钒钛磁铁矿带式焙烧机工艺研究及工程设计.docx
依托攀钢西昌300万t/a锐钛磁铁矿球团带式焙烧机项目，通过轨钛磁铁矿球团带式焙烧机模拟试验研究，找到了锐钛磁铁矿球团的焙烧特点。结合国内外带式焙烧机工艺发展的先进技术，提出一些钮钛磁铁矿带式焙烧机工程设计的新思路、新手段，如先进布料技术、厚料层焙烧技术、抽干段布风板优化技术、CFD流场模拟技术、先进燃烧技术、烟气氧含量降低技术、鼓干段SCh及NOx降低技术、干式结构梁及风冷梁新技术和三维工程设计技术等。生产实践表明，攀钢西昌帆钛磁铁矿球团带式焙烧机生产线月作业率达98.13%,日产量不低于9100t,成品球团矿FeO质量分数为0.6%1.5%,平均抗压强度不低于2000N/P,碱度为自然碱度；排放指标为，烟气中烟尘质量浓度2.53mgmSO2质量浓度3.15mgmNoX质量浓度42.42mgm基准氧体积分数17.34%,均满足排放标准。本项目为国内第1条生产帆钛矿球团的带式焙烧机生产线，应用前景广阔。1、引言球团矿具有强度高、粒度均匀、含铁品位高、还原性好等特点，在高炉冶炼中可起到增产、节焦、改善炼铁技术经济指标和降低生铁成本的作用。帆钛磁铁矿焙烧时对温度和时间不敏感，可控温度带窄，被业内公认为“呆矿”。目前，帆钛磁铁矿造块主要有烧结工艺和链算机-回转窑-环冷机（简称链-回-环）工艺，应用新兴带式焙烧机工艺的稀少。钮钛磁铁矿烧结生产工艺缺点有：1）工序能耗高。烧结工序能耗约46kgt,为球团工艺的2倍多。2）污染大，治理成本高。烧结工艺烟气量约为球团工艺的L41.7倍，环境治理成本高。3）烟气成分复杂，难以处理。烟气主要成分为H2。、CO、CO2、CH4、SO2、SO3、NOx二嗯英等，目前二嗯英还没有办法处理脱除。4）需要配加固体燃料。烧结工艺需要配加煤粉、焦粉等固体燃料，对环境污染大。5）品位低。烧结矿碱度要求高，一般为1.82.3,在配料工序需要配加石灰石等辅料，导致烧结矿品位低，一般为49%57%,造成高炉冶炼利用系数低。钮钛磁铁矿链-回-环生产工艺缺点有：1）成本高。链-回-环工艺的干燥、预热、焙烧、冷却由3大设备组成，设备运行成本、维护成本、人工成本、能耗成本、备品备件成本等均较高。2）烟气显热利用率低。3大设备跨度大，风系统管道距离长，系统热量损失大，利用率低。3）回转窑结圈问题处理难度大。目前国内外均无较好的处理方式，处理回转窑结圈问题时需要停机,造成设备作业率低，一般不高于94%。4）原料适应性差。赤铁矿、褐铁矿等黏度大的精矿通常不宜选择链-回-环工艺。5）成品单一。链-回一环工艺只适用于生产酸性球团矿，生产自熔性、镁质、碱性、含钛球团矿效果不佳。帆钛磁铁矿带式焙烧机工艺生产特点为：带式焙烧机将球团干燥、预热、焙烧、冷却过程集成在1台设备上完成。带式焙烧机工艺有诸多优点，如热效率高、可靠耐用性强、原料适应性强、废气粉尘少、成品率高、保温效果好、使用寿命长、热耗低、作业率高等。依托攀钢西昌高炉炉料结构优化节能减排项目年产300万t球团矿带式焙烧机工程，笔者主要研究帆钛磁铁矿带式焙烧机工艺的特点及工程设计。该项目是国内帆钛磁铁矿第1条带式焙烧机工艺生产线，为带式焙烧机工艺在国内的发展创造了一个良好开端。2、精选图表一次风二次风口氧气分析仪多功能数字温度仪表计算机显示器图1带式焙烧机模拟试验原理图皮带输送装置(a)往复式布料器改HMO往复式布料器:维图图5往复式布料器设计图及三维图鼓风干螺段抽风煤段冷却段冷却段Ill台车运行方向鼓干鼓风机r2对冷风涧-*-.rtJ一以流方向鼓十措风机&pi?；l风机图9带式焙烧机系统PlD控制图期环冷却风机回热风机&冷却鼓风机.3、结论1）帆钛磁铁矿原料化学成分表明，原料中Ti02、AI2O3、Mgo和S含量较高，不利于球团矿的焙烧，氧化预热时间较长。原料粒度较细、比表面积较大，容易分层，导致外层氧化快，内部氧化困难。2）帆钛磁铁矿带式焙烧机模拟试验结果表明，钮钛磁铁矿球团不易爆裂，可以提高干燥温度，加快干燥速度，缩短带式焙烧机干燥段长度；钮钛磁铁矿球团外层氧化快，内部氧化困难，预热时间要求较长;钮钛磁铁矿球团焙烧可控温度带窄，操作困难;钮钛磁铁矿球团焙烧的抗压强度总体不高,在合理的工艺制度条件下,平均抗压强度不低于2000N/P,能够满足2000H?以下高炉使用。3）先进技术的应用，解决了球团质量不均匀问题，提高设备产能约25%32%,增强了干燥效果，增加了烧嘴控制的灵活性，大幅降低了烟气中NOx含量、降低烟气基准氧体积分数至17.34%,并保证了鼓干段烟气SO?质量浓度不高于20mgmNoX质量浓度不高于30mg/nP。4）生产实践表明，该项成果在西昌300万t/a钮钛磁铁矿球团带式焙烧机工程中成功应用。投产以来，运行稳定，成品球团矿技术经济指标良好，排放指标先进，为带式焙烧机工艺在国内锐钛矿领域的发展创造了良好开端，值得推广。
