型时需要考虑：(1)在使用高炉煤气作燃料时，让部分冷却风通过焙烧带，以补充燃烧废气中含氧量的不足。

这部分冷却风的数量可以根据原料和燃料条件进行计算。

(2)喷火口以下的导风墙高度及其通道截面积是炉型设计的关键，一般可参照生产实例进行选取。

当无实践经验时，应通过冷态模型试验确定。

(3)正确设计风口形状及两侧风口的分布，合理配置冷风管路系统，以解决冷风进口处沿炉子截面上冷却风量分布不均的问题。

在设计炉子各带尺寸时，一般根据试验条件及有关的经验公式来确定，并核算物料在各带的停留时间。

选择其他燃料时，炉型需另行考虑。

本钢竖炉球团工艺浏览：46次评论：0条本钢16m2球团竖炉于1987年9月建成投产，年产50万吨酸性氧化球团矿。

该竖炉在设计上较先进，采用微机控制生产，布料和排料部位有工业电视监视；在计量上采用电子皮带秤，以保证配料准确；上料和排料系统用集中控制；在环保方面，炉顶废气采用90m2电除尘器除尘，其他除尘部位均采用布袋除尘，旋风除尘或冲击式除尘器除尘，污水处理后循环使用，基本上不外排放。

（一）原料及燃料竖炉所用含铁原料为磁铁矿精矿，其粒度小于-200目的占77.6%，含水小于9%，TFe67.88%,SiO25%。

粘结剂采用膨润土，用密封式罐车由火车运至球团车间卸矿栈，然后用气动机输送配料室贮存使用。

竖炉燃料为高炉煤气，由管道从高炉输送到竖炉车间后，经加压、预热后送到竖炉。

（二）配料及混合采用电子皮带秤自动配料。

精矿采用圆盘给料机给料，圆盘给料机采用电磁调速电传动。

圆盘给料机下部安装有一台电子皮带秤，按称量的精矿粉流量自动调节圆盘给机的速度，达到定量给料的目的。

膨润土采用封闭型圆盘给料机和螺旋输送机配料。

在控制室调整控制器“手动速度给定”键或在机旁调整调速电机操作器的“手动速度给定”键均可调整调速机的速度，以改变给料机的给料量。

两种原料经自动配料后由胶带运输机送往混合室。

混合室配有强力混合机对配合进行混匀。

该设备为澳大利亚产品，设计时考虑了旁路系统，当强力混合机检修时，配料由犁式卸料器卸入一段轮式混合机中。

混合料经轮式混合机混合后再送到造球室造球。

（三）造球造球室设有4个混合矿槽，每个矿槽下面设有一台直径1700mm的调速圆盘给料机。

混合料进造球机前要经直径100mm单辊松料器进行疏松，使混合料松散地布到圆盘造球机料流上，这样有利于母球的长大。

造球机为直径5500mm的圆盘造球机，该设备具有下列特点：（1）圆盘的边高、倾角、转速均可调。

因此可根据原料特性调整各参数、使造球过程处于最佳状态。

（2）采用电动回转刮刀刮盘底，电动往复刮刀刮盘边，保证造球机不粘料；（3）采用盘体挂胶技术，使盘面耐磨及提高摩擦系数，有利于母球滚动；（4）每台造球机后设置一台移动式辊式筛分机，对生球进行筛分，将小于8mm和大于16mm 的粒级筛出，经双辊生球破碎机破碎后与配合料一起运往混合室。

