烧结矿冷却方式

烧结矿冷却方式及国内生产实践

2006-8-14 15:56:37 中国选矿技术网浏览981 次收藏我来说两句

（一）烧结矿冷却方式的分类

烧结矿的冷却靠介质进行。冷却介质可以是空气、水或两者联合使用。因此，国内外曾出现了多种的冷却方法和设备，可分为图1所示的类型。

（二）国内烧结矿冷却的生产实践

1.机上冷却工艺

机上冷却工艺是在烧结机上完成烧结和冷却过程。即在烧结终了时，不立即卸下烧结矿，而让其继续停留在烧结机上，与此同时，利用冷却段风机吸入的冷空气使烧结矿冷却。机上冷却的简图见图2.

(1)机上冷却工艺的优缺点

机上冷却工艺的优点是单辊破碎机的工作温度低，不需热矿振动筛和单独的冷却机，可以提高设备作业率、降低设备维修费；返矿量少、成品率高、燃料耗量低；简化了设备配置，改善操作环境，减少污染，便于冷却系统和环境除尘。

机上冷却工艺的缺点是冷却产生的废气温度高(可达600℃)、压力损失大(风机压力需8000Pa左右)、需要高温风机、功率消耗大；台车和箅条受热循环作用大；不能利用返矿的废热来预热混合料。

(2)机上冷却工艺的主要影响因素

机上冷却工艺的主要影响因素如下：

矿石性能对机上冷却工艺的影响较大，见图3.

从图3可知，贫铁矿。特别是褐铁矿烧结，其初始堆积密度低、烧损高，这类矿石烧成的烧结矿所需的冷却时间短，冷烧比小。如水城烧结厂采用机上冷却工艺，冷烧比为0.77。富矿中的磁铁矿烧结时，因所得烧结矿堆积密度大、透气性差，以及冷却过程的氧化放热，故其冷却时间长，但由于磁铁矿烧结时间也长，所以对冷烧比影响不大，冷烧比为1.0。赤-针铁矿烧结所需冷烧比在上述两者之间。不同矿物原料烧结所需的冷烧比，应通过烧结试

验来确定。

烧结矿碱度(m(CaO)/m(SiO2))升高时，所得的烧结饼透气性得到改善，其冷却时间减少，从而减少冷烧比。

混合料的均匀性、料层高度与烧结负压、冷却负压等操作条件，都会影响机上冷却的冷却时间和冷却效果。冷却时间在很大程度上取决于冷却风量和冷却负压。有些烧结工作者认为，机上冷却工艺的冷却负压为8000～9000Pa时，冷却抽入的风量和冷却时间最少。

(3)国内机上冷却工艺的生产实践

我国首钢烧结厂、首钢矿业公司烧结厂、包钢一烧、武钢二烧、水钢烧结厂、宣钢烧结厂等都有成功的机上冷却工艺的生产实践经验。

2.机外冷却工艺

机外冷却工艺是在烧结机上完成烧结过程，然后在一台单独的烧结矿冷却机上完成烧结矿的冷却。

选择冷却机，必须具有以下优点：

①具有良好的冷却效槊；

②冷却机本身的能耗要低，而且应为降低烧结生产的工序能耗创造条件；

③有利于废气的余热利用，而且要求废气提供的温度要高；

④有利于改善周围的环境，不漏料、不扬灰，并有利于除尘设施的配置；

⑤便于检修和操作，占地面积小，对烧结饼破损程度小。

带式冷却机和环式冷却机具备上述优点，而且都是成熟和可靠的冷却设备，在国内外都获得广泛的应用。

(1)机外冷却工艺的优缺点

机外冷却工艺的优点如下：

①热烧结饼经破碎、筛分后，粒度较均匀，粒径较小，有利于烧结矿的冷却。

②料层阻力小，冷却风机的风压低，有利于节省电耗。

③可采用厚料层鼓风冷却，有利于余热回收利用。

④鼓风冷却用的风机在常温下工作，不需采用价格昂贵的高温风机；使用介质为大气的常温空气，风机转子寿命长，便于维修，经营费用低。

机外冷却工艺的缺点为占地面积和环境除尘工作量大于机上冷却。

(2)机外冷却工艺的主要影响因素

机外冷却工艺的主要影响因素为：

①冷却机的型号、尺寸和生产能力。

②冷却风机的风量、风压、风速。

③冷却料层的厚度、透气性。

④冷却时间。

⑤烧结矿的最大块度、粒度均匀程度、粉末含量等。

⑥烧结终点的控制以及热烧结矿中的残碳、FeO含量等。

(3)鼓风冷却与抽风冷却的比较

鼓风冷却具有热交换充分、冷却效果好、占地面积小、风机转子不易磨损、维修简单、废气余热利用效率高等特点，得到国内外的广泛应用。

(4)有、无热筛的比较

为了简化烧结工艺流程，提高设备作业率，节省投资，我国上海宝钢450m2烧结机、武钢430m2烧结机，马钢300m2烧结机等厂取消热矿振动筛，采用直接装矿冷却的工艺和配置。

不经热筛，直接装矿冷却的优点为：

①取消了热筛，减少了设备事故和投资；

②没有热返矿，省去了昂贵的链板运输机以及相关的热返矿系统；

③减少了热振筛处的扬尘点，有利于环境保护；

④降低了厂房和设备的投资，提高烧结厂的作业率，提高了烧结矿的产量。

直接装矿的缺点为：

①冷却面积相对增大10%～15%;

②没有热返矿，混合料温度较低，必须采用提高混合料温度的措施；

③烧结矿中的细粒粉末影响冷却料柱的透气性，冷却风压相对增加147Pa左右；

④冷却废气含尘量增多，除尘及回收负荷增大。

为了取消热筛，日本在福山4号400m2烧结机上进行取消热振动筛试验。

为了验证在一定精矿配比条件下取消热筛工艺对烧结、冷却、环保产生的影响，找出取消热筛工艺后，工厂设计及生产操作的优化参数，为新建厂、老厂改造取消热筛工艺及马钢300m2烧结厂(取消热筛工艺)投产提供可靠的依据，在冶金部及安徽省冶金厅的支持下，马鞍山钢铁设计研究院与马钢、合钢联合于1992年5～6月和1993年4～5月在合钢18m2烧结机、26m2鼓风带式冷却机上进行了取消热筛的工业模拟试验，获得大量的试验数据，部分试验结果见图4、图5。

图5为鼓风带冷机上烧结矿温度跟踪测定结果，其带冷机料层厚度为1000mm;上、下测点分别距台车箅板650mm,290mm.

从图4可见，无论是否取消热筛，鼓风带冷机的冷却效果是显著的。

从图5可见，取消热筛后，带冷机上的料层阻力稍高于有热筛时的制层阻力，但该料面风速、风压均在预期的范围内。

本次工业模拟试验测定结果表明，每吨烧结矿的耗风量为1928m3,低于原设计的冷却耗风量2320m3/t。

(5)国内机外冷却工艺的生产实践

我国钢铁企业烧结厂已有机外冷却工艺的丰富生产实践经验和成功经验。我国七八十年