我公司成功研發(fā)出整套年產(chǎn)80萬噸平面循環(huán)帶式焙燒機(jī)工程解決方案，這是一種工程投資少，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，產(chǎn)品質(zhì)量好和生產(chǎn)成本低的新設(shè)備和新工藝。新年伊始，我公司愿與各界同仁精誠合作，共同推廣“平面循環(huán)帶式焙燒機(jī)”技術(shù)。
球團(tuán)礦作為高爐原料具有含鐵品位高、冶煉性能好，適合遠(yuǎn)距離運(yùn)輸?shù)葍?yōu)勢，對煉鐵工藝來說增加球團(tuán)礦用量，減少燒結(jié)礦的用量，改善高爐爐料結(jié)構(gòu)，也是提高鋼廠綜合經(jīng)濟(jì)效益的發(fā)展趨勢，同時(shí)也有利于環(huán)保。
但是，要提高球團(tuán)礦入爐的比例，必須增加堿性球團(tuán)的生產(chǎn)，然而近幾年，盡管中國球團(tuán)發(fā)展迅速，但是大多以豎爐和鏈篦機(jī)-回轉(zhuǎn)窯為主，特別是豎爐的貢獻(xiàn)率非常大，接近42%，但這些不適合生產(chǎn)堿性球團(tuán)，對于利用赤鐵礦和褐鐵礦生產(chǎn)球團(tuán)也有很大的局限性。
要生產(chǎn)堿性球團(tuán)或利用赤鐵礦、褐鐵礦等生產(chǎn)球團(tuán)，只有帶式焙燒機(jī)技術(shù)成熟可行。
但是傳統(tǒng)的帶式焙燒機(jī)耐熱鋼用量大，投資比鏈箅機(jī)回轉(zhuǎn)窯法高10-20%，更不容易為客戶所接受，再加上不能夠用煤粉及低熱值煤氣作燃料，所以在我國一直沒有大面積推廣，目前國內(nèi)也只有包鋼、鞍鋼和首鋼京唐三條生產(chǎn)線。由于受到以上原因的困擾，我們一直在尋求一種投資少、產(chǎn)品質(zhì)量好、適應(yīng)生產(chǎn)堿性球團(tuán)，和利用多種鐵精粉生產(chǎn)球團(tuán)的需要。
現(xiàn)在我公司根據(jù)傳統(tǒng)的帶式焙燒機(jī)原理，開發(fā)出了 “平面循環(huán)帶式焙燒機(jī)”技術(shù)，這是一種工程投資少，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，產(chǎn)品質(zhì)量好和生產(chǎn)成本低的新設(shè)備和新工藝。
“平面循環(huán)帶式焙燒機(jī)”技術(shù)是在原有的帶式焙燒機(jī)基礎(chǔ)上，保留了帶式焙燒機(jī)上罩和工藝及設(shè)施，其工藝過程和原有的帶式焙燒機(jī)是完全相同的,在整個(gè)工藝過程中，從生球布到臺車上開始，球團(tuán)在臺車上以靜止的狀態(tài)通過干燥、預(yù)熱、焙燒、均熱和冷卻的過程，中間不經(jīng)過任何倒運(yùn)，所以對原料的適應(yīng)性強(qiáng)，幾乎適用于所有的礦種，尤其對生產(chǎn)赤鐵礦球團(tuán)、褐鐵礦球團(tuán)和堿性球團(tuán)具有很大的優(yōu)勢。
在保留了以上功能和設(shè)施的前提下，我們采用了臺車平面循環(huán)返回的方式，雖然增加了類似平面燒結(jié)用的四臺小型設(shè)備，但因此省去了頭、尾彎道和尾部星輪，臺車減少了二分之一，取消了旋轉(zhuǎn)溜槽和尾部溜槽、取消了下回程軌道，沒有了重量龐大的下層支撐骨架以及尾部移動(dòng)架等，大幅度地降低了設(shè)備造價(jià)，并且降低了廠房高度，土建基礎(chǔ)、廠房結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)也大幅度減少，整個(gè)工程的建設(shè)費(fèi)用降低，建設(shè)周期也會明顯縮短。
由于“平面循環(huán)帶式焙燒機(jī)”只有一臺主設(shè)備，散熱面少，生產(chǎn)過程中球團(tuán)由始至終都以靜態(tài)的方式在一臺設(shè)備上完成，不經(jīng)過任何轉(zhuǎn)運(yùn)，其工藝熱損失是幾種工藝中比較小的，所以生產(chǎn)成本也是幾種工藝中較低的。
