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。据有关资料报导: 1/2~1/3，风机电耗大大下降30kwh/t，比无导风墙竖炉低30%。
三、本钢竖炉球团工艺
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。
8~16mm粒级作为合格生球运往焙烧室。生球经筛分后，粒度均匀，提高了炉料透气性，强化了竖炉焙烧。
辊式筛分机设计为可移式，其目的是:当竖炉出现事故不宜往炉内装生球时，可将筛分机移开，生球落入返料系统;造球时需要清底盘时，可将筛子移开，底料进入返料系统。
(四)竖炉焙烧
本钢16m2竖炉属导风墙加干燥床结构类型。生球在干燥床上进行干燥，干燥介质为预热带上升的热废气与导风增导出的冷却带热风混合后穿过干燥床使生球干燥。因此生球布料采用直线布料设备。布料车单向布料。单向布料可克服双向布料
沿炉子长度方向所造成的布料偏折，强化了生球干燥，为竖炉正常生产创造了条件。
本钢竖炉焙烧带截面宽2.088m，长7.656m，炉口到齿辊中心线高12.8m，炉子容积190m3。竖炉工艺参数见表。竖炉两侧设有两个半圆拱顶矩形燃烧室。每个燃烧室配置7号环缝涡流烧嘴5个，煤气和助燃空气通过烧嘴进入燃烧室时进行燃烧。
每个燃烧室有22个喷火口，燃烧室总容积为86m3。燃烧室热废气的温度为1100~1150?。热废气通过火道口进入竖炉内，炉内焙烧温度为1200~1250?。球团经过焙烧段焙烧后，在均熟段停留一段时间，使其化学反应、重结晶、再结晶完善，然后进入到炉内冷却段进行初步冷却，最后经齿辊破碎机排至竖式冷却器。离开竖炉的球团温度为500~600?。
竖炉炉顶热废气由90m2卧式电除尘器净化后排至大气中。除尘灰用风力输送到除尘灰矿槽，然后经回转卸料器均匀地给到精矿胶带机上运送到配料室精矿槽重新配料。
(五)球团矿冷却与筛分
竖炉下部设有竖式冷却器，把温度为500~600?的球团矿冷却到100?左右，再经两台电磁振动给料机均匀地给到胶带机上。
球团矿筛分采用热振动筛，小于6mm粒级作返矿，用火车运往烧结车间。
大于6mm粒级的作成品，成品球团矿首先贮存在五个成品矿槽，然后用火车运往高炉。
吉林恒联编号: 精密铸造科技有限公司技术操作规程生效日期: 年月 编制: 审核： 竖炉烘干机岗位操作规程批准: 一、适用范围：本规程适用于竖炉烘干岗位的操作。 二、主要设备参数 1、干燥机 3、运输皮带机 三、技术操作要求 ①烘干炉操 1、首次引煤气烘炉操作 （1）新建或大修后的烘干炉在点火之前应进行烘炉。 （2）烘炉前首先将煤气引至烘干混合机前煤气管道盲板处。打开烘干混合机前煤气管道盲板前煤气放散阀，向厂内通往烘干混合机的高炉煤气主管道中通氮气吹扫，待煤气放散阀冒氮气10分钟后，关闭厂内高炉煤气主管道手动蝶阀，打开手动盲板阀，然后，再打开手动蝶阀，引煤气至烘干混合机前煤气管道盲板处，关闭烘干混合机前煤气管道盲板前煤气放散阀。（3）烘炉操作 烘炉的作用主要是蒸发耐火砌体内的物理水和结晶水，并提高砌砖泥浆的强度和加热砌体，使炉体达到要求的一定温度，以便投入生产。 烘炉应严格按烘炉曲线进行，一般可分为三个阶段： a低温阶段：烘烤温度从常温（20℃）至300℃。 这时主要是蒸发烘干炉砌体中的物理水。升温要求缓慢(10℃/h)，以防止急骤升温而造成耐火砖及砖缝开裂，并在300℃时需要有一定的保温时间（一般为24小时）。这阶段一般用木
柴。 b中温阶段:烘烤温度在300℃～600℃。 主要是脱去砌体耐火泥浆生料粉中的结晶水。升到500℃时须要保温8～10小时，到600℃时为彻底使砌体泥浆发生相变，使其强度提高，因此要保温8～10小时，中温阶段升温可稍快(15℃～20℃/h)。这阶段一般用低压煤气。 c高温阶段：烘烤温度600℃～900℃ 主要是加热砌体，升温速度可快些(20℃/h)，为了使砌体的温度达到均匀，也可进行保温（一般为8小时）。这阶段可使用高压煤气。 烘烤温度再往上升，升温速度可以加快到30-50℃/h，直到生产所需要的温度。 900℃ 20℃30 54 68 78 85 95 105小时 竖炉烘炉曲线图 2、正常生产中的引煤气点火操作 （1）引煤气前通知作业长到现场，得到中控同意后通知煤气加压站做好送气准备； （2）检查煤气放散阀是否在开位，煤气烧咀前阀门是否关闭，盲板前电动煤气蝶阀关闭；（3）向烘干混合机前煤气管道内通氮气吹扫，待煤气放散阀冒氮气十分钟后，倒盲板引煤气至烧咀前阀门处； （4）然后进行煤气检验，合格后方可进行点火； （5）点火时煤气压力要大于10000Pa；在炉膛温度大于750℃可直接引煤气点火，否则要用明火点燃。点火时要缓缓开启烧咀阀门，待煤气点着后，将煤气放散阀关死，并调节煤气与空气比例，使燃烧正常进行。 点火时要注意：
