年产200万吨球团工艺.docx

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年产200万吨球团工艺

年生产规模200万吨球团工艺

xxxxxx有限责任公司

球团工艺

2.1工厂规模及工作制度

作业率92%，采用三班连续工作制。

新建球团厂年生产规模为200万吨，设计能力按240万吨/年考虑。

主机工作335天，即8040小时，

球团厂主机规格为：

207m2；963m3

150m2

链篦机：

①4.5X46m，有效面积：

回转窑：

①6.1X40m，有效容积：

环冷机：

①22m，有效面积：

2.2原料、产品及物料平衡

2.2.1含铁原料

含铁原料采用弓矿公司选矿厂一选车间生产的铁精矿，其性质见表2-1

2.2.2燃料

燃料为高热值烟煤。

链篦机一回转窑球团对煤质有一定要求。

根据国内外生产实践，确定煤种主要技术指标如表2-2

2.2.3膨润土

为改善生球性能，提高生球强度，球团原料中加入一定比例的膨润土，其主要理化指标见表2-3~2-4。

TFe

1FeO

Si02

CaO

MgO

H2O

-0.074mm

68.2

128.0

4.49

0.34

0.26

-10

>90

铁精矿主要性质%

表2-1

烟煤主要技术指标表2-2

发热值

挥发份

灰份

灰熔点

含硫量

粒度

>29MJ/kg

>17%

<14%

>1400C

<0.5%

<80mm

膨润土化学成份表2-3

种类

FeO

SiO2

CaO

AI2O3

MgO

S

P

Na2O

K2O

烧损

膨润土

-

66.7

1.98

12.2

2.04

0.17

0.01

2.15

2.15

-

膨润土主要理化指标表2-4

2h

吸水率

胶质价

ml/15g

膨胀容

ml/g

水分

%

粒度

>500

>600

>55

<12

>90

2.2.4原、燃料及膨润土消耗量

球团厂铁精矿、烟煤、膨润土消耗量表2-5。

铁精矿、烟煤、膨润土消耗量（干量）表2-5

物料名称

年耗量（万t/a）

日耗量（t/d）

240万t/a

200万t/a

240万t/a

200万t/a

铁精矿

241.2

201

7309

6091

烟煤

4.32

3.6

131

109

膨润土

3.6

3.0

109

91

2.2.5成品

产品为酸性氧化球团矿，粒度9—16mm。

其主要性能指标见表2-6o

球团矿综合指标表2-6

抗压强度

（N）

转鼓强度

（>6.3mm）

耐磨指数

（-0.5mm）

化学成分%

TFe

FeO

>2500

>93%

<5%

>66

<1.0

2.2.6物料平衡

物料平衡见表2-7,2-80

240万t/a规模物料平衡表（干重）表2-7

输入

输出

物料名称

万t/a

比例%

物料名称

万t/a

比例%

铁精矿

241.2

94.0

酸性球团矿

240

93.6

膨润土

3.6

1.4

烧损机损及

脱硫

16.52

6.4

烟煤

4.32

1.7

增氧

7.4

2.9

总计

256.52

100

总计

256.52

100

200万t/a规模物料平衡表（干重）表2-8

输入

输出

物料名称

万t/a

比例%

物料名称

万t/a

比例%

铁精矿

201

94.0

酸性球团矿

200

93.5

膨润土

3.0

1.4

烧损机损及脱硫

13.8

6.5

烟煤

3.6

1.7

增氧

6.2

2.9

总计

213.8

100

总计

213.8

100

2.3工艺流程

链篦机一回转窑氧化球团工艺流程见流程图2-10

