竖炉球团基础知识
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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。
球团知识培训资料1、球团法的基本概念:将准备好的原料,按一定的比例经过配料、混匀、烘干、润磨,在造球机上经滚动而制成一定尺寸的生球,然后采用干燥和焙烧或其他方法使其发生一系列的物理化学变化而硬化团结,称之为球团法。
2、铁矿球团的原料主要有两大类:一类是含铁原料;另一种是粘结剂和添加剂。
膨润土作为一种粘结剂因为便宜、效果好,所以得到广泛的利用。
膨润土最常见的有钙基膨润土、钠基膨润土。
膨润土主要成份为:蒙脱石。
3、用于造球的含铁原料主要是:磁铁矿、赤铁矿和褐铁矿。
磁铁矿化学式是:Fe3O4。
赤铁矿化学式是:Fe2O3;褐铁矿化学式是:mFe2O3·nH2O4、按碱度分类球团矿分为:酸性球团矿、溶剂性球团矿。
5、我厂球团的工艺流程为:配料—烘干—润磨—造球—干燥预热—焙烧—环冷—成品。
6、球团矿焙烧过程中热量来源:铁矿球团焙烧过程中所需热量部分由磁铁矿氧化放热提供,部分由燃料燃烧提供。
7、混匀的意义:配合料混匀是球团生产中重要工序之一。
因为只有均匀的混合料才能保证造球过程稳定,降低粘结剂用量,生产出质量均匀的球团。
8、球团焙烧设备有竖炉、带式焙烧机、链篦机-回转窑。
链篦机在生产过程中的主要作用是对生球进行干燥、预热。
9、圆盘给料机设备特点:圆盘给料机是球团厂常用的给料设备。
它给料均匀、容易操作,运转平稳可靠,但与其它给料设备相比,结构较复杂,价格较高。
(圆盘给料机现已基本不用)10、圆盘造球机加水:通常有加雾状水和滴状水两种。
11、圆盘造球机的分级工作特点:圆盘造球机的工作特点之一,是造球过程中球粒能够自动分级。
所谓球粒的自动分级,即圆盘中物料能按其本身粒径大小有规律地运动,并且都有各自的运动轨迹。
14、造球机的结构:造球圆盘、传动装置、刮刀装置、圆盘倾角调整装置、机座。
刮刀装置的分类:固定式、回转式、往复式、摆动式。
我公司球团生产线共有4台圆盘造球机。
圆盘造球机的型号为Φ6000×600。
球团竖炉是一种重要的冶金设备,广泛应用于铁矿石直接还原冶炼过程中。
它是一种直立式反应器,能够将铁矿石和还原剂在高温条件下进行反应,将铁矿石中的氧化铁还原为金属铁。
本文将对球团竖炉的安装进行概述,以帮助读者了解其基本原理和操作流程。
一、球团竖炉的基本原理球团竖炉主要由筒体、上下料装置、燃烧装置和烟气处理装置等组成。
其基本原理是通过高温下的还原反应,将铁矿石中的氧化铁还原为金属铁。
具体而言,铁矿石颗粒在竖炉内受到高温和还原气体作用下,发生还原反应,还原出金属铁。
二、球团竖炉的安装步骤1. 基础施工:首先需要进行球团竖炉的基础施工。
基础是支撑竖炉重量的关键,需要按照设计图纸进行施工,并保证基础的牢固和稳定。
2. 筒体安装:筒体是球团竖炉的主体结构,一般由多段筒体组成。
安装时,需先将各段筒体运至现场,然后进行拼装。
拼装时需要严格按照设计要求进行操作,确保筒体的密封性和结构的稳定性。
3. 上下料装置安装:上下料装置用于将原料进料和产物出料。
安装时需要将上下料装置与筒体连接,并进行密封处理。
同时,还需连接相应的输送设备和控制系统,以实现自动化控制。
4. 燃烧装置安装:燃烧装置用于提供高温和还原气体。
安装时需要将燃烧装置与竖炉筒体连接,并进行密封处理。
同时,还需连接相应的燃料供应系统和热风系统,以保证炉内温度和还原气体的稳定供应。
