1前言

    球团竖炉南圆形发展到矩形，特别是我同老一代竖炉专家所发明的导风墙与烘干床配合，使矩形竖炉性能产生了革命性飞跃，使我国竖炉技术跃居世界前列。唐山今实达科贸有限公司在继承老一代竖炉技术的基础上开发了两种TCS竖炉专利技术，本文仅就最新一种多膛网环形TCS竖炉的结构及生产做一初步总结。

2  多膛圆环形TCS竖炉炉型及工艺特点

2．1工艺流程

  工艺流程如图l所示。

2．2多膛圆环形TCS竖炉特点

    多膛圆环形TCS竖炉特点见图2和图3。

  1)气动布料器结构简单，性能可靠，寿命长。

    2)双层烘干床，烘干面积比矩形SP竖炉大一倍以上，可以实现变温变向慢速干燥，可大大减少生球爆裂，并目．烘干床具有同定筛和气筛双重筛分功能，可大大减少焙烧带的球团含粉率，从而改善了料柱透气性，使气流分布进一步改善。

    3)各砌体为环形，不易扭曲和倒塌。

    4)自立式炉体，总高度比矩形SP竖炉降低1／3，再结合新型料场配料技术，总占地面积减少将近一半，并可根据厂区地形灵活布置。

    5)径向沿圆周分布的下燃烧室位于冷却带上部，为加人燃烧空容积凸出到炉壳外一部分，开发成功了利用高温含尘热风做助燃风的新技术，直接利用400℃以上的含尘高温冷却风做助燃风；从而大大节省煤气，并使氧化气氛得以大幅度提高，进一步控制并有效地利用了Fe₃0₄氧化热，使Fe₃0₄放热量在总能量平衡中所占比例比矩形SP竖炉的43％～47％提高1 0个百分点以上。煤气的能量已降为辅助地位，全炉总废气量也得到大幅度下降，从而更有利于除尘环保，并降低了总投资。

    6)每两个相邻下燃烧室上部有一个上燃烧室(南于燃烧量很小，燃烧室容积不需加大)，同时兼起导风墙的作用，此处的助燃风温度高达800～l 000℃，因此只需少量煤气辅助燃烧。

    7)导风墙设于焙烧室内侧，以便将多余热冷却风导至焙烧带、卜部的预热带中，从而增加了预热带的气流，并使其温度稳定在1 050℃以下，防止了结瘤，增加了燃烧室气流的穿透深度。

    8)炉内冷却能力强，排料温度可降至300℃以下，炉体可直接打水降温而不损失球团冶金性能，无需装备重型机械运料和冷却设备。扬尘点少，环保易达标。

    9)总投资比同规模矩形sP竖炉可节省三分之一以上，还可以充分利用原有土烧设备和地形，使投资进一步降低。由于采用上述新技术，大大节省了煤气，有利于使用发生炉等高成本煤气，并使竖炉总废气量也同步降低，因而能耗降低，并且设备维修费和折旧费都较低，所以在同等条件下，TCS竖炉球团加工成本可降低1 0～25元／t。

3  多膛圆环形TCS竖炉生产实践

    第一台试验犁6 m2多膛网环形TCS竖炉，于2003年5月4日在河北东lIl冶金工业有限公司建成投产，施工期5个半月，总投资1 480万元。经过两年多的生产运行，积累了大量的生产和操作经验。

3．1生产中所遇问题及对策

3．1．1耐火砖质量问题

    该试验炉施工时即发现耐火砖质量太差，虽然后期更换了三分之一的砖量，但仍有大量不合格砖和耐火混凝土用到了炉子上。刚投产两个月进炉检查，就出现了大量龟裂和破损，被迫修补，勉强维持了一年的生产，就得进行换砖中修(停产25天)。

3．1．2结瘤问题

    该试验炉所用原料为当地民采小矿点碱性粗精粉，原料供应很不稳定，自然碱度波动在0．3 5～0．6，粒度一200目波动在38％～55％，膨润土配比波动在2％～4．2％。经实验室测定，该精粉开始产生大量液相并粘结的温度为1 020～1 050℃，极易产生结瘤问题，对正常生产威胁巨大。

    对此我们采取了如下措施：

    1)将下燃烧室温度南960～1 020℃降至910～950℃，并严格控制上燃烧室助燃风温度不超过1 030℃，成品球转鼓指数由月平均9 l％～92％降至088％～90％。

  2)在炉温较高时，配入较多熟球(总产量的8％～15％)，由于熟球有20～60℃的温度，且在炉内不再有氧化放热现象，这样既减轻了干燥床上的生球过湿和粘结问题，又稳定了焙烧带的料层温度，并增加了炉料运行速度，松动活跃了料层。

