球团幻灯片-第七讲

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1、第七讲,球团厂设计,7、球团厂设计,概述 7.1 竖炉球团生产工艺流程 7.2 竖炉球团物料平衡与热平衡 7.3 工艺设备的选择与计算 思考题,概述,重点：球团焙烧设备的优缺点及选择的依据 难点：球团车间的配置,7.1 竖炉球团生产工艺流程,大冶铁矿10m2竖炉工艺参数,7.2 竖炉球团物料平衡与热平衡,以某厂8m2竖炉为例，原料化学成分表4-16 （P51） 原料： 甲精矿：G1.1=941.91kg/t 87.5% 乙精矿：G1.2=112.00kg/t 10.44% 膨润土：G1.3=19.40kg/t 1.81% 条件： 球团矿返矿为球团成品矿的9%，送烧结车间； 竖炉排放的球团矿温度

2、，500； FeO 1.5%，脱硫率95%； 每吨球团矿耗煤气210m3/t，助烧空气150m3/t，冷却空气762m3/t，冷却水4093kg/t；, 排出水的平均温度36.7，每吨球团废气量2600m3/t，废气温度100。,7.2.1 物料平衡 （1）物料收入部分 干混合料 成品球团矿 收入 水 支出 烧损 FeO氧化增重 水蒸汽 球团返矿,1）干混合料 2）生球含水量：适宜水份为干混合料9.5%,3）FeO氧化增重：,物料总收入,（2）物料支出部分 1）成品球团矿 2）烧损 3）水蒸汽 4）球团返矿 物料支出,竖炉球团物料平衡表,G1.2,G1.3,G1.1,G1,G2,G3,G4,G

3、5,7.2.2 热平衡 煤气燃烧放热 球团矿带走热量 空气带入热量 废气带走热量 热收入 生球带入物理热 热支出 水蒸汽 FeO氧化放热 冷却水 硫氧化放热 炉壳散热 成渣热,（1）热收入 1）煤气燃烧放热Q1,煤气低（位）热值，q=3720.2KJ/m3 2）空气带入热量Q2,Ck空气比热，1.3KJ/m3. t空气温度，25 3）生球带入的物理热Q3,4）FeO氧化放热Q4 5）硫氧化放热Q5 6）成渣热Q6：假定成渣热为总热量的2%,热收入,（2）热支出 1）球团矿带走热量： 2）废气带走的热量：,KJ/kg.,3）水蒸发： 4）冷却水带走热量 5）炉壳散热： K炉壳传热系数，71.06

4、KJ/m3.h.，外界温度为25，流动速度3.6m/s，炉壳为8mm钢板制成。 F外壳散热面积，7.5m2.h/t,Q1,Q2,Q3,Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6,竖炉球团热平衡表,从热平衡结果可见，竖炉生产要求FeO20%。,7.3.1 配料设备的选择与计算 配料仓、圆盘给料机 7.3.2 混合设备的选择与计算 （1）作用： 强烈的混和 、混匀（粘结剂） 干燥 以大冶10m2竖炉为例：转筒式干燥机一台3.02.0m圆筒干燥机，头部有一台 烘干炉，用发生炉煤气为燃料，铁精矿可脱水23%，湿精矿处理量为120.0t/h,7.3 工艺设备的选择与计算,（2）圆筒干燥机干燥能力核算 GF干燥机

5、产量（按含有初水分W的湿物料计），t/h； V干燥的容积，m3，对3.020m，干燥机来说为141.3m3。 W1物料的初水分，%，W1=10.5%； W2物料的终水处，%，W2=7.5%； A干燥机的单位容积蒸发强度，kg水/m3.h； 对于铁精矿取A=40kg水/m3.h。,以大冶竖炉为例：配料室有89矿槽，6个为铁精矿槽，2个膨润土矿槽（1个备用），每个矿槽下对应一2000mm敞开式圆盘给料机。,配料室工艺参数,2）圆筒干燥机混匀能力核算 1）混合时间 L干燥机长度，m；L=20m； R干燥机转筒半径，m, R=1.5m； N干燥机转速，rpm， n=3.85rpm； 干燥机安装角度，=

6、2.5； t377S 2）充填率,Q需处理的原料量，Q=120t/h； t混匀时间，S，t=377S； V干燥机容积，m3 V=141.3m3； 物料堆积密度，t/m3,=2t/m3 =4.0% 15% 可满足生产要求。,7.3.3 造球机的选择与计算 （1）种类 圆盘造球机：我国球团厂全部采用圆盘 圆筒造球机,（2）参数的选择与计算 1）倾角与边高： 倾角：4550 由造球原料的动休止角来确定 边高：h=0.07D+0.217 充填率：1020% 直径,（2）参数的选择与计算 1）倾角与边高： 倾角：4550 由造球原料的动休止角来确定 边高：h=0.07D+0.217 充填率：1020%