烧结厂球团工艺简介及生产流程图 德晟金属制品有限公司烧结厂建设1座12m 2竖炉，利用系数 6.3t/m 2?h ，年产酸性球团矿60万t 。 车间组成及工艺流程 1.1 车间组成 车间组成：配料室、烘干机室、润磨室、造球室、生筛室、转运站、焙烧室、带冷机通廊、成品缓冲仓、风机房、煤气加压站、软水站、高低压配电室等。 1.2 工艺流程 工艺流程图见付图 1.2.1 精矿接受与贮存 竖炉生产主要原料为磁铁矿精粉，对铁精粉化学成分要求是 精矿进料采用汽车输送，汽车将精矿粉卸到下沉式精矿堆场，经抓斗吊运至配料仓。 进厂铁精粉化学成分 名称 TFe( %) Feo （%） SiO2(%) S(%) 粒度（-200mm ） 磁铁矿 份 ≥65 ≤23 ≤7 ≤0.2 ≥85
1.2.2膨润土接受与贮存 竖炉对膨润土化学成分要求是： 进厂膨润土化学指标 名称 吸水率（2h) ∕% 吸蓝量 （100g膨润土∕g） 膨胀容（2g 膨润土∕ml） 粒度 （-200mm） 水分 （%） 钠基膨 润土 ≥400 ≥30 15 ≥95 ≤10 袋装膨润土用汽车运入，储存在膨润土库，由库内设的电葫芦将袋装 膨润土运至膨润土配料仓平台，由人工抖袋将膨润土卸到膨润土配料仓。 1.2.3配料系统 配料矿槽采用单列配置，4个精矿配料仓，容积100m3，储量8.8h，三用一备；2个膨润土仓，膨润土仓为一用一备。配料室为地 下结构。采用自动重量配料，根据设定的给料量和铁精粉与膨润土的 配比，自动调节给料量。铁精粉通过仓下2m圆盘给料机和配料皮带 秤配料。膨润土通过螺旋给料机和螺旋秤配入皮带。圆盘给料机和螺 旋给料机采用变频控制。并且尽量做到铁精矿与膨润土两料流首尾重合。在配料室膨润土落料点处和膨润土设抽风除尘，采用布袋除尘器， 布袋除尘器采用反吹清灰方式。 设置铁精粉仓库和膨润土库。铁精粉仓库能容纳约9天的用量， 下沉式结构，铁精粉采用抓斗吊上料，设置2台10t抓斗吊。膨润土 库用来堆放袋装膨润土，膨润土设电葫芦环形轨道由电葫芦将袋装膨
炼铁工艺是将含铁原料（烧结矿、球团矿或铁矿）、燃料（焦炭、煤粉等）及其它辅助原料（石灰石、白云石、锰矿等）按一定比例装入高炉，并由热风炉向高炉内鼓入热风助焦炭燃烧，原料、燃料随着炉内熔炼等过程的进行而下降。在炉料下降和煤气上升过程中，先后发生传热、还原、溶化、脱炭作用而生成生铁，铁矿石原料中的杂质与加入炉内的溶剂相结合而成渣，炉底铁水间断地放出装入铁水罐，送往炼钢厂。同时产生高炉煤气、炉渣两种副产品，高炉渣水淬后全部作为水泥生产原料。 高炉是用焦炭、铁矿石和熔剂炼铁的一种竖式的反应炉（如图2-3）。高炉是一个竖立的圆筒形炉子，其内部工作空间的形状称为高炉内型，即通过高炉中心线的剖面轮廓。现代高炉内型一般由圆柱体和截头圆锥体组成，由下而上分为炉缸、炉腹、炉腰、炉身和炉喉五段。由于高炉炼铁是在高温下进行的，所以它的工作空间是用耐火材料围砌而成，外面再用钢板作炉壳。 1-炉底耐火材料； 2-炉壳； 3-生产后炉内砖衬侵蚀线； 4-炉喉钢砖； 5-煤气导出管； 6-炉体夸衬； 7-带凸台镶砖冷却壁； 8-镶砖冷却壁； 9-炉底碳砖； 10-炉底水冷管；
11-光面冷却壁； 12-耐热基墩； 13-基座 l图2-3 高炉的结构 在高炉炉顶设有装料装置，通过它将冶炼用的炉料（由焦炭和矿石按一定比例组成）按批装入炉内。在高炉下部炉缸的上沿，沿圆周均匀地布置了若干个风口（100m3小高炉有 8-10个，4000m3以上的大高炉则有36-42 个）。加热到1000℃
以上的热风，经铜质水冷风口送入炉内，供焦炭燃烧形成高温煤气。在炉缸的底部设有铁口，可周期性或连续性地排放出液态生铁和炉渣。在风口和铁口之间还设有渣口以排放部分炉渣，减轻铁口负担。 l现代高炉采用优质耐火材料，例如炉底、炉缸部位用微碳孔碳砖，炉身下部和炉腰部位用铝碳砖或碳化硅砖，其它部位用优质高铝砖和高致密度的粘土砖等作炉衬。炉壳用含锰的高强度低合金钢制作，安装有性能好的含铬耐热铸铁、球墨铸铁或铜质立式冷却器，或铜质的卧式冷却器。 l4 工艺流程： 高炉冶炼过程是一个连续的生产过程，全过程是在炉料自上而下，煤气自下而上的相互接触过程中完成的。如图2-4所示。 l炉料从受料斗进入炉腔。在高炉底部的炉缸和炉腹中装满焦炭。炉腰和炉身中则是铁矿石、焦炭和石灰石，层层相间，一直装到炉喉。 l从风口鼓入的热风温度高达1000-1300℃，炉料中焦炭在风口前燃烧，迅速产生大量的热，使风口附近炉腔中心温度高达1800℃以上。 l由于底部焦炭很厚，燃烧不完全，因此，炉气中存在大量CO气体，在炉内造成了良好的还原性气氛，产生的CO气体在炉体中上升。同时，由于下部的焦炭燃烧产生空隙，上面的焦炭、矿石和熔剂在炉体内缓慢下降，速度大约为 0.5-1mm/s。炽热的CO气体在炉内上升过程中加热缓慢下降的炉料，并把铁矿石中铁氧化物还原为金属铁，铁矿石在570-1200℃之间受到CO气体和红热焦炭的还原，形成了海绵铁。海绵铁在1000-1100℃的高温下溶入大量的碳，因而铁的熔点下降，形成了生铁。生铁的熔点约为1200℃，以液体状态滴入炉缸。矿石中未被还原的物质形成熔渣，实现渣铁分离。最后调整铁液的成分和温度达到终点，定期从炉内排入炉渣和生铁。上升的高炉煤气流，由于将能量传给炉料而温度不断下降，最终形成高炉煤气从炉顶导出管排出。