    3)利用换砖中修的机会，将焙烧带喉口宽度南原来680 mm加宽到820 mm，从而减少焙烧带的气流速度和温度，并增加了抵抗粘结块卡料的能力。

  4)增加探瘤孔及ø377 mm快速封闭阀，人员不进炉即可处理炉内粘结，使结瘤处理时间降为3～8 h。

    采取以上措施后，基本避免了结瘤对生产的威胁。为保证球团转鼓在88％以上，炉温仍控制在有小量轻微粘结块下生产。

3．1．3水冷系统漏水问题

    竖炉干燥床水梁等水冷系统运行一年半后，由于结垢、磨损和腐蚀，开始出现漏水现象，造成了干燥不良和爆裂问题。利用更换烘干机筒体(腐蚀坏了)的6天时间，南水冷改为风冷结构，而换热后出炉的干净高压热风温度在160～220℃，用于燃烧室助燃，进一步回收了能量。这一技术已在承钢大型TCS 8181竖炉上稳定运行至今，两年多仍不需维修，风温年平均284℃，是一项很好的低投资节能环保技术。

3．1-4润磨机安装改进与操作问题

    润磨机的供料、排料和粘结问题一直是生产过程的一个大问题，通过向成都钢铁公司等兄弟单位学习，我们采取了如下措施：

    1)排气炯囱从密封罩顶部改到两侧，并设立了冷凝水排出系统。

    2)排料箅子板缝隙由28 mm加宽到32 mm 。

    3)供料螺旋给料机两侧设清料法兰孔，螺旋叶面焊接合金刀头。

    4)混合料水分控制在5．5％～7％，混合料膨润土加入量小于1．5％(由于精粉太粗，膨润土改至润磨机后加一部分或全部)。

    采取上述措施后，基本稳定了润磨机的运行。最近我公司又成功购买安钢集团水冶钢铁公司贺新亮、叶斌等工程师发明的“一种用于润磨机供料的可移动式皮带机”专利技术，可以代替螺旋给料机，计划有机会时实施。

3．1．5烘干机的改进与操作

    投产初期，烘干机存在进出口粘料、炯囱排炯不畅问题，我们采取如下措施：

    1)进料溜槽角度大于70。。

    2)出料溜嘴沿受料皮带方向不收缩。

    3)烟囱根下部与密封罩加大喇叭口，以增大引气能力。

    由此基本解决了烘干机的稳定运行问题。在入料量40～50 t／h、入料水分10％左右时，燃烧混合后温度控制在750～850℃．ø2．2 m×14 m的烘干机可降水分3％～4．5％。但由于该厂高炉硫负荷较大，煤气中硫含量较高，烘干机筒体腐蚀问题还没有好法，寿命仅为两年多一点。

3．2操作参数与指标

    煤气压力18～24 kPa，冷却助燃风压力15—18 kPa。下燃烧室助燃风温度400～600℃，燃烧后温度910～950℃，压力10～13 kPa。

    上燃烧室助燃风温度850～1 050℃，燃烧后温度900～1 000℃，压力5．5～7．5 kPa。

    日产量850～950 t／d，转鼓88％～90％，煤气消耗量1 70～220 m2／t。

4  有待进一步开发解决的问题

4．1进一步扩大烘干床面积

    从试验炉生产经验看，产量的限制性环节仍然在干燥过程，而焙烧带的产能具有重大潜力尚没有利用。当煤气节省到一定程度时，干燥过程将会大幅度减慢，甚至出现干燥不彻底的生球进入高温区后的爆裂问题，因而需要更大的烘干床面积，才能维持低能耗高产量情况下的稳定运行。

4．2大型化方向

    第一种内燃烧室圆环形TCS竖炉，设计年产l00万t的竖炉很容易就可实现。相比之下，该种TCS竖炉的大刑化只能靠加大炉体直径来实现，相对炉体投资增加会较大。在炉体径向的宽度上燃烧室侧墙承受料粒的水平侧压力较大，不允许更多加大该尺寸。

4．3炉外生球预热

    生球刚进干燥床的头1～3 min，仍然仔在过湿现象，对干燥和爆裂影响极大，特别是冬季生产更为明显。入炉生球温度每降低10℃，产量将受到2％～5％的影响，球团质量也受影响。如果将生球提前预热到70℃以上，即可彻底解决。

5  结论

  通过两年的试验炉生产实践和改进，积累了较成熟的设计和操作经验，为工业应用打下了坚实的基础。   

    1)直接利用含尘高温热风做助燃风的燃烧技术成熟可靠，不仅节省了煤气，还提高了炉内氧化气氛，为球团生产的节能开创了成功的先例。

    2)低能耗条件下，生球干燥问题更为突出，对生产影响更大，需要更大的干燥床面积。

    3)6 m²多膛网环形TCS竖炉产品质量高，控制简便，生产成本低，具有很强的经济技术竞争力。

    4)多膛网环形TCS竖炉可利用高成本煤气，使用发生炉煤气也可取得良好的经济效益，为矿山建球团厂解决了气源成本高的问题，同时避免了煤灰和硫对环境的污染。

    5)风冷炉体结构投资低，稳定可靠，在两年多的运行时间内没有发生问题，同时回收了热量，一举多得，使TCS竖炉的技术进步又上了一个台阶。

    6)多膛圆环形TCS竖炉投资低，运行费用低，产品质量高，对原料适应能力强，达到了工业化的要求，具备了较强的经济竞争力。

唐山今实达科贸有限公司 

河北东山冶金工业有限公司 

唐山科技职业技术学院