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文檔簡介
PAGEPAGEIIUDC中華人民共和國國家標準GBPGB50XXX–200x鐵礦球團工程設計規范(征求意見稿)Codefordesignofironpelletingengineering200x-x-x發布200x-xx-xx實施中華人民共和國建設部聯合發布中華人民共和國國家標準鐵礦球團工程設計規范CodefordesignofironpelletingengineeringGB50XXX–200x主編部門:中國冶金建設協會批準部門:中華人民共和國建設部施行日期:200x年x月x日中國計劃出版社200x年北京建設部關于發布國家標準《鐵礦球團工程設計規范》的公告PAGEPAGE1前言《鐵礦球團工程設計規范》是根據建設部建標函[2007]126號關于印發《2007年工程建設標準規范制定、修訂計劃(第二批)》的要求,由主編單位中冶長天國際工程有限責任公司(原長沙冶金設計研究總院)和中冶北方工程技術有限公司(原鞍山冶金設計研究總院)會同各參編單位,在各鋼鐵公司科技處(部)、球團廠或煉鐵廠(部)、中國金屬學會及有關大專院校、設計部門等單位的協助下編制而成。本規范在編制過程中,全面檢索、收集了國內外的有關資料;組織了調研,開展了必要的專題研究和技術研討;借鑒了相關標準規范;廣泛征求了有關生產、設計、大專院校的意見,對主要問題和疑難問題進行了反復的研討和修改,最后經審查定稿。本規范共分15章,主要內容有:總則,術語,基本規定,原料要求及原料準備和加工,配料和混合,造球和生球篩分,布料和焙燒,成品的篩分、貯運和粉料的處理,電力和自動化,輔助設施,計量、檢化驗和試驗,維修檢修,節能與循環經濟,環境保護,安全、工業衛生與消防。本規范中以黑體字標志的條文為強制性條文,必須嚴格執行。本規范由建設部負責管理和對強制性條文的解釋,由中冶長天國際工程有限責任公司負責具體技術內容的解釋。在本規范的執行過程中,請各單位結合工程實踐,認真總結經驗,積累資料。如發現需要修改或補充之處,請及時將意見和有關資料寄交中冶長天國際工程有限責任公司科技質量部(地址:長沙市勞動中路1號,郵編:410007),以便今后修改時參考。本規范主編單位、參編單位和主要起草人:主編單位:中冶長天國際工程有限責任公司(原長沙冶金設計研究總院)中冶北方工程技術有限公司(原鞍山冶金設計研究總院)參編單位:中南大學北京科技大學中冶華天工程技術有限公司(原馬鞍山鋼鐵設計研究總院)武漢鋼鐵集團公司礦業有限責任公司鞍鋼股份煉鐵總廠首鋼承德信通首承礦業有限責任公司鞍鋼集團礦業公司邯鄲鋼鐵集團公司煉鐵部昆明鋼鐵股份有限公司煉鐵廠濟南濟鋼設計院主要起草人:(名單待定)PAGE1目次TOC\o"1-2"\h\z\u1總則 12術語 23基本規定 54原料要求及原料的準備和加工 64.1工藝原則 64.2鐵礦粉 64.3粘結劑和添加劑 64.4燃料 75配料和混合 85.1工藝原則 85.2配料 85.3混合 86造球和生球篩分 96.1工藝原則 96.2造球 96.3生球篩分 96.4生球質量 97布料和焙燒 107.1工藝原則 107.2布料 107.3焙燒 108成品的篩分、貯運和粉料的處理 149電力和自動化 159.1電力 159.2自動化 1510輔助設施 1710.1總圖運輸 1710.2除塵、通風、空調采暖 1710.3給水、排水 1810.4壓縮空氣及其他氣體的供應 1810.5建筑和結構 1911計量、檢化驗和試驗 2011.1計量 2011.2檢化驗 2011.3試驗 2012維修檢修 2113節能與循環經濟 2214環境保護 2315安全、工業衛生與消防 2415.1安全、工業衛生 2415.2消防 24本規范用詞說明 25PAGE11總則1.0.1為在鐵礦球團工程設計中更好地貫徹執行國家的產業政策,做到技術先進、經濟合理、節能減排、安全環保而制定本工程設計規范。