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1、竖炉工序,第一章、绪论 第二章、竖炉工艺简介 第三章、配料工艺 第四章、造球 第五章、球团的焙烧固结,目 录,第一章、绪论,一、球团的定义球团法是将配有粘结剂或熔剂及燃料的细精矿粉，经过滚动成型（造球）、焙烧固结、冷却过筛，成为粒度均匀、强度较好的球团矿。球团的基本任务除利用精矿粉和粉矿制成球状冶炼原料外，还可生产用于直接还原的金属化球团矿以及将其应用于综合利用回收有用金属。,第一章、绪论,二、球团矿与烧结矿的对比 1、原料条件比较就原料粒度而言，球团要求原料粒度细，而烧结要求原料粒度相对较粗。烧结法对于粗粒原料的适应性强，可以处理各种富矿粉、焦粉、钢铁企业粉尘等等。富矿日益短缺的情况下，为生
2、产一定品位的铁精粉，铁矿石越磨越细，球团方法很适宜处理此种矿粉，因为过细精矿易于成球，粒度愈细，成球性愈好，球团强度愈高。 2、冶金性能比较粒度小而均匀，有利于高炉料柱透气性的改善和气流的均匀分布。这一即使整粒最好的烧结矿也难以相比。冷态强度（抗压和抗磨）高。在运输、装卸和贮存时产生粉末少。,第一章、绪论,品位高且堆密度大，有利于增加高炉料柱的有效重量，提高产量和降低焦比。还原性好，有利于改善煤气化学能的利用。 但是球团矿的缺点在于还原膨胀较大，易在高温下产生粉末。,第二章竖炉工艺简介,第一节 竖炉球团简介 一、竖炉概述竖炉是用来焙烧铁矿球团的最早设备。竖炉法具有结构简单、材质无特殊要求、投资
3、少、热效率改、操作维修方便等优点。简图如下：,竖炉的主要构造有：烟罩、炉体钢结构、炉体砌砖、导风墙和干燥床、卸料排矿系统、供风和煤气管路等。 工艺流程如下：,第二章竖炉工艺简介,第二章竖炉工艺简介,第二章 竖炉工艺简介,第三章 配料工艺,第一节 球团原料和燃料 一、含铁原料近年来，赤铁精矿、褐铁精矿、混合精矿以及富铁矿粉都已经大量用做球团原料。绝大部分含铁原料是天然铁矿石，它们或者是富矿粉，或者是由贫矿经选矿而得到的精矿。对于不同的铁矿石，所采用的选别方法也是不同的。磁铁矿最常用的选矿方法是磁选法，有时还配合采用浮选法。通过选别后得到的细粒级的高品位磁铁矿精矿，是球团的主要原料。,第三章 配料
4、工艺,二、二次含铁原料 1、硫酸渣 2、其它二次含铁原料可被球团利用的其它二次含铁原料包括：高炉尘、转炉尘、轧钢皮、转炉渣等。 三、黏结剂与添加剂 1、黏结剂黏结剂主要是膨润土，有钙质土、天然钠质土和人工钠化的膨润土等。也有使用有机粘结剂和复合粘结剂的。膨润土含SiO2很高（6570）、Al2O31218，大量加入球团矿品位明显下降，选择优质膨润土是改善球团矿质量的重要措施之一。,第三章 配料工艺,2、添加剂添加剂的使用是为了改善球团的化学成分，特别是其造渣成分。有些添加剂还具有粘接性，如石灰及钙镁化合物、返料、黏结性特别高的矿石以及含硅成分（石英、石英岩或石英含量高的岩石）。 四、燃料：主要
5、是指气体燃料，如高炉煤气、焦炉煤气、混合煤气等。,第三章 配料工艺,第二节唐山建龙烧结厂竖炉配料和烘干工艺 一、配料工艺 1、原辅料我厂竖炉作业区生产所用原料主要为：铁精粉、膨润土（俗称皂土）、除尘灰、镁质添加剂,第三章 配料工艺,表3-1 入厂膨润土质量要求,表3-2 入厂铁精粉质量要求,第三章 配料工艺,2、配料过程竖炉原辅料由装载机装入配料室的料仓中。1#配料共有6个料仓，由东向西依次为1#仓、2#仓、3#仓、4#仓、5#仓和6#仓，其中1#仓至4#仓容积相同（铁精粉储量为60t左右），计量系统为圆盘给料机-电子皮带秤；5#仓和6#仓为小型仓，下面连接着螺旋给料机，配加膨润土及镁质添加剂
6、。,第三章 配料工艺,二、烘干地坑配料所配加的混合料，通过由东向西运行的1#皮带（带长157m，带速1m/s）输送到烘干机内，在烘干机内部进行混匀和烘干，而后由2#（带长25m，带速1m/s）及3#皮带（带长168m，带速1m/s）将烘干后的混合料输送到球团料仓内。,第三章 配料工艺,第四章 造球,第一节 造球过程简介经过烘干后的混合料通过皮带输送到造球室，而后通过分料器将混合料装入混合矿槽。每个矿槽下面设有圆盘给料机，通过圆盘给料机将混合料供给圆盘造球机。我厂竖炉作业区造球设备采用圆盘造球机。圆盘造球机工作的特点是：可使物料形成有规律的运动，使较大的球粒和较小的球粒分别沿各自不同的轨道运行，