5. 烟气处理装置安装:烟气处理装置用于处理炉内排出的烟气,减少对环境的污染。
安装时需要将烟气处理装置与竖炉筒体连接,并进行密封处理。
同时,还需连接相应的除尘、脱硫和脱硝设备,以达到排放标准。
6. 系统调试和试运行:安装完成后,需要对球团竖炉进行系统调试和试运行。
这一步骤主要包括检查各系统的连通性和工作正常性,调试自动化控制系统,以及模拟实际生产条件进行试运行。
三、球团竖炉安装中的注意事项1. 安全第一:安装过程中,必须严格遵守安全操作规程,保证施工人员的人身安全和设备的完整性。
2. 质量控制:对于关键部件的制造和安装,必须进行严格的质量控制,确保设备的可靠性和稳定性。
球团竖炉球团矿是细磨铁精矿或其他含铁粉料造块的⼜⼀种⽅法。
它是将精矿粉、熔剂(有时还有粘结剂和燃料)的混合物,在造球机中滚成直径8-15mm(⽤于炼钢还要⼤些)的⽣球,然后⼲燥、焙烧,固结成型,成为具有良好冶⾦性质的优质含铁原料,供给钢铁冶炼的需要。
⼀、球团竖炉的构造竖炉按其断⾯形状分类,有圆形和矩形两种,圆形竖炉是早期出现的,现在除瑞⼠还保留了⼏座外,其余⼏乎都是矩形的。
国外竖炉的缺点主要有以下⼏点:(1)电耗⾼。
根据瑞典LKAB公司的分析,其电耗⾼达50kW·h/。
电耗⾼的主要原因是它的料柱⾼,冷风向上通过焙烧带时,料层中⽓流速度⾼,阻⼒⼤,主风机⼯作压⼒要求⾼,因⽽电耗⼤。
(2)国外竖炉球团⼀般采⽤⾼热值的燃料,重油或天然⽓,⽽且只限于焙烧磁铁矿球团。
(3)下料速度不均、焙烧和固结不均、球团质量受影响。
国外竖炉本⾝是料仓式结构,排料时同⼀截⾯的球团矿下料速度不均匀,正对排料⼝中⼼下料快,两侧相应下料慢,使球团矿在炉内停留的时间不同,这样焙烧和固结不均,影响球团质量。
(4)国外竖炉⼀般采⽤两条移动胶带以“⼄” 字形线路布料,⼀座6.4m,宽2.44 m的竖炉布料⼀次要140s,布料车沿宽度⽅向要⾛8个来回。
如再扩⼤炉型、布料周期必须延长,这就难以保持料⾯温度分布均匀,不利于操作,影响球团质量。
我国竖炉的主要特点如下:竖炉球团以⾼炉煤⽓为燃料,⽽不像国外竖炉采⽤⾼热值的燃料(重油)或天然⽓、焦炉煤⽓。
这是因为我国新的炉型结构改善了炉内透⽓性,燃烧废⽓和冷却风穿透能⼒增加,⽓流分布均匀,焙烧制度合理,有稳定的均热带,为球团再结晶和晶形长⼤固结创造了条件。
⼆、球团竖炉各部位⼯作环境(⼀)燃烧室我国8m2球团竖炉通常⽤矩形燃烧室,配制于竖炉炉膛的两侧。
燃烧室⼤都是燃烧⾼炉煤⽓,燃烧后的废⽓形成⼀定的压⼒,由竖炉⽕⼝喷进炉膛焙烧球团矿,最后达到炉顶,经除尘放⼊⼤⽓。
燃烧室的⼀个突出特点是正压操作。
生球爆裂温度的影响因素及提高途径关键词:生球爆裂温度 粘结剂 润磨1 前 言 通常用1.0~2.0m/s气流速度下,10%生球有裂纹或爆裂时的温度作为生球的爆裂温度。
爆裂温度是评价生球质量的一个重要指标,它对球团生产尤其是竖炉球团生产至关重要。
目前,生产球团矿有三种形式:竖炉、带式焙烧机、链篦机-回转窑。
对于带式焙烧机与链篦机-回转窑,可以根据生球的热敏感性选择合适的干燥工艺;而对于竖炉来说,干燥介质温度、气流速度等几乎不能调节,因此,与带式焙烧机和链篦机-回转窑相比,竖炉生产要求生球有较高的爆裂温度。
《铁矿球团工艺技术规范(试行)》规定:竖炉生球的爆裂温度必须高于650℃。
提高生球的爆裂温度,可以减少生球在竖炉干燥床上的爆裂,改善竖炉内料层透气性,减少结瘤结块事故,使竖炉操作顺行。
提高生球的爆裂温度,可以强化带式焙烧机与链篦机-回转窑的干燥过程,爆裂温度愈高愈有利于加速干燥过程。
