摘要   介绍了桦甸市15万t链篦机-回转窑氧化球团厂的设计情况，包括工艺流程及其特点。

关键词  链篦机－回转窑 球团厂 设计

l  前  言

    吉林省桦甸市氧化球团厂及直接还原铁厂一期工程是由马鞍山钢铁设计研究院承担设计，1994年5月完成初步设计，1994．年底完成施工图设计，目前正处于建设之中。现就氧化球团厂的工艺设计情况介绍如下。

2  氧化球团厂的工艺设计

2．1工艺方案的提出

    通常情况下，建设年产50万t以下的氧化球团厂，采用竖炉工艺在经济上是较合理的，在技术上亦是可行的。我国多年来的竖炉生产实践表明，竖炉生产在使用气体燃料和单一磁铁精矿时，才比较容易维持稳定、连续的生产。东北大学在“老金厂铁精矿二步法生产直接还原铁扩大性验证试验报告”中推荐采用链篦机一回转窑工艺，认为采用此工艺生产的氧化球团矿具有质量均匀，理化性能好等特点，完全可以满足直接还原回转窑对原料的质量要求。鉴于上述缘由，以及老金厂镇及邻近地区煤产丰富，而无气体燃料供应等原因，故氧化球团厂设计拟采用链篦机一回转窑工艺。此外，承德钢铁厂链篦机．回转窑系统稳定连续生产的成功经验，也为本方案的选择提供了技术上的保证。

2．2设计规模及产品

    氧化球团厂设Ø3．1×20 m回转窑一座，利用系数为5．23 t／(m³·d)，年产优质氧化球团矿15万t，作业率82．2％。

    根据还原铁厂的要求，成品球团矿粒度为8～16 mm，平均抗压强度大于1 470 N／个， TFe≥66％，FeO≤1％。

2．3生产工艺流程

    氧化球团厂的生产工艺流程见图l。

2．3．1原料的接受与贮存

    铁精矿、膨润土皆用汽车运往原料仓库贮存。接生产需要，铁精矿由抓斗上料，送入干燥上料矿仓。

2．3．2燃料准备

    氧化球团厂使用的燃料煤有抚顺烟煤和梅河口烟煤两种。抚顺烟煤为回转窑焙烧煤，原煤为块状，含水量为l0％，先在贮煤棚内由颚式破碎机破碎至25～0 mm，然后由胶带机运往煤干燥室干燥。干燥设备为Ø1．5×12 m圆筒干燥机，干燥介质为鼓风带冷机高温段热废气，温度约250 ℃左右。干燥后的粒煤含水量在5％以下。磨煤系统主要设备为Øl．5×5．7 m干式管磨机。精矿干燥用煤为梅河口煤。

2．3．3精矿干燥

    含水约13％的精矿粉运往精矿干燥室，在Ø2．4×18m的圆筒干燥机中采用顺流式干燥。干燥介质温度约500～600℃，由三室喷煤热风炉提供热风。从干燥机排出的精矿含水量为5％一6％，温度为l00℃左右。

2．3．4配料

  铁精矿、膨润土经配料室配料后，由胶带机运往混合室。精矿配料采用Ø 1 700mm封闭式圆盘给料机；膨润土配料采用两台Ø150 mm螺旋配料机。在设计上还留有安装自动配料设备的余地。

2．3．5混合

  采用两段混合工艺。一次混合采用Ø400×650 mm轮式混合机一台，一次混合料水分为5％～6％。二次混合采用Ø2 200×800 mm混练机。在二次混合的同时加入部分水，使排出料水分达到7％左右。

2．3．6造球、生球筛分及破碎

    造球室上部三个中间矿仓底部各设一台Øl 600 mm圆盘给料机，分别向三台Ø4 200 mm圆盘造球机给料，生产时使用两台造球机。造球过程中加入部分水，使生球最终水分达9％左右。造球机排出的生球经胶带机运往生球筛分室。

    生球筛分室设有一台双层圆辊筛。直径大于16 mm和小于8 mm的生球进入生球返回仓，8～16 mm的生球由胶带机运往焙烧室。生球筛分室进料胶带机头部设有犁式卸料器，不合格生球可由此直接进入生球返回仓，然后由机动车或人力车运至生球受料槽，再由胶带机运至混合室，经链型粉碎机粉碎后卸在造球室进料胶带上，返回重新造球。

2．3．7生球干燥、预热

    生球的干燥预热设备为链篦机，其有效宽度为2 m，有效长度为20 m。合格生球经往复式胶带机沿宽度方向均匀地布于均料胶带机上，再由均料机布于链篦机链板上，布料厚度为130～150 mm。链篦机沿其有效长度方向分为三段，即干燥I段、干燥Ⅱ段和预热段。其中干燥I段为鼓风干燥，以防底部生球过湿破裂；干燥Ⅱ段为抽风干燥。各段有关参数见表1。

    链篦机使用的干燥预热介质为回转窑的热废气。从回转窑尾部排出的热废气首先进入链篦机预热室，在穿过料层的同时将球团预热，然后经风箱、多管除尘器、回热风机，再进入干燥室。回热风机为两台，分别对应于干燥I室和干燥Ⅱ室，通过人工调节冷风阀可控制干燥室风温。