1.0.2本規范適用于各種類型鐵礦球團工廠的新建、擴建和改造的工程設計。1.0.3鐵礦球團工程設計除應符合本規范外,尚應符合國家現行有關標準規范的要求PAGE252術語2.0.1原料rawm為生產球團礦所使用的鐵礦粉、鐵精礦及其他含鐵物料的總稱。2.0.2燃料fuel為球團焙燒提供熱能的物料,如天然氣、焦爐煤氣、重油、煤等的總稱。分為氣體燃料、液體燃料和固體燃料三大類。2.0.3粘結劑b為提高鐵精礦的成球性能,在鐵原料內配加的膨潤土、生石灰或消石灰以及相關有機物的總稱。分為有機粘結劑和無機粘結劑兩種。2.0.4添加劑為滿足球團礦的不同質量要求,在鐵原料中加入的一定量的石灰石、白云石等物料的總稱。粘結劑和多種添加劑混勻后,再配入到鐵原料中,稱為復合添加劑。2.0.5內配碳internal在造球前配入的少量無煙煤、焦和石油焦等的含碳粉料。2.0.6料場s鐵原料、煤和成品球團礦的堆貯設施。分為原料堆場和成品堆場。2.0.7球團pelleti鐵精礦粉配加粘結劑、添加劑后造成球,經過干燥、預熱、高溫焙燒、冷卻,達到一定強度的工藝過程。2.0.8再磨re-g當磨選后的鐵精礦細度和比表面積不能滿足造球要求時,對鐵精礦采取的干磨、濕磨、潤磨、高壓輥磨等工藝過程。2.0.9精礦干燥c當鐵精礦的水分不能滿足高壓輥磨或造球要求時,對鐵精礦進行加熱以揮發水分的過程。2.0.10自動重量配料a所需的鐵精礦、粘結劑、添加劑、內配碳等,按重量配比進行自動調節各種物料給定量的過程。2.0.11混合料鐵精礦、粘結劑和各種添加劑進行充分混勻后的物料。2.0.12造球混合料在造球機內成球的過程。2.0.13生球由造球機制成的、未經干燥的中間產品。2.0.14焙燒將生球加熱升溫,使其充分氧化、再結晶和晶體長大,實現固結的過程。2.0.15鋪底和鋪邊料hearthandsidel在帶式焙燒機臺車的底部和兩邊內側所鋪設的一定厚度的成品球團礦。2.0.16料層厚度bed鏈箅機或帶式焙燒機臺車上所鋪生球的厚度。2.0.17料層透氣性bed在—定的料層厚度和一定的風壓情況下,單位面積通過風量的能力。2.0.18帶式焙燒機面積利用系數SGm帶式焙燒機單位有效面積每天的成品球團礦產量。單位:t/(m2.d)。2.0.19鏈箅機面積利用系數gratem鏈箅機單位有效面積每天通過的成品球團礦產量。單位:t/(m2.d)。2.0.20回轉窯容積利用系數k回轉窯單位有效容積每天的成品球團礦產量。單位:t/(m3.d)。2.0.21豎爐容積利用系數shaftfurnace豎爐單位有效容積每天的成品球團礦產量。單位:t/(m2.d)。2.0.22熱工系統heatingprocess球團焙燒的供熱和傳熱系統。2.0.23焙燒制度induration生球加熱過程中,根據不同的原料和生球的性質而采用的不同溫度、時間和氣氛、供熱強度等熱工參數的總稱。2.0.24生球干燥greenball生球加熱升溫脫除水分的過程。2.0.25抽風干燥downdraft熱風自上而下通過料層使生球脫除水分的過程。2.0.26鼓風干燥updraft熱風自下而上通過料層使生球脫除水分的過程。2.0.27過渡預熱temperedpreheating生球經干燥后繼續升溫,進一步脫除水分和自由硫,開始碳酸鹽和部分硫酸鹽的分解和脫除的過程。2.0.28預熱preheating(PH)料層在一定預熱溫度氣體作用下,碳酸鹽全部分解脫除和硫酸鹽部分分解,生球內部晶粒經氧化和再結晶,達到固結并具有一定強度的過程。2.0.29回熱circulationofheat將焙燒工藝中的熱氣流循環利用的過程。2.0.30調溫temperatureadjustment根據球團焙燒過程不同的溫度要求,對回熱氣流進行升溫或降溫的措施。2.0.31物料平衡massbalance球團焙燒過程中各種物料進、出的重量平衡計算。2.0.32熱平衡heatbalance球團焙燒過程中各項熱量進、出的平衡計算。2.0.33風平衡flowbalance球團焙燒過程中風量進、出的平衡計算。2.0.35放散煙囪bleed-off當焙燒高溫氣體超常或設備出現事故時,為保護高溫設備不受損壞,而設置的能立即把高溫氣體快速放散的裝置。2.0.36管道熱風爐ductairheaterfurnace在回熱風管上設置的供熱裝置。