因此,采取有效措施,提高生球爆裂温度,对于球团生产具有重要意义。
2 影响生球爆裂温度的因素2.1 粘结剂对生球爆裂温度的影响2.1.1 膨润土对生球爆裂温度的影响 (1)膨润土特性对生球爆裂温度的影响浙江冶金研究所曾对35种膨润土进行了造球研究,经过多元逐步回归分析计算,建立了膨润土特性(胶质价X1、蒙脱石含量X2、pH值X3、膨胀倍X4、2小时吸水率X5、阳离子交换量X6、碱性系数X7)与生球爆裂温度Y的关系数学模型,数学模型为: Y=5.86-1.374×10-2X1X6+0.266X2X3+6.255×10-4X52 数学模型表明,除膨胀倍数和碱性系数外,膨润土其余特性均对生球爆裂温度具有显著影响。
蒙脱石含量和PH值之间的交互作用相当强烈,呈正相关性。
〔1〕 (2)膨润土配比对生球爆裂温度的影响 大量研究表明,膨润土能显著提高生球的爆裂温度。
膨润土能提高生球爆裂温度的原因有三:其一,膨润土可以降低生球中水份的蒸发速度,使水缓慢地释放出来,从而降低了生球内部的蒸气压;其二,膨润土能提高干球强度,这是爆裂温度升高的主要原因;其三,膨润土加入混合料后,生球产生孔隙,干燥时球团水分易于析出。
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。
竖炉球团焙烧一、球团矿定义是细磨铁精粉和少量添加剂(生石灰、消石灰、膨润土等)的混合料通过造球机滚动成9-16mm的圆球,再经筛分、干燥、焙烧、固结、冷却而成的具有一定强度和冶金性能的球形含铁原料。
二、作用他不仅是高炉炼铁、直接还原和熔融还原的原料,而且还可供炼钢作为冷却剂使用。
三、球团矿的优点球团矿粒度均匀、强度高、粉末少、气孔率高(达30℅左右)、滚动性好、比同成分的烧结矿软化温度范围窄,有利于改善高炉成渣带透气性,有利于高炉布料和煤气分布均匀合理。
球团矿堆比重大,在同样冶炼强度条件下,可相对延长在炉内的停留时间,加之粒度较小,含FeO低,铁氧化物主要以易还原的Fe2O3 形态存在,因而具有很好的还原性能。
由于球团矿含铁品位高(我厂一般在59左右)、热稳定性能好、化学成分稳定,有利于改善高炉内煤气热能和化学能的利用,促进高炉稳定顺行和降低焦比。
球团矿易于贮存,在一定时期内不易风化破碎。
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。
四、球团工艺1、配料为了获得化学成分稳定、机械强度高、冶金性能符合高炉冶炼要求的球团矿,并使混合料具有良好的成球性能和生球焙烧性能,必须对各种铁精粉和粘结剂进行精确的配料。
一般球团厂由于使用的原料种类较少,配料工艺较烧结简单(原料主要有铁精粉、膨润土、除尘灰)。
球团混合矿需要经过干燥和润磨:所谓干燥作业,是采用某种方法将热量传递给含水物料。
并将此热量作为潜热而使水分蒸发、分离的操作。
干燥过程中最重要的是使热量最有效地传递给物料。
干燥过程可以分为三个阶段:Ⅰ物料预热阶段;Ⅱ恒速干燥阶段;III 降速干燥阶段。
所谓润磨就是将含一定水分的原料,按接近造球所需水分(即润湿状态下)在特殊的周边排料式的球磨机(即润磨机)中,同时进行磨矿和混碾。
初级球团工职业技能标准一、造球 (1)1.造球机的结构、规格、性能、主要工艺参数及原理 (1)2.延长刮刀与造球盘衬板的使用寿命 (2)3.圆盘造球机使用中存在的问题及解决办法 (2)4. 烘干筒工艺设备的规格、性能 (3)5.配料设备的规格与性能 (3)6.圆辊筛的规格与性能 (4)7.返矿细磨主要设备参数及规格 (4)二竖炉 (6)1. 竖炉的结构及主要工艺参数 (6)2. 燃烧室及火嘴的构造及规格、性能 (7)3. 除尘放灰系统设备的规格、性能 (7)4.供水系统和送风等辅助设备的规格、性能 (9)5.竖炉筑炉要求和修炉的一般知识; (11)6.延长竖炉寿命的操作要求。