1.2 設(shè)計(jì)范圍及設(shè)計(jì)內(nèi)容
1.2.1 設(shè)計(jì)范圍
本工程設(shè)計(jì)為年產(chǎn)80萬t氧化球團(tuán)礦的“平面循環(huán)帶式焙燒機(jī)”生產(chǎn)線的工廠設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)范圍為從原料到成品輸出的一條完整的氧化球團(tuán)礦生產(chǎn)線及配套公輔設(shè)施，具體內(nèi)容包括：
（1）工藝生產(chǎn)系統(tǒng)
新建球團(tuán)生產(chǎn)線主要工藝車間包括：原料準(zhǔn)備系統(tǒng)（配料室、皂土倉，灰倉、干燥間及混合室）、造球室系統(tǒng)（造球室）、焙燒及冷卻系統(tǒng)（生球篩分布料系統(tǒng)、平面循環(huán)帶式焙燒機(jī)）、回?zé)犸L(fēng)系統(tǒng)、主引風(fēng)系統(tǒng)及成品儲運(yùn)系統(tǒng)。
（2）配套公輔設(shè)施
本工程配套的公輔設(shè)施包括：廠區(qū)范圍內(nèi)的總圖運(yùn)輸、供配電設(shè)施、給排水設(shè)施、通風(fēng)除塵設(shè)施、熱力設(shè)施、自動(dòng)控制及儀器儀表設(shè)施、電信設(shè)施和綜合管網(wǎng)。
能源介質(zhì)交接點(diǎn)：水、壓縮空氣、電按業(yè)主公司供應(yīng)方向紅線界限外1m，本工程中使用煤氣的平面循環(huán)帶式焙燒機(jī)所用燃料（焦?fàn)t煤氣）的節(jié)點(diǎn)位置，在燃燒器處。
1.2.2 設(shè)計(jì)接口
（1） 工藝接口
自產(chǎn)或外購含鐵精礦以及皂土采用汽車或前端裝載機(jī)送入配料室地倉中，皂土由專用罐車直接打入皂土倉中，廠內(nèi)除塵灰由氣力輸送直接送入灰倉中。
成品球團(tuán)礦采用膠帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸至成品倉后，采用汽車外運(yùn)。
（2） 能源介質(zhì)接口
補(bǔ)充新水——由業(yè)主單位送至廠區(qū)新建凈環(huán)水泵站，新建廠區(qū)不考慮生活供水系統(tǒng)。
供電——6kV高壓電由業(yè)主單位送至新建高壓配電室，設(shè)計(jì)方按照兩路獨(dú)立電源設(shè)計(jì)。
（3）焦?fàn)t煤氣
回轉(zhuǎn)窯和干燥筒所使用的焦?fàn)t煤氣，由業(yè)主負(fù)責(zé)提供，煤氣經(jīng)加壓后，送到燃燒器附近。
1.3 建設(shè)規(guī)模、工作制度及產(chǎn)品方案
1.3.1 建設(shè)規(guī)模
擬建球團(tuán)生產(chǎn)線年產(chǎn)氧化球團(tuán)礦80萬t，采用平面循環(huán)帶式焙燒機(jī)生產(chǎn)工藝。
1.3.2 工作制度
擬建球團(tuán)生產(chǎn)線的工作制度為連續(xù)工作制，主機(jī)年工作330天，計(jì)7920小時(shí)，作業(yè)率為90.4%，每天三班，每班8小時(shí)。
1.3.3 產(chǎn)品方案
擬建球團(tuán)生產(chǎn)線生產(chǎn)普通酸性氧化球團(tuán)礦。成品球團(tuán)礦粒度為8～16mm，溫度不大于120℃。成品球團(tuán)礦的物化性能見下表。
下表是根據(jù)京唐的原料條件做出的，只做為參考
表1.氧化球團(tuán)產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(參考京唐球團(tuán)廠數(shù)據(jù))
化 學(xué) 成 分（%） | |||||||||||
TFe | FeO | SiO2 | Al2O3 | CaO | S | R | |||||
