竖炉工艺流程简介

竖炉工艺流程简介第1页/共38页

第一节球团矿的有关知识

第二节唐山建龙竖炉工艺流程简介

第三节竖炉工艺事故种类及原因目录第2页/共38页一、球团矿的概念二、高炉对球团矿总的要求三、球团矿的原料第一节球团矿的有关知识

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球团法是将细磨精矿制成能满足冶炼要求的块状物料的一个加工过程。其过程为：将准备好的原料（细磨精矿或其他含铁料，添加剂或黏结剂等），按一定的比例配料混匀，在造球机上经滚动造成一定粒度的生球，然后采用干燥和焙烧或其他方法使其发生一系列物理化学变化而硬化固结。这一过程就叫球团过程，这种方法成为球团法。它所得到的产品就被称作球团矿。一、球团矿的概念第4页/共38页

1、铁品位高、化学成分稳定。铁的品位高低直接影响到高炉的操作技术指标和经济指标。实践证明：高炉入炉料含铁品位每提高1﹪、焦比可降低2﹪、出铁量可增加3﹪。因此，在保证球团矿冶炼性能的同时，应尽可能地做到不降低或少降低含铁品位。化学成份的稳定程度也是影响高炉经济技术指标的重要因素。实践证明：当铁品位波动范围从1.0％降到0.5％，高炉焦比可降低1.3％、产量可增加1.5％左右。这也就是国外钢铁企业对原料的混匀中和给予高度重视的原因之一。二、高炉对球团矿总的要求第5页/共38页

2、还原性能好大家都知道，高炉的冶炼过程实质上是个还原过程，因此只有炉料还原性能好，才能做到低消耗、高产量。对于入炉的含铁原料来说大致有以下规律：（1）就铁的氧化物而言其还原性顺序为Fe2O3＞Fe3O4＞FeO；（2）就含铁炉料种类而言天然矿石的还原性顺序是褐铁矿＞赤铁矿＞磁铁矿；（3）人造块矿的还原性顺序是球团矿＞烧结矿；（4）炉料气孔率高，还原性好。二、高炉对球团矿总的要求第6页/共38页3、合适的粒度和粒度的组成高炉内还原的实质是以焦炭燃烧后产生的还原气体去还原，这就是希望气体在炉内上升的阻力小。而炉料的粒度及组成则直接影响这种阻力的大小，粒度越均匀其阻力越小，最理想的粒度值为10～15mm。

4、足够的冷、热强度（1）冷强度：是指球团矿在转运、装卸过程中受碰撞、耐压和耐磨的能力。一般用转鼓和抗压试验，指标越高越好；（2）热强度：是指球团矿在高炉内高温还原气氛下的还原粉化和还原膨胀性能。一般有国家检测标准，指标越低越好。二、高炉对球团矿总的要求第7页/共38页

5、软化温度及融化温度高、软融区间窄软化温度高可以降低高炉内的软熔带（成渣带），减薄成渣带。减少炉内气流阻力，改善气流分布，有利于发展间接还原，降低焦比。融化温度高有利于渣铁分离。实践证明：提高球团矿中的MgO含量能够提高其软化温度和缩小软融区间。二、高炉对球团矿总的要求第8页/共38页

球团所用的铁矿石主要是磁铁矿和赤铁矿，而褐铁矿和菱铁矿由于储量等方面的原因很少使用，这四种铁矿石的主要性能见下表三、球团矿的原料矿石名称

化学式

理论含铁量%

比重t/m3亲水性

实际含铁量%有害杂质

冶炼性能

强度

还原性

可烧性

磁铁矿Fe3O4或FeO•Fe2O3

72.4

5.2

差

45~70

S、P高

坚硬致密

难

良好

赤铁矿

Fe2O3

70

4.9~5.3

较好55-60少易破碎软易

差

褐铁矿

Fe2O3H2O48~66

2.5~5

好

37~50

P高

疏松软易

差

菱铁矿

FeCO3

48.2

3.8

差

30~40少

易破碎

最易（焙烧后）

差

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第一节球团矿的有关知识

第二节唐山建龙竖炉工艺流程简介

第三节竖炉工艺事故种类及原因第10页/共38页一、竖炉简介及工艺流程二、配料工序三、烘干工序四、造球工序五、生筛工序六、焙烧工序七、链板运输和成品筛分八、带冷机冷却九、成品矿仓第二节唐山建龙竖炉工艺流程简介第11页/共38页