(12)一、造球1.造球机的结构、规格、性能、主要工艺参数及原理造球机的型号:TYQ60SM;直径:6m;倾角:40°-55°;总重量44280kg。
其主要有传动装置、机架、刮刀、倾角调整装置、干油集中润滑系统及喷水系统。
主要附属设备及型号见表-1.表-1造球机主要附属设备圆盘造球机是由一带边板的平底钢质圆盘倾斜40°-55°安装,工作时绕轴心线旋转。
经配比的造球物料自拉料皮带给入圆盘造球机,洒水装置不断加水使物料在造球设备中被水细润,随着圆盘的旋转,物料被带到盘顶,然后沿斜面滚落,在滚落的过程,由于水滴的作用和物料的滚动,逐渐形成母球。
不断地加水和圆盘的旋转,得以长大,成为粒度合乎要求的生球;同时,由于滚落时候的机械力的作用,生球逐渐被压实,球内的水分逐渐在盘内由中心转移到表面,产生一定的机械强度,形成合格的生球。
合格的生球在盘内滚落的产生偏析,浮在球料的上层,并在离心力的作用下,最后,溢出盘外。
2.延长刮刀与造球盘衬板的使用寿命a、造球盘衬板为橡胶衬,安装时按橡胶衬板粘贴工艺要求进行粘贴;b、当衬板突起时应及时处理将其固定;c、刮刀的安装要保证刮刀回转平面与造球盘回转平面平行,否则应进行调整;d、检查刮刀固定的情况并及时处理;e、及时调节刮刀杆,使其符合技术要求;f、要对刮刀节料进行及时有效的清理;3.圆盘造球机使用中存在的问题及解决办法圆盘造球机是一种运转比较可靠的设备,一般情况下不易发生问题。
竖炉球团1. 简介竖炉球团是指由矿石、焦炭等原材料在竖直炉内进行还原和烧结而形成的团状产物。
它是炼铁过程中的重要中间产品,被广泛应用于高炉炼铁、直接还原铁(DRI)等工艺。
2. 竖炉球团的制备过程竖炉球团的制备过程主要包括以下几个步骤:2.1 原材料准备竖炉球团的原材料主要包括矿石、焦炭、烧结矿等。
这些原材料需要经过粉碎、混合等工艺步骤进行准备,以满足球团制备的要求。
2.2 球团化将经过准备的原材料加入到竖直炉内,通过热风的作用进行球团化。
球团化过程中,原材料会在高温下发生烧结反应,形成团状产物。
2.3 冷却球团化后的团状产物需要进行冷却,以防止过热。
冷却过程可以采用水淬或自然冷却等方式进行。
2.4 筛分冷却后的球团需要经过筛分,以得到符合要求的球团产品。
不符合要求的球团会被重新加入到竖炉中进行再次球团化。
3. 竖炉球团的特点竖炉球团具有以下几个特点:3.1 高强度竖炉球团的制备过程中,原材料在高温下发生烧结反应,使得球团具有较高的强度。
这种高强度可以保证球团在高炉等环境中的正常使用。
3.2 良好的还原性能竖炉球团由于经过还原反应,含有一定量的还原物质,具有良好的还原性能。
这种还原性能可以提高球团在高炉中的还原效率,减少能源的消耗。
3.3 均匀的粒度分布球团化过程中,原材料经过高速运动、撞击等作用,使得球团的粒度分布相对均匀。
这种均匀的粒度分布有利于球团在高炉中的燃烧和还原过程。
3.4 适应性强竖炉球团可以根据炼铁工艺的不同要求进行调整,以适应不同的生产工艺。
通过控制原材料配比、球团化工艺参数等,可以得到不同特性的球团产品。
4. 竖炉球团的应用竖炉球团作为炼铁的重要中间产品,被广泛应用于高炉炼铁、直接还原铁(DRI)等工艺中。