3基本規定3.0.1開展鐵礦球團工程設計應具備下列條件:1應有確定的廠址和工程范圍,內、外部條件及相關的基礎資料。2應有可供確定主工藝流程和產品方案的模擬工業性試驗報告。3應有經充分論證確定的建設規模。3.0.2鐵礦球團工程規模的劃分應符合下列規定:1大型:主機(窯、爐)單系統年產量等于或大于300萬t。2中型:主機(窯、爐)單系統年產量等于或大于120萬t至小于300萬t。3小型:主機(窯、爐)單系統年產量小于120萬t。3.0.3對不同的原料、燃料、輔料必須進行模擬工業性試驗研究,其結果應3.0.43.0.5中型球團工廠的年日歷作業率應等于或大于3.0.6工藝和1工藝和設備選擇,特別是主工藝和主要設備,應采用國內先進、高效可靠、安全節能和環境友好型的設備。當國內工藝和國產設備不能滿足產品質量、節能減排要求時,應考慮引進先進的工藝和設備。2輔助系統設備的規格和性能應與主系統匹配,并應留有一定的富余。3嚴重影響主機作業率的設備,可設備用機或備用系統。4禁止采用國內外淘汰的二手設備。對國內現有的落后工藝和設備應加快淘汰的步伐。
4原料要求及原料的準備和加工4.1工藝原則4.1.1各種原料、燃料和輔料的準備和加工的質量應滿足球團礦生產的要求。4.1.2各種原料、燃料和輔料的供應量應能滿足生產的要求,并應有富余。4.1.3各種物料應分類堆存,不可發生混料現象。4.2鐵礦粉4.2.1鐵精礦中TFe含量宜大于66.5%,波動允許偏差為±0.5%;SiO2含量應小于4.5%,波動允許偏差為±0.2%。鐵精礦的水分含量應小于10%。鐵精礦的比表面積根據礦石性質和造球工藝的不同,圓盤造球工藝宜為1800~2000cm2/g,圓筒造球工藝應為2000~2200cm2/g4.2.2當采用多種鐵礦粉生產球團礦時,應設鐵礦粉的混勻設施。但鐵精礦的種類不宜超過三種。當采用兩種及以上鐵精礦時,宜設預配料工藝。鐵礦粉入廠后應有5~7天的儲量。如采用進口鐵礦粉則儲量應有35天以上,并應設專用料場。當鐵精礦含水量高于造球水分時應設干燥系統;干燥后鐵精礦的水分應低于生球水分的5%~10%;當后續設有高壓輥磨機時,鐵精礦干燥后的水分宜為8%。鐵精礦干燥宜采用圓筒干燥機,并應采用順流式配置方式。進入干燥收塵系統的煙氣溫度應高于露點溫度。干燥機能力的配備可根據原料條件不同采用全干或半干兩種方式,同時應設有旁路系統。未經干燥的鐵精礦貯運設施應設有防粘和防堵設施。當鐵精礦的細度不能滿足造球要求時應設再磨工藝。再磨工藝的類型應根據鐵礦粉原始粒度的粗細和性能來選擇。對大、中型球團工程,宜采用濕球磨工藝、高壓輥磨工藝或這兩種工藝的組合;對小型球團廠可采用潤磨或其他磨礦工藝。再磨工藝中應設篩除鐵塊和雜物的處理設施。采用濕磨工藝時,再磨礦細度宜達到比表面積1500~1800cm2高壓輥磨機的規格、型號應由制造商經過試驗后確定。4.3粘結劑和添加劑4.3.1選用膨潤土作粘結劑時,應對其造球性能的優劣進行比較,應選用造球性能好的膨潤土,且應經模擬工業性試驗證實。應優先采用納基膨潤土,其次是活化鈣基膨潤土。在滿足生球質量的前提下,應減少膨潤土用量。在使用國產膨潤土作粘結劑時,其用量宜小于或等于干基混合料量4.3.2有機粘結劑和復合粘結劑的使用應根據其來源、價格和性能、效果等因素綜合評價后4.3.外部運輸距離短時,宜采用密封罐車進廠,然后用氣力輸送的方式送入配料倉儲存,儲存時間宜為2~3天。