CN101624647B - 余热循环利用的球团焙烧生产工艺及其*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及冶金领域中球团矿的生产技术，具体地指一种余热循环利用的球团焙烧生产工艺及其***，该工艺包括生球干燥和预热、生球焙烧以及高温球团冷却三个阶段，其中高温球团冷却阶段中的第三冷却段排出的气流被引入生球干燥和预热阶段中的鼓风干燥段作为热源；其***包括依次连接的链篦机、回转窑和环冷机，其中环冷机包括第一冷却段、第二冷却段和第三冷却段，第三冷却段的烟罩通过多管除尘器和抽风机与鼓风干燥段的风箱气路连接。采用该工艺及其***，充分利用了热能，并减小了废气对环境的影响。
Description
技术领域
本发明涉及冶金领域中球团矿的生产技术，具体地指一种余热循环利用的球团焙烧生产工艺及其***。
背景技术
球团矿是高炉炼铁用的一种优质原料。随着其需求量的不断增加，球团生产技术也在不断进步。在球团矿生产过程中，目前世界上使用的焙烧设备主要有三种，即竖炉、带式焙烧机和链篦机-回转窑。竖炉由于单机生产能力小、加热不均匀、对原料的适应性差，现今的使用并不广泛；带式焙烧机虽然具有工艺过程简单、布置紧凑、所需设备吨位轻、能适应扩大生产规模的要求等优点，但其对于耐高温特殊合金钢的用量大、档次高，且对生产过程中原料的稳定性要求高，所以广泛使用也存在困难；链篦机-回转窑焙烧均匀、单机生产能力大，所以实际中，主要还是以链篦机-回转窑生产工艺为主。
我国有58％左右的球团生产线采用链篦机-回转窑工艺。传统的焙烧生产工艺***由链篦机、回转窑、环冷机组成：
生球的干燥与预热在链篦机上完成，分为鼓风干燥段、抽风干燥段、第一预热段和第二预热段。鼓风干燥段的热气流来自于环冷机第三冷却段排放的部分废气；抽风干燥段采用来自第二预热段回收的热废气对料层进行干燥；第一预热段的主要工艺作用是加热、升温和氧化，主要热源为来自环冷机第二冷却段的热废气，并补充有部分来自第二预热段的热气流，这股热气流通过第一预热段与第二预热段烟罩间隔墙(半墙)孔导入；第二预热段的热源主要来自于回转窑窑尾的热气流。
干燥、预热后的生球在回转窑内进行高温氧化焙烧。
高温球团的冷却在环冷机中进行。环冷机炉罩分四段：第一冷却段的热气流通过受料斗上部的窑头罩和平行管道直接进入回转窑作二次风，以提高窑内气氛温度；第二冷却段的热气流通过热风管直接引入链篦机第一预热段作为补充热源；第三冷却段的低温风部分被送至链篦机鼓风干燥段作为热源，其余的进入第四冷却段；第四冷却段废气通过环冷机上烟囱排放。
此外，***共设置有二台回热风机、一台炉罩风机、一台鼓风干燥风机和一台主抽风机。
上述传统工艺存在的问题是：
1)抽风干燥段和第一预热段的废气用一台主抽风机排入主烟囱，而两段的温度和风压等热工参数不同，使温度、风量不稳定；
2)第一预热段和第二预热段的间隔墙是半墙，第二预热段的高温气体会窜入I段，也会影响到热工***的稳定；
3)第四冷却段废气通过烟囱直接排入大气，一般情况下该段的温度有150℃左右，使热量造成浪费，同时影响了环境。
发明内容
本发明的目的就是克服上述传统链篦机-回转窑焙烧工艺及其***存在的问题，提供一种余热循环利用的球团焙烧生产工艺及其***，既能够保证***温度、风量和风压等热工参数的稳定，又能充分利用余热使***热循环更加合理。
为实现上述目的，本发明采用的余热循环利用的球团焙烧生产工艺，包括生球干燥和预热、生球焙烧以及高温球团冷却三个阶段，生球干燥和预热又依次分为鼓风干燥段、抽风干燥段、第一预热段和第二预热段，高温球团冷却又依次包括第一冷却段、第二冷却段和第三冷却段，其具体步骤如下：
1)生球干燥和预热：
1.1)鼓风干燥段：将生球在第三冷却段排出的200～280℃的气流下进行鼓风干燥；