低品位铁精粉的竖炉球团焙烧技术应用【摘要】本文介绍昆明某公司竖炉球团工程设计中，针对原料性质及建设场地，对竖炉热固化焙烧生产技术的科学应用及创新改进设计。

【关键词】竖炉热固化焙烧；润磨均粒；滴水成球；中国竖炉1、引言云南境内中、小型磁铁矿矿点分散，单点蕴藏量小。

其产出的铁精粉品位低、成分复杂、各元素含量波动大、粒度小。

炼铁原料的低品位化影响逐年扩大，钢铁行业正改进生产技术。

竖炉热固化焙烧技术采用润磨工序调整原料粒度，竖炉内部加入导风墙改善炉膛热量分布不均缺陷。

其技术成熟，流程合理、简捷，建设投资小。

可根据建设环境、地点、原料的改变而改变。

能拉通企业探、采、选、预处理、冶、深加工系列生产线。

2、工艺及技术流程2.1工艺流程简介设计流程如下：来自选矿厂的钒钛磁铁矿粉，TFe>60，粒度200目以下的达到90%，含水量7.5%-10.5%。

黏结剂膨润土，要求蒙脱石（Al（SiO2·O10）（OH）2·nH2O）含量>60%，粒度小于0.074mm粒级的>98%，水分20mm的不合格品经齿辊破碎后，与<6mm者一齐返回润磨机。

合格品运送至竖炉顶部布料小车，由小车将其布入竖炉干燥带，因自重及竖炉底部振动给料，加入的生球均匀下降，逐步进入干燥、预热、焙烧、冷却带。

期间，助燃风机及冷却风机提供燃烧所需氧气及冷却风，炉顶烟气经静电除尘器后排入脱硫系统，最终达到国家排放标准由烟囱排出。

2.2主要生产工序配料、烘干、润磨、造球、圆辊筛分、竖炉焙烧、带式冷却、成品筛分、成品堆存。

2.3主要设备设施烘干机、润磨机、圆盘造球机、辊式筛分机、10m2矩形竖炉、振动给料机、带式冷却机、热振筛、带式输送机、煤气发生站、静电除尘器、风机、变配电室、软水系统、水处理系统。

2.4竖炉矩形竖炉主要有6m2、8m2、10m2、12m2、14m2、16m2六种，其中8～14m2居多，平均产量30～50×104t/a。

竖炉焙烧竖炉工艺竖炉焙烧工艺是世界上最早采用的球团焙烧方法。

其生球的干燥、预热、培烧、冷却都在一个矩形竖炉内来进行和完成。

虽然这种方法工艺简单、结构紧凑、投资便宜，但由于其工艺方法在理论上存在着固有的、难以克服的缺陷，而使这一方法存在较多的问题。

1）产品质量差产品质量差，在这里主要是指成品球团矿的强度低、含粉量高和均匀性差。

这是由于球团在竖炉内是靠自身的重力而不断地向下部运动，这种运动不可能十分均匀。

即使每个球团的重量和大小完全相同，靠炉壁处的球团与炉中部的球团的下行也会快慢不一，滞后和超前的现象十分严重。

同时，由于竖炉内加热球团的气流来自两例的燃烧室，因而炉内加热球团的气体温度分布也不均匀。

一般来讲，靠炉壁处的温度高，而炉中部则偏低，这正好与炉料的运动相矛盾。

以上所述的种种固有的工艺缺陷，都将导致在生产过程中很难保证每个球团都达到焙烧过程和最终固结强度所需的温度。

因而其成品球团矿的强度都偏低，仅在2000N ／个左右，离大型高炉要求的2500N／个的国际标准相差甚远。

要想提高成品球团矿的强度，就得进一步提高加热气体的温度，这将会受到煤气热值和炉内温度分布不均匀的影响，如果出现局部高温，还会引发球团粘连。

由于球团在炉内的运动仅仅是依赖自身的重力，很容易导致结瘤，严重时会迫使生产中断。

同时，也由于以上原因，球团在干燥和预热过程中没有达到需要的强度，在其不断的向下运动中，由于料柱压力和磨损，会产生较多的粉末。

这些工艺中固有的缺陷直接导致了竖炉成品球团矿质量的下降。

2）单炉规模很难大型化目前我国生产的竖炉一般都在8—10m2，产量在40万t左右。

如要扩大规模，其难度十分大。

如要扩大其横向尺寸，上述所提到的炉内温度的分布势必更难做到合理和有效；如要增大长度方向上的尺寸，则会由于长度和温度(排料温度一般在400℃左右)方面的原因，将对排料辊的设计和制造带来更大的难度。