運輸距離較遠時,宜采用袋裝方式入廠,并應設膨潤土儲存間,儲存量宜滿足15天的用量。4.3.4生產熔劑性球團礦和含鎂球團礦時,宜配加石灰石、白云石等添加劑,其中-325目的含量宜等于或大于90%。該物料的細磨設施不宜設在球團廠內,但應在配料室設有一定容量的貯倉。并4.4燃料4.4.1帶式焙燒和鏈箅機-回轉窯焙燒采用天然氣、焦爐煤氣或具有較高熱值的煤氣時,燃氣的熱值應不低于16MJ/m3,到達焙燒區的壓力應不低于4.4.2用于回轉窯焙燒和精礦干燥的煙煤及生球內配用煤的質量應符合表4.3.表4.4.煤種發熱值揮發分灰分灰熔點含硫量細度結圈指數Rp沉積指數Dp煙煤≥29MJ/kg>20%<14%>1400oC≤0.5%R90:10%~15%≤150≤300無煙煤高低低—低-325目:≥90%——4.4.3燃料1采用氣體燃料時,應設燃氣輸送管網系統、燃氣站和燃燒系統等設施。2采用燃油作燃料時,應設燃油貯存和燃燒系統等設施。供油系統應滿足燃油完全燃燒所要求的粘度和凈度,并應保持穩定的油量和油壓。所有噴嘴應安裝殘油吹刷裝置。3采用煤作燃料時,應設煤的貯運、破碎和磨煤系統等設施。運輸距離較長時,堆存時間以1個月的用量為宜;運輸距離較短時,堆存量以7~10天的用量為宜。磨粉宜采用中速磨。
5配料和混合5.1工藝原則5.1.15.1.2鐵精礦和配加的膨潤土等微量物料應5.2配料5.2.1對大、中型球團工程,配5.2.2所有參加配料的組分都應采用自動重量配料,并應集中配料,配料秤精度的允許偏差為5.2.3配料倉貯存各種參加配料的物料量應在8小時5.2.4主要含鐵原料的配料倉格數不應少于三格,其他參加配料的物料應為每種兩格,或采用一格倉下設兩個下料口及5.2.55.2.6各種物料的配加量都應根據生產所用物料的物理化學性質準確設定,并應根據物料物理化學性質的變化而及時調整5.2.7除鐵精礦外,其他配入物料宜采用氣力輸送方式進入配料倉,5.2.8鐵精礦宜用圓盤給料機和電子膠帶秤的組合,膨潤土和添加劑等量少的物料宜采用轉子秤或失重5.3混合5.3.1配合料的混合應采用強力混合工藝和5.3.2
6造球和生球篩分6.1工藝原則6.1.1供焙燒的生球應貫徹高質量的原則,質量不合格的生球6.1.2生球產量必須充分滿足焙燒系統需要。6.2造球6.2.1造球工藝和設備的選擇應根據具體的原料、設備采購條件及試驗研究6.2.2圓盤造球機的傾角、轉速應在一定范圍內可調,其邊高宜6.2.3造球設備應設6.2.4造球混合料倉的貯量不宜超過2小時的生產用量。造球系統中的儲存、轉運、溜槽等應有各種防粘6.2.5造球過程中宜不加或少加水,并以霧狀水為宜。造球水分應根據實際所用鐵精礦的種類和模擬工業性試驗6.2.6圓盤造球機和6.3生球篩分6.3.1生球篩分應采用輥式篩分機篩出大于16mm、小于8mm6.3.2生球篩分和轉運應降低落差6.3.3對篩分機篩出的大球,應設大球破碎機進行破碎。產生的粉料和篩出的小于8mm6.4生球質量6.4.1大型球團工程,合格生球落下次數應大于8次;中、小型球團工程,合格生球落下次數應大于6.4.2合格生球的水分波動允許偏差為±6.4.3合格生球的粒度應為8~16mm,其中10~14mm6.4.4
7布料和焙燒7.1工藝原則7.1.1焙燒設備的布料7.1.2焙燒工藝和設備的選擇應7.1.3在我國的鐵礦球團工程建設中,應積極推進和發展鏈箅機-回轉窯和帶式焙燒工藝工程建設,并應貫徹大型化的發展方向。不宜提倡豎爐焙燒工藝工程建設,對7.2布料7.2.17.2.2對大、中型帶式焙燒機和鏈箅機-回轉窯的布料,宜采用梭式或擺式布料機、寬膠帶機和輥式布料機的7.2.3梭式布料機宜為變速、后退單向布料、液壓驅動,其行程、行走速度及帶速應可調;擺式布料機的擺動幅度和速度均應可調。