7、因此，能按大小分级，排出的是尺寸台格的生球。所需要的给料量相当于排出的生球量。,第四章 造球,造出的合格生球汇集到造球盘斜下方的皮带上，被输送到生筛，而后被筛分出来的合格生球落到经皮带运输至布料岗位。生球质量要求粒度在816mm占生球量的90%以上；水分不大于9%；抗压强度应大于15N/个；0.5m高度的生球落下强度应大于或等于4次/球，小于6次/球；生球的破裂温度不得低于350，我厂控制在500。,第四章 造球,第四章 造球,第四章 造球,第二节 影响造球的因素影响造球的因素很多，诸如原料水分、原料的物理化学特性、原料的表面形状及其粒度组成、添加剂的性质和造球操作等，均对造球机的产量和生球质
8、量有很大的影响。 1、原料的天然性质（1）、原料的亲水性：据测定，铁矿石的亲水性依下列顺序而递增：磁铁矿赤铁矿菱铁矿褐铁矿。（2）、原料的颗粒形状表面粗糙的针状和片状的颗粒，具有较大的表面积，因而成球性好。（3）、原料的孔隙度原料颗粒的孔隙度主要对物料的吸水有很大关系，原料的孔隙度大，其湿容量大，成球性能好。,第四章 造球,2、原料的含水量 3、原料的粒度及粒度组成：（1）原料的粒度愈细，它的比表面积就愈大，所具有的表面能就愈多，亲水性也就愈强，成球性就愈好。具有决定意义的是小于0.045mm粒级的含量。随着小于0.04 5mm粒级增加，生球强度提高。我们目前使用的评价细度的标准是-200目以
9、下，即小于0.074mm。 （2）粒度组成要适宜，这样的原料不仅成球性好，而且制成的生球致密、强度好。,第四章 造球,4、膨润土膨润土具有高度的粘结性、吸附性、分散性和膨胀性。因而在铁粉造球中加入膨润土能起到如下作用：（1）、可以提高生球强度，特别是可提高生球的落下强度，而且随着膨润土用量的增加，强度有不同程度的提高。（2）、调剂原料水分、稳定造球操作（3）、提高物料的成核率、降低生球长大速度（4）、在造球物料中加入膨润土，还可提高生球的热稳定性爆裂温度、干球强度和成品球强度。所以说膨润土是球团生产的优质添加剂，而钠基膨润土又优于钙基膨润土。 5、造球工艺参数圆盘造球机的工艺参数主要包括：圆盘
10、直径、转速、倾角、边高和刮刀位置等。,第四章 造球,6、操作工艺条件要保证生球的粒度和强度合乎规定要求，并使造球机达到最大的生产率，在很大程度上取决于造球的方法和操作条件。造球机的操作工艺条件包括加水、加料的方法和圆盘造球机的转速、倾角、边高的调整等。而在日常的造球操作中，主要是控制加水和加料方法。（1）、加水方法：造球前物料水分不足，在造球过程中补加不足部分的水。（2）、加料方法（3）、生球的尺寸（4）、造球时间（5）、物料的温度,第五章 球团焙烧固结,第一节 球团焙烧的基本理论 一、球团焙烧固结机理球团的焙烧过程通常可分为干燥、预热、焙烧、均热、冷却五个阶段。在这些阶段中，有各种物理化学反
11、应，如水分蒸发、矿物软化及冷却、化合物的分解及氧化和成矿作用等，这些就组成了球团焙烧的复杂内容,第五章 球团焙烧固结,1、生球干燥过程生球干燥是在预热、焙烧阶段之前的一道中间作业。其目的是为了使经过干燥的球团能够安全承受预热阶段的温度应力。 所谓破裂温度，即球团结构遭到破坏的温度。产生破裂的原因在于，生球在干燥过程中随着水分的蒸发体积收缩。因干燥过程是从表面向内部扩展的，所以内外体积收缩的程度不同，表面层的体积收缩大于内部，于是表面受拉力和与拉力45角的方向上又受剪应力，内部则受压力。当生球表面所受拉力和剪应力超过其抗拉强度和抗剪强度极限时，生球就要破裂。,第五章 球团焙烧固结,2、球团预热生