1.2)抽风干燥段：经鼓风干燥后的生球在第二预热段排出的 300～400℃的气流下进行抽风干燥，最终使生球水分的重量百分比下降至2％以下；
1.3)第一预热段：抽风干燥后的生球在600～750℃的气流下进行升温；
1.4)第二预热段：经第一预热段升温后的生球在1120～1250℃的气流下继续进行升温，同时，排出的气流被引入抽风干燥段作为热源；
2)生球焙烧：干燥和预热后的球团在1250～1350℃高温下进行氧化焙烧，同时，第一冷却段排出的气流被引入作为焙烧时的二次风，排出的气流被引入第二预热段作为热源；
3)高温球团冷却：
3.1)第一冷却段：对焙烧后的球团进行鼓风冷却，同时，该段排出的气流被引入生球焙烧段作为二次风；
3.2)第二冷却段：对焙烧后的球团进行第二次鼓风冷却，同时，该段排出的气流被引入第一预热段作为热源；
3.3)第三冷却段：对焙烧后的球团再进行鼓风冷却，至球团矿的温度达到100℃以下，得到成品球团矿，同时，该段排出的气流被引入鼓风干燥段作为热源。
所述的步骤1.1)、1.2)和1.3)中，对各段排出的气流最好分别使用单独的设备排入烟囱。
所述的步骤1.3)中，可对排出的150℃以上的气流进行余热回收利用。
为实现上述工艺而专门设计的余热循环利用的球团焙烧生产***，包括依次连接的链篦机、回转窑和环冷机。所述链篦机为鼓风干燥段、抽风干燥段、第一预热段、第二预热段的四段式结构。所述环冷机包括第一冷却段、第二冷却段和第三冷却段。其特别之处在于：
所述第二预热段的风箱通过多管除尘器和抽风机与抽风干燥段的烟罩气路连接，所述鼓风干燥段(1.1)的烟罩、抽风干燥段(1.2)的风箱和第一预热段(1.3)的风箱均与烟囱(7)相连；
所述回转窑的窑尾与第二预热段的烟罩气路连接；
所述第一冷却段、第二冷却段和第三冷却段的风箱各自连有鼓风机，所述第一冷却段的烟罩与回转窑的窑头气路连接，所述第二冷却段的烟罩与第一预热段气路连接，所述第三冷却段的烟罩通过多管除尘器和抽风机与鼓风干燥段的风箱气路连接。
进一步地，所述第一预热段和第二预热段之间的间隔墙为整墙。
所述鼓风干燥段的烟罩、抽风干燥段的风箱和第一预热段的风箱最好分别通过各自配套的电除尘器(5)和抽风机(6)与烟囱(7)相连。
更进一步地，所述第一预热段的风箱与烟囱之间还设有用于提升管道水温的余热回收装置。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1)环冷机由三段代替了四段，并将第三冷却段的废气作为第一预热段的热源，充分利用了热能，并减小了废气对环境的影响；
2)抽风干燥段和第一预热段各自使用一台抽风机，与以往的两个阶段共用一台主抽风机相比，保留了各自的气流温度和风压，保证了整个热工***的稳定；
3)第一预热段和第二预热段的间隔墙是整墙，避免了由于第二预热段向第一预热段补充热气流导致的热工***参数不稳的问题；
4)第一预热段排出的气流可高达180℃，本发明能够以加热生活用水等方式回收利用，节省了能源，并改善了环境。
附图说明
附图为本发明的球团焙烧生产***的结构示意图；
图中，链篦机1(其中：鼓风干燥段1.1、抽风干燥段1.2、第一预热段1.3、第二预热段1.4)，回转窑2，环冷机3(其中：第一冷却段3.1、第二冷却段3.2、第三冷却段3.3)，间隔墙4，电除尘器5，抽风机6，烟囱7，鼓风机8，余热回收装置9，多管除尘器10，生球11，球团矿12。
具体实施方式
以下结合一套余热循环利用的球团焙烧生产***对本发明作进一步的详细描述：
如附图所示，本发明的余热循环利用的球团焙烧生产***，包括依次连接的链篦机1、回转窑2和环冷机3。