它可以提供优质的还原材料,提高矿石的还原效率,减少能源的消耗。
此外,竖炉球团还可以用作冶金炉料、炉内配料等领域的重要原料。
它可以提供稳定的化学成分和均匀的粒度分布,提高冶金炉料的燃烧效率和冶炼工艺的稳定性。
竖炉工艺结构知识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)。
球团竖炉的产品用于冶金高炉冶炼铁水的原料,产品形状为圆形,一般8-16毫米。
球团竖炉原料一般为磁铁矿粉、褐铁矿粉、赤铁矿粉,辅料为硼润土。
一、球团竖炉的构造竖炉按其断面形状分类,有圆形和矩形两种,圆形竖炉是早期出现的,现在除瑞士还保留了几座外,其余几乎都是矩形的。
国外竖炉的缺点主要有以下几点:(1)电耗高。
根据瑞典LKAB公司的分析,其电耗高达50kW·h/。
电耗高的主要原因是它的料柱高,冷风向上通过焙烧带时,料层中气流速度高,阻力大,主风机工作压力要求高,因而电耗大。
(2)国外竖炉球团一般采用高热值的燃料,重油或天然气,而且只限于焙烧磁铁矿球团。
(3)下料速度不均、焙烧和固结不均、球团质量受影响。
国外竖炉本身是料仓式结构,排料时同一截面的球团矿下料速度不均匀,正对排料口中心下料快,两侧相应下料慢,使球团矿在炉内停留的时间不同,这样焙烧和固结不均,影响球团质量。
(4)国外竖炉一般采用两条移动胶带以“乙” 字形线路布料,一座6.4m,宽2.44 m的竖炉布料一次要140s,布料车沿宽度方向要走8个来回。
如再扩大炉型、布料周期必须延长,这就难以保持料面温度分布均匀,不利于操作,影响球团质量。
竖炉球团基础知识第一节球团矿在钢铁工业中的地位及作用钢铁工业的不断发展,使得其对炼铁原料的粒度、强度、化学成分及冶炼特性的要求日趋严格。
由于我国贫矿多,富矿少,直接炼铁入炉矿品位不够,所以必须进行铁矿粉造块,生产高品位的人造富矿,即烧结矿和球团矿。
球团矿作为良好的高炉炉料,具有品位高、强度好、易还原、粒度均匀等优点,而且酸性球团矿与高碱度烧结矿搭配,可以构成高炉合理的炉料结构,使高炉达到增产、节焦、提高经济效益的目的。
大力发展球团矿已成为钢铁企业的共识。
第二节球团的概念球团是人造块状原料的一种方法,是一个将粉状物料变成物力性能和化学组成能够满足下一步加工要求的过程。
球团过程中物料不仅由于滚动成球和粒子密集而发生物理变化,如:密度、空隙率、形状、大小和机械强度等变化,更重要的是发生了化学变化,如:化学组成,还原性、膨胀性、高温还原软化性、低温还原粉化性、熔融性能等变化,使物料的冶金性能得到改善。
高炉对球团的要求:无层状结构、断面均一、充分氧化、具有最大还原性。
第三节球团矿生产工艺简介球团是较为广泛应用的造块工艺之一。
它与烧结生产工艺相比,具有下述特点:(1)对原料要求严格,而且原料品种较单一。
一般用于球团生产的原料都是细磨精矿,比表面积大于1500~200cm2/g。
水分应低于适宜造球水分,不能太高;(2)由于生球结构较紧密,且含水分较高,在突然遇高温时会产生破裂甚至爆裂,因此高温焙烧前必须设置干燥和预热工序;(3)球团形状一致,粒度均匀,料层透气性好,因此采用带式焙烧机或链篦机-回转窑生产球团矿时,一般可使用低负压风机;(4)大多数球团料中不含固体燃料,焙烧球团矿所需要的热量由液体或气体燃料燃烧后的热废气通过料层供热,热废气在球团料层中循环使用,因此热利用率较高。
球团生产应用较为普通的方法有竖炉球团法,带式焙烧机球团法和链篦机-回转窑球团法。
竖炉球团法是最早发展起来的,曾一度发展很快。
但随着钢铁工业的发展,要求球团工艺不仅能处理磁铁矿,而且能处理赤铁矿、褐铁矿及土状赤铁矿等。