3）对原料的适应性差从理论上和实践都可看出，竖炉焙烧只有在用磁铁矿作原料时才能成功。

球团竖炉一种用于焙烧冶金球团的竖炉，属于冶金设备的技术领域。

它包括由炉墙组成的炉膛，设于炉膛下端的锁风卸料装置，炉膛上部的球团料进口和设于炉膛内中部的破碎辊，炉墙下部设有供风喷口，炉膛内设有与炉膛内外相通的燃料管道，所述燃料管道炉膛内部分设有燃料喷嘴。

它结构简单，燃料直接在炉内燃烧，炉宽方向温度均匀，热效率高，焙烧带供热足，球团产量高，质量均匀。

包括由炉墙(1)组成的炉膛，设于炉膛下端的锁风卸料装置(8)，设于炉膛上部的球团料进口和设于炉膛内中部的破碎辊(5)，其特征在于：炉墙(1)下部设有供风喷口(6)，炉膛外设有与炉膛内相通的燃料管道(3)，所述燃料管道(3)炉膛内部分设有燃料喷嘴(2)。

★TCS球团竖炉专利技术简介TCS球团竖炉突破了竖炉大型化这一国际难题，成功地利用自身余热将助燃风温度预热到230℃以上。

经河北省科学技术厅组织的国内球团专家委员会进行技术成果鉴定，确定为国内先进水平，取得了投资省、占地省、能耗低、成本低、质量高的实际生产效果，属于钢铁企业高炉精料的“短平快”技改项目。

目前TCS球团竖炉的开发技术已走向系列化、大型化，年产6.6万吨、10万吨、30万吨、50万吨、60万吨、70万吨、80万吨已经实施应用，100万吨已设计完成。

我公司“TCS球团竖炉”已发展到第六代技术，其中节能型TCS球团竖炉直接利用生产过程产生的600～800℃冷却风作助燃风，充分利用余热，减少了热量损失，节约了能源。

★TCS球团竖炉专利技术特点：1、炉顶气动布料器，结构简单，工作可靠。

2、上下两层烘干床，烘干面积大，且气体温度可分区控制，因而可实现变温变向慢速干燥，减少了过湿现象和爆裂现象。

3、烘干床具有气筛和固定筛作用，可将大部分粉末和返矿提前分离并排出炉外，改善了焙烧带料柱透气性和气流分布，增强了对原料和操作波动的适应能力，使TCS球团竖炉的利用系数高达7-8.33（t/m2.h）。