设备联接系统图见附图。

2.3.1精矿接受与干燥

球团厂内不新建精矿仓库，利用选矿厂一选车间精矿仓库做局部改造。

设计6个精矿槽，利用原有4台15t抓斗桥式起重机向精矿槽装料。

抓斗3台工作，1台备用，可以满足生产。

精矿槽下设①2500mm圆盘给料机，铁精矿经过圆盘给料机及胶带机运输系统运往配料室。

精矿进厂水分为10%左右，不能满

足造球对精矿水分的要求，设计采用圆筒干燥机将精矿中部分水分脱除。

因此部分精矿从配料室运出进干燥机室经过干燥后返回配料室，与不干燥的精矿一起参加配料。

干燥矿比例可根据精矿水分及操作实践确定，设计按50%考虑，

通过干燥后混合料水分控制在8.0%左右，故选用一台规格为①3.6X24m的干燥机，可满足生产要求。

当精矿水分能够满足造球要求不需要干燥时，干燥系统可随时在系统中切断而对生产系统无影响。

精矿干燥热风炉以粉煤为燃料，进口烟气温度700r，出口废气温度120C，从干燥机排出的废气经除尘净化后排

放。

2.3.2膨润土接受与贮存

膨润土采用袋装入厂，厂内按10天贮存，占地约220m2，人工拆袋卸至矿仓。

设2个40m3卸矿仓，仓下分别配一个3m3仓式泵，风力输送到配料室膨润土矿槽内。

同时考虑膨润土改用汽车罐车输送的可能。

配料室膨润土矿槽贮存时间为3天。

（膨润土吸湿性很强，不宜贮存时间太长）。

2.3.3烟煤的接收、贮存与煤粉制备

烟煤采用火车运输入厂，人工卸至贮煤场。

煤场贮存时间为1.5月。

烟煤入厂粒度为80—0mm，入窑前首先将其粗破碎至25mm以下，然后经过煤粉制备系统将其磨至-200目＞80%，再由喷煤系统将煤粉喷入窑内。

煤粉制备和输送属爆炸危险环境，设计严格按有关规范进行以保安全。

2.3.4配料系统

配料室采用单系列配置，设9个精矿仓（其中6个配料仓、3个湿精矿仓为精矿干燥用）、2个膨润土仓和1个除尘灰仓。

铁精矿从精矿仓库由胶带机运至配料室上部，经P2移动可逆胶带机分送至P11-P61精矿仓，共计6个精矿配料仓，仓下设①2500mm变频调速圆盘给料机及B=1000mm皮带秤，以实现配料自动化。

膨润土采用气力输送方式分送至2个膨润土仓。

仓下设①400mm高速速螺旋给料机与B=650mm皮带秤，膨润土配加量为15kg/t球，根据生产要求可调节膨润土配加量。

仓顶设压力式仓顶布袋除尘器。

生产过程中产生的除尘灰经集中后气力输送至配料室除尘灰矿仓，除尘灰的配料设备与膨润土相同。

上述物料定量给到H1胶带机运至混合室。

配料室内所有矿仓均有上下料位显示，高低料位报警。

矿仓设有振动装置。

设计预留了2个生石灰、1个镁粉备用仓的空间位置。

配料室各种物料矿仓贮存时间见表2-9。

各种物料矿仓贮存时间表2-9

堆比重

t/m3

矿槽

物料量

t/h

贮存时间

h

有效容积

m3/个

贮量

t/个

矿槽个数

总贮量

t

铁精矿

2.2

207

455

6

2724

340

8

膨润土

0.8

203

162

2

324

4.5

3（天）

除尘灰

1.7

203

345

1

345

9.0

38

235混合系统

混合工艺采用一台德国爱立许生产的立式混合机。

其原理是靠设备部件相向运动使物料也相向运动而互相穿插渗透，达到混匀目的。

据介绍可以省电20%；减少粘结剂用量：

增强生球强度，减少返球量：

提高物料的均匀度，减少设备维护成本。

瑞典LKAB球团厂新厂使用，效果不错。

该设备不能国产化，需整机引进和购买备件。

设计采用一台D29型立式混合机，处理物料能力为500t/h。

混合后的物料用胶带运输机运至造球室。

2.3.6造球系统

造球是球团工艺中一个十分重要的环节，生球质量好坏直接影响球团焙烧工艺正常进行和成品球质量，设计中充分考虑了影响造球的诸多因素，如给料量、加水方式、自动控制水平等，并对造球设备进一步优化。