66.0 | <0.5 | 2.46 | 1.29 | 0.79 | 0.66 | 0.005 | 0.39 | ||||
物 理 性 能 | |||||||||||
抗壓強(qiáng)度 （N/個(gè)球） | 粒 度 （9-16 mm） | 轉(zhuǎn)鼓指數(shù) （+6.3 mm） | 抗磨指數(shù) （-0.5 mm） | 膨脹率 （%） | |||||||
2500 | >92 % | >95 % | ≤4.5 % | <14 | |||||||
.4 球團(tuán)生產(chǎn)線主要技術(shù)特點(diǎn)
（1）配料系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制配料，采用變頻調(diào)速的給料設(shè)備，提高原料重量配比準(zhǔn)確度。
（2）采用國產(chǎn)臥式混合機(jī)，占地小，作業(yè)率高，運(yùn)行費(fèi)用低，強(qiáng)化原料的混和工序，降低添加劑的耗量。
（3）采用技術(shù)成熟的Φ6.0m圓盤造球機(jī)，循環(huán)負(fù)荷小，利用系數(shù)高。
（4）采用液壓驅(qū)動(dòng)伸縮布料皮帶+寬皮帶+輥式布料器的篩分布料流程，生球合格率高，布料均勻。
（5）采用平面循環(huán)帶式焙燒機(jī)生產(chǎn)工藝特點(diǎn)如下：
a 鼓風(fēng)干燥、抽風(fēng)干燥、預(yù)熱、焙燒、均熱和一段冷卻及二段冷卻的工藝過程分都在一個(gè)設(shè)備上進(jìn)行，產(chǎn)品質(zhì)量均勻，設(shè)備簡單可靠；
b 鼓風(fēng)干燥、抽風(fēng)干燥、預(yù)熱、焙燒的溫度都能夠單獨(dú)控制，調(diào)節(jié)控制靈活，對原料適應(yīng)性強(qiáng)；
c 燃耗低、電耗少、生產(chǎn)費(fèi)用低；
d 臺車及篦條結(jié)實(shí)耐用，篦床及側(cè)板采用鋪熟球保護(hù)，耐熱件壽命長（三年以上），設(shè)備維護(hù)費(fèi)用低。
（6）采用先進(jìn)的風(fēng)流系統(tǒng)，高溫?zé)犸L(fēng)不經(jīng)過風(fēng)機(jī)直接用于燃燒器助燃，回?zé)犸L(fēng)管路短，利用熱能，降低球團(tuán)的熱耗。
（7）主要工藝生產(chǎn)過程采用可編程控制器自動(dòng)控制和調(diào)節(jié)，自動(dòng)控制水平高。
（8）生產(chǎn)廢氣采用高效除塵器除塵，廢煙氣達(dá)標(biāo)排放。
（9）耐熱風(fēng)機(jī)和主引風(fēng)機(jī)采用變頻調(diào)速。
（10）擬采用先進(jìn)的濃相氣力輸送系統(tǒng)輸送除塵灰，除塵灰循環(huán)利用。皂土通過罐車采用氣力輸送進(jìn)皂土倉，環(huán)境保護(hù)壓力小。
（11）平面循環(huán)帶式焙燒機(jī)、大球輥篩、輥式布料器采用先進(jìn)的集中自動(dòng)控制智能潤滑系統(tǒng)。
（12）生產(chǎn)水循環(huán)使用，不外排，生活水經(jīng)處理后，達(dá)標(biāo)排放。
表2 球團(tuán)廠主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表(參考京唐球團(tuán)廠數(shù)據(jù))
序 號 | 項(xiàng) 目 | 單 位 | 指 標(biāo) | 備 注 |
1 | 球團(tuán)礦產(chǎn)量 | 104 t/a | 80 | 出廠球團(tuán)礦 |
2 | 帶式焙燒機(jī)規(guī)格 | m2 | 139 | 臺車寬度2.5m |
3 | 作業(yè)率 | % | 90.4 | |
年作業(yè)天數(shù) | d | 330 | ||
4 | 球團(tuán)礦質(zhì)量 | |||
TFe | % | ≥64.5 | 待定 | |
FeO | % | <0.5 | ||
堿度（CaO/SiO2） | 0.39 | 待定 | ||