  链篦机风箱中沉积的粉尘、回程链板上落下的粉料以及除尘器收集的粉尘汇集至同一埋刮板运输机上，经斗式提升机输入灰仓。

2．3．8焙烧与冷却

  经链篦机预热后的于球直接卸入Ø3．1×20 m氧化回转窑中进行焙烧。回转窑焙烧热源为窑头粉煤烧嘴和来自鼓风带冷高温段的二次热风。窑内焙烧温度为1 250℃，焙烧时间为40 min，窑内气氛为强氧化气氛，窑尾废气中氧含量大于10％。窑头煤粉仓下设有叶轮给粉机，可以实现定量给煤。

    从回转窑窑头排出的焙烧球团，温度为l100℃左右，由溜槽直接卸人鼓风带式冷却机冷却。冷却机有效冷却面积为30 m²，由4台G4—68№9D风机鼓风。带冷机尾部高温段废气约400℃，此部分热废气作为回转窑的二次风和燃煤干燥介质加以回收利用。经带冷机冷却后，球团温度降至150 ℃以下。

2．3．9成品筛分及堆场

    成品筛分设备为一台1．5×3．6 m的冷矿振动筛，筛孔间隙为8 mm。筛上大于8mm的球团作为成品，由胶带机运往成品堆场存放。成品堆场为露天式，面积972 m²。筛下小于8 mm的球团粉经胶带机运往球团粉堆场存放。

3            氧化球团厂工艺设计特点

3．1总图布置紧凑、工艺合理

  根据厂址的地形、地貌，结合还原铁厂所处方位，氧化球团厂呈长方形布局。原料仓库位于厂区西北端，按照工艺流程要求及物料在加工过程中的流向，以及生球强度对转运次数的要求，物料由西向东，成品由东向西转北，紧接还原铁厂，使生球转运次数最少，成品运输途径短捷。此外，将锅炉供热系统设置于紧靠冬季需要供热保温的原料和生球系统，缩短了供热距离，并且利用了主厂房的空地，使总图布置更加紧凑。氧化球团厂占地面积45000m²，建筑系数31％。

3．2配合料采用两段混合工艺

    根据东北大学扩大试验报告结果，当膨润土用量在0.75％～1％时，无论是生球强度还是干燥爆裂温度均能满足工艺要求；膨润土用量大于1％以后，对氧化球团矿的含铁品位和金属化球团的质量指标均有较大影响。因此，生产中膨润土配加量应控制在1％以内，这就决定了使用普通的圆筒混合机是难以满足其混匀要求的。国内外的生产实践表明，在氧化球团生产中使用湿式混捏球磨机具有良好的混匀效果，经其处理过的混匀料具有优良的成球性能。但是，混捏球磨机重量大、价格高，而且国内除有少数厂家引进使用外，尚无设计制造。因此，经过考察后，决定在该厂采用轮式混合机加混练机二次混合工艺，以达到投资少、混匀效果好、工艺配置简单的目的。一次混合采用Ø400×650轮式混合机，具有体积小、工作可靠、结构简单、检修维护方便等优点，尤其适合于中小球团厂。二次混合采用Ø2200×800混练机，设备总重仅21t，此设备具有良好的混捏功能，不但可以使物料充分混匀，还可以改善物料的成球性能，具有与混捏球磨机类似的功能。

3．3球团矿冷却采用鼓风带冷工艺

  通常，氧化球团矿的冷却有鼓风带冷和环冷，以及竖式冷却器等几种方式，相比之下竖冷器的冷却效果较差，而小型带冷机与小型环冷机相比，具有布料均匀、台车不易跑偏、密封性能好、漏风少、拉链排灰机工作可靠等特点，而且设备结构简单，对材质无特殊要求，便于制造、安装和维修，设备的单位重量造价低，适合于中小型球团厂。由于桦甸市氧化球团厂设计年产量为15万t，属小型球团厂，所以设计上采用了鼓风带冷工艺。

3．4采用了较为完善的废热回收工艺

3．4．1链篦机回转窑废热循环利用系统

    Ø3．1×20 m回转窑产生的窑尾废气温度为950℃左右，废气量为26786标m³／h。设计将此废气引入链篦机，分950℃一400℃～250℃三段逐次用于生球的预热、抽风干燥和鼓风干燥。按最终废气排出温度150℃计，所利用的废热折合标准煤8 107t／a。

3．4．2鼓风带冷高温段热废气的回收利用

    鼓风带冷高温段热废气的回收利用分为两部分。第一部分是将带冷机1号、2号风箱段烟罩内的高温热废气引入回转窑窑头，作为回转窑焙烧二次风。废气平均温度为400℃左右，废气量为20834标m³／h，按废气带入热量计算，折合标准煤2 776 t／a；第二部分是将带冷机3号风箱段热废气用于回转窑燃料煤的干燥。废气平均温度为250℃左右，废气量10417标m³／h，按排气温度80℃计，所利用的热量折合标准煤572 t／h。

4      结  语

    为获得优质氧化球团矿，满足直接还原对原料的质量要求，根据试验报告和建设单位提供的原、燃料条件，该设计采用了链篦机一回转窑焙烧工艺和鼓风带冷机冷却工艺，具有焙烧、冷却均匀，易于操作，产品理化性能和冶金性能好等特点；同时，链篦机、回转窑及冷却系统在设计上采用了废热循环利用工艺，降低了能耗，节约了能源。该设计采用的工艺成熟、合理，在工艺流程和装备水平上充分考虑了建设单位的条件和特点。