梭式布料機、擺式布料機7.2.4合格生球經布料系統到達焙燒設備的過程中,其轉運次數應少,落差應低7.2.5寬膠帶機的帶速應可調,且不宜過長,并應保持平整。寬膠帶機的寬度應與輥式篩分機的寬度相匹配。7.2.6輥式布料機的傾角應可調整,且不宜小于16°,宜采用每個輥子單獨傳動的方式。輥式布料機的寬度應與鏈箅機、帶式焙燒機的寬度相匹配。7.2.7在焙燒設備上布料應降低落差和采用防粘料的導料設施。7.3焙燒7.3.1帶式焙燒機、鏈箅機-回轉窯、豎爐工藝均應遵守下列規定:1應采用先進、合理、可靠的焙燒制度。應在模擬工業性試驗的基礎上進行物料平衡、熱平衡和風平衡的計算并做出風流圖,由此確定焙燒系統設計的各項參數。2采用赤鐵礦為原料時宜采用內配碳工藝。3采用鼓風干燥工藝時,風箱和風罩不應有泄漏,爐罩排出的煙氣應凈化處理達標后排放。4風箱和風管應設保溫層、膨脹節、調溫管道和調節閥。外殼溫度應低于800C,并以5回熱風機耐高溫度不應低于4500C6燃燒系統和熱氣流管道系統應安全、可靠、節能。所用調節閥門和開關應靈活、精確,并實行自動調節。7燃料應精確計量,燃氣應采用孔板流量計或更精確的流量計計量。8應根據不同的焙燒工藝和熱工制度選定各段爐(窯)耐火爐襯的材料、厚度和砌筑方式。耐火爐(窯)襯設計應根據其性質提供合理的烘烤方法和升溫曲線圖。9大型工藝風機宜采用調速風機,并應設置測震裝置。10煙氣應采用可靠的高效除塵器凈化達標后排放。除塵器下收集的粉塵宜用氣力輸送輸至配料室回收利用。11工藝風機的風量和風壓等參數的確定應根據模擬工業性試驗和風流平衡計算的結果、原料性質、料層厚度、管道及除塵器阻力、海拔高度等合理確定,并應有富余。12工藝風機排出的廢氣溫度應高于煙氣酸露點溫度。13冷卻后的球團礦溫度應不高于120014工藝風機及相關系統宜配置于焙燒室或焙燒系統的一側。7.3.2鏈箅機-回轉窯工藝應遵守下列規定:1鏈箅機、回轉窯、冷卻機的規格和大小應合理匹配。2鏈箅機有效寬度和回轉窯內徑的比宜為0.7~0.9。3應以煤為主要燃料。4宜采用直吹式煤粉制備噴吹系統。5采用中間倉式煤粉制備系統時,中間倉的煤粉應有4~5小時的儲量。噴煤宜采用羅茨風機,并應有隔聲、消聲措施。噴煤計量宜采用環狀天平計重秤。6窯頭燒嘴應可移動,移動距離應不小于500m。7采用鼓風干燥時,生球在鏈箅機上的布料高度宜為180~200mm;采用抽風干燥時,宜為150~180mm。鏈箅機擋板高度宜低于料層高度10~8當鏈箅機上熱工制度采用鼓風干燥、抽風干燥、過渡預熱和預熱時,各段熱氣流宜符合下列要求:1)鼓風干燥(UDD)段的干燥氣流來自環冷機的熱廢氣,氣流溫度宜為200~3502)抽風干燥(DDD)段的熱氣流來自預熱段風箱,氣流溫度宜為300~3903)過渡預熱(TPH)段的熱氣流來自環冷機中溫廢氣,氣流溫度宜為600~7004)預熱(PH)段的熱氣流來自回轉窯的高溫廢氣和燒嘴燃燒熱,對磁鐵礦,氣流溫度宜為1050℃,對赤鐵礦,氣流溫度不宜9當鏈箅機上熱工制度采用抽風干燥1、抽風干燥2、過渡預熱和預熱時,各段熱氣流宜符合下列要求:1)抽風干燥1(DDD1)段的熱氣流來自環冷機的中溫熱廢氣,氣流溫度宜為250~3502)抽風干燥2(DDD2)段的熱氣流來自預熱段的低溫廢氣,氣流溫度宜為350~5003)過渡預熱(TPH)段的熱氣流來自環冷機的高溫廢氣,氣流溫度宜為650~804)預熱(PH)段的熱氣流來自回轉窯的高溫廢氣和燒嘴燃燒熱,對磁鐵礦,氣流溫度宜為1200℃,對赤鐵礦,氣流溫度不宜低于125010大、中型球團工程鏈箅機的有效面積利用系數應符合下列要求:1)赤鐵礦應大于30t/d.m2。2)磁鐵礦應大于40t/d.m2。11當預熱段和過渡預熱段需補熱時,應設置補熱燒嘴,其供熱強度應可調。12鏈箅機爐罩至料面的凈高應滿足喉口處風速及檢修要求,但不宜超過2.2m。每段應設檢修門和觀察孔,預熱段13鏈箅機爐罩外殼高溫段溫度應低于120OC,低溫段應低于80OC。