豎爐球團焙燒車間設(shè)計

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1、豎爐球團焙燒車間設(shè)計創(chuàng)建時間：2008-08-02豎爐球團焙燒車間設(shè)計(engineeringdesignofshaftfurnacepelletindurationplant)將生球用豎爐焙燒成球團礦的車間設(shè)計。豎爐為立式爐，生球自豎爐上部爐口裝入，在自身重力作用下，通過各加熱帶及冷卻帶，達到排料端。在爐身中部兩側(cè)設(shè)有燃燒室，產(chǎn)生高溫氣體噴入爐膛內(nèi)，對球團進行干燥、預(yù)熱和焙燒。在爐內(nèi)初步冷卻球團礦后的一部分熱風(fēng)上升通過導(dǎo)風(fēng)墻和干燥床，以干燥生球。豎爐球團焙燒車間設(shè)計主要內(nèi)容包括：物料平衡與熱工計算、豎爐生產(chǎn)能力及規(guī)格選定、燃料選用、豎爐爐體設(shè)

2、計、布料設(shè)備選擇、排礦設(shè)備設(shè)計與選擇、爐外冷卻設(shè)備選擇、工藝風(fēng)機選擇、工藝除塵裝置選擇、成品球上料系統(tǒng)設(shè)計、汽化冷卻系統(tǒng)設(shè)計、自控與監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計和主要設(shè)計技術(shù)經(jīng)濟指標等。豎爐球團廠工藝流程見圖1。?物料平衡與熱工計算??根據(jù)原料和燃料的條件，求出燃料消耗量及其它有關(guān)參數(shù)；計算通過導(dǎo)風(fēng)墻內(nèi)外的冷風(fēng)量。為了校核和計算各帶界面上的物料和氣體溫度，還需分別對干燥帶、預(yù)熱焙燒帶、均熱帶、冷卻帶進行區(qū)域熱平衡計算，最后繪制豎爐內(nèi)氣體平衡圖(包括空氣、煤氣、燃燒產(chǎn)物之間的體積、溫度等的變化與平衡)，其示意圖見圖2。?豎爐生產(chǎn)能力及規(guī)格選定??豎爐焙燒磁鐵精礦

3、球團的利用系數(shù)為4～5t／(m2?h)。8m2豎爐(面積指爐口長×寬)的單爐年產(chǎn)量為25～30萬t。當(dāng)生產(chǎn)規(guī)模不足50萬t時，一般優(yōu)先選用8m。豎爐。燃料選用??豎爐用燃料有液體和氣體兩種。歐美一些國家豎爐多建在礦山，使用天然氣或重油。中國豎爐多建在冶金工廠內(nèi)，常使用高爐煤氣。豎爐爐體設(shè)計??包括爐型、燃燒裝置、爐體砌筑、爐體鋼結(jié)構(gòu)等設(shè)計。爐型???豎爐是長方形爐型，有高爐身內(nèi)冷型和中等爐身外冷型兩種。由于前者排礦溫度較高，從80年代開始，中國設(shè)計的豎爐均選擇后者。在確定爐型時需要考慮：(1)在使用高爐煤氣作燃料時，讓部分冷卻風(fēng)通過焙燒帶，以補

4、充燃燒廢氣中含氧量的不足。這部分冷卻風(fēng)的數(shù)量可以根據(jù)原料和燃料條件進行計算。(2)噴火口以下的導(dǎo)風(fēng)墻高度及其通道截面積是爐型設(shè)計的關(guān)鍵，一般可參照生產(chǎn)實例進行選取。當(dāng)無實踐經(jīng)驗時，應(yīng)通過冷態(tài)模型試驗確定。(3)正確設(shè)計風(fēng)口形狀及兩側(cè)風(fēng)口的分布，合理配置冷風(fēng)管路系統(tǒng)，以解決冷風(fēng)進口處沿爐子截面上冷卻風(fēng)量分布不均的問題。在設(shè)計爐子各帶尺寸時，一般根據(jù)試驗條件及有關(guān)的經(jīng)驗公式來確定，并核算物料在各帶的停留時間。選擇其他燃料時，爐型需另行考慮。燃燒裝置??在豎爐爐膛兩側(cè)備有一個燃燒室，其形狀有臥式圓柱形(高爐煤氣用)和立式圓柱形(重油和天然氣用)兩種。

5、國外豎爐多用立式燃燒室，其底部有一個燒嘴供熱，自動控制方便。中國豎爐燒嘴安裝在臥式燃燒室的側(cè)面，每側(cè)數(shù)量為2～5個。爐體砌筑??豎爐砌體的工作溫度為1200～1300℃，工作壓力為15～23kPa。爐膛部分砌體除了承受高溫高壓以外，還要承受爐料的摩擦及氣流的沖刷。因此在砌體材料選取，墻體結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面均要考慮這些工作條件。此外，保證爐體的氣密性是砌體設(shè)計的基本原則。中國豎爐一代砌體設(shè)計壽命為5a。爐體鋼結(jié)構(gòu)??由于豎爐是正壓操作，為保證氣密性須采用鋼外殼，其中關(guān)鍵是如何處理爐殼熱膨脹所產(chǎn)生的應(yīng)力。根據(jù)工藝要求，爐體的框架水梁與支柱應(yīng)設(shè)計成剛性連

6、接，不允許產(chǎn)生相對位移。支柱與土建平臺間采用鉸接結(jié)構(gòu)。豎爐中最關(guān)鍵的部位是干燥床與導(dǎo)風(fēng)墻的承重水梁。中國豎爐導(dǎo)風(fēng)墻水梁的壽命達到3a。中國豎爐爐型見圖3。?布料設(shè)備選擇??由于爐口截面呈矩形，國外豎爐常采用垂直相交的兩條梭式膠帶機進行“Z”字形布料。中國豎爐爐口有干燥床，改為由一條梭式膠帶機進行直線布料，簡化了布料設(shè)備。中國8m2豎爐的布料均采用懸臂式結(jié)構(gòu)。隨著爐子長度的加大，懸臂拉桿高度增加，使生球落差增大。因此大型豎爐的布料機不宜采用懸臂式結(jié)構(gòu)，宜改為輥道支撐裝置。梭式布料機在布料過程中應(yīng)保證在前進與后退時料層厚度一致。排礦設(shè)備設(shè)計與選擇?

7、?排礦設(shè)備由齒輥卸料機及排料機組成。齒輥卸料機的作用主要是控制料面、活動料柱及破碎大塊。國外豎爐的齒輥卸料機組通常分上下兩層，交叉布置。中國豎爐則由一排齒輥組成。齒輥通水冷卻。相鄰齒輥的間隙為80～100mm。齒輥工作時轉(zhuǎn)矩大、轉(zhuǎn)速低，宜采用液壓傳動。齒輥兩端宜采用迷宮式密封。由于齒輥間存在著間隙，需要在漏斗下部安設(shè)控制排料的裝置。歐美一些國家豎爐采用“空氣炮”排料裝置，即用壓縮空氣吹動斜溜槽上的球團礦進行排料。中國豎爐通常采用電振給料機排料。爐外冷卻設(shè)備選擇??對爐內(nèi)熱工過程的分析表明，過多的冷卻風(fēng)進入爐內(nèi)將干擾正常的焙燒制度。因此在爐內(nèi)把球

8、團礦冷卻到100℃以下是不可取的。常用的爐外冷卻設(shè)備是帶式冷卻機。它分抽風(fēng)與鼓風(fēng)兩種，其結(jié)構(gòu)與燒結(jié)帶式冷卻機相似。工藝風(fēng)機選擇??豎爐工藝風(fēng)機包括助燃