链篦机1为四段式结构，即鼓风干燥段1.1、抽风干燥段1.2、第一预热段1.3和第二预热段1.4，且第一预热段1.3和第二预热段1.4之间的间隔墙4为整墙。鼓风干燥段1.1的风箱与第三冷却段3.3气路连接，鼓风干燥段1.1的烟罩通过与其匹配的一套单独的电除尘器5和抽风机6与烟囱7连接；抽风干燥段1.2的烟罩与第二预热段1.4的风箱气路连接，抽风干燥段1.2的风箱通过与其匹配的一套单独的电除尘器5和抽风机6与烟囱7连接；第一预热段1.3的烟罩与第二冷却段3.2气路连接，其风箱通过与其匹配的一套单独的电除尘器5和抽风机6与烟囱7连接；烟囱7将上述三个阶段排出的废气流排入大气；第二预热段1.4的烟罩与回转窑2的窑尾气路连接，其风箱依次通过多管除尘器10和抽风机6与抽风干燥段1.2的烟罩气路连接。本实施例的链篦机1中，鼓风干燥段1.1、抽风干燥段1.2、第一预热段1.3面积分别为69m2，第二预热段的面积为138m2。
回转窑2的窑尾与链篦机1尾部相连，窑头与环冷机3相连。
环冷机3包括三个冷却段，即第一冷却段3.1、第二冷却段3.2和第三冷却段3.3，各段的风箱均连有鼓风机8。第一冷却段3.1的烟罩与回转窑2的窑头气路连接，将其废气流引入回转窑2作为二次风；第二冷却段3.2的烟罩与第一预热段1.3的烟罩气路连接；第三冷却段3.3的烟罩通过多管除尘器10和抽风机6与鼓风干燥段1.1的风箱气路连接。
此外，第一预热段1.3的抽风机6与烟囱7之间还设有余热回收装置9。由于该段排出的废气流温度超过150℃、甚至高达180℃，所以可利用这些气流中的热量，将20℃左右的冷水加热成85℃左右的热水，用于厂内员工的洗浴或作为其它生活用水等用途，这时， 该段排出废气的温度以及其它工作段排出废气的温度将均低于130℃，这些废气对环境的影响较小，也不便利用。
本发明的余热循环利用的球团焙烧生产工艺过程如下：
首先，将造好的生球11布置在链篦机1中进行干燥和预热，水分重量百分比在8.5～12％的生球11依次经鼓风干燥段1.1、抽风干燥段1.2、第一预热段1.3和第二预热段1.4。在鼓风干燥段1.1中，从第三冷却段3.3排出的气流经多管除尘器10和抽风机6进入鼓风干燥段1.1的风箱，208℃的气流透过料层进行鼓风干燥，从鼓风干燥段1.1的烟罩排出的的废气经电除尘器5和抽风机6进入烟囱7排出；在抽风干燥段1.2中，从第二预热段1.4排出的气流经多管除尘器10和抽风机6进入抽风干燥段1.2的烟罩，349℃的气流透过料层进行抽风干燥，使生球11的水分重量百分比降至2％以下，从抽风干燥段1.2的风箱排出的废气经电除尘器5和抽风机6进入烟囱7排出；在第一预热段1.3中，从第二冷却段3.2排出的气流进入第一预热段1.3的烟罩，692℃的气流透过料层进行预热，从第一预热段1.3的风箱排出的废气经电除尘器5和抽风机6进入烟囱7排出；在第二预热段1.4中，从回转窑2的窑尾排出的气流进入第二预热段1.4的烟罩，1199℃的气流透过料层进行预热，从第二预热段1.4的风箱排出的废气经多管除尘器10和抽风机6进入抽风干燥段1.2的烟罩。
然后，生球11从回转窑2的窑尾入窑进行高温氧化焙烧，回转窑2内的温度控制在1250～1350℃，回转窑2的供热采用烟煤和天然气。其中，燃煤经磨细后从窑头用高压空气喷入。煤粉喷枪采用调焰性能好的四通道烧嘴，同时由来自第一冷却段3.1的高温废气作为二次风，分为两股由烧嘴上方及下方平行引入窑内，为回转窑2提供一个均匀稳定的温度场。
接下来，高温球团矿12经设在回转窑2窑头箱内的固定筛将大于200mm的大块筛除后进入环冷机3进行风冷。高温球团矿12依次经第一冷却段3.1、第二冷却段3.2和第三冷却段3.3，最终温度降至100℃，成为成品球团矿12。各段的鼓风机8分别进行鼓风。在 第一冷却段3.1中，从烟罩排出的约1171℃的高温废气进入回转窑2的窑头作为二次风；在第二冷却段3.2中，从烟罩排出的约716℃的中温废气被引向链篦机1的第一预热段1.3作为其唯一的热源；在第三冷却段3.3中，从烟罩排出的约226℃的低温废气经多管除尘器10和抽风机6被引向链篦机1鼓风干燥段1.1的风箱作为其热源。
