摘要   本文介绍了新兴铸管股份公司利用原水泥厂的部分设备和厂房，将其改造成40万t/a的链篦机．回转窑氧化球团厂的工艺设计和设备选型。通过一年的生产实践和改造，其生产能力已超过设计能力，达到50万t/a。下一步将对回转窑和风机进行二期改造，届时其能力将达到70万t/a。

关键词 链篦机 回转窑 氧化球团 设计 改造

1  前  言

     新兴铸管股份公司现有五座高炉，炉料结构为80％的高碱度烧结矿加20％的酸性球团(全部外购)。由于外购酸性炉料成分不稳定，给高炉操作带来一定困难；另外，由于酸性炉料不足，高炉为保持合适的炉渣碱度，在冶炼过程中要配加30 kg／t左右的硅石，这样，既造成渣量增大、铁水产量降低、焦比升高，又增加了冶炼成本。为解决高炉酸性炉料不足的问题，公司利用水泥厂部分设备和厂房改造成氧化球团生产线，利用球团良好的冶金性能和高品位(64％左右，比烧结矿高出6个百分点)来达到增铁节焦的目的。球团改造的主体工程由内部自行设计、自行施工、安装、调试，经过一年的生产实践，高炉使用效果良好，现高炉炉料结构为73％的高碱度烧结矿加27％的酸性球团(部分外购)。

2     氧化球团厂的工艺设计

2．1设计能力及工艺选型

  球团改造工程分两期进行，一期工程利用水泥厂部分设备和厂房改造而成，回转窑由Ø3．0×46 m改Ø3．0×30 m、选用链篦机一回转窑一环冷机生产工艺，年设计能力为40万t／a，于2002年7月8日正式生产，8月份达到设计能力。2003年4月份，通过进一步技术改造和工艺攻关，现球团厂达到50万t／a的生产能力。一期改造投资为3950万元。二期工程新增加润磨机旁通皮带机一条、Ø6．0 m圆盘造球机一台、循环风机和窑尾主风机各一台、链篦机改为侧出风、回转窑由Ø3．0×30 m改为Ø4．0×30m，改造后年产量可达到70万t／a，二期改造投资约1000万元。

2．2生产工艺流程

    我厂球团生产的工艺流程图示于图1。

2．2．1生产原料

    我厂采用的原料分为酸性精粉和膨润土两种，酸性精粉又分为两种：外地精粉(品位≥66．5％、一200目细度≥65％)和本地精粉(品位≥66．5％，一200目细度≥30％)，本地精粉的配比为7％一15％。2003年9月我们进行了配加巴西CVRD镜铁矿的实验(配比为7％一15％)和本地碱性精粉的实验(配比为20％一45％)，通过调整工艺参数，实验能够顺利进行，对球团的产量、质量没有造成影响，为使用其他原料开辟了一条新的路子。膨润土的消耗为15～18 kg／t。

2．2．2配料工序   

     配料室有三个精粉料仓，配备三台Ø1200圆盘给料机控制精粉下料量，其中一台用来配加本地粗精粉。

    膨润土料仓有两个，采用两台弹性叶轮给料机和螺旋秤进行下料量控制。

  整个配料工序采用计算机自动配料，人工输入配比和下料量，计算机自动控制各圆盘精粉和膨润土的下料量。

2．2．3烘干工序

    我厂有Ø3×20 m的烘干机一台，转速3．5 r／min，采用高炉煤气烘干精粉、混匀精粉和膨润土。由于我厂进厂精粉的水分在8．0％～l0％，需要对精粉进行烘干，才能满足成球需要；同时由于我厂精粉粒度粗、厂家多，为了确保精粉的成球性能，增加了润磨机，而润磨机要求入磨精粉水分控制在6％～7％，因此，必须要对精粉烘干。

2．2．4润磨工序

    润磨机规格为Ø 3．3×5．3 m，转速16．5 r／min，钢球装入量47．5 t，电机功率为7l0 kw。增加润磨机不仅能提高精粉的细度，而且还能增加颗粒的表面活性，因而使精粉的成球性能好、球团强度高，从而降低膨润土的消耗、提高球团品位。

2．2．5造球工序

    我厂现有Ø5500 mm造球盘3台，造球盘边高750 mm，转速为8．0一8．5 r／min，造球盘倾角为46⁰一48⁰，小时湿球产量为30～40 t。湿球水分控制在8％一9％，落下强度7次。通过调整给料量、膨润土配比、造球水分来控制成球粒度和落下强度。

2．2．6筛分和布料工序

    生球筛分采用的是圆辊筛分机，分为上辊筛和下辊筛。上辊筛主要是筛除大于16mm的大球，下辊筛主要是筛去小于8 mm的粉末。大球在链篦机干燥时间段(18 rain左右)不容易干燥完全，易产生爆裂，小于8 mm的粉末易造成回转窑结圈和成品球团含粉高，因此必须经过筛分和整粒来确保进入链篦机预热的球团粒度控制在8—16 mm。圆辊采用不锈钢材质，辊径120mm、辊子线速度0．5 m／s、辊筛倾角10⁰。