球團(tuán)礦粒度9-16mm | % | ＞92 | ||
抗壓強(qiáng)度 | N/個(gè)球 | 2500 | 平均值 | |
5 | 原料消耗 | |||
(1) | 巴西鐵精礦粉 | kg/t | 686.23 | 赤鐵礦 |
(2) | 秘魯鐵精礦粉 | kg/t | 298.49 | 磁鐵礦 |
(3) | 膨潤土 | kg/t | 9.91 | |
(4) | 白云石 | kg/t | 21.11 | |
(5) | 無煙煤 | kg/t | 11.09 | |
6 | 動(dòng)力消耗 | |||
(1) | 電力 | kWh/t | 29.24 | |
(2) | 新水 | m3/t | 0.07 | |
(3) | 焦?fàn)t煤氣 | MJ/t | 600 | |
(4) | 壓縮空氣 | m3/t | 7.43 | |
7 | 工序能耗 | kg(標(biāo)煤)/t | 38.2 | |
8 | 勞動(dòng)定員 | 人 | 83 | |
9 | 項(xiàng)目建設(shè)總投資 | 萬元 |
根據(jù)球團(tuán)工藝流程的需求，以國家規(guī)定的有關(guān)定員定額標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際生產(chǎn)情況，生產(chǎn)崗位人員按四班三運(yùn)轉(zhuǎn)考慮。本次設(shè)計(jì)的職工定員為110人，詳見表1-3。
表3 職 工 定 員 表(參考京唐球團(tuán)廠數(shù)據(jù))
號 | 崗位、工種名稱 | 晝 夜 人 數(shù) | 在 籍 人 數(shù) | ||||
一班 | 二班 | 三班 | 四班 | 合計(jì) | |||
一 | 生產(chǎn)人員 | ||||||
1 | 預(yù)配料及皮帶操作工 | 1 | 1 | 1 | 1 | 4 | |
2 | 干燥系統(tǒng)操作工 | 2 | 2 | 2 | 2 | 8 | |
3 | 輥壓室操作工 | 1 | 1 | 1 | 1 | 4 | |
4 | 熔燃制備系統(tǒng)操作工 | 2 | 2 | 2 | 2 | 8 | |
5 | 配混系統(tǒng)操作工 | 1 | 1 | 1 | 1 | 4 | |
6 | 造球操作工 | 3 | 3 | 3 | 3 | 12 | |
7 | 焙燒操作工 | 2 | 2 | 2 | 2 | 8 | |
8 | 風(fēng)機(jī)系統(tǒng)操作工 | 1 | 1 | 1 | 1 | 4 | |
9 | 主控室操作工 | 2 | 2 | 2 | 2 | 8 | |
10 | 鋪底料操作工 | 1 | 1 | 1 | 1 | 4 | |
11 | 取制樣室操作工 | 2 | 2 | 2 | 2 | 8 | |
12 | 設(shè)備巡檢員 | 2 | 2 | 2 | 2 | 8 | |
13 | 循環(huán)水泵站操作工 | 1 | 1 | 1 | 1 | 4 | |
14 | 環(huán)境除塵操作工 | 1 | 1 | 1 | 1 | 4 | |
15 | 高壓配電室值班電工 | 2 | 2 | 2 | 2 | 8 | |
16 | 儀表維護(hù)工 | 2 | 2 | 2 | 2 | 8 | |
小計(jì) | 26 | 26 | 26 | 26 | 104 | 104 | |
二 | 管理及服務(wù)人員 | 6 | 6 | 6 | |||
三 | 職工定員合計(jì) | 29 | 26 | 26 | 26 | 110 | 110 |
以上職工定員表不包括后勤及設(shè)備維護(hù)人員（首鋼各生產(chǎn)廠設(shè)備維護(hù)都外委 ）
2球團(tuán)工藝
2.1 原料、燃料及粘結(jié)劑
2.1.1 含鐵原料
由于業(yè)主方面沒有提供球團(tuán)生產(chǎn)線含鐵原料品種及數(shù)量等方面的資料，故本次技術(shù)方案不作具體的原料配比。原料礦粉通過汽車運(yùn)輸進(jìn)廠區(qū)原料堆場堆存，生產(chǎn)時(shí)通過鏟車鏟料進(jìn)入地下受礦倉，年消耗鐵精粉約79萬噸。