7、直径,两种造球机的比较,2）转速： 或 D圆盘直径，m； 圆盘倾角，； f物料塑性指数； 物料休止角；,以大冶竖炉为例：设有中间矿槽、1600mm圆盘给料机、称量皮带和6000mm，造球机各3台。每个贮矿仓有效容积为25m3，贮量为60t，每个贮矿仓下安有1600mm敞开式圆盘给料机一台，采用调速电机，可任意调整给料的大小，每台对应安装称量皮带，6000mm圆盘造球机各一台，每台造球机每小时可产合格生球30t。,（3）造球机能力核算 1）生球小时生产量qh qn生球小时生产量，t/h； Qh竖炉小时需安量，t/h； 产球率，%，=90%； 年产50万t球团矿，Qh=82t/h,2）造球机台数,

8、d造球机圆盘直径，m； k造球盘利用系数，t/m2.h.台，K=1.2t/m2.h.台,选用3台,7.3.4 生球筛分 辊式筛分机 辊筒1021200m，29辊，辊间隙为6mm。 7.3.5 竖炉 以大冶竖炉为例：设有竖炉一座，共四层。 第一层（0.00m）为排矿平面，设有排矿振动给料机TZG-50-90，3台，热矿运输采用B=630mm链板机。水平长度约140m。 第二层（+7.00m）为齿辊卸装器平台，设有齿辊7根和液压油泵站。采用连杆式自转摆辊卸料机或摇摆式齿辊卸料机（选一） 第三层（+15.90m）为燃烧室平台，两个燃烧室分别位于竖炉两侧。燃烧室设计参数见下表，每个燃烧室配有15#环涡

9、流式烧嘴2只。 第四层（+21.46m）为布料及操作平台，竖炉布料车、上球皮带头部装置及竖炉操作， 控制室在这层平台。布料车皮带宽度为800mm，全长12.5m。,10m2竖炉燃烧室设计参数,（1）球团焙烧设备 竖炉：只限于焙烧磁精矿或磁、赤铁混合精矿， 并且要求二价铁20%，200万t/年 链篦机回转窑：各种原料 50万t/年 200万t/年 （1）竖炉设备选择与计算（P105 图5-32）,工作原理： 虽然20世纪初就开始使用竖炉生产球团矿，但至今仍没有关于竖炉设计方面的系统理论计算公式及经验计算公式。因此竖炉设计前必须进行球团焙烧或竖炉模拟试验，然后根据试验数据与现有炉形相比较的办法进行

10、设计。 1）竖炉燃烧室尺寸的确定 竖炉燃烧室容积 V燃=Q耗 G/q V燃燃烧室容积，m3； Q耗球团矿单位耗热量，KJ/t； G竖炉产量，t/h； q燃烧室热强度，KJ/m3.h，一般取6.288.37KJ/m3.h。, 燃烧室的尺寸 矩形燃烧室的长度必须与炉子长度一致 烧嘴喷出的火焰长度 宽度 符合标准拱的尺寸 如果选用环缝涡流烧嘴，并选用1392mm的标准拱，则该尺寸即为燃烧室的宽度。 高度：, 火道尺寸 火道流速：2.8Nm/s 喷火口的角度：350 单侧喷火口的总面积为： 炉膛单侧喷火口的总面积，8m2竖炉，一般=0.50.6m2；,V废燃烧室废气量，m3/h； W0火道废气流速，m

11、/s。,2）炉膛尺寸 炉膛宽度 根据燃烧室废气穿透能力确定温度分布均匀问题，从炉膛边缘到炉膛中心存在着温差，这个温差允许值大小取决于球团焙烧温度区间。 例：8m2竖炉有的选1.6m，有的选2.2m。 炉膛长度 L=s/b L竖炉焙烧带炉膛长度，m； s竖炉焙烧带截面积，m2； b竖炉焙烧带宽度，m。, 炉膛高度 确定原则：保证生球干燥、预热、焙烧、均热及球团矿冷却所需时间。 竖炉中球团下降速度是确定各带高度的重要参数，以试验中得到的各带停留时间为基础，同时还应考虑到竖炉内温度分布，球团矿下降速度不均匀等原因确定合理的炉膛高度。 例如：本钢16m2竖炉 预热 15min 设计 1.15h 焙烧 40min 所以，预热焙烧段为2.6m。,本钢16m2竖炉设备参数,7.3.6 成品球筛分 以大冶为例：贮量180t成品缓冲矿槽一个，DRS-150-300热矿振动筛一台， 贮量50t返矿槽一个。 7.3.7 成品矿槽（10m2） 2个直径14m，h=14m矿槽组成，每个矿槽V效=1500m3，共3000m3，贮矿量6000t，预留两个矿槽位置。,思 考 题,1在什么情况下采用竖炉工艺，为什么？ 2竖炉生产中，为什么要求铁料FeO含量必须大于20%？ 3圆盘造球机和圆筒造球机有什么区别？ 4竖炉干燥、预热和焙烧段高度选择的依据是什么,