竖炉工艺结构

竖炉工艺结构知识

球团竖炉

一种用于焙烧冶金球团的竖炉，属于冶金设备的技术领域。它包括由炉墙组成的炉膛，设于炉膛下端的锁风卸料装置，炉膛上部的球团料进口和设于炉膛内中部的破碎辊，炉墙下部设有供风喷口，炉膛内设有与炉膛内外相通的燃料管道，所述燃料管道炉膛内部分设有燃料喷嘴。它结构简单，燃料直接在炉内燃烧，炉宽方向温度均匀，热效率高，焙烧带供热足，球团产量高，质量均匀。

包括由炉墙(1)组成的炉膛，设于炉膛下端的锁风卸料装置(8)，设于炉膛上部的球团料进口和设于炉膛内中部的破碎辊(5)，其特征在于：炉墙(1)下部设有供风喷口(6)，炉膛外设有与炉膛内相通的燃料管道(3)，所述燃料管道(3)炉膛内

部分设有燃料喷嘴(2)。

球团竖炉的产品用于冶金高炉冶炼铁水的原料，产品形状为圆形，一般8-16

毫米。

球团竖炉原料一般为磁铁矿粉、褐铁矿粉、赤铁矿粉，辅料为硼润土。

一、球团竖炉的构造

竖炉按其断面形状分类，有圆形和矩形两种，圆形竖炉是早期出现的，现在除瑞士还保留了几座外，其余几乎都是矩形的。

国外竖炉的缺点主要有以下几点：

（1）电耗高。根据瑞典LKAB公司的分析，其电耗高达50kW·h/。电耗高的主要原因是它的料柱高,冷风向上通过焙烧带时，料层中气流速度高，阻力大，

主风机工作压力要求高，因而电耗大。

（2）国外竖炉球团一般采用高热值的燃料，重油或天然气，而且只限于焙

烧磁铁矿球团。

（3）下料速度不均、焙烧和固结不均、球团质量受影响。

国外竖炉本身是料仓式结构，排料时同一截面的球团矿下料速度不均匀，正对排料口中心下料快，两侧相应下料慢，使球团矿在炉内停留的时间不同，这

样焙烧和固结不均，影响球团质量。

（4）国外竖炉一般采用两条移动胶带以“乙” 字形线路布料，一座6.4m，宽2.44 m的竖炉布料一次要140s，布料车沿宽度方向要走8个来回。如再扩大炉型、布料周期必须延长，这就难以保持料面温度分布均匀，不利于操作，影响

球团质量。

我国竖炉的主要特点如下：

竖炉球团以高炉煤气为燃料，而不像国外竖炉采用高热值的燃料（重油）或天然气、焦炉煤气。这是因为我国新的炉型结构改善了炉内透气性，燃烧废气和冷却风穿透能力增加，气流分布均匀，焙烧制度合理，有稳定的均热带，为球

团再结晶和晶形长大固结创造了条件。

二、球团竖炉各部位工作环境

（一）燃烧室

我国8m2球团竖炉通常用矩形燃烧室，配制于竖炉炉膛的两侧。燃烧室大都是燃烧高炉煤气，燃烧后的废气形成一定的压力，由竖炉火口喷进炉膛焙烧球团矿，最后达到炉顶，经除尘放入大气。燃烧室的一个突出特点是正压操作。因此，燃烧室必须密封良好，不能有一点气体泄漏。

实践证明，竖炉炉体的一个薄弱环节就是燃烧室。目前，竖炉的一代寿命较短，仅1～3年，这与燃烧室有很大关系，这是由燃烧室的工作环境恶劣所决定的。燃烧室承受着1100～1120℃的高温及10～20kPa压力，如若砌筑质量不好，极易漏气漏火，所以燃烧室有时可能发生烧穿事故，严重地影响了竖炉的正常作业。另外，燃烧室温度较高，整个砌体因热膨胀而产生位移。现有的燃烧室底部框架都是自由地放置在混凝土平台上，平台表面粗糙，热膨胀产生的摩擦力