球团生产工艺介绍 球团生产工艺是一种提炼球团矿的生产工艺，球团与烧结是钢铁冶炼行业中作为提炼铁矿石的两种常用工艺。球团矿就是把细磨铁精矿粉或其他含铁粉料添加少量添加剂混合后，在加水润湿的条件下，通过造球机滚动成球，再经过干燥焙烧，固结成为具有一定强度和冶金性能的球型含铁原料。 一、球团生产工艺的发展 由于天然富矿日趋减少，大量贫矿被采用；而铁矿石经细磨、选矿后的精矿粉，品位易于提高；过细精矿粉用于烧结生产会影响透气性，降低产量和质量；细磨精矿粉易于造球，粒度越细，成球率越高，球团矿强度也越高。综上所述原因，球团生产工艺在进入21世纪后得到全面发展与推广。 如今球团工艺的发展从单一处理铁精矿粉扩展到多种含铁原料，生产规模和操作也向大型化、机械化、自动化方向发展，技术经济指标显著提高。球团产品也已用于炼钢和直接还原炼铁等。球团矿具有良好的冶金性能：粒度均匀、微气孔多、还原性好、强度高，有利于强化高炉冶炼。 二、球团法分类 1、高温固结： （1）氧化焙烧：竖炉、带式机、链篦机-回转窑、环式焙烧机。 （2）还原焙烧：回转窑法、竖炉连续装料法、竖炉间歇装料法、竖罐法、带式机法。（3）磁化焙烧：竖炉法 （4）氧化-钠化焙烧：竖炉法、链篦机-回转窑。 （5）氯化焙烧：竖炉法、回转窑法。 2、低温固结： （1）水泥冷粘结法 （2）热液法 （3）碳酸化法 （4）锈化固结法 （5）焦化固结法 （6）其他方法 三、球团原理 球团生产一般流程：原料准备→配料→混匀(干燥)→造球→布料→焙烧→冷却→成品输出
球团焙烧过程：干燥→预热→焙烧→均热→冷却 四、球团工艺流程图 球团车间平面分布图 新配料料场新配-1 新配-2 新配-3 新配-4 新配-5 老配-2 老配-1 老配料仓 老配-3老配-4 烘干出料 润磨出料 润磨 室 1#烘干室 1#水泵 房办公室休息室 球-4 球-1 造球室 成-1 1#落地仓 1#链板 1#环冷机 1#回转窑 1#链篦机 1#布料 球-3 球-2 返-3 返-2 返-6 返-5 返-4 球-6 2# 布料 2#链篦机2#回转窑 2#环冷机 2# 链板 成-3成-4 2#落地仓 维修区域 维修值班室 球-5 球 -5 转 运站老配料料场 2#水泵房 喷煤系统2# 烘干室 主控楼 北
球团工艺及生产
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球团工艺及生产 把细磨铁精矿粉或其他含铁粉料添加少量添加剂混合后，在加水润湿的条件下,通过造球机滚动成球，再经过干燥焙烧,固结成为具有一定强度和冶金性能的球型含铁原料。??球团矿生产的流程:? 一般包括原料准备、配料、混合、造球、干燥和焙烧、冷却、成品和返矿处理等工序，如下图所示。 球团矿的生产流程中,配料、混合与烧结矿的方法一致;将混合好的原料经造球机制成10－25mm的球状。 1.球团矿的概念?把细磨铁精矿粉或其他含铁粉料添加少量添加剂混合后，在加水润湿的条件下,通过造球机滚动成球，再经过干燥焙烧,固结成为具有一定强度和冶金性能的球型含铁原料。 球团生产与烧结生产一样，是为高炉提供“糖料”的一种加工方法,是将细磨精矿或粉状物料制成能满足高炉冶炼要求的原料的一个加工过程。将准备好的原料（细磨精矿或其他细磨粉状物料、添加剂等）,按一定比例经过配料、混匀，制成一定尺寸的小球，然后采用干燥焙烧或其他方法使其发生一系列的物理化学变化而硬化固结，这一过程即为球团生产过程，其产品即为球团矿。球团矿分酸性球团矿和碱性球团矿。由于酸性球团矿生产操作较易控制,且品位高，强度好,同时，高炉冶炼也需要酸性球团与高碱度烧结矿配合使用。 ?2．球团矿生产迅速发展的原因：?◆天然富矿日趋减少,大量贫矿被采用。 铁矿石经细磨、选矿后的精矿粉,品位易于提高。