造球室设置9台①6m圆盘造球机，八用一备，并留有建第十台造球机位置。

经混合后的混合料用胶带机运至造球室混合料仓，混合料仓均有上下料位显示，仓下设备采用调速圆盘给料机+皮带秤，造球机的给料量可按设定值自动控制。

每个造球机进料溜槽配有疏料器，将压实的混合料疏料后再布料。

造球机转速可调，倾角可调。

在造球过程中添加0.5-1.0%的水，以使混合料水分为造球最佳值。

实践证明造球过程中加适量的水利于成球。

每台造球机对应一台辊式筛分机，筛出-9mm及+16mm不合格生球，经生球粉碎机粉碎后返回重新造球。

2.3.7布料系统

造球机产出的生球经辊式筛分机筛除-9mm及+16mm粒级后，由B=1400mm摆动胶带机布到B=4500mm宽胶带机上，再由宽胶带机布到辊式筛分布料机上，筛出-5mm粒级后均匀布到链篦机篦床上。

链篦机受料端篦板上方设有自动测料位装置，通过自动调节链篦机运行速度来保证链篦机规定料厚。

不合格小球运到造球系统的返料胶带机上，再经生球粉碎机粉碎后返回造球。

2.3.8生球干燥与预热系统

生球干燥与预热在链篦机上完成。

生球料层厚度约220mm,干燥预热分为

鼓风干燥段、抽风干燥段、预热段。

（1）鼓风干燥

生球在鼓风干燥段内用180-250r回收热废气进行干燥，去除生球附着水以避免篦床下部生球过湿。

加收热废气温度在300-350r之间，通过风机和管路系统由环冷机三冷段送往鼓风干燥段。

在管道上设冷风阀，兑入冷风，以使鼓风温度控制在180-250r，热风流由风机入口导板控制，以保护链篦机风箱恒压。

鼓风干燥段设3个风箱，每个风箱长3m,总长9m。

鼓风干燥时间约3min。

生球的湿料层起着烟尘过滤作用，从料层出来带有水分的热废气，通过链篦机上部烟囱向大气，排出废气含尘<80mg/m3。

（2）抽风干燥

在抽风干燥段，来自预热II段下部回热风机近400r回收热废气从料层上方往下抽风，使生球脱水、干燥，并可以承受预热I段700r以上温度。

设有一台主抽风机从风箱将废气抽走，通过主电除尘器排入大气，抽风干燥段长13m，5个风箱，抽风干燥时间约5min。

（3）预热I段

在预热I段700C以上热气流通过料层使生球继续干燥，并开始氧化，以保

证球团在预热II段可以承受1000C以上高温。

预热I段主要热源为来自环冷机二冷段热废气，并补充部分来自预热II段

1050C热气流，这股热气流通过预热I段与预热II段烟罩间隔墙孔导入。

来自环冷机二冷段热废气通过管路直接进入预热I段烟罩。

预热I段热废气通过风箱两侧汇集总管与抽风干燥段热废气一起，通过主电除尘器、主抽风机和烟囱排放。

⑷预热II段

在预热II段，球团进行氧化、分解和加热，并完成部分固结硬化，使球团有一定强度，能经由链篦机落到回转窑时的冲击，在回转窑运动过程中不致破碎。

其热源来自窑尾约1100C热气流。

750C

II段两台便于检修。

链篦机篦床上最下层球团在离开链篦机进入回转窑时的温度控制在左右，以使链篦机篦板不致承受过高温度而损坏。

链篦机厂房周围空间紧凑，为留出安全通道和检修空间，将预热多管除尘器放在链篦机厂房9.5m平台下,9.5m平台部分做活盖板，

在预热II段烟罩顶部设放散烟囱和放散阀，作为烘炉和故障操作用。

预热段总长24m,共8个风箱，总预热时间8.8min/

生球在链篦机上干燥、预热共16.8min。

预热后球团矿获得足够强度，经铲料板、溜槽进入回转窑。

⑸主抽风系统

来自链篦机预热I段和抽风干燥段风箱热废气，汇集后，经主电除尘器、主抽风机、烟道通过烟囱外排。

电除尘器为220m2，三电场，烟气流速为1.25m/S电除尘器设温度，压力，流量检测。

除尘器下灰尘由GX400螺旋输送机输送到链篦机9.5m平台下设置的贮灰仓里，再用仓式泵气力输送到配料室除尘灰矿仓里。

主抽风机正常风量为99X104m3/h，负压5Kpa，通过电除尘器，主抽风机和烟囱排出的废烟气，含尘W80mg/m3,烟囱高度120m，烟囱上口流速19.8m/s。