14鏈箅機耐高溫部件應設有冷卻設施,并以風冷為宜。還應設調偏裝置。鏈箅機的篦床、鏟料板及處于高溫區的支撐輥等應采用耐高溫合金鋼制造。篦板的平均使用壽命應為1年以上。其他耐熱件的平均使用壽命應為2年以上。15鏈箅機的漏風率應小于或等于20%。16應減少鏈箅機的漏料量,排料端鏟料板處的漏料率應小于或等于5%。鏈箅機下漏料和風道的集灰應經細磨合格后才能返回造球系統。17鐵礦球團回轉窯發展的方向應是短胖型,長徑比宜為6.5~6.7?;剞D窯的傾斜度宜為3%~5%,物料窯內停留時間宜為20~25min,填充率宜為7%~9%,窯內高溫處的溫度宜為1250~1380℃,窯內氣體含氧量宜大于1218大、中型球團工程鐵礦球團回轉窯的有效容積利用系數宜大于9.5t/m3.d。19大、中型球團工程鐵礦球團回轉窯窯體的設計使用年限應在25年以上。20回轉窯傳動應選擇運轉平穩、維護簡單、操作方便的組合方式。應有調速和低速盤窯的功能。21回轉窯基礎設計應滿足下列要求:1)支承裝置基礎墩豎向沉降和頂部橫向位移均應小于或等于4mm。2)相鄰支承裝置基礎墩豎向沉降差和頂部橫向位移差均應小于或等于1mm,相鄰支承裝置基礎墩頂部縱向位移差應小于或等于6mm。3)回轉部分基礎墩與相關固定部分的基礎墩豎向沉降差應小于或等于10mm。22正常生產時回轉窯殼體最高溫度應低于300oC?;剞D窯窯襯的更換應分高、中、低溫處分期分批更換,全部更換一代窯襯的時間以4年為宜。23窯頭、窯尾宜采用鱗片式密封裝置,漏風率應小于或等于1%。窯頭、窯尾應設風冷裝置和散料收集系統。24窯頭箱內應設大塊固定篩、排料門和觀察孔;鏟料板及窯尾漏料可設斗式提升機回收入窯。25回轉窯宜露天設置,并應設有檢修場地。26鏈箅機-回轉窯鐵礦球團的冷卻應在球團用環式冷卻機中進行,環冷機的高溫廢氣應返入回轉窯;中、低溫廢氣應經回熱風管返到鏈箅機。回熱風管上宜設置管道熱風爐。27冷卻機料層厚度宜為660~760mm。28在回轉窯和環冷機接口配置中,應避免回轉窯排出的高溫球團對環冷機臺車的沖擊;環冷機臺車應有高的透風率和防止碎料堵塞篦板通風孔的功能。臺車卸料、復位應靈活可靠。冷卻機總漏風率不應大于10%。29冷卻機宜設3或4個冷卻段,并相應配設鼓風機。30冷卻機上部應設有耐火爐罩、風冷隔熱墻和平料板。臺車欄板和爐罩之間應設砂封或水封設施,并以自動加水的水封為宜。各段爐罩應設檢修門。31環冷機上應設有回轉窯中央燒嘴和主操作平臺,配置應方便操作和檢修。32環冷機的傳動部分配置應緊湊且方便檢修。環冷機內外環應設操作平臺。33環冷機宜設置在±0.00平面以上。環冷機下排料宜采用板式給礦。7.3.3帶式焙燒應遵守下列規定:1帶式焙燒制度宜為鼓風干燥、抽風干燥、預熱、焙燒、均熱、一冷和二冷七段。2鼓風干燥風源宜采用二冷段不含有害氣體的回熱風。在預熱段和焙燒段兩側應設燒嘴。均熱段應由一冷段的熱氣體直接供熱。3主要燃料應為燃氣和油兩種,并宜輔助采用內配碳工藝。4焙燒機上的料層厚度宜等于或大于350mm。5應設鋪邊鋪底料,厚度宜為70~100mm。鋪邊鋪底料應從篩分系統篩出的8~16mm的成品球中分出。6帶式焙燒機的有效面積利用系數宜符合下列規定:1)對赤鐵礦,宜為21~26t/m2.d。2)對磁鐵礦,宜為30~38t/m2.d。3)對褐-赤鐵礦,宜為16~20t/m2.d。4)對褐鐵礦及人造磁鐵礦,宜為10~15t/m2.d。7帶式焙燒機的漏風率應小于或等于25%。8帶式焙燒機應為耐高溫設備。臺車體的使用壽命應不小于4年,篦條使用壽命應不小于2年。9應根據不同的熱工制度段選定爐罩內耐火爐襯的材料和厚度。耐火爐襯的使用壽命不得小于4年。高溫段爐殼溫度應小于1200C,低溫段爐殼溫度應小于810焙燒段應設置事故風機。11帶式焙燒機應設在有通風設施的廠房內,并應設有專門的檢修用起重機、臺車庫和檢修間,且一間廠房只應設置一臺帶式焙燒機。工藝風機及管道宜配置在廠房縱向一側,廠房宜設在±0.00平面以上。7.4.4豎爐工藝應遵守下列規定:1所用鐵精礦粉中,磁鐵精礦粉的含量宜大于90%。產品應為高爐用酸性球團礦。2焙燒宜采用高熱值氣體燃料。3應采用新型干燥床,生球在干燥段停留的時間應大于min。4焙燒氣流的溫度應高于1200oC。并宜在豎爐斷面保持球團焙燒溫度的均勻。5主廠房應設爐頂汽化平臺、布料平臺、燃燒室平臺、齒輥卸料平臺和爐下排料平臺5層。6應增設爐外冷卻設備,成品球團礦冷卻后的溫度應小于1200