竖炉球团基础知识第一节球团矿在钢铁工业中的地位及作用钢铁工业的不断发展,使得其对炼铁原料的粒度、强度、化学成分及冶炼特性的要求日趋严格。
由于我国贫矿多,富矿少,直接炼铁入炉矿品位不够,所以必须进行铁矿粉造块,生产高品位的人造富矿,即烧结矿和球团矿。
球团矿作为良好的高炉炉料,具有品位高、强度好、易还原、粒度均匀等优点,而且酸性球团矿与高碱度烧结矿搭配,可以构成高炉合理的炉料结构,使高炉达到增产、节焦、提高经济效益的目的。
大力发展球团矿已成为钢铁企业的共识。
第二节球团的概念球团是人造块状原料的一种方法,是一个将粉状物料变成物力性能和化学组成能够满足下一步加工要求的过程。
球团过程中物料不仅由于滚动成球和粒子密集而发生物理变化,如:密度、空隙率、形状、大小和机械强度等变化,更重要的是发生了化学变化,如:化学组成,还原性、膨胀性、高温还原软化性、低温还原粉化性、熔融性能等变化,使物料的冶金性能得到改善。
高炉对球团的要求:无层状结构、断面均一、充分氧化、具有最大还原性。
第三节球团矿生产工艺简介球团是较为广泛应用的造块工艺之一。
它与烧结生产工艺相比,具有下述特点:(1)对原料要求严格,而且原料品种较单一。
一般用于球团生产的原料都是细磨精矿,比表面积大于1500~200cm2/g。
水分应低于适宜造球水分,不能太高;(2)由于生球结构较紧密,且含水分较高,在突然遇高温时会产生破裂甚至爆裂,因此高温焙烧前必须设置干燥和预热工序;(3)球团形状一致,粒度均匀,料层透气性好,因此采用带式焙烧机或链篦机-回转窑生产球团矿时,一般可使用低负压风机;(4)大多数球团料中不含固体燃料,焙烧球团矿所需要的热量由液体或气体燃料燃烧后的热废气通过料层供热,热废气在球团料层中循环使用,因此热利用率较高。
球团生产应用较为普通的方法有竖炉球团法,带式焙烧机球团法和链篦机-回转窑球团法。
竖炉球团法是最早发展起来的,曾一度发展很快。
但随着钢铁工业的发展,要求球团工艺不仅能处理磁铁矿,而且能处理赤铁矿、褐铁矿及土状赤铁矿等。
另外高炉对球团矿的需求量不断增加,要求设备向大型化发展。
因此相继发展了带式焙烧机,链篦机-回转窑,环形焙烧炉等方法。
这些方法一直处于彼此相互竞争状态。
目前世界上用得最多的还是竖炉球团,带式焙烧机球团和链篦机-回转窑球团法。
第四节竖炉法焙烧球团矿一、概述竖炉是国外用来焙烧铁矿球团最早的设备。
它具有结构简单、材质无特殊要求、投少、热效率高,操作维修方便等优点,所以自美国伊利公司投产世界上第一座竖炉以,直到1960年竖炉生产的球团矿占全世界球团矿总产量的70%。
但是由于竖炉单炉量小,对原料适应性差,不能满足现代高炉对熟料的要求,因此在应用和发展上受到限。
自20世纪70年代以后国外除摩洛哥1972年扩建一个年产60万吨竖炉,1975年美国米德兰公司为阿根廷建立一个年产200万吨竖炉厂外,就再没有建竖炉了,所以竖炉生产的球团矿比例也就随之下降,1971年下降到18.1%,1976年进一步下降到13.3%,1980年下降到9%左右。
然而竖炉对于焙烧磁精矿,规模较小的球团厂仍具有一定的优势。
据不完全统计,国外竖炉球团厂共37家,计110多座竖炉,最高年产量曾达2700万吨,最大竖炉断面积为16m2左右.国外竖炉普遍存在下述缺点:(1)电耗高。
根据瑞典LKAB分析,每吨球团矿的电耗高达50KW/h。
电耗高的主要原因是竖炉料柱高,气流阻力大,主风机工作压力高。
加拿大格里菲什矿的15.62m2竖炉,风机压力为64247pa,伊利竖炉主风机压力为54936Pa。