2.1.2 燃料
平面循環(huán)帶式焙燒機(jī)點(diǎn)火用燃料采用焦?fàn)t煤氣，焦?fàn)t煤氣由鋼鐵廠綜合管網(wǎng)統(tǒng)一供應(yīng)，管道直接送到焙燒機(jī)燒嘴用點(diǎn)。設(shè)計(jì)焙燒煤氣單耗為600MJ/t球，設(shè)計(jì)煤氣發(fā)熱值為17.9 MJ/Nm3，煤氣單耗為3385Nm3/h，焙燒機(jī)煤氣用點(diǎn)壓力50 kPa，煤氣中硫含量要求不大于0.2 g/Nm3。年耗氣量2.68×107 Nm3。連續(xù)使用。
2.1.3 粘結(jié)劑
為改善生球的粒度組成，提高生球和干球的強(qiáng)度，在球團(tuán)原料中加入一定比例的膨潤土，膨潤土年耗用量約0.7928萬噸。皂土外購成品，采用密封的罐車運(yùn)輸。外購皂土主要物化性能的要求見表4
表4 膨潤土主要物化性能表
化 學(xué) 成 份（%） | |||||||||||
Si02 | Al2O3 | MgO | CaO | P | S | 燒損 | |||||
57.4 | 15.7 | 3.2 | 3.7 | 0.08 | 0.025 | 7.93 | |||||
物 理 性 | |||||||||||
膠質(zhì)價(jià) | 粒度（-325目） | 膨脹倍數(shù) | 耐火度 | 水份（%） | 吸水率(18小時(shí)) | ||||||
75 % | ≥93.5 % | 15 | 1350 ℃ | 11.52 % | 600 % | ||||||
2.1.4熔劑
為改善球團(tuán)礦冶金性能，調(diào)節(jié)球團(tuán)礦的堿度，采用白云石作為熔劑。根據(jù)高爐的要求，成品球MgO含量大于0.5 %，計(jì)算確定堿度為0.39，白云石年耗量1.688萬t；高爐要求預(yù)留自熔性球團(tuán)礦的生產(chǎn)能力，因此堿度為1.0時(shí)白云石的年耗量為5.422萬噸。
白云石國內(nèi)采購，粒度0—3mm，采用汽車或者船運(yùn)到配套的原料場儲存，生產(chǎn)需要時(shí)通過膠帶機(jī)運(yùn)往熔燃制備間儲料倉，采用立式磨加工成細(xì)粉后參加配料。初步擬定白云石的理化性能見表5。
表5 白云石理化性能
化 學(xué) 成 分（%） | ||||||||
CaO | MgO | SiO2 | Al2O3 | Na2O | S | 燒損 | ||
30.10 | 20.60 | 2.30 | 0.27 | 0.24 | 0.013 | 44.98 | ||
物 理 性 能 | ||||||||
粒 度 | 水 份（%） | 堆 比 重（t/m3） | ||||||
0~3 mm | 9.0 | 1.55 | ||||||
2.2 工藝流程及物料平衡
2.2.1 工藝流程
本項(xiàng)目設(shè)計(jì)確定的工藝流程，充分吸收了國內(nèi)外先進(jìn)的工藝與技術(shù)，力求流程短捷高效，緊湊合理，具有完整性和先進(jìn)性。主要工藝流程包括熔燃制備、預(yù)配料、干燥、輥壓、配料、混合、造球、焙燒、和成品分級等。
2.2.2 物料平衡
由于用于指導(dǎo)球團(tuán)工藝設(shè)計(jì)的鐵精礦物化性能沒有針對性數(shù)據(jù)，暫時(shí)不做物料平衡計(jì)算
2.3 主要車間組成
球團(tuán)生產(chǎn)線的主要生產(chǎn)車間包括：熔燃制備系統(tǒng)（熔燃制備間）、原料準(zhǔn)備系統(tǒng)（預(yù)配料室、干燥室、輥壓室）、配混系統(tǒng)（配料室、混合室）、造球系統(tǒng)（1#轉(zhuǎn)運(yùn)站、造球室）、焙燒系統(tǒng)（主廠房）、工藝風(fēng)機(jī)系統(tǒng)（5臺風(fēng)機(jī)、2臺電除塵器和一個(gè)排放主煙囪）、成品系統(tǒng)（成品分級站）；
