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球團豎爐特點及燃燒室倒風墻用耐火材料

作者:寰洋實業  發布日期:2017-02-21

  球團豎爐是一種用于焙燒冶金球團的豎爐,屬于冶金設備的技術領域。它包括由爐墻組成的爐膛,設于爐膛下端的鎖風卸料裝置,爐膛上部的球團料進口和設于爐膛內中部的破碎輥,爐墻下部設有供風噴口,爐膛內設有與爐膛內外相通的燃料管道,所述燃料管道爐膛內部分設有燃料噴嘴。

球團礦是細磨鐵精礦或其他含鐵粉料造塊的又一種方法,它是將精礦粉、熔劑(有時還有粘結劑和燃料)的混合物,在造球機中滾成直徑8?15mm(用于煉鋼還要大些)的生球,然后干燥、焙燒,固結成型,成為具有良好冶金性質的優質含鐵原料,供給鋼鐵冶煉的需要。
 

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一、球團豎爐的構造

豎爐按其斷面形狀分類,有圓形和矩形兩種,圓形豎爐是早期出現的,現在除瑞典還保留了幾座外,其余幾乎都是矩形的。

國外豎爐的缺點主要有以下幾點:

(1)電耗高。根據瑞典LKAB公司的分析,其電耗高達50kW·h/t。電耗高的主要原因足它的料柱高,冷風向上通過焙燒帶時,料層中氣流速度高,阻力大,主風機工作壓力要求高,因而電耗大。

(2)國外豎爐球團一般采用高熱值的燃料,重油或天然氣,而且只限于焙燒磁鐵礦球團。

(3)下料速度不均、焙燒和固結不均、球團質量受影響。

國外豎爐本身是料倉式結構,排料時同一截面的球團礦下料速度不均勻,正對排料口中心下料快,兩側相應下料慢,使球團礦在爐內停留的時間不同,這樣焙燒和固結不均,影響球團質量。

(4)國外豎爐一般采用兩條移動膠帶以“乙”字形線路布料,一座長6.4m,寬2.44m的豎爐布料一次要140s,布料車沿寬度方向要走8個來回。如再擴大爐型、布料周期必須延長,這就難以保持料面溫度分布均勻,不利于操作,影響球團質量。
 

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我國豎爐的主要特點如下:

豎爐球團以高爐煤氣為燃料,而不像國外豎爐采用高熱值的燃料(重油)或天然氣、焦爐煤氣。這是因為我國新的爐型結構改善了爐內透氣性,燃燒廢氣和冷卻風穿透能力增加,氣流分布均勻,焙燒制度合理,有穩定的均熱帶,為球團再結晶和晶形長大固結創造了條件。

二、球團豎爐各部位工作環境

(一)燃燒室

我國球團豎爐通常用矩形燃燒室,配置于豎爐爐膛的兩側。燃燒室大都是燃燒高爐煤氣,燃燒后的廢氣形成一定的壓力,由豎爐火口噴進爐膛焙燒球團礦,后到達爐頂,經除塵放入大氣。燃燒室的一個突出特點是正壓操作。因此,燃燒室必須密封良好,不能有一點氣體泄漏。

實踐證明,豎爐爐體的一個薄弱環節就是燃燒室。目前,豎爐的一代壽命較短,僅1-3年,這與燃燒室有很大關系,這是由燃燒室的工作環境惡劣所決定的。燃燒室承受著1100-1120℃的高溫及10?20kPa壓力,如若砌筑質量不好,極易漏氣漏火,所以燃燒室有時可能發生燒穿事故,嚴重地影響了豎爐的正常作業。另外,燃燒室溫度較高,整個砌體因熱膨脹而產生位移?,F有的燃燒室底部框架都是自由地放置在混凝土平臺上,平臺表面粗糙.熱膨脹產生的摩擦力很大,因此容易導致頂部砌體開裂。

燃燒室不僅是正壓操作,承受一定的壓力,而且容易燒穿。燒穿部位大都是拱頂、拱腳、燒嘴、人孔等處,一經燒穿,壓力便急劇下降,廢氣穿透料柱的能力受影響,所以燃燒室一定要密封好。