8成品的篩分、貯運和粉料的處理8.0.1成品球團礦的質量滿足高爐煉鐵和直接還原鐵生產用的要求。新建的大、中型球團工程生產的球團礦質量應符合表8.0.1的要求。表8.0.1項目高爐用球團礦直接還原用球團礦化學成分TFe(%)≥65土0.3≥65土0.3R≤0.3或≥0.8≥0.8S.P(%)以低為宜S≤0.03P≤0.03粒度組成8~18mm(%)≥90≥95-5mm(%)≤3.0≤3.0物理性能轉鼓強度(+6.3mm)(%)≥95≥95耐磨指數:(-0.5mm)(%)≤4.5≤4.5抗壓強度(N/個球)≥2500≥3000冶金性能還原度(RI)(%)≥65≥65還原膨脹指數(%)≤15.0≤15.0還原后抗壓強度(N/個球)≥450≥4508.0.2用作商品的球團礦宜設篩分系統篩除小于5mm的粉料。篩后成品含粉率宜小于18.0.3對帶式焙燒工藝,應設有篩分設施,且其設置不宜遠離焙燒廠房。除篩除小于5mm的粉料外,還應從成品中篩出8~16mm的成品,并應從中分出一部分用作鋪邊鋪底料。對鏈箅機-回轉窯球團礦生產工藝,當其冷卻后的產品含粉率能滿足煉鐵生產時,8.0.4篩分設備應采用振動篩,篩分前后均8.0.5返回造球系統的篩下粉料應經再磨達到合格的粒度。在鋼鐵廠內球團礦的篩下粉料宜作為燒結廠的原料8.0.6大、中型鐵礦球團工程,成品球團礦的8.0.7鐵礦球團生產應設有成品堆場及貯運設施。但應滿足球團廠定修期內對球團礦的需求。
9電力和自動化9.1電力9.1.1鐵礦球團工程除回轉窯應按一級負荷供電外,其他均應按二級負荷供電,9.1.2在二回路供電得不到可靠保障的情況下,必須設有柴油發電機發電作為備用電源。柴油發電機功率的大小應大于回轉窯盤窯所需的功率。柴油發電機的起動控制應和供電系統聯鎖,且必須在停電10min9.1.3大、中型鐵礦球團工程應設置電氣樓。電氣樓宜靠近主工藝生產線布置,并應設有相互連接的通道,且距離9.1.4高壓及低壓配電系統宜采用放射式;高壓及低壓配電室9.1.59.1.6在TN及TT系統接地型式的低壓電網中,9.1.7當自然功率9.1.89.1.9主工藝設備的控制應有系統集中控制和單機機旁控制,9.1.10電纜的敷設室外宜采用橋架方式,室內宜采用電纜橋架、埋地或吊掛敷設方式,在高溫區及其附近應采用耐高溫、9.1.11風機和電動機宜置于室外時,并應采用異步電機。電機宜采用軟啟動方式,同時應在全廠網上設功率補償器。9.2自動化9.2.1大、中型球團工程應有高水平的自動控制系統。全廠應采用三電一體化的EIC計算機控制系統。所有的過程檢測參數和設備運轉狀態均應納入計算機控制系統。主要工藝過程應實行自動控制和調節。且必須做到運行可靠。9.2.2在電氣樓內應設主控室,對整個主工藝系統進行操作、監視、控制、報警和管理。9.2.3可采用上位機管理,過程計算機控制系統應留有與上位機通信接口。9.2.4球團工程通信設施,除通常的行政電話、調度電話外,還應設指令對講擴音通訊、無線對講通訊。9.2.5火災自動報警裝置應采用區域型報警系統,并應與主要消防設備聯動。9.2.6對重要的工藝系統應設工業電視系統進行監控。應根據崗位條件和生產要求設置攝像頭的位置,并設有防塵、防高溫等保護設施。9.2.7小型球團工程應對主要參數進行檢測,宜采用中、小規模的計算機控制系統,