12、球干燥后，在进入焙烧之前，存在一个过渡阶段，即预热阶段。预热阶段的温度范围为3001000。在预热过程，各种不同的反应，如磁铁矿转变为赤铁矿、结晶水蒸发、水合物和碳酸盐的分解及硫化物的燃烧等。,第五章 球团焙烧固结,3、焙烧与均热：950度磁铁矿进入焙烧阶段，发生再结晶。所谓再结晶就是当加热温度升高时，由于原子获得巨大活动能，使物质的晶粒发生变化的过程。 4、球团固结所谓球团焙烧固结机理，实际上就是指球团经焙烧后强度得到提高的原因，也就是为什么本来松散状的物料互相紧密连成一整体。高温焙烧是球团固结的重要阶段，球团最终强度也是在高温焙烧过程获得的。 5、影响球团焙烧过程的因素影响球团焙烧过程的因
13、素较多，如焙烧温度、加热速度、高温焙烧时间、气氛特性、空隙率、燃料燃烧、精矿中含硫量、冷却方法、生球尺寸等，都会对球团焙烧过程产生显著影响。,第五章 球团焙烧固结,第二节 我厂竖炉看火、布料及成品工艺我厂竖炉作业区将5#皮带北侧生产区称为北线，主要包括主体组（看火、布料）及成品运行组。看火、布料岗位为竖炉的关键岗位，岗位工操作水平的高低决定着成品球团的质量好坏。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入炉内，球以均匀速度连续下降，燃烧室的热气体从喷火口进入炉内。热气体自下而上与自上而下的生球进行热交换。生球经过于燥、预热进入焙烧区，在焙烧区进行高温固结反应，然后
14、在炉子下部进行冷却和排料，整个过程在竖炉中一次完成。 一、布料布料岗位设岗位工2人，布料操作室位于竖炉主体四楼，内有操作台、链板监控录像及显示所有炉况参数的电脑。,第五章 球团焙烧固结,生球经过生筛后，由5#皮带输送到炉顶布料皮带上，5#皮带输送能力为80t/h，提升高度为12.728m；生球落入运转着的布料皮带上，皮带材质为耐烧蚀皮带，输送能力为80t/h，带速为0.8m/s，传动形式为电动滚筒；布料皮带安装在布料车上，布料车沿着竖炉炉膛中心线做活塞式运动，行走速度为0.25 m/s，行程为5070mm，布料方式为直线布料，见下图。,第五章 球团焙烧固结,第五章 球团焙烧固结,二、看火竖炉看
15、火岗位设有岗位工2人及齿辊1人（主体组长），看火工主要负责竖炉操作和热工制度调节。看火工根据炉况情况及时与煤压站、风机房及布料室联系，进行煤气、助燃风、冷风及生球量的调节，使炉况稳定。1#竖炉主要设备参数见下表：,表5-1 主要设备参数,第五章 球团焙烧固结,1、正常炉况的特征 （1）、燃烧室压力稳定 （2）、燃烧室温度稳定 （3）、下料顺利排矿均匀 （4）、煤气、助燃风、冷却风的流量和压力稳定 （5）、烘干床气流分布均匀、温度稳定、生球不爆裂 （6）、成品球强度高、返矿量少、FeO含量低 2、炉况失常的征兆及处理 （1）、塌料 （2）、管道 （3）、结块 3、齿辊：竖炉齿辊设岗位工一名，一般
16、为主体组长。齿辊的技术参数见下表：,第五章 球团焙烧固结,表5-1 齿辊技术参数参数,第五章 球团焙烧固结,三、成品运行成品球团矿由下料口排出后落入链板（水平投影长度为49m，链斗330个），而后输送到热筛（筛孔433mm），经过筛分后，粒度不合格的作为竖炉热返矿由汽车倒运至烧结料场，作为烧结原料之一使用，粒度合格的成品球进入带冷机（长45.2m，宽1.5m，84个台车，倾角为10），经过冷却后进入中间仓（5060t），而后经由7#皮带（带长86.5m）输送到成品仓，成品仓贮存量为120140t。成皮球由成品仓运往高炉料仓或者由汽车转运到竖炉料场。,第五章 球团焙烧固结,第五章 球团焙烧固结,
17、为了保证高炉料柱具有良好的透气性，对炉料的强度和粉末含量有严格的要求。球团矿的物理性能指标包括抗压强度、转鼓指数、抗磨指数、筛分指数和孔隙率等。合格的氧化球团矿抗压强度不小于2000N/个，转鼓指数T90.00%，抗磨指数A6.00%。实践证明，孔隙率高，有利于还原气体向内渗透，有利于还原反应的进行。孔隙率通常受熔化程度的影响。当熔化程度大时，则气孔生成量较少且小，并且亚铁含量增加；在正常温度下球团矿则多生成微细气孔非常发达的结构，亚铁含量也较低。在部分过熔而熔化程度不大时，则易生成封闭性大气孔的产品，这种气孔对还原气体的渗透并无多大作用。随着炼铁技术的发展，不仅要求球团矿具有好的冷态强度，而且要求具备良好的热态性能，包括：还原性、低温还原粉化性能、还原膨胀性、高温软熔性等。烧结工艺工作者将会继续努力，提高球团矿质量，满足高炉生产。,