唐山建龙烧结厂现有10m2竖炉两座。1#竖炉于2001年7月投入生产运行，2#竖炉于2003年1月投入生产运行，设计年产能100万吨。共分2个造球组、2个主体组、1个运行组。整体球团生产工艺流程如图1—1所示。一、竖炉简介及工艺流程第12页/共38页煤气、空气煤气、空气除尘灰膨润土配料烘干造球加水生球筛分竖炉焙烧成品筛分带冷机冷却成品矿仓烧结返矿堆场去高炉、成品球堆场空气冷却链板运输机铁精矿小于8㎜大于20㎜大于5㎜8-20㎜小于5㎜高镁粉图1—1竖炉工艺流程一、竖炉简介及工艺流程第13页/共38页

我厂竖炉生产所用原辅材料主要为：竖炉铁精粉、膨润土（俗称皂土）、烧结除尘灰、高镁粉。二、配料工序：原辅料种类链板和成品筛分带冷机冷却

配料

烘干成品料仓

焙烧

生筛

造球料仓电子皮带秤第14页/共38页

1、目的：通过料仓和皮带将各种原料混合在一起，获得化学成分稳定，冶金性能符合高炉冶炼要求的球团矿。

2、方法（1）容积配料法，是根据物料堆密度一定的道理，通过给料设备控制其容积重量达到配合料所要求的比例。（2）重量配料法，是按照原料的重量进行配料，其优点在于比容积配料法精确，特别是添加数量较少的组分时，这一优点就更加明显。我厂使用的是重量配料法。二、配料工序：目的和方法链板和成品筛分带冷机冷却

配料

烘干成品料仓

焙烧

生筛

造球第15页/共38页

烘干的目的：混匀和干燥

物料在回转圆筒里作圆周运动的原理是：物料靠它本身与内壁产生的摩擦力被带到一定的高度，然后在重力作用下离开筒壁被抛落到筒底，如此往复运动。在抛落的过程中物料相互冲击、混合、搅拌，成分逐渐均匀。由于圆筒烘干机都有一定的角度，所以物料在作圆周运动时，又不断从料端向卸料端移动。我厂要求混合料烘干后的水分一般为7%-8%之间。三、烘干工序链板和成品筛分带冷机冷却

配料

烘干成品料仓

焙烧

生筛

造球料流方向废气方向烘干机入料口第16页/共38页名称数据备注直径/mm4500固定边高/mm450固定倾角/（°）45～50可调转速/r·min-18～9可调单台产量/t·h-115～19可调四、造球工序：造球机链板和成品筛分带冷机冷却

配料

烘干成品料仓

焙烧

生筛

造球边高圆盘直径球盘主轴第17页/共38页四、造球工序：造球原理链板和成品筛分带冷机冷却

配料

烘干成品料仓

焙烧

生筛

造球

造球是细磨物料在造球设备中被水润湿，借助机械力的作用而滚动成球的过程。

圆盘绕中心轴(或中心线)旋转时，成球物料沿盘底滚落，细粒物料散在潮湿的母球表面，从而使母球不断地长大到规定的尺寸。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，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18页/共38页

生球质量对成品球团矿质量的影响很大，因此对生球质量提出了严格的要求。检验生球质量，有以下几项指标：

1）粒度组成：用筛分法筛出如下各级别的粒度组成：＞20mm；20～10mm；＜10mm；我厂要求：8～16mm的粒度占90%以上。

2）抗压强度：用天平法测出生球破裂时所加的压力，取五个球的平均值作为生球的抗压强度指标。要求生球抗压强度指标不小于1.5～2.0kg/个球。

3）落下强度：将单个生球从0.5m高处落到钢板上，反复跌落，直到生球破坏为止的落下次数，作为生球的落下强度指标。测定时取10个球的平均值。我厂要求落下强度在4～6次之间。

4）生球的破裂温度：将生球放入预先升温的管式炉中，从100℃开始加热，每升高25℃以后恒温5min，到生球开裂时的温度作为破裂温度。要求不低于350℃。四、造球：生球质量要求链板和成品筛分带冷机冷却

配料

烘干成品料仓

焙烧

生筛

造球第19页/共38页五、生筛工序链板和成品筛分带冷机冷却

配料

烘干成品料仓

焙烧

生筛

造球

它的作用是筛除粒度不合格的生球。在此工序，粒度小于8mm和大于20mm的生球经过圆辊筛筛除，经过皮带返回到造球机继续造球；粒度在8mm-20mm之间的合格生球经过皮带运输到炉内焙烧。筛辊第20页/共38页