（6）返料系统

链篦机鼓风干燥段与抽风干燥段散料通过散料胶带机运至链篦机尾部散料斗里，由于这部分散料量很少，设计考虑用散料小车定期运出，运至选矿厂磨矿车间处理。

链篦机灰箱排出的灰尘通过胶带机及灰溜槽排至主电除尘器的输灰系统里。

链篦机预热段散料要用拉链机运输，与链篦机头部及回转窑窑尾散料一起通过溜槽进入斗式提升机，再返回回转窑。

239氧化焙烧系统

球团矿焙烧、固结在回转窑中完成。

链篦机预热后的球通过铲料板和溜槽卸至回转窑尾，窑头装有专门设计的双调节伸缩式喷煤管，通过煤管伸缩和一次风量变化控制煤粉燃烧和火燃形状。

同时将环冷机一冷段近1100C热废气引

入窑头罩，作为补充二次风。

球团在窑内主要受热辐射作用，边翻滚边焙烧，从而得均匀焙烧。

球团焙烧温度1250-1300C，球团矿在回转窑中停留时间约

30min。

窑头和窑尾罩采用新型密封装置，并设结构冷却风机。

焙烧好的球团通过回转窑窑头罩内溜槽和固定筛卸到环冷机受料斗内。

在高温状态下，少量碎球和煤灰结成块状，俗称“结圈”，偶尔脱落混入球团矿由窑头排出。

窑头固定筛将＞200mm大块自动筛出，其余卸入环冷机。

2310成品球团矿冷却系统

从回转窑排出的球团矿温度约1250C,FeO含量约6%,经过窑头罩固定筛，将＞200mm大块筛出后，通过环冷机受料斗均匀布在台车上，料层厚度为800mm。

球团矿在环冷机内不仅被冷却到150C以下，还被进一步氧化，使FeO含量降至1%以下。

环冷机有效冷却面积为150m2，中径①22m，台车宽2.5m,正常冷却时间48min。

设4台鼓风冷却风机和2台结构冷却风机。

环冷机炉罩分四段，一冷段近1100C热气流通过受料斗上部窑头罩和平行管道直接入窑作二次风，提高窑内气氛温度。

二冷段近750C热气流通过热风

管直接引入链篦机预热I段作为补充热源。

四冷段约100C废气通过环冷机上烟囱排放，排放浓度v100mg/m3。

环冷机鼓风机通过风门自动调节冷却风量，控制回热风温度。

这样，用于冷却球团的气流所产生的热量绝大部分都被利用到球团生产工艺中。

环冷机卸料斗设料位传感器，排料用电液动扇形阀控制，均匀排料。

v150°C球团矿通过卸料斗卸到胶带机上运出。

2.3.11成品球团矿贮存与输出系统

成品球团矿冷却后，由胶带机运输至成品装车矿槽。

NO.9转运站在铁路线

上,火车头可从下部通过。

C1胶带机上重型卸料车将成品球团矿分卸至8个成

品矿槽内。

成品装车矿槽贮存能力为9000吨，矿槽下设电动闸门，可保证4节车皮同时卸料，使成品球团矿及时运出。

同时，设计了一个贮存能力为6万吨

成品球团矿堆场，当火车运输受到影响时，成品球团矿可直接运到堆场堆存，并采用胶带机进行回装。

2.4主要工艺参数研究与确定

2.4.1试验简述

鞍钢炼铁厂试验室与鞍山冶金院研究所曾分别对用弓长岭磁铁精矿生产球团矿进行可行性研究试验。

试验结果表明，用弓长岭磁铁精矿生产氧化球团矿无论采用带式焙烧机工艺还是链篦机一回转窑工艺，在技术上都是可行的，均可生产出满足高炉冶炼要求的合格球团矿。

2001年,弓矿公司为“提Fe降Si”，改进了选矿工艺，达到预期效果，命名铁精矿各项指标均有所改善。

在此基础上鞍山冶金院研究所为配合球团厂设计，又做了进一步试验，并得出初步试验结果。

目前北京科技大学的试验正在进行中，还没有得出最终结果，初步试验数据见表2-10-2-14。

原料化学成分

物理性能

分子水

毛细水

成球性能指数

鞍钢试样

