1、年生产规模200万吨球团工艺有限责任公司球 团 工 艺2.1 工厂规模及工作制度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，作业率92%，采用三班连续工作制。球团厂主机规格为：链篦机：4.546m，有效面积：207 m2；回转窑：6.140m ，有效容积：963m3环冷机：22m，有效面积：150 m22.2 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2-12.2.2 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2-22.2.3
2、 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2-32-4。铁精矿主要性质% 表2-1TFeFeOSiO2CaOMgOH2O-0.074mm68.228.04.490.340.26-1090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/kg17%14000.5%80mm膨润土化学成份 表2-3种类FeOSiO2CaOAl2O3MgOSPNa2OK2O烧损膨润土-66.71.9812.22.040.170.012.152.15-膨润土主要理化指标 表2-42h吸水率胶质价ml/15g膨胀容ml/g水分%粒度500600556.3mm
3、)耐磨指数(-0.5mm)化学成分%TFeFeO250093%5%661.02.2.6 物料平衡物料平衡见表2-7 ,2-8。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241.294.0酸性球团矿24093.6膨润土3.61.4烧损机损及脱硫16.526.4烟煤4.321.7增氧7.42.9总计256.52100总计256.52100200万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20194.0酸性球团矿20093.5膨润土3.01.4烧损机损及脱硫13.86.5烟煤3
4、.61.7增氧6.22.9总计213.8100总计213.81002.3 工艺流程链篦机回转窑氧化球团工艺流程见流程图2-1。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2500mm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
5、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3.624m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700，出口废气温度120，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3 m3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
6、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800mm，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2500mm变频调速圆盘给料
7、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400mm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
8、量t/个矿槽个数总贮量t铁精矿2.2207455627243408膨润土0.820316223244.53(天)除尘灰1.720334513459.0382.3.5 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
9、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6m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-
10、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18
11、0-250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300-350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180-250，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200mm大块自动筛出，其余卸入环冷机。2.3.10 成品球团矿冷却系统从回转窑排出的球团矿温度约1250，FeO含量约6%，经过窑头罩固定筛，将200mm大块筛出后，通
12、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150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22m，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1100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750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100废气通过环冷机上烟囱排放，排放浓度100mg/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
13、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。150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
14、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 2-10种类TFeFeOSiO2CaOAl2O3MgOSPNa2OK2O烧损精矿粉68.228.04.4
15、90.340.160.260.046-膨润土-66.71.9812.22.040.170.012.152.15-铁精矿物理性能 2-11物理性能分子水毛细水成球性能指数鞍钢试样6.9219.70.546.9319.80.53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10.88.479.704.4027520.89.079.394.7730031.08.5512.154.7530041.07.5612.353.7525051.09.8811.566.8030061.28.9812.646.6727571.28.3612.684.9025081.29.4411
16、.287.8627591.28.4313.625.45250101.59.2712.2711.20225111.59.9212.1711.80225预热试验结果 2-13编号预热时间预热温度流量(流速)抗压强度1590018(1.0)340.82595027(1.5)447.2735100035(2.0)407.8741090027(1.5)607.7351095035(2.0)686.27610100018(1.0)476.0071590035(2.0)842.881595018(1.0)684.67915100027(1.5)920.87干燥试验结果 2-14编号预热时间预热温度流量(流速
17、)抗压强度1515014.16(0.5)上：8.25中：7.51下：3.572525028.16(1.0)上：6.51中：4.29下：0.243535035.00(1.24)上：3.35中：0.37下：041015028.26(1.0)上：5.48中：1.23下：051025035.00(1.24)上：0.39中：0下：061035014.16(0.5)上：6.83中：2.71下：071515035.00(1.24)上：0.35中：0下：081525014.16(0.5)上：5.36中：0.42下：091535028.26(1.0)上：0中：0下：0生球原始水分8.502.4.2 工艺参数确定
18、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2-152-17，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 2-15项目年产量万t/a总有效面积m2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m2时间min风温参数240207298.534.616.8940.53.32.50抽风干燥预热I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1358.54.74007501050回转窑主要工艺参数 2-16有效容积m3利用系数t/m3d焙烧
19、温度球在窑内停留时间min9637.441250-130025-35环冷机主要工艺参数 2-17一冷段二冷段三冷段四冷段总冷却时间min有效面积m2冷却时间min风温有效面积m2冷却时间min风温有效面积m2冷却时间min风温有效面积m2冷却时间min风温4614.5110030107504614.5350289.010048注：环冷机风温为上罩烟气温度。主要工艺风机参数表 2-18序号风机名称台数工作温度()静压(Pa)工况风量(m3/min)电动机功率(KW)1主抽风机1200-50001650022002回热风机2450-500055009003鼓风干燥风机125030007000500
20、4环冷鼓风机1常温600045005505环冷鼓风机2常温500040004506环冷鼓风机1常温45002500300关于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
21、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