2．2．7湿球干燥和预热

    湿球的干燥和预热是在链篦机上进行的，链篦机规格为2．8×36 m，生产能力70～80万t／a，正常运行机速为1．7—1．8 m／min。它由两段组成，前5个风箱共15 m为预热段，后7个风箱共21 m为干燥段。干燥段内又分为两室，为的是合理分配干燥段温度(见表1)。

链篦机布料厚度控制在130±10 mm，物料在链篦机上的停留时间为18～20 min，其中干燥段时间为10～11min，预热段时间为8～9min，湿球加热升温梯度为52．7℃／min。按照实验室测定和氧化理论分析，其干燥时间、预热时间和升温梯度都能满足生产需要，能减少球团在预热过程中的爆裂现象，基本做到了进入回转窑后无粉末形成。

2．2．8回转窑焙烧

  球团焙烧在回转窑内进行，规格为Ø3．0×30 m(有效内径为2．6 m)，倾角为3．5％、转速为1．2～1．5 r／min，焙烧用的热源是高炉煤气配加部分焦炉煤气，比例为：高炉煤气：焦炉煤气为10～20：l，混合后煤气的热值在3 83l～4 451 kJ／m³。1～7月份吨球煤气消耗为：高炉煤气313 m³／t、焦炉煤气16．0 m³／t，煤气热值为3 839 kJ／m³。助燃风分为一次助燃风和二次助燃风，一次助燃风是通过鼓风机进入烧嘴与煤气混合燃烧的，风量为5 000～6 000 m³／h；二次助燃风是环冷机一冷却段的高温热风(温度在900～l 000％)，通过窑头罩子直接进入回转窑，风量在20 000—30 000 m³／h，主要是余热利用降低煤气消耗。回转窑温度控制见表2。

    回转窑使用高炉煤气生产氧化球团，在国内尚属首例。本厂通过采用高炉煤气专用烧嘴，成功地把高炉煤气应用在球团焙烧工艺之中，无需使用煤粉或其他燃料，只配加少量的焦炉煤气用来点火和高温段的温度调节。使用高炉煤气的成功，使公司内部富余的高炉煤气不再排放，节约了能源。同时生产过程稳定，没有“结圈”现象，成品球团的质量能满足高炉需要。

2．2．9环冷机冷却

  本厂采用的冷却设备为环冷机，其中径为Ø12．5 m，冷却面积40 m²，冷却能力可满足年产70万t球团的需要。环冷机与其他冷却设备相比，突出优点是在冷却过程开始时能实现氧化放热；冷却过程中球团无相对运动，爆裂少，可实现余热利用，节能降耗和实现高产。该环冷机与国内外同类设备相比，采用了立面密封、均衡象限传动、无水筛梁等独特设计，彻底解决了漏料、运转偏摆、冷却水结垢堵塞等问题。冷却分三段完成，每段的冷却鼓风机风量都是6．5万m³／h，只是一冷段的鼓风机压力为6 000Pa，高于第二、三冷段。一冷段高温热风(850℃左右)直接进入回转窑作为助燃风(风量在2．5万m³／h)来提高窑温，中温段热风(500～700℃)经过除尘后进入链篦机作为预热风(风量在5．0万m³／h)对焙烧前的生球进预热和干燥，以降低燃料消耗。三冷段废气温度在120℃以下，被排空不回收利用。

2．2．10采用自动控制系统，提高劳动效率

    在改造中采用了先进的自动化管理。主控室对链篦机、回转窑、环冷机等主要设备的过程参数，如：温度、风量、压力、机速等进行自动采集，并将数据输送到中控室的微机内，在控制室内能随时观察到参数的变化和波动情况；自动控制系统是采用集中管理监视和分散控制相结合的方式。主控室可以随时监控生产的全过程，掌握一切生产过程的动态信息，对稳定生产过程的工艺控制，提高球团质量十分有利。

    生产过程的主要设备(配料、润磨机、造球盘、链篦机、环冷机)的运行情况，均通过摄像系统输送到中控室内，能随时观察和监控投备的运行情况。

3产品质量指标

  球团技术经济及消耗情况分别列于表3和表4。

4  结  论

    1)我厂利用原有水泥厂的部分设备和场地，改造成链篦机一回转窑球团生产线，投资少、见效快。球团在回转窑内焙烧均匀，质量优于竖炉球团，吨产能投资在80～90元。

    2)该生产线对于中小型钢铁企业，以及中小型矿山精粉深加工，提高产品附加值，有良好的推广价值，莱钢正在建设年产70万t球团生产线三条。

    3)球团在回转窑焙烧过程中受热均匀，生产的氧化球团质量好，是高炉炼铁的优质原料。该工艺对原料的适应性强，可配加碱性精粉生产低碱度球团(碱度小于0．4)。

    4)该70万t／a生产线工艺设计先进、设备选型合理、投资省。

    5)该生产线采用高炉煤气为主要燃料，高炉煤气在回转窑焙烧氧化球团的成功，缓解了公司能源紧张的状况，具有良好的经济效益和环境效益。

                                                        (新兴铸管股份公司)