氧化球團(tuán)煉鋼的工藝設(shè)計(jì)與設(shè)備選型

摘要：氧化球團(tuán)煉鋼，采用豎爐法煉鋼工藝不僅能夠滿足煉鋼的質(zhì)量和數(shù)量要求，還具有投資金額低、能源利用率高、二次能源可充分利用等優(yōu)勢(shì)。本文以唐山恒達(dá)氧化球團(tuán)項(xiàng)目為研究案例進(jìn)行煉鋼工藝設(shè)計(jì)和設(shè)備選型。

關(guān)鍵詞：氧化球團(tuán);煉鋼的工藝;設(shè)備選型

0? 引言

氧化球團(tuán)煉鋼的主要工藝有三種，分別是豎爐法、回轉(zhuǎn)窯法、焙燒法，其中，回轉(zhuǎn)窯法和焙燒法的基建項(xiàng)目投資金額大，設(shè)備要求高，不適合普通中小型企業(yè)，也就大型的鋼鐵企業(yè)或礦山企業(yè)有能力投資建設(shè)。因此，普遍適用的氧化球團(tuán)煉鋼工藝是采用豎爐法生產(chǎn)酸性氧化球團(tuán)礦。采用豎爐法煉鋼工藝不僅能夠滿足煉鋼的質(zhì)量和數(shù)量要求，還具有三大優(yōu)點(diǎn)，其一是項(xiàng)目基建投資金額低，其二是能源利用率比較高，其三是二次能源能夠得到充分利用。

1? 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

唐山恒達(dá)氧化球團(tuán)項(xiàng)目，采用豎爐法煉鋼工藝，年產(chǎn)氧化球團(tuán)約90萬(wàn)噸，相關(guān)技術(shù)指標(biāo)如表1。

2? 工藝技術(shù)方案

現(xiàn)有成熟工藝主要有兩種，其一是氣基法，其二是煤基法。根據(jù)工藝相關(guān)的產(chǎn)能和產(chǎn)量分析，氣基法具有高產(chǎn)能和高產(chǎn)量的優(yōu)勢(shì)，目前行業(yè)內(nèi)應(yīng)用比例高達(dá)90%，占有絕對(duì)的主導(dǎo)性。氣基法就是使用還原氣（H2+CO）參與反應(yīng)，使Fe2O3還原為海綿鐵，然后直接煉制優(yōu)質(zhì)鋼。

2.1 工藝流程簡(jiǎn)述

鐵礦石經(jīng)過(guò)初步篩選后，再經(jīng)由上料系統(tǒng)輸送到還原爐。在還原爐里面，鐵礦石爐料是從上往下運(yùn)動(dòng)，還原氣是從下往上運(yùn)動(dòng)，爐料與還原氣逆向運(yùn)動(dòng)可確保其充分接觸達(dá)到完全反應(yīng)。還原反應(yīng)的化學(xué)過(guò)程是：三氧化二鐵→四氧化三鐵→氧化鐵→鐵，具體的化學(xué)反應(yīng)式是：

H還原反應(yīng)：

3FeO + H→2FeO + HO;FeO + H→3FeO + HO;FeO + H→Fe + HO

CO還原反應(yīng)：

3FeO + CO→2FeO + CO;FeO + CO→3FeO + CO;FeO + CO→ Fe + CO

根據(jù)上述化學(xué)方程式可以看到，在反應(yīng)過(guò)程中會(huì)生成H2O和CO2，也存在一定數(shù)量的未完全反應(yīng)的H2和CO，這幾種氣體物質(zhì)經(jīng)過(guò)自上而下運(yùn)動(dòng)的球團(tuán)，實(shí)現(xiàn)了散熱降溫，最后從爐體頂端排出。反應(yīng)生成的還原鐵隨著球團(tuán)到還原爐底部通過(guò)旋轉(zhuǎn)閥排出，可通過(guò)卸料設(shè)備后直接熱送進(jìn)入煉鋼料倉(cāng)，也可以通過(guò)卸料設(shè)備后繼續(xù)進(jìn)行熱壓塊和冷卻處理，然后再冷送進(jìn)入煉鋼料場(chǎng)。工藝流程圖如圖1。

2.2 主要設(shè)備選型（表2）

3? 總結(jié)

根據(jù)對(duì)項(xiàng)目的綜合分析后確定采用豎爐法氧化球團(tuán)煉鋼工藝，完成工藝流程圖的繪制，并完成九大系統(tǒng)的設(shè)備選型，具體有原/配料系統(tǒng)、混勻烘干系統(tǒng)、潤(rùn)磨造球系統(tǒng)、生球篩分系統(tǒng)、豎爐本體系統(tǒng)、成品出料及冷卻系統(tǒng)、煙氣除塵系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、凈循環(huán)水系統(tǒng)。

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作者簡(jiǎn)介：蔡冬林（1985-），女，江蘇泰州人，機(jī)械工程師，主要從事氧化球團(tuán)煉鋼的工藝設(shè)計(jì)與管理工作。