4、焙烧带喷火口和燃烧室置于炉子内部，从内向外烧，充分利用边缘效应，提高了喷火口对面外墙附近低温区域的气流量和温度，使整个焙烧带气流和温度分布趋于均匀合理。

12㎡×2球团竖炉工艺介绍一．配料工艺介绍：1.配料料仓布局，膨润土（1#和2#仓）铁精粉（3#-7#仓）由东向西一字排列。

2.原料入仓方式，袋装膨润土使用小型电动吊车起吊至料仓上方，包装袋下部开口，膨润土直接装入料仓。

吊车配备电子吊钩称，在起吊入仓时分别对每袋膨润土计量并记录，每班汇总数量上报厂部；铁精粉使用装载机车辆运输入仓。

3.原料计量方式，配料室每个料仓下料口配备圆盘给料机和电子计量皮带秤，按照配比调整出料量，并记录数值。

4.原料经过配料皮带机输送到烘干混合机。

二．烘干混合工艺介绍：1.混合的目的，使不同种类原料水分、粒度、成分等指标充分混合，得到均一稳定的造球原料。

2.烘干的目的，原料进场水份高低不同，为稳定造球原料水分在（7.5±0.5%）区间，使用烘干炉煤气与空气混合燃烧产生高温烘干气体，控制调整混合料水分。

3.烘干混合后的原料经过烘干皮带机输送到造球室。

三．造球工艺介绍：1.设备布局，1#，2#造球室分别对应1#，2#竖炉。

1#，2#造球室各3个造球盘，每个造球盘上方对应混合料仓和给料皮带。

2.造球原理，铁精粉被水润湿在滚动过程中靠毛细引力、分子引力、摩擦力等作用形成一定粒度的生球，并使生球具有一定强度能够入炉焙烧。

3.生球团经过生球皮带机输送到辊式筛分机。

四．辊式筛分机介绍：1.筛分原理，通过调整相临圆辊之间的距离，把整个筛分机辊面分成Ф＜9mm，9-16mm和＞16mm三个区域。

生球经过筛面时不同直径的生球被筛分三级，Ф9-16mm粒级入炉焙烧，Ф＜9mm和＞16mm粒级不合格生球由返料皮带机输送返回造球室。

（粒级区间可按实际生产调整）2.合格生球经过生球皮带机输送到竖炉布料。

五．竖炉焙烧工艺介绍：1.布料工艺，合格生球通过往复梭式布料车均匀铺在“人”字型烘干床上。

2.焙烧工艺，生球由炉顶向下经过烘干→预热→焙烧→均热→冷却过程。

3.红热球团由振动卸料机和链板机输送到带式冷却机。

12㎡×2球团竖炉工艺介绍一．配料工艺介绍：1.配料料仓布局，膨润土（1#和2#仓）铁精粉（3#-7#仓）由东向西一字排列。

2.原料入仓方式，袋装膨润土使用小型电动吊车起吊至料仓上方，包装袋下部开口，膨润土直接装入料仓。

吊车配备电子吊钩称，在起吊入仓时分别对每袋膨润土计量并记录，每班汇总数量上报厂部；铁精粉使用装载机车辆运输入仓。

3.原料计量方式，配料室每个料仓下料口配备圆盘给料机和电子计量皮带秤，按照配比调整出料量，并记录数值。

4.原料经过配料皮带机输送到烘干混合机。

二．烘干混合工艺介绍：1.混合的目的，使不同种类原料水分、粒度、成分等指标充分混合，得到均一稳定的造球原料。

2.烘干的目的，原料进场水份高低不同，为稳定造球原料水分在（7.5±0.5%）区间，使用烘干炉煤气与空气混合燃烧产生高温烘干气体，控制调整混合料水分。

3.烘干混合后的原料经过烘干皮带机输送到造球室。

三．造球工艺介绍：1.设备布局，1#，2#造球室分别对应1#，2#竖炉。

1#，2#造球室各3个造球盘，每个造球盘上方对应混合料仓和给料皮带。

2.造球原理，铁精粉被水润湿在滚动过程中靠毛细引力、分子引力、摩擦力等作用形成一定粒度的生球，并使生球具有一定强度能够入炉焙烧。

3.生球团经过生球皮带机输送到辊式筛分机。

四．辊式筛分机介绍：1.筛分原理，通过调整相临圆辊之间的距离，把整个筛分机辊面分成Ф＜9mm，9-16mm和＞16mm三个区域。

生球经过筛面时不同直径的生球被筛分三级，Ф9-16mm粒级入炉焙烧，Ф＜9mm和＞16mm粒级不合格生球由返料皮带机输送返回造球室。

（粒级区间可按实际生产调整）2.合格生球经过生球皮带机输送到竖炉布料。

五．竖炉焙烧工艺介绍：1.布料工艺，合格生球通过往复梭式布料车均匀铺在“人”字型烘干床上。

2.焙烧工艺，生球由炉顶向下经过烘干→预热→焙烧→均热→冷却过程。

3.红热球团由振动卸料机和链板机输送到带式冷却机。

竖炉球团生产工艺
竖炉生产球团工艺由配料、烘干、润磨、造球、焙烧、冷却6大环节组成，所需设备包括配料系统、烘干系统、润磨系统、造球系统、竖炉焙烧系统、以及辅助的煤气站、风机系统、循环水冷却系统、除尘及脱硫系统和熟球冷却系统组成。

具体工艺要求如下：根据用户要求，配钒钛磁铁精矿（85%）、普通磁铁精矿（15%）和膨润土（1%±0.2）混合后进入烘干机（φ2.4×18M）烘干，烘干混合料水份控制在6%--7%，经润磨机（φ3.5×6.2M）混匀、研磨，为造球做好准备。

