球团链篦机回转窑竖冷窑技术设想

1 前言

随着高炉炼铁对于炉料结构的要求越来越高，球团矿由于其品位高、渣铁比低、利于节能减排等特点，且生产球团矿工序能耗仅为烧结矿的50%[1]，球团矿将成为高炉炼铁的主要原料。目前，我国存量球团矿生产线主要以链篦机-回转窑工艺为主，生产中50%以上热量是随着热球团矿和冷却空气带走，将球团矿余热进行回收利用，对球团生产节能具有重要意义。本文提出链篦机-回转窑-竖冷窑工艺技术设想，以望有效减少热量损失，达到优化工艺、节能减排的目的。

2 球团工艺概述

2.1 球团生产工艺的对比

球团矿作为良好的高炉炉料，与高碱度烧结矿搭配，可以组成高炉合理的炉料结构，使高炉达到增产、节能，提高经济效益的目的，是钢铁生产中重要一环。欧洲和北美受环保因素的影响，高炉炉料结构已发展为高比例球团矿，球团矿入炉比例普遍在80%以上，尤其是瑞典和芬兰的钢铁企业，取消烧结机，使用全球团冶炼。欧美部分钢铁公司高炉炉料结构如表1所示[2]。

目前世界上球团生产工艺主要有竖炉、带式焙烧机和链篦机-回转窑三种，其中竖炉具有投资省、维护简单、运行费用低等优点，但由于技术投入使用较早，早些年对环保和余热回收不够重视，造成了环保差、能耗高等不利印象，并且被国家发改委《产业结构调整指导名录》列为限制类生产工艺。带式焙烧机技术源自于奥图泰等跨国企业，具有对原料适应性强、规模大等优点，但投资较大，因此国内存量球团矿生产线还是以链篦机-回转窑工艺为主。表2为带式焙烧机和链篦机回转窑工艺技术特点的对比。

表1 炉料结构和重点指标国家企业炉料结构/%烧结矿球团矿冷压块利用系数/(t·m-3·d-1)入炉品位/%焦比/(kg·t-1)煤比/(kg·t-1)燃料比/(kg·t-1)渣铁比/(kg·t-1)ArcelorMittal 7号. 4号. 3号 4号——

表2 球团焙烧工艺比较项 目带式焙烧机链篦机-回转窑主体设备全部工艺过程在一个设备上进行,设备简单可靠、作业率高,但设备费高干燥预热、焙烧和冷却需分别在三个设备上完成,焙烧设备较简单,焙烧均匀生产费用电耗高,热耗低,操作维护量小,费用低电耗低,热耗高,操作维护量大,费用高对原料适应性强,对于全赤铁矿等均可中球团质量好好对燃料适应性稍差强,可完全使用煤为燃料厂区环境好略差于带式焙烧机工序能耗～/t,其中电耗～32kwh/t*～/t,其中电耗～28kwh/t产品种类碱性、酸性、自熔性均可酸性为主,碱性、自熔性较困难投资额高略低于带式焙烧机*注：2018年首钢京唐钢铁带式焙烧机球团工序能耗约/t[3]。

2.2 球团矿冷却方式的对比

球团矿的冷却是对球团矿的强度至关重要。目前国内球团矿炉外冷却主要分环式冷却、带式冷却和竖式冷却三种，带式焙烧机目前以机上冷却技术为主，三种冷却方式对比如表3所示。

环冷机、带冷机等传统的球团冷却设备均存在设备占地面积大、零部件复杂制造及安装周期长，设备配件较多维修工作量大，维护费用高，电耗高等问题；而且由于其结构特点，在运行过程中与风箱、烟罩等结构件存在大量的结合面，导致设备漏风率高，低温段烟气温度较低回收价值少，一般直接排放。因此导致球团冷却环节的余热回收效率偏低、能源浪费较大。

2.3 竖冷窑技术的应用现状

目前，烧结矿和球团矿生产中竖冷窑的应用处于起步阶段，只有少数几家钢铁公司建设了烧结和竖炉球团用竖冷窑，规模最大的是为360m2烧结配套竖冷窑工程。

国内烧结竖冷窑技术普遍采用的原理为逆向流动原理(冷却空气流动方向与矿石移动方向相反)，该原理源自于干熄焦技术，相比于环冷机使用效果，竖冷窑技术具有以下特点[4-5]：

1)全封闭工艺，漏风率较低，理论余热回收利用效率更高，可达90%；

2)冷窑占地面积面积小，相比环冷机，同样处理能力，竖冷窑占地面积仅为环冷机的10～20%；

3)大大减少了冷却风量、降低了烟尘排放量，减少建设投资以及减排投资；

4)扬尘少，污染小，环保效益更为显著；

5)竖冷窑本体处于工作静态状态，设备故障率低，对比销齿传动的环冷机结构简单、重量更轻；因此，在易磨损部位采用合适的耐磨耐高温材质的情况下，竖冷窑的作业率更高、可靠性更强。

据文献[6]介绍，烧结竖冷窑运行效果良好，天津某钢铁公司采用该技术实现吨烧结矿发电27kWh，年余热发电0.66亿kWh，年余热回收效益4216万元(0.64元/kWh)，相当于年减少排放二氧化碳5.56万吨，经济效益和社会效益显著。

文章来源：《烧结球团》 网址: http://www.sjqtzz.cn/qikandaodu/2021/0730/557.html