很大，因此容易导致顶部砌体开裂。

燃烧室不仅是正压操作，承受一定的压力，而且容易烧穿。烧穿部位大都是拱顶、拱脚、烧嘴、入孔等处，一经烧穿，压力便急剧下降，废气穿透料柱的能力受影响，所以燃烧室一定要密封好。

除此之外，燃烧室还受拱脚的水平推力作用及炉墙气体的侧压力作用。竖

炉的停开也造成一定的损坏。

竖炉燃烧室一般都砌成60°拱顶，由于拱的存在，便产生一定的水平推力，

拱顶越重，水平推力也就越大。

竖炉是正压操作，煤气要以一定的压力喷进燃烧室燃烧，生成的热废气有燃烧室火道喷入竖炉炉膛。由此可见，燃烧室密封不严，就不会形成足够的压力，满足不了焙烧球团矿的工艺要求。经过计算得知，侧壁所产生的气体压力是很大

的。

竖炉的生产要求停停开开对燃烧室损坏最大。竖炉长期处于生产状态，燃烧室也就处于高温状态。耐火砖膨胀到一定尺寸而停止，相对稳定。但是，如若发生停炉，燃烧室温度就降下来，特别是降到常温，砌体自然收缩。竖炉开、停。砌体也就膨胀、收缩，反复几次，砌体就产生裂纹，特别是拱脚，拱顶一活动，就会烧穿。因此，要保证燃烧室长寿，不仅要砌体符合要求、密封好。而且要提高竖炉作业率。这对延长燃烧室寿命至关重要。

综上所述，燃烧室是竖炉的一个薄弱环节，长期处于高温状态下，其工作

环境比较恶劣。

（二）导风墙

导风墙是竖炉中的又一个薄弱环节，它下面靠金属水梁支撑，常受高温作用、含尘气流的冲刷磨损，还要承受炉料的侧压力。因此，导风墙的工作环境也很恶劣。在水梁与砌体的结合处，特别是下部1m处的砌体最易脱落。所以，导风墙的材质、格孔尺寸及孔壁厚度的选择都很重要。

三、竖炉用耐火材料

（一）燃烧室

燃烧室是竖炉的主要砌体，一般采用粘土砖或高铝砖砌筑。如杭钢两个燃烧室砌砖量大约120t左右。砌缝要求小于2mm，拱顶等重要部位均采用701灰浆，炉底及其他部位采用一般泥浆。在砌砖过程中，由于工作面大，砖的数量多，如有一处达不到砌砖质量要求（如砖缝大、泥浆不饱满等），赤热的气体就会从这些薄弱处穿透并沿炉壳内壁窜动，从金属炉壳不严密处漏出。膨胀问题主要靠砌体外部的保温砖、鸡毛灰等填料，以便缓冲耐火砖砌体的膨胀或收缩。

本钢168m2竖炉焙烧带截面积宽为2.088m，长为7.056 m。拱干带高1.260 m，预热焙烧带高2.660 m，均热带2.570 m，冷却带为3.500 m，炉子排矿辊中心线至炉口高度为12.810 m，容积为190m3，喷火口以上是用耐火砖砌筑，以下

用高铝砖砌筑。

燃烧室采用半圆拱顶矩形燃烧室，其优点是结构简单，配制紧凑，密封性好，燃烧室压力低。为了保证其气密性，每层砖都采用磷酸盐泥浆砌筑，砖缝不大于2 m m。整个燃烧室砌体采用周边膨胀缝。此外，在燃烧室底部设置若干组多向滑动支座。一方面用以补偿热膨胀造成的位移，另一方面可减少捣固燃烧室

也很简单可靠。

（二）导风墙

竖炉采用导风墙技术，是我国的一个创新，它的存在，是炉内有了通道，有效地缩短了冷却风所通过的料层，使阻力大大减小，冷却风量相对增加，冷却效果得到改善，同时也使主风机电耗大大降低。导风墙工作条件恶劣，它不仅承受高温气流的冲刷，而且也受到球团矿巨大的侧压力及磨损。所以，要求导风墙用砖性能优异，一般采用优质粘土砖或高铝砖。