除此之外,燃燒室還受拱腳的水平推力作用及爐墻氣體的側壓力作用。豎爐的停開也造成一定的損壞。

豎爐燃燒室一般都砌成60°拱頂,由于拱的存在,便產生一定的水平推力,拱頂越重,水平推力也就越大。

豎爐是正壓操作,煤氣要以一定的壓力噴進燃燒室燃燒,生成的熱廢氣由燃燒室火道噴入豎爐爐膛,由此可見,燃燒室密封不嚴,就不會形成足夠的壓力,滿足不了焙燒球團礦的工藝要求。經過計算得知,側壁所產生的氣體壓力是很大的。

豎爐的生產停停開開對燃燒室損壞。豎爐長期處于生產狀態,燃燒室也就處于高溫狀態。耐火磚膨脹到一定尺寸而停止,相對穩定。但是,如若發生停爐,燃燒室溫度就降下來,特別是降到常溫,砌體自然收縮。豎爐開、停,砌體也就膨脹、收縮,反復幾次,砌體就產生裂紋,特別是拱腳、拱頂一活動,就會燒穿。因此,要保證燃燒室長壽,不僅要砌體符合要求、密封好,而且要提高豎爐作業率,這對延長燃燒室壽命至關重要。

綜上所述,燃燒室是豎爐的一個薄弱環節,長期處于高溫狀態下,其工作環境比較惡劣。
 

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(二)導風墻

導風墻是豎爐中的又一個薄弱環節,它下面靠金屬水梁支撐,常受高溫作用、含塵氣流的沖刷磨損,還要承受爐料的側壓力。因此,導風墻的工作環境也很惡劣。在水梁與砌體的結合處,特別是下部1m處的砌體易脫落。所以,導風墻的材質、格孔尺寸及孔壁厚度的選擇都很重要。

三、豎爐用耐火材料

(一)燃燒室

燃燒室是豎爐的主要砌體,一般采用粘土磚或高鋁磚砌筑。如杭鋼兩個燃燒室砌磚量大約120t左右。砌縫要求小于2mm,拱頂等重要部位均采用701灰漿,爐底及其他部位采用一般泥漿。在砌磚過程中,由于工作面大,磚的數量多,如有一處達不到砌磚質量要求(如磚縫大、泥漿不飽滿等),赤熱的氣體就會從這些薄弱處穿透并沿爐殼內壁竄動,從金屬爐殼不嚴密處漏出。膨脹縫一般沿燃燒室長邊留四條,實際上可以取消,因為此處也易燒穿漏氣。膨脹問題主要靠砌體外部的保溫磚、雞毛灰等填料,以便緩沖耐火磚砲體的膨脹或收縮。

本鋼16m2豎爐焙燒帶截面積寬為2.088m,長為7.056m。烘干帶高1.260m,預熱焙燒帶高2.600m,均熱帶2.570m,冷卻帶為3.500m,爐子排礦輥中心線至爐口高度為12.810m,容積為290m3。噴火口以上是用耐火磚砌筑,以下用高鋁磚砌筑。
 

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燃燒室采用半圓拱頂矩形燃燒室,其優點是結構簡單,配置緊湊,密封性好,燃燒室壓力低,為了保證其氣密性,每層磚都采用磷酸鹽泥漿砌筑,磚縫不大于2mm。整個燃燒室砌體采用周邊膨脹縫。此外,在燃燒室底部設置若干組多向滑動支座。一方面用以補償熱膨脹造成的位移,另一方面可減少燃燒室對土建平臺產生的摩擦力。

另外,采用耐火可塑料整體搗固燃燒室也很簡單可靠鐵溝和渣溝澆注料。

(二)導風墻

豎爐采用導風墻技術,是我國的一個創新,它的存在,使爐內有了通道,有效地縮短了冷卻風所通過的料層,使阻力大大減小,冷卻風量相對增加,冷卻效果得到改善,同時也使主風機電耗大大降低。導風墻工作條件惡劣,它不僅承受高溫氣流的沖刷,而且也受到球團礦巨大的側壓力及磨損。所以,要求導風墻用磚性能優異,一般采用優質粘土磚或高鋁磚。


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