过细精矿粉用于烧结生产会影响透气性,降低产量和质量。?细磨精矿粉易于造球，粒度越细，成球率越高,球团矿强度也越高。?◆球团法生产工艺的成熟。?从单一处理铁精矿粉扩展到多种含铁原料。?生产规模和操作也向大型化、机械化、自动化方向发展。 技术经济指标显著提高。 球团产品也已用于炼钢和直接还原炼铁等。 ◆球团矿具有良好的冶金性能:粒度均匀、微气孔多、还原性好、强度高，有利于强化高炉冶 ?球团矿生产中的主要设备： 炼。? 圆盘造球机:将焦炭粉、石灰石粉或生石灰、铁精矿粉混合后，输入圆盘造球机上部的混合料仓内，均匀地向造球机布料,同时由水管供给雾状喷淋水，倾斜(倾角一般为40一5０°)布置的圆盘造球机，由机械传动旋转，混合料加喷淋水在圆盘内滚动成球。 【烧结设备】圆盘造球机工作原理 ?圆盘造球机用于铁矿粉造球，它是各类球团厂的主要配套设备之一。将焦炭粉、石灰石粉或生石灰、铁精矿粉混合后,输入圆盘造球机上部的混合料仓内，均匀地向造球机布料,同时由水管供给雾状喷淋水，倾斜（倾角一般为4０一5０°）布置的圆盘造球机，由机械传动旋转,混合料加喷淋水在圆盘内滚动成球，通过粒度刮刀将球的粒度控制在5一15毫米。造好的生球落入输送皮带上,经辊轴筛进行筛分，小于５毫米和大于15毫米的返回到混合机。?主要用到的自动化产品:断路器、接触器、电动机?带式焙烧机：带式焙烧机工艺使球团焙烧的整个工艺过程——干燥、预热、焙烧、冷却都在一个设备上完成,具有工艺过程简单、布置紧凑、所需设备吨位轻等特点，为工厂缩小占地面积、减少工程量、实现焙烧气体的循环利用以及降低热耗和电耗创造了条件。? 主要用到的自动化产品:断路器、接触器、电动机 带式焙烧工艺介绍 带式焙烧工艺可以说是受带式烧结机的启示而发展起来的。?1、带式焙烧机不同于带式烧结机 细磨铁精矿球团的焙烧和铁矿粉的烧结,在固结原理上有着本质上的不同,致使其在工业 生产技术上也有着很大的不同。因而要想把一般的烧结机改造成带式焙烧机将是十分复杂和困难的。?带式焙烧机从外形上看,和烧结机十分相似，但在设备结构上存在很大的区别。如,台车的结构和支架的承力，风箱的分布和密封的要求.上部炉罩的设置和密封,风流的走向（不像烧结机那样是单一的抽风,而是既有抽风又有鼓风)，布料方式,成品的排出和台车运行速度等，都不相同,特别是本体的材质更是完全不同。为了能长期安全地承受最高焙烧气体的温度（≥１３00 ℃），而不得不采用耐高温性能极好的特殊合金钢。在国外带式焙烧机发展的过程中，曾因材质不过关而一度受挫,而使得同时正在开发的链篦机—回转窑得到了极大的发展。因为链篦机—回转窑工艺是将焙烧过程的最高温度段放在设有耐火炉衬的回转窑中进行,这样就顺利解决了在高温焙烧中的材质问题。而带式焙烧机在使用铺底铺边料和台车采用耐高温合金特殊钢的材质后才得以过关并获得大发展。 ２、带式焙烧机工艺的优点 1）球团焙烧的整个工艺过程——干燥、预热、焙烧、冷却都在一个设备上完成，具有工艺过程简单、布置紧凑、所需设备吨位轻等特点,为工厂缩小占地面积、减少工程量、实现焙烧气体的循环利用以及降低热耗和电耗创造了条件。?２）能适应扩大生产规模的要求和实现大型化的要求。其最大已达到750 m2，单机产量达50０万t以上。 3）对原料的适应性比竖炉强。这是因为在整个焙烧过程中,球团都处于静料层状态，不会因升温过程中球团本身强度的变化(时高时低）和球与球之间的相对运动而产生粉末。因而带
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。 5、环型焙烧带不需加大焙烧带的宽度，即可方便设计出较大焙烧带面积，有利于竖炉的大型化。 6、燃烧室、焙烧带、干燥带、防过湿带可分区独立计算机检测和控制，大大提高了操作精度，通过调试和操作可使各项参数达到最佳。
球团竖炉工国家职业标准 1.职业概况 1.1职业名称 球团竖炉工。 1.2职业定义 使用球团焙烧设备，对球团矿进行焙烧，以获得合格球团矿的人员。 1.3职业等级 本标准共设四个等级，分别为：初级（国家职业资格五级）、中级（国家职业资格四级）、高级（国家职业资格三级）、技师（国家职业资格二级）。 1.4职业环境条件 室内、外、高温、有毒有害。 1.5 职业能力特征 手指、手臂灵活，动作协调；学习能力、色觉和空间感强；无高温禁忌症。 1.6基本文化程度 高中毕业（或同等学历）。 1.7培训要求 1.7.1培训期限 全日制职业学校教育，根据其培养目标和教学计划确定。晋级培训期限：初级不少于400标准学时；中级不少于300标准学时；高级不少于200标准学时；技师不少于150标准学时。 1.7.2培训教师 培训初、中、高级的教师应具有本职业技师及以上职业资格证书或相关专业中级及以上专业技术职务任职资格；培训技师的教师应具有本职业技师资格证书2年以上或相关专业高级专业技术职务任职资格。 1.7.3培训场地设备 满足理论知识培训场地应具有可容纳20名以上学员，并配备投影仪、电视机及播放设备；满足实际操作培训用的焙烧设备、控制设备、取样工具及相关设备等。 