为了使球团矿具有良好的冶炼性能，必须进行焙烧。在焙烧过程中，根据生球生球焙烧是球团生产过程中最复杂的工艺技术工序，其最终决定球团矿的质量，同时在整个球团生产过程中又是能源消耗最大的工序。烧结厂球团焙烧是以高炉煤气为燃料的，按一定的工艺制度进行。就整个生产过程而言，分为五个阶段：干燥、预热、焙烧、均热和冷却。球团在焙烧过程中随温度的升降变化要经历一系列的物理化学变化。源源不断的生球从炉顶利用布料车入炉，自上而下运动，经过一系列的变化后焙烧成质量合格的球团矿，由电振给料机排到链板上。六、焙烧工序链板和成品筛分带冷机冷却

配料

烘干成品料仓

焙烧

生筛

造球第21页/共38页烘干床导风墙煤气助燃风大水梁冷风口齿辊混气室燃烧室链板电振给料机布料车生球六、焙烧工序干燥带预热带焙烧带均热带冷却带干燥脱水预热氧化高温固结固结充分稳定成矿第22页/共38页

焙烧后的球团矿由链板机运输到热振筛，经过3mm×5mm人字形筛孔的热振筛进行筛分，不合格粒度的球团矿筛下后由车辆运到烧结料场给烧结作业区使用，合格的球团矿经过溜槽到带冷机上进行冷却。七、链板和成品筛分链板和成品筛分带冷机冷却

配料

烘干成品料仓

焙烧

生筛

造球链板球团矿第23页/共38页八、带冷机冷却链板和成品筛分带冷机冷却

配料

烘干成品料仓

焙烧

生筛

造球

带冷机的作用就是冷却球团矿，使其能达到皮带能承受的温度。链板热筛带冷机放返矿口第24页/共38页链板和成品筛分带冷机冷却

配料

烘干成品料仓

焙烧

生筛

造球高架皮带成品仓放球口九、成品料仓第25页/共38页

第一节球团矿的有关知识

第二节唐山建龙竖炉工艺流程简介

第三节竖炉工艺事故种类及原因第26页/共38页

一、结块的原因

1、湿球下行

竖炉炉况不顺，排料过深或为了赶产量，致使大量未干燥的生球(湿球)到了预热带或焙烧带，受到料柱的挤压变形，粘结在一起；或者产生严重爆裂而形成大量粉末发生粘结；使磁铁矿未能氧化，到焙烧带发生再结晶或软熔形成大块。第三节竖炉工艺事故种类及原因第27页/共38页

2、焙烧温度过高

焙烧温度超过球团矿的软熔温度发生粘结而结块。

3、焙烧带出现还原性气氛

竖炉生产时，煤气未完全燃烧而进入焙烧带或停炉时因阀门不严，煤气窜进炉内燃烧等原因。使焙烧带出现还原性气氛，球团产生硅酸铁等低熔点化合物而造成炉内结块。第三节竖炉工艺事故种类及原因第28页/共38页

4、竖炉停、开过程中操作失误

炉内结块，经常发生在竖炉停、开炉过程中，停炉时没有及时切断煤气和冷却风，没有及时松动料柱。开炉时下料过慢或操作不当，使炉料在高温区停留时间过长而引起结块。

5、原料原因

例如配入大量消石灰，可产生低熔点化合物，降低球团软熔温度。或者配入大量高硫精矿及混入含碳物质的原料，使竖炉摄入过多的热量而产生结块。第三节竖炉工艺事故种类及原因第29页/共38页

二、塌料

竖炉由于排料不当或炉况不顺而引起的生球突然塌到烘床炉篦下称为塌料。

征兆：排料时间过长，而竖炉烘床不下料，必然引起塌料。

处理：

①减风减煤气或竖炉暂时放风；

②迅速用熟球补充，直加到烘床炉顶；

③然后加风加煤气转入正常操作。第三节竖炉工艺事故种类及原因第30页/共38页

三、管道

由于炉况不顺，而引起局部气流过分发展称为管道。

征兆：下料不顺、悬料或有大块形成。

处理：慢风或暂时放风，必要时可采取“坐料”操作(即突然放风大排料)，待管道破坏后，用熟球补充亏料部分，然后就可恢复正常风量，继续生产。第三节竖炉工艺事故种类及原因第31页/共38页

竖炉正常炉况的特征哪些？

在竖炉生产中，正常炉况是通过：

1）竖炉仪表数据反映；

2）成品球团检验结果；

3）操作经验、观察等三个方面判断的。第三节竖炉工艺事故种类及原因第32页/共38页

正常炉况的特征如下：

1、燃烧室压力稳定

在燃烧室废气量一定的情况下，燃烧室压力主要与竖炉产量和炉内料柱透气性有关。

在竖炉产量一定和料柱透气性良好时，燃烧室压力有一个适宜值，超过适宜值，被认为是燃烧室压力偏高。在产量过大和料柱透气性恶化时，燃烧室压力会急剧升高。

一般在8000～