(2)国外竖炉球团一般都采用高热值燃料油或天然气体,并只限制于焙烧磁铁精矿球团。
(3)鉴于竖炉本身的料仓式结构,排料时同一料面的球团矿下料速度不均匀,正对排料口中心下料快,而两边相应慢些,使球团矿在炉内停留时间不同,因而使球团矿焙烧固结不均匀。
(4)国外竖炉一般采用横向布料线路布料,布料时间长而不均匀。
一座长6.4m,宽2.44m竖炉布料一次要140秒,布料机沿宽度方向要走8个来回。
我国竖炉球团起步较晚。
1968年济钢和承钢首先投产8m2竖炉,到1975年共建24座竖炉,但由于原、燃料条件的限制,投入生产的仅10座,正常生产的7座。
本钢于1987年9月投产一座16m2竖炉,这是目前世界上最大的竖炉。
济钢也于1988年1月又投产了10m2竖炉。
这两座竖炉的投产标志我国竖炉技术已进入了大型化发展阶段。
到1989年为止我国共有19座竖炉正常生产,除萍乡钢铁厂原料为褐铁矿外,其余均以磁铁矿为原料。
与国外竖炉相比,中国竖炉有以下特点:炉内架有导风墙、干燥床;采用低真空度风机;低热值的高炉煤气及低焙烧温度操作。
二、竖炉球团工艺流程(一)布料竖炉是一种按逆流原则工作的热交换设备,其特点是在炉顶通过布料设备将生球装炉内,球以均匀的速度连续下降,燃烧室的热气体从喷火口进入炉内,热气体自下而上自上而下的生球进行热交换。
生球经过干燥、预热进入焙烧区,在焙烧区进行高温固反应,然后在炉子下部进行冷却和排出,整个过程是在竖炉内一次完成。
由此可知竖炉正常操作的最重要的先决条件,是炉料应具有良好的透气性。
为了保证这一点,生球必须松散均匀地布到料柱上面。
在竖炉发展过程中,研制了专门的布料系统。
竖炉早期采用矩形布料。
料线贴近炉壁自动布料,料面呈深V形,中心低,靠近炉壁处高。
这种布料形成的纵向中心线周围的温度达不到球团矿所需要的理想焙烧温度,后来改为横向布料。
横向布料生球布成一行行的横向小沟谷。
布料机上装有料面探测器,控制行走和布料速度,以便保持料面平坦和控制料面高度。
很明显采用这种布料装置的炉内温度和气流分布均得到改善。
我国竖炉都采用直线布料。
架设在屋脊形干燥床顶部的布料车行走线路与布料线路平行。
这种布料装置大大简化了布料设备,提高了设备作业率,缩短了布料时间。
但布料车沿着炉口纵向中心线运行,工作环境较差,皮带易烧坏,因此要求加强炉顶排风能力,降低炉顶温度,改善炉顶操作条件。
(二)干燥和预热国外竖炉生球自上往下运动,与预热带上升的热废气发生热交换进行干燥,无专门的干燥设备。
生球下降到离料面120~150mm深度处,相当于经过了4~6分钟的停留时间,大部分已经干燥,并开始预热,磁铁矿开始氧化。
当炉料下降到500m 时,便达到最佳焙烧温度,即1350?左右。
我国竖炉干燥采用屋脊形干燥床,生球料层约150~200mm。
预热带上升的热废气和从导风墙出来的热废气(330?左右)在干燥床的下面混合,其混合废气的温度为550~750?,穿过干燥床与自干燥床顶部向下滑的生球进行热交换,达到使生球干燥的目的。
生球在干燥床上经过5~6分钟后基本上完成了干燥过程到达炉喉。
然后按其自然堆角向炉子中心滚动进行再分配,小球和粉末多聚集在炉墙附近(离墙200毫米左右),大球由于具有较大的动能,多滚向中心导风墙处。
由于靠炉墙的球层较厚,而聚集的又多是小球和粉末,因此基本上抑制了边缘气流的过分发达。
相反,由于中心球料低,球比较大,有利于发展中心气流。
竖炉采用干燥床干燥生球,提高了干球质量,防止了湿球入炉产生的变形和彼此粘结的现象,改善了炉内料层的透气性,为炉料顺行创造了条件。