6.92

19.7

0.54

6.93

19.8

0.53

铁精矿物理性能

2-11

造球试验结果

2-12

编号

膨润土配比

生球水分

生球抗压强度

生球落下强度

生球爆裂温度

1

0.8

8.47

9.70

4.40

275

2

0.8

9.07

9.39

4.77

300

3

1.0

8.55

12.15

4.75

300

4

1.0

7.56

12.35

3.75

250

5

1.0

9.88

11.56

6.80

300

6

1.2

8.98

12.64

6.67

275

7

1.2

8.36

12.68

4.90

250

8

1.2

9.44

11.28

7.86

275

9

1.2

8.43

13.62

5.45

250

10

1.5

9.27

12.27

11.20

225

11

1.5

9.92

12.17

11.80

225

预热试验结果

编号

预热时间

预热温度C

流量（流速）

抗压强度

1

5

150

14.16（0.5）

上

8.25

中

7.51

下

3.57

2

5

250

28.16（1.0）

上

6.51

中

4.29

下

0.24

3

5

350

35.00（1.24）

上

3.35

中

0.37

下

0

4

10

150

28.26（1.0）

上

5.48

中

1.23

下

0

5

10

250

35.00（1.24）

上

0.39

中

0

下

0

编号

预热时间

预热温度C

流量（流速）

抗压强度

6

10

350

14.16（0.5）

上

6.83

中

2.71

下

0

7

15

150

35.00（1.24）

上

0.35

中

0

下

0

8

15

250

14.16（0.5）

上

5.36

中

0.42

下

0

9

15

350

28.26（1.0）

上

0

中

0

下

0

有效容积m3

利用系数t/m3d

焙烧温度C

球在窑内停留时间min

963

7.44

1250-1300

25-35

2-16

生球原始水分8.50

项目

年产

量

万t/a

总有效面积

2

m

台时产量t/h

利用系数t/m2/d

生球停留时间

min

鼓风干燥

长度

m

面积

2m

时间

min

风温

参数

240

207

298.5

34.6

16.8

9

40.5

3.3

2.50

2-15

2.4.2工艺参数确定

根据初步试验分析，并参照其它试验及国内外同类型球团厂生产实例，经过计算，确定链篦机、回转窑、环冷机合理工艺参数见2-15~2-17，并以此确定

主要工艺风机能力及参数见表2-18。

链篦机主要工艺参数

抽风干燥

预热1段

预热II段

长度

m

面积

m2

时间

min

风温

长度

m

面积

m2

时间

min

风温

长度

m

面积

m2

时间

min

风温

13

58.5

4.7

400

750

1

1050

回转窑主要工艺参数

一冷段

二冷段

三冷段

四冷段

1总

2m

冷却时间min

风温

2m

冷却时间min