1.8鉴定要求 1.8.1适用对象 从事或准备从事本职业的人员。 1.8.2申报条件 ——初级（具备以下条件之一者） （1）经本职业初级正规培训达到规定标准学时数，并取得结业证书。 （2）在本职业连续见习工作2年以上。 （3）在本职业学徒期满。 ——中级（具备以下条件之一者） （1）取得本职业初级职业资格证书后，连续从事本职业工作3年以上，经本职业中级正规培训达到规定标准学时数，并取得结业证书。 （2）取得本职业初级资格证书后，连续从事本职业5年以上。 （3）连续从事本职业7年以上。 （4）取得经劳动保障行政部门审核认定的、以中级技能为培养目标的中等以上职业学校本职业（专业）毕业证书。 ——高级（具备以下条件之一者） （1）取得本职业中级职业资格证书后，连续从事本职业工作4年以上，经本职业高级正规培训达到
球团矿生产工艺 1 球团矿生产迅速发展的原因 (1)天然富矿日趋减少，大量贫矿被采用 ①铁矿石经细磨、选矿后的精矿粉，品位易于提高。 ②过细精矿粉用于烧结生产会影响透气性，降低产量和质量。 ③细磨精矿粉易于造球，粒度越细，成球率越高，球团矿强度也越高。 (2)球团法生产工艺的成熟 ①从单一处理铁精矿粉扩展到多种含铁原料。 ②生产规模和操作也向大型化、机械化、自动化方向发展。 ③技术经济指标显著提高。 ④球团产品也已用于炼钢和直接还原炼铁等。 (3)球团矿具有良好的冶金性能粒度均匀、微气孔多、还原性好、强度高，有利于强化高炉冶炼。 2 球团矿生产方法及工艺流程 目前世界上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。 球团法按生产设备形式分，有竖炉焙烧、带式机焙烧、链篦机一回转窑焙烧及隧道窑、平地吹土球等多种。 根据球团的理化性能和焙烧工艺不同，球团成品有氧化球团、还原性球团(金属化球团)以及综合处理的氯化焙烧球团之分。目前国内生产以氧化球团矿为主。竖炉及带式机焙烧是生产氧化球团矿的主要方法。 图3－14是典型的我国球团矿生产工艺流程，与国外不同的是在混料后造球前(或配料后混料前)加有烘干设施，这是弥补精矿粉水分高而且不稳定的不足，一般烘干设施是将精矿粉水分控制到比最适宜造球水分低1％～2％。由于我国精矿粉粒度过粗，比表面积小，所以在新建的球团厂的流程中又加了润磨机，在造球前混合料经润磨机加工，可使精矿粉的比表面积增加10 9／6～15％，有利于造球。 球团生产一般包括原料准备、配料、混合、造球、干燥和焙烧、冷却、成品和返矿处理
4m2竖炉球团工程初步设计 说明书 设计编号：2008-88
1 1 1.总论 1.1 设计原则 成品球团矿的质量能够满足400m 3高炉的要求，尽量降低投资费用。 1.2 设计范围 设计从原料进库至成品球团矿从竖炉底部排出，中间包括球团厂全部工艺设施及辅助生产设施的设计和非标准设备设计。 球团厂的设备维修和办公楼等公用设施的设计由甲方另行安排。 1.3 设计规模 球团厂生产规模为年产12万吨酸性氧化球团矿。 1.4 工艺形式及产品方案 新建球团厂采用竖炉工艺，生产酸性氧化球团矿，产品主要技术指标见表1-1。 球团矿主要技术指标表 表1-1
1.5 主要技术经济指标 球团厂主要技术经济指标，见表1-2。 球团厂主要技术经济指标表表1-2 22
2 球团工艺 2.1 工厂规模及工作制度 新建球团厂规模为一座4m2竖炉年生产氧化球团12万吨。 年集中中修10天，主机工作355天，即8520小时，期间作业率95%，年实际作业时间8094小时，采用连续工作制。 球团厂主机规格为： 干燥窑：Φ1.5×10m ，每台有效容积：17.66m3； 造球机：Φ4.2×0.4m ； 竖炉：4m2竖炉，有效焙烧面积：4m2。 2.2 原料、产品及物料平衡 2.2.1 含铁原料 含铁原料为磁铁矿、赤铁矿（用量≤30%）、本厂旋风除尘灰，磁铁矿、赤铁矿的粒度（-200目含量）在70%以上，水分≤10.5%。2.2.2 燃料 干燥窑和竖炉的燃料均为发生炉煤气，煤气热值5016KJ/ m3左右，干燥窑的煤气压力在9KPa，竖炉的煤气压力在16～18KPa。 2.2.3膨润土 33
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。 六．成品冷却系统介绍： 1.带式冷却机，台车底部为通风篦板，按冷却需求开启4台鼓风机。带冷机排矿温度≤150℃。 2.成品球团经过成品皮带机输送至高炉或汽运落地库存。 七．脱硫系统介绍： 1.脱硫原理，制备消石灰CaO+H 2O→Ca(OH) 2 烟气脱硫SO 2+Ca(OH) 2 →CaSO 3 +H 2 O 2.系统流程,烟气→电除尘→风机→石灰浆液逆流喷淋→浆液真空过滤→脱硫石膏排出。