另外采用干燥床,扩大了干燥面积,能做到薄料层干燥,热气体均匀穿透生球料层。
由于热交换条件的改善,其温度从550~750?降低到200?以下,提高了热利用率。
除此之外,采用干燥床还可以把干燥工艺段与预热工艺段明显地分开,有利于稳定竖炉操作。
我国萍乡钢铁厂焙烧褐铁矿球团竖炉,采用了三层炉篦干燥床。
褐铁矿含水分大,热敏感性高,必须相应扩大干燥面积。
生球在第一、二层干燥炉篦上脱除物理水,第三层炉篦脱除结晶水。
(三)焙烧生球经干燥预热后下降到竖炉焙烧段。
国外竖炉球团最佳焙烧温度保持在1300~1350?.我国竖炉球团焙烧温度较低,一般燃烧室温度为1150?,甚至低到1050?,竖炉料层温度为1200?左右。
其原因是一方面我国磁精矿品位较低,含SiO2较高,焙烧温度过高球团会产生粘结,破坏炉况顺行;另一方面是我国竖炉都是采用低热值高炉煤气为燃料。
除此之外,与我国竖炉导风墙加干燥床的特有结构也有关。
整个竖炉断面上温度分布均匀是获得质量均匀球团矿的先决条件。
温度分布状况又是直接受气流分布所影响的。
由于料柱对气流的阻力作用,使燃烧气流从炉墙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热量,所以也影响到竖炉断面上温度的均匀分布。
因此燃烧室热废气通过火道口进到竖炉内的流速,应尽可能保证竖炉断面温度分布均匀。
气流速度愈大,对球层穿透能力就愈强,炉子断面温度也愈均匀,气流速度过小,对球层穿透能力就弱,因而使炉子中心焙烧温度过低,球团矿达不到理想的固结状态。
一般燃烧气流速度应为3.7~4.0m/s。
但流速过大,会使电耗大,另外还会造成炉料喷出或引起炉料层表面流态化等问题。
气流分布状况是限制竖炉大型化的重要原因,国外竖炉最大宽度限制在2.5m左右竖炉宽度过大,由于球团对气流产生阻力而导致边缘效应,使得竖炉中心气流较弱,炉子中心易形成"死料柱",当下料速度过快时,"死料柱"成楔状向下伸入焙烧带,其上部则发展成愈来愈厚的湿料层,甚至产生塌料的现象。
除此之外,竖炉内气流性质也是竖炉操作不可忽视的问题,料柱气流中O2含量不得低于2%~4%,即气流应属氧化气氛,否则铁氧化物会还原生成FeO,进而会与SiO2生成低熔点的2FeO#8226;SiO2。
竖炉下部鼓入的冷却风全部穿过焙烧带,一方面既吸收了焙烧带的热量,同时其流量又随料柱阻力的变化而波动,使焙烧带的高度和温度不稳定,干扰甚至破坏焙烧过程;另一方面由于边缘效应,冷却风沿炉墙上升,在火道口与热废气相碰,减弱了热废气的穿透能力,使温度在炉子截面分布不均匀而导致球质量不均匀。
我国竖炉内设置有导风墙,大部分冷却风从导风墙导出,减少了经过火道口的冷却风流量,使燃烧室压力显著降低,只有10000Pa左右,与国外同类型竖炉相比要低1/2~1/3。
燃烧室吹出的热气流量增加且稳定,有利于对料柱的穿透能力,使燃烧带固定,温度比较均匀稳定。
(四)冷却竖炉炉膛大部分用于球团矿的冷却。
竖炉下部有一组摆动着的齿辊隔开,齿辊支承着整个料柱,并破碎焙烧带可能粘结的大块,使料柱保持疏松状态。
冷却风由齿辊标高处鼓入竖炉内。
冷却风的压力和流量应该使之均衡地向上穿过整个料柱,并能将球团矿很好地冷却。
排出炉外的球团矿温度可以通过调节冷却风量来控制。
架设有导风墙的竖炉,由于炉中心处料柱高度大大降低,阻力降低,冷却风从炉子两侧送进炉内,由导风墙导出,使得风量在冷却带整个截面分布较均匀,并且在风机压力降低的情况下,鼓入的风量却增加,因而提这种竖炉冷却风风压比同类型竖炉低高了球团矿冷却效果。