风温

2m

冷却时间min

风温

2m

冷却时间min

风温

冷却时间min

46

14.5

1100

30

10

750

46

14.5

350

28

9.0

100

48

环冷机主要工艺参数

2-17

注：

环冷机风温为上罩烟气温度。

序号

风机名称

台数

工作温度

「C）

静压

（Pa）

工况风量

（m3/min）

电动机功率

（KW）

1

主抽风机

1

200

-5000

16500

2200

2

回热风机

2

450

-5000

5500

900

3

鼓风干燥风机

1

250

3000

7000

500

4

环冷鼓风机

1

常温

6000

4500

550

5

环冷鼓风机

2

常温

5000

4000

450

6

环冷鼓风机

1

常温

4500

2500

300

主要工艺风机参数表

2-18

关于XXX工程的几点建议

链篦机：

链篦机的长度应该适当加长。

根据我们的生产经验，链篦机的长度适当加长对生产操作是有很大好处的，特别是在温度波动时，工艺调整手段比较灵活，可以采用调整机速和料层厚度的方法保证产量。

长沙院确定的链篦机长度

30m+3m，料层厚度200-220mm,在一切参数都理想的前提下，基本上可以满足产量要求，但是在生球水分、粒度、链篦机烟罩温度以及加热、主引风的风量、温度等参数发生波动时就要进行调整，如果链篦机的长度没有富裕，为保证干球的焙烧强度，就要降低机速，因此会影响产量。

如果链篦机的长度有富裕，就可以采用减薄料层、增加机速的手段进行调整，可以满足产量要求。

在这方面，我们摸索、试验了十几年，吃了一些苦头，有教训，也积累了一些经验。

因此，建议将链篦机在33m的基础上，再增加至少3m，39-40m比较理想。

长沙院进行过链篦机一回转窑的设计（喀左、密云），但都是生产金属化球团（直接还原铁）的，进行氧化球团的设计，在武钢是第一次。

从稳妥、可靠的前提出发，确保达到预期的目的，增加链篦机长度是有必要的。

关于增加一个风箱（3m）会增加80万元投资的说法不太切合实际，建议进行一下详细的测算。

关于链篦机运行链的节距，建议还是增加一些为好。

增加运行链的节距，一是可以相应增加链篦机的有效通风面积，二是可以减少零部件的数量。

但增加节距对于长沙院来讲，需要做很多工作（改图），工作量比较大，不知道他们能否接受。

回转窑：

回转窑的工艺参数选择，也许会达到年产120万吨的能力。

但根据我们的经验，我们认为短了一些，即使用长沙院给我们一系列改造做的设计咨询中的方法计算，也还是短。

武钢高炉要求氧化球团抗压2500N，焙烧温度要比我们

的高，焙烧时间要比我们的长。

如果一切参数都理想，也许能达到质量要求和设计能力，但一有波动（主要是温度），就不可能同时保证捏和产量，必须舍弃其中之一，这种结果是不理想的，但波动是必然的，是不可避免的。

因此，建

议将回转窑的长度适当增加。

回转窑筒体厚度，我们也比较担心。

从机械强度考虑，也许不会有太大的问题，但从窑衬寿命考虑，筒体太薄会造成椭圆度超标，窑衬反复受交变应力影响，容易造成早期脱落。

这种结果是不理想的，这个缺陷也是将来不可弥补的。

由于窑体的温度比较高，现在还没有一种适用的涂料进行窑体的防护。

武汉处于多雨地区，夏天突降暴雨的几率较多，经历一场暴雨，窑体就会氧化一层（生锈），虽然每次氧化的量很少，但积少成多，时间长了也