低品位鐵精粉的豎爐球團焙燒技術(shù)應(yīng)用

【摘要】本文介紹昆明某公司豎爐球團工程設(shè)計中，針對原料性質(zhì)及建設(shè)場地，對豎爐熱固化焙燒生產(chǎn)技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用及創(chuàng)新改進設(shè)計。

【關(guān)鍵詞】豎爐熱固化焙燒；潤磨均粒；滴水成球；中國豎爐

1、引言

云南境內(nèi)中、小型磁鐵礦礦點分散，單點蘊藏量小。其產(chǎn)出的鐵精粉品位低、成分復(fù)雜、各元素含量波動大、粒度小。

煉鐵原料的低品位化影響逐年擴大，鋼鐵行業(yè)正改進生產(chǎn)技術(shù)。豎爐熱固化焙燒技術(shù)采用潤磨工序調(diào)整原料粒度，豎爐內(nèi)部加入導(dǎo)風(fēng)墻改善爐膛熱量分布不均缺陷。其技術(shù)成熟，流程合理、簡捷，建設(shè)投資小?？筛鶕?jù)建設(shè)環(huán)境、地點、原料的改變而改變。能拉通企業(yè)探、采、選、預(yù)處理、冶、深加工系列生產(chǎn)線。

2、工藝及技術(shù)流程

2.1工藝流程簡介

設(shè)計流程如下：來自選礦廠的釩鈦磁鐵礦粉，TFe>60，粒度200目以下的達到90%，含水量7.5%-10.5%。黏結(jié)劑膨潤土，要求蒙脫石（Al（SiO2·O10）（OH）2·nH2O）含量>60%，粒度小于0.074mm粒級的>98%，水分<10%，用量2%-5%。二者分別存放配料倉中，經(jīng)圓盤給料機下料至皮帶秤，稱重配料后輸送到順流式圓筒烘干機進口。進口處設(shè)置煤氣燃燒室，來自二段式煤氣發(fā)生站的加壓煤氣與空氣均勻混合燃燒，將混合原料烘干至含水7%。烘干與潤磨之間設(shè)置短接皮帶，視原料粒度確定是否啟用潤磨機。造球適宜料直接輸送至造球中間倉，不符合者先潤磨均粒后再送至造球中間倉?；旌细稍锪嫌缮狭掀椭猎烨虮P受料點，干燥料沿著滴水成球、霧水長大和緊密固實的原則進行。生球跌落后進入輥式篩分機，>20mm的不合格品經(jīng)齒輥破碎后，與<6mm者一齊返回潤磨機。合格品運送至豎爐頂部布料小車，由小車將其布入豎爐干燥帶，因自重及豎爐底部振動給料，加入的生球均勻下降，逐步進入干燥、預(yù)熱、焙燒、冷卻帶。期間，助燃風(fēng)機及冷卻風(fēng)機提供燃燒所需氧氣及冷卻風(fēng)，爐頂煙氣經(jīng)靜電除塵器后排入脫硫系統(tǒng)，最終達到國家排放標(biāo)準由煙囪排出。

2.2主要生產(chǎn)工序

配料、烘干、潤磨、造球、圓輥篩分、豎爐焙燒、帶式冷卻、成品篩分、成品堆存。

2.3主要設(shè)備設(shè)施

烘干機、潤磨機、圓盤造球機、輥式篩分機、10m2矩形豎爐、振動給料機、帶式冷卻機、熱振篩、帶式輸送機、煤氣發(fā)生站、靜電除塵器、風(fēng)機、變配電室、軟水系統(tǒng)、水處理系統(tǒng)。

2.4豎爐

矩形豎爐主要有6m2、8m2、10m2、12m2、14m2、16m2六種，其中8～14m2居多，平均產(chǎn)量30～50×104t/a。豎爐改進后形成更實用的中國豎爐。主要構(gòu)造為：煙罩、爐體鋼結(jié)構(gòu)、爐體砌磚、導(dǎo)風(fēng)墻、干燥床、卸料排礦系統(tǒng)、供風(fēng)和煤氣管道等。主要特點有：

1）直線布料

架設(shè)在豎爐屋脊形干燥床頂部的布料車行走路線與布料路線平行。此裝置提高設(shè)備作業(yè)率，縮短布料時間。

2）豎爐干燥采用屋脊形干燥床

干燥床干燥生球，提高干球質(zhì)量，防止?jié)袂蛉霠t產(chǎn)生變形及粘結(jié)現(xiàn)象，改善爐內(nèi)料層透氣性，使?fàn)t料順行通暢。擴大干燥面積，實現(xiàn)薄層干燥，使熱氣體均勻穿透生球料層，大大改善熱交換條件，使?fàn)t口溫度從500～750℃降低到200℃以下，熱利用率提高，降低布料機皮帶燒損率。干燥床將干燥工藝段與預(yù)熱工藝段顯著分開，穩(wěn)定豎爐操作。