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。
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、润磨系统、造球系统、烘干系统、竖炉焙烧系统、以及辅助的煤气站、风机系统、循环系统、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，普通磁铁精矿（100%）要求品位63以上，矿粉细200目85%以上，和膨润土（1%+0.2）混合料水份控制在6%--7%，为造球做好准备。 造球通常是在圆盘成球盘造球机上进行。矿粉借组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（300-6000C）和预热（600-9000C）后在氧化气氛中焙烧，焙烧是球团固结的主要阶段。球团固结过程中，焙烧温度一般是1000-11000C。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高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： 精矿粉 膨润土 烟气 煤气 水 烟气 燃烧废气 鼓风机 煤气 成品库 配料仓 除尘灰 引风机 尘器 烘干混合室 润 磨 造 球 生球筛 竖 炉 冷却循环水池 冷却水泵 出料小车
球团工艺及生产 把细磨铁精矿粉或其他含铁粉料添加少量添加剂混合后，在加水润湿的条件下，通过造球机滚动成球，再经过干燥焙烧，固结成为具有一定强度和冶金性能的球型含铁原料。 球团矿生产的流程： 一般包括原料准备、配料、混合、造球、干燥和焙烧、冷却、成品和返矿处理等工序，如下图所示。 球团矿的生产流程中，配料、混合与烧结矿的方法一致；将混合好的原料经造球机制成10-25mm的球状。 1.球团矿的概念 把细磨铁精矿粉或其他含铁粉料添加少量添加剂混合后，在加水润湿的条件下，通过造球机滚动成球，再经过干燥焙烧，固结成为具有一定强度和冶金性能的球型含铁原料。 球团生产与烧结生产一样，是为高炉提供“糖料”的一种加工方法，是将细磨精矿或粉状物料制成能满足高炉冶炼要求的原料的一个加工过程。将准备好的原料（细磨精矿或其他细磨粉状物料、添加剂等），按一定比例经过配料、混匀，制成一定尺寸的小球，然后采用干燥焙烧或其他方法使其发生一系列的物理化学变化而硬化固结，这一过程即为球团生产过程，其产品即为球团矿。球团矿分酸性球团矿和碱性球团矿。由于酸性球团矿生产操作较易控制，且品位高，强度好，同时，高炉冶炼也需要酸性球团与高碱度烧结矿配合使用。
2.球团矿生产迅速发展的原因： ◆天然富矿日趋减少，大量贫矿被采用。 铁矿石经细磨、选矿后的精矿粉，品位易于提高。 过细精矿粉用于烧结生产会影响透气性，降低产量和质量。 细磨精矿粉易于造球，粒度越细，成球率越高，球团矿强度也越高。 ◆球团法生产工艺的成熟。 从单一处理铁精矿粉扩展到多种含铁原料。 生产规模和操作也向大型化、机械化、自动化方向发展。 技术经济指标显著提高。 球团产品也已用于炼钢和直接还原炼铁等。 ◆球团矿具有良好的冶金性能：粒度均匀、微气孔多、还原性好、强度高，有利于强化高炉冶炼。 球团矿生产中的主要设备： 圆盘造球机：将焦炭粉、石灰石粉或生石灰、铁精矿粉混合后，输入圆盘造球机上部的混合料仓内，均匀地向造球机布料，同时由水管供给雾状喷淋水，倾斜（倾角一般为40一5 0°）布置的圆盘造球机，由机械传动旋转，混合料加喷淋水在圆盘内滚动成球。 【烧结设备】圆盘造球机工作原理 圆盘造球机用于铁矿粉造球，它是各类球团厂的主要配套设备之一。将焦炭粉、石灰石粉或生石灰、铁精矿粉混合后，输入圆盘造球机上部的混合料仓内，均匀地向造球机布料，同时由水管供给雾状喷淋水，倾斜（倾角一般为40一50°）布置的圆盘造球机，由机械传动旋转，混合料加喷淋水在圆盘内滚动成球，通过粒度刮刀将球的粒度控制在5一15毫米。造好的生球落入输送皮带上，经辊轴筛进行筛分，小于5毫米和大于15毫米的返回到混合机。 主要用到的自动化产品：断路器、接触器、电动机 带式焙烧机：带式焙烧机工艺使球团焙烧的整个工艺过程——干燥、预热、焙烧、冷却都在一个设备上完成，具有工艺过程简单、布置紧凑、所需设备吨位轻等特点，为工厂缩小占地面积、减少工程量、实现焙烧气体的循环利用以及降低热耗和电耗创造了条件。 主要用到的自动化产品：断路器、接触器、电动机 带式焙烧工艺介绍 带式焙烧工艺可以说是受带式烧结机的启示而发展起来的。 1 、带式焙烧机不同于带式烧结机 细磨铁精矿球团的焙烧和铁矿粉的烧结，在固结原理上有着本质上的不同，致使其在工业生产技术上也有着很大的不同。因而要想把一般的烧结机改造成带式焙烧机将是十分复杂和困难的。 带式焙烧机从外形上看，和烧结机十分相似，但在设备结构上存在很大的区别。如，台车的结构和支架的承力，风箱的分布和密封的要求．上部炉罩的设置和密封，风流的走向（不像烧结机那样是单一的抽风，而是既有抽风又有鼓风），布料方式，成品的排出和台车运行速度等，都不相同，特别是本体的材质更是完全不同。为了能长期安全地承受最高焙烧气体的温度（≥1300 ℃），而不得不采用耐高温性能极好的特殊合金钢。在国外带式焙烧机发展