造球通常是在圆盘或圆筒造球机上进行。

矿粉借助于水在其中的毛细作用形成球核；球核在物料中不断滚动，粘附物料，球体越来越大，越来越密实。

矿粉间借分子水膜维持牢固的粘结。

采用亲水性好、粒度细（《0。

044MM的矿粉应占总量的90%以上》，比表面积大和接角条件好的矿粉，加适当的水分，添一定数量的粘结剂（皂土、消石灰、生石灰等），可以获得有足够强度的生球。

将合格的生球送入竖炉进行焙烧，经过干燥（300-600℃）和预热（600-900℃）后在氧化气氛中焙烧。

焙铙是球团固结的主要阶段。

球团固结过程中，焙烧温度一般是1000-1100℃。

焙烧后的球团由链板机送入带冷机进行冷却，然后送入熟球场堆放，完成球团生产。

辅助设施介绍：煤气站消耗型煤生产煤气，供烘干和竖炉焙烧使用；风机系统负责给竖炉提供足够的冷却风和煤气助燃风，产生的废气从竖炉顶部用抽风机抽出，经除尘和脱硫处理后经烟尘达标排放；循环水冷却系统由水泵向竖炉大小水梁提供冷却水，保证竖炉正常运行。

具体工艺流程图如下：。

竖炉球团培烧工艺参数优化模型的设计摘要：目前，竖炉球团焙烧法在我国很多钢厂仍然使用，为了提高其生产效率和使用年限，需要对其设计优化模型。

竖炉焙烧环节影响整个球团的生产质量和产量。

竖炉焙烧的工艺流程：布料车将生球布料到干燥床，然后经过对生球的预热、焙烧、冷却，最后排料。

通过对竖炉工艺和现场生产的了解和分析，在球团正常焙烧的情况下，找出下料速度和炉内热量的关系及炉内热量和助燃风、冷却风的关系，以此为切入点，建立优化模型，得到在正常生产下的最大下料速度和最佳的燃空比，提高了生产效率。

实践证明，该模型的设计是合理的。

关键词：优化模型；竖炉焙烧；生球下料速度；燃空比0 引言竖炉焙烧工艺，是世界上最早采用的球团焙烧方法。

其生球的干燥、预热、培烧、均热、冷却都在竖炉内进行和完成。

我国竖炉球团工艺经过了五十多年的发展，从最初的日产量200吨发展到现在的日产量1800吨。

虽然竖炉球团和链箅机—回转窑球团法相比在工艺上有很多不足之处，但是其设备简单，投资低，热效率高和维修简单等优点，使我国很多钢厂依然使用竖炉进行球团焙烧。

本文研究的优化模型是基于某钢厂竖炉球团工艺的控制系统。

该铸造有限公司竖炉球团生产是一个以供气、配料、烘干、润磨、造球、焙烧等为一体的工艺流程。

竖炉焙烧环节是整个球团工艺流程的核心，它对球团矿品质的优劣起着至关重要的作用，竖炉部分主要完成布料车布料、干燥、预热、焙烧、冷却以及卸料的工作。

但竖炉的最大缺点之一就是能耗太大，所以为了减少能耗和提高球团的产量，需要设计优化模型。

此设计主要是提高竖炉燃烧室的煤气燃烧效率和合理调节下料速率等，以达到提高竖炉球团的生产效率。

1 竖炉工艺流程和内部现场数据的采集竖炉工艺流程：皮带机将生球送到布料小车，然后由布料小车均匀的下料到竖炉顶部的干燥床，干燥后的生球由干燥床往下落，分别要经过预热带，焙烧带，冷却带。

预热带主要是对生球进行脱水，接着经过焙烧带，进行了氧化还原反应，其所需热量来自于竖炉两侧的燃烧室；焙烧后的生球进入冷却带，冷却风由一楼的鼓风机提供；球团冷却后由齿辊卸料器卸到电磁振动给料机上，然后电磁振动给料机将焙烧好的球团卸料到链板机上，最后由链板机运送成品球到成品货仓。