3）加裝導(dǎo)風(fēng)墻

爐內(nèi)設(shè)置導(dǎo)風(fēng)墻改善爐子截面溫度分布不均性，提高球團質(zhì)量。大部分冷風(fēng)從導(dǎo)風(fēng)墻導(dǎo)出，導(dǎo)風(fēng)墻外只走少量冷卻風(fēng)，此即減少了經(jīng)過火道的冷卻風(fēng)流量，使燃燒室壓力降低到10000Pa左右，比國外同型豎爐低30～60%。燃燒室吹出的熱氣流量增加，分布均勻，有利于提高其對料柱的穿透能力，使焙燒帶到導(dǎo)風(fēng)墻下沿出現(xiàn)一個高溫恒溫區(qū)（1160～1230℃），因此均熱帶顯著、穩(wěn)定，利于球團中的Fe2O3充分再結(jié)晶，使成品球團礦的強度進一步提高。導(dǎo)風(fēng)墻使助燃風(fēng)在冷卻帶整個截面分布均勻并且降低風(fēng)機壓力，提高鼓入冷風(fēng)量，產(chǎn)生“低壓焙燒豎爐”，降低風(fēng)機能耗，比國外同類型豎爐降低電耗50%以上。中國豎爐結(jié)構(gòu)簡單、投資省、能耗低、環(huán)境友好、維修費用低、工藝成熟可靠、工人技術(shù)培訓(xùn)方便。成品質(zhì)量指標(biāo)：抗壓強度≥2000N/個球，轉(zhuǎn)鼓≥90%，F(xiàn)eO≤1.0%。

3、項目設(shè)計技改、創(chuàng)新內(nèi)容

3.1原料

設(shè)計考慮項目建設(shè)地周圍原料存在如下特點：1）釩鈦磁鐵精礦粉；2）礦藏單點蘊藏量較?。?）長期供應(yīng)量尚穩(wěn)定；4）礦點多、來源廣、品位低，波動大。針對上述特點，設(shè)計考察選擇采用矩形豎爐熱固化焙燒技術(shù)處理鐵粉。

3.2工序

設(shè)計流程中，潤磨工序可短接，用于處理粒度不均，不符合造球要求的原料，輥式篩分后的不合格生球返回潤磨工序。本工序一來確?；旌戏哿线_到造球要求，將磨礦和混勻工序結(jié)合，節(jié)能降耗，使生產(chǎn)流程簡捷；二來針對不需要潤磨的混合料能直接進入造球工序，控制生產(chǎn)能耗，節(jié)約企業(yè)運行成本，以合理的工藝配置達到節(jié)能降耗的目的。帶式冷卻機直接接入豎爐排料口，節(jié)省占地，節(jié)約投資。

3.3總圖布置

總圖布置中，充分利用坡地高差，減緩帶式輸送機送料角度，減短輸送機輸送長度。節(jié)約投資、降低電耗、緊湊場地。

3.4燃料

在天然氣缺乏的云南地區(qū)，采取二段式煤氣發(fā)生爐為項目主要供熱源。

3.5節(jié)能環(huán)保

除塵灰返回配料回用，提高了原料回收利用率，將資源在企業(yè)內(nèi)部循環(huán)起來，降低制造成本。

3.6安全生產(chǎn)

煤氣管設(shè)計采取安全的、合理的布管方式，設(shè)置安全閥、放散閥、煤氣水封、減壓閥，各關(guān)鍵點設(shè)置壓力表、流量表等。

3.7經(jīng)濟、社會效益

本項目為昆明市引進的第一家豎爐球團項目。項目整合周邊小型礦山精礦原料。為企業(yè)帶來經(jīng)濟效益，亦為冶煉企業(yè)提供多種的原料選擇對象。企業(yè)聯(lián)合研究、設(shè)計單位在項目設(shè)計中加入技改內(nèi)容，為球團工業(yè)、冶煉行業(yè)提供了新的技術(shù)參考路線。

4、結(jié)語

本工程設(shè)計根據(jù)企業(yè)所在地周邊釩鈦磁鐵礦的性質(zhì)及分布特點，確認選擇豎爐焙燒法生產(chǎn)球團礦，供應(yīng)周邊鋼鐵企業(yè)。引進此技術(shù)旨在補充昆明市周邊鋼鐵企業(yè)煉鐵原料種類缺口，應(yīng)對鐵精礦低品位化、復(fù)雜化的趨勢。豎爐焙燒生產(chǎn)球團礦技術(shù)適合中、小型企業(yè)，投資適中，非常適和處理復(fù)雜低品位磁鐵礦，對于礦藏分散、量小的礦點，亦是第一選擇。

參考文獻

[1]張一敏.球團理論與工藝[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1997.

[2]球團礦生產(chǎn)知識問答[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2005.

[3]張一敏.球團礦生產(chǎn)技術(shù)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2005

作者簡介

羅鷗（1986.02- ）：女，漢族，云南昆明人，大學(xué)本科學(xué)歷，昆明冶金研究院，助理工程師，主要從事冶煉環(huán)保設(shè)計工作。