球团生产的各项经济技术指标 一、生产指标 球团矿产量 定义：指由竖炉生产的全部球团矿量(单位：吨)。 公式：有实物计量的竖炉以出厂时的成品计量数据为准，其产量统计以计量磅单数据为准；无实物计量或计量误差较大的按下列公式理论计算： 球团矿月产量＝高炉入炉净矿＋入炉前筛下粉末量*y%＋球团矿外销量 ± 矿槽及料场月初月末储存差额 ± 上料称量误差(单位：吨)。 ● 入炉净矿按实际计量数据； ● 称量误差由计量部门定期校验，按校验情况调整； ● 入炉前筛下粉末量以实际过磅计量数量为准； ● 球团矿外销量以实际过磅计量数量为准； ● 筛下总返矿中烧结矿和球团矿的所占比率分别为x%,y%,按实际构成权重确定固定比率(扣除外购矿的筛下因素）； ● 球团矿生产中的内循环返矿不计入产量。 二、技术经济指标 1、竖炉有效面积利用系数 定义：竖炉每平方米有效面积每小时产出的球团矿量（单位：吨/平米.小时） 利用系数（t/m 2·h ）= ）有效焙烧面积（）竖炉产量（m2h /t 2、竖炉台时产量 定义：台时产量是一台竖炉平均一小时的球团矿生产量，通常以总产量与运转的总台时之比值表示。 台时产量（t/h ）= ）生产总时数（）竖炉总产量（h t 说明： ● 生产总时数=月历总时数-设备月历定修实际总时数-设备故障总时数-操作延误总时数 此项指标体系竖炉生产能力的大小，它与竖炉焙烧面积的大小有关。 3、球团矿含铁原料消耗 定义： 生产一吨球团矿所消耗的含铁原料量（单位：千克/ 含铁原料单耗（kg/t ）= ）球团矿产量（）含铁原料总耗量（t kg 说明： ● 含铁原料包括铁精粉、进口矿粉等； ● 含铁原料为干基，水分以质检部门提供的数字为准； ● 铁精粉是指铁矿石经过选矿工艺流程，加工富集后获得的含铁品位较高、杂质较少、符合质量要求的产品，铁富矿粉指在富矿（含铁品位 45%以上）的开采过程中产生和在炼钢块矿、炼铁块矿的选矿和破碎过程中的粉料； ● 各种消耗可以计量部门提供的数字为准，也可以按公式：某种含铁原料消耗＝收入量+
第19卷第4期2009年12月中国环境管理干部学院学报JO URNA L OF EM CC V ol .19No .4Dec .2009 10.3969/j .issn .1008-813X .2009.04.024 球团竖炉工艺除尘用新型高效电除尘器 赵玉林,刘汉标,穆海芳 (济钢环保设备厂,山东济南250101) 收稿日期:2009-10-13 作者简介:赵玉林(1956—),男,河北省平泉县人,毕业于山东省广播电视大学电气专业,现为济钢冶金地质水文勘察公司经理助 理,济南济钢环保设备厂厂长,高级工程师,科技带头人。 摘 要:根据竖炉烟尘特点,提出电除尘器设计方面值得推广应用的新技术,如振打方式、振打锤形式、绝缘悬吊方式、供电方式等,力求实用。 关键词:球团竖炉烟尘;电除尘器 中图分类号:X51 文献标识码:A 文章编号:1008-813(2009)04-0079-03 Application of New High Efficient Electric Precipitator for Pellet Vertical Furnace Zhao Yulin ,Liu Hanbiao ,M u H aifang (J inan Iron and Steel G roup of Environmental Protection Equipment Factory ,J inan Shandong 250101) A bstract :Acco rding to dust characte ristics o f vertical furnace ,new electric precipitato r de -signs ,such as vibrating mo de ,vibrating hamm er fo rm ,insulation suspensio n ,pow er supply and etc .have been put forw ard fo r practical application .Key words :dust of pelle t vertical furnace ;electric precipitator 电除尘器作为一项成熟技术,已在球团竖炉烟尘处理中广泛应用,正在并仍将发挥重要的作用。