与以往将第三冷却段3.3的可达150℃的废气经第四冷却段直接排入大气相比，该工艺及其***不仅充分地利用了其热量，还改善了环境。且正是由于该部分热量完全能够满足第一预热段1.3的需求而无需第二预热段1.4为该阶段补充热量，第一预热段1.3和第二预热段1.4的之间的间隔墙4设计成整墙，从而避免了由于第二预热段1.4向第一预热段1.3窜风而影响热工***稳定的问题。
Claims (4)
1.一种余热循环利用的球团焙烧生产工艺，包括生球干燥和预热、生球焙烧以及高温球团冷却三个阶段，生球干燥和预热又依次分为鼓风干燥段、抽风干燥段、第一预热段和第二预热段，高温球团冷却又依次包括第一冷却段、第二冷却段和第三冷却段，其特征在于：
1)生球干燥和预热：
1.1)鼓风干燥段：将生球在第三冷却段排出的200～280℃的气流下进行鼓风干燥；
1.2)抽风干燥段：经鼓风干燥后的生球在第二预热段排出的300～400℃的气流下进行抽风干燥，最终使生球水分的重量百分比下降至2％以下；
1.3)第一预热段：抽风干燥后的生球在600～750℃的气流下进行升温；
1.4)第二预热段：经第一预热段升温后的生球在1120～1250℃的气流下继续进行升温，同时，排出的气流被引入抽风干燥段作为热源；
2)生球焙烧：干燥和预热后的球团在1250～1350℃高温下进行氧化焙烧，同时，第一冷却段排出的气流被引入作为焙烧时的二次风，排出的气流被引入第二预热段作为热源；
3)高温球团冷却：
3.1)第一冷却段：对焙烧后的球团进行鼓风冷却，同时，该段排出的气流被引入生球焙烧段作为二次风；
3.2)第二冷却段：对焙烧后的球团进行第二次鼓风冷却，同时，该段排出的气流被引入第一预热段作为热源；
3.3)第三冷却段：对焙烧后的球团再进行鼓风冷却，至球团矿的温度达到100℃以下，得到成品球团矿，同时，该段排出的气流被引入鼓风干燥段作为热源；
其中：所述的步骤1.1)、1.2)和1.3)中，对各段排出的气流分别使用单独的设备排入烟囱。
2.根据权利要求1所述的余热循环利用的球团焙烧生产工艺，其特征在于：所述的步骤1.3)中，对排出的150℃以上的气流进行余热回收利用。
3.一种采用权利要求1所述工艺而专门设计的余热循环利用的球团焙烧生产***，包括依次连接的链篦机(1)、回转窑(2)和环冷机(3)，所述链篦机(1)为鼓风干燥段(1.1)、抽风干燥段(1.2)、第一预热段(1.3)、第二预热段(1.4)的四段式结构，所述环冷机(3)包括第一冷却段(3.1)、第二冷却段(3.2)和第三冷却段(3.3)，其特征在于：
所述第一预热段(1.3)和第二预热段(1.4)之间的间隔墙(4)为整墙；
所述第二预热段(1.4)的风箱通过多管除尘器(10)和抽风机(6)与抽风干燥段(1.2)的烟罩气路连接，所述鼓风干燥段(1.1)的烟罩、抽风干燥段(1.2)的风箱和第一预热段(1.3)的风箱分别通过各自配套的电除尘器(5)和抽风机(6)与烟囱(7)相连；
所述回转窑(2)的窑尾与第二预热段(1.4)的烟罩气路连接；
所述第一冷却段(3.1)、第二冷却段(3.2)和第三冷却段(3.3)的风箱各自连有鼓风机(8)，所述第一冷却段(3.1)的烟罩与回转窑(2)的窑头气路连接，所述第二冷却段(3.2)的烟罩与第一预热段(1.3)气路连接，所述第三冷却段(3.3)的烟罩通过多管除尘器(10)和抽风机(6)与鼓风干燥段(1.1)的风箱气路连接。
4.根据权利要求3所述的余热循环利用的球团焙烧生产***，其特征在于：所述第一预热段(1.3)的风箱与烟囱(7)之间还设有用于提升管道水温的余热回收装置(9)。
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| CN101624647A (zh) | 2010-01-13 |
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