在这些电除尘器的运行过程中仍存在着的一些问题:(1)烟囱出现阵发性冒浓烟,排放浓度超标;(2)电场二次电流、二次电压较低,二次电流小于100m A ;(3)极板、极线存在积灰严重问题;(4)振打锤掉锤头;(5)绝缘瓷瓶经常性破裂等。为此,在球团厂2#竖炉新上160m 2电除尘器项目中,济钢环保设备厂广大技术人员与球团厂领导及相关人员密切配合,一台新型高效除尘器在济钢球团竖炉投入运行,除尘效果非常理想,开创了电除尘器新技术的先河,达到了国内同行业除尘技术的最新水平。1 球团竖炉的工艺特点 烟尘主要来源于竖炉炉顶、竖炉下部排矿口、链板机机尾、带冷机机头及机尾、成品中间仓、仓下 排矿口等处。各点合成后烟气温度为80～200℃,露点60℃,温度波动大。粉尘浓度5～15g /m 3,最高可达25g /m 3。堆比重2.6g /cm 3,真比重3.8g /m 3。粉尘比电阻偏高1010～1011,易产生反电晕。 表1 粉尘粒径分布 粒径(μm )>100100～5554～2120～10<10百分比(%)12.5 35.6 30.9 15.4 5.6 2 结构选型及设计创新2.1 方案确定 除尘器具体技术参数如表2。2.2 创新技术 根据球团厂的提议和球团竖炉电除尘器的使用经验,确定新的设计方案:480C 型阳极板,配短针整体管剌线的极配型式;阴极振打采用顶部电磁振打
《冶金自动化工程案例分析》课程论文 球团生产工艺与设备前景展望 电子与信息工程学院 自动化094班 张宇 120093101091
球团生产工艺与设备前景展望 电子与信息工程学院自动化094班张宇 摘要：球团生产工艺是一种提炼球团矿的生产工艺，球团与烧结是钢铁冶炼行业中作为提炼铁矿石的两种常用工艺。球团矿就是把细磨铁精矿粉或其他含铁粉料添加少量添加剂混合后，在加水润湿的条件下，通过造球机滚动成球，再经过干燥焙烧，固结成为具有一定强度和冶金性能的球型含铁原料。本文侧重分析国内外球团生产设备现状与发展前景分析，其间，包含烧结与球团生产区别，以及国内球团需求分析等。 关键字：球团；工艺流程；设备；前景展望； 一．国内外球团需求分析 铁矿球团是20世纪早期开发出的一种细粒铁精矿的造块方法。它是富矿资源日益枯竭、贫矿资源大量开发利用的结果。随着现代高炉炼铁对精料提出的几近苛刻的要求，以及钢铁冶炼短流程的兴起，球团矿在钢铁工业中的作用越加重要，已成为一种不可或缺的优质冶金炉料。近些年来，国际市场上球团矿涨价幅度远高于铁矿块矿和粉矿，这种情况在一定时期内仍将保持上升趋势。目前，全世界有近20多个国家生产球团矿，球团矿总生产能力约为3.181亿吨/年，其中炼铁高炉用球团矿生产能力为2.36亿吨/年，占76.6%，直接还原用球团矿生产能力为7200万吨/年，占23.4%，全世界球团年出口量约为9000 万吨/年。北美球团矿年产量最高，每年生产能力约为1.002 亿吨，加拿大的球团矿80%供出口，而美国球团矿基本上供本国钢铁厂消费。目前正在建设的球团厂生产能力为1575 万吨/年，主要生产国家有俄罗斯、美国、巴西、瑞典和墨西哥等。 二.球团生产方法及工艺流程 目前世界上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箅机-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。因此相机发展了带式焙烧机球团法和链箅机-回转窑球团法、环形焙烧炉等方法。这些方法一直处于彼此相互竞争状态。 球团法按生产设备形式分，有竖炉焙烧、带式焙烧机焙烧和链箅机-回转窑焙烧及隧道窑、平地吹土球等多种。 根据球团的理化性能和焙烧工艺不同，球团成品有氧化球团、还原性球团、金属化球团以及综合处理的氯化焙烧球团之分。目前国内生产一氧化球团矿为主。竖炉及带式机焙烧是生产氧化球团矿的主要方法。 图1是典型的我国球团矿生产工艺流程，与国外不同的是在混料后造球前（或配料后混料前）加有烘干设施，这是弥补精矿粉水分高而且不稳定的不足，一般烘干设施是将精矿粉水分控制到比最适宜造球水分低1%-2%。由于我国精矿粉粒度过粗，比表面积小，所以在新建的球团厂的流程中又加了润磨机，在造球前混合料经润磨机加工，可使经润磨机加工，可使精矿粉的比表面积增加10%-15%，有利于造球。 球团生产一般包括原料准备、配料、造球、干燥和焙烧、冷却、成品和反矿
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。 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。