10輔助設施10.1總圖運輸10.1.110.1.2總平面布置應在滿足工藝流程的前提下,做到物流短捷、布置緊湊、功能分區明確、10.1.3除塵、電力、給水等輔助設施應靠近負荷中心布置,能合并的車間宜合并設置。對大、中型球團工程宜設由生產管理、生活設施、停車場等組成的廠前區10.1.4場區內應有通暢整齊10.1.5豎向布置應與總平面布置統一考慮,并應與廠內外有關的鐵路、道路、排水系統、廠區周圍場地標高相適應。廠區宜布置在相同標高的一個平面上。當總平面布置在一個平面上明顯不合理時,造球和焙燒系統應布置在同一標高平面,原料和輔助系統應布置在另一個平面,但廠區內不同標高的平面數量不宜超過三個。10.1.6廠區綜合管線宜共溝、10.1.7廠區排水設施應完好,應排水通暢,不得影響生產、生活。廠址位于海邊的工程應有防潮設施;廠址位于低洼和大江、大河邊的工程應有防洪、防澇設施。10.1.810.1.910.2除塵、通風、空調采暖10.2.1鐵礦球團工程對在運輸、貯存和生產過程中產生粉塵的各揚塵點,均應設除塵設施。并應做到密封好、除塵效果好,嚴禁漏風、漏灰,不得二次揚塵。10.2.2鐵礦球團工程對常溫粉塵的除塵可采用干法袋式除塵器或電收除塵器。但以袋式除塵器為宜。10.2.3除塵系統的設置應采用“集中”和“分散”相結合的原則。風管長度宜短,做到合理設置,但管道的鋪設不應給通道、生產、檢修帶來障礙。10.2.4高溫10.2.5主控制室及變電所應10.2.6嚴寒、1煤破碎和煤磨廠房內,應選用光滑易清掃的散熱器,散熱器入口熱水溫度不宜超過130℃,蒸氣溫度不宜超過110℃。輸煤通廊散熱器入口處熱媒溫度不應超過2采暖管道不宜穿過變壓器室和無關的電氣設備間。3電氣控制室內采暖系統應采用無閥門、無接頭焊接散熱器。10.3給水、排水10.3.1鐵礦球團工程設計應有工業和生活給水、排水設施和消防給水設施。10.3.2工業給水的水量、水質應滿足生產的要求。生產新水的懸浮物應小于30mg/l,當超標時應設有處理設施。當水質硬度大時,應設軟化設施。生活用水的水質10.3.3應設循環給水系統。循環水利用率應不低于95%。10.3.4根據生產易燃物的危險程度不同,對建筑物應采取消防給水設施。電氣樓、主焙燒室等應設消防水系統,并應配備消防給水設施。10.3.5為調節系統用水宜10.3.6極少量的生產污水,如化驗產生的污水,應處理達標后10.3.7局部沖洗地坪和灑水清掃等產生10.4壓縮空氣及其他氣體的供應10.4.1鐵礦球團生產所需壓縮空氣以自設壓縮空氣站為宜,也可由外部管網引入,但應保證到達廠區交接點的壓力等于或大于0.7MPa。10.4.2用于儀表清掃、氣力輸送、潤滑噴油、精密設備清掃的壓縮空氣應為經除油、除水、除塵后的凈化壓縮空氣。10.4.3總用氣量的確定應考慮同時工作系數、高原修正系數、管網漏氣系數、干燥器再生耗氣系數、空氣壓縮機吸氣阻力系數。10.4.4空氣壓縮機宜選用螺桿式,型號宜相同,應有備用臺數,并宜配置一臺變頻空氣壓縮機。凈化設備應由氣液分離器、高效除油器、無熱再生干燥器組成。在壓縮空氣站外應設貯氣罐,在用氣量大的點也應設貯氣罐。貯氣罐應設在室外,并以北面為宜。10.4.5壓縮空氣管道應采用流體輸送用鋼管。室外管道宜架空敷設;室內管道宜沿墻、柱、通廊鋪設,但不應給通行、生產操作、檢修等帶來不便。10.4.6用作保護的氮氣可由外部氮氣源直接引入。無外部直接引入氮氣的球團廠,應從外部購買罐裝氮氣存放于使用地點,以備隨時使用。在大、中型球團工程宜10.4.7高爐煤氣應為經清洗后達到輸送和用戶要求的凈煤氣。當高爐煤氣、焦爐煤氣、混合煤氣的壓力不符合要求時,應設煤氣調壓計量站。天然氣應經深度脫水、脫硫和油氣分離,并應設調壓計量站。10.4.810.5建筑和結構10.5.1鐵礦球團工程的廠房應在滿足生產工藝要求的前提下,做到安全適用、經濟合理、美觀大方,并應做到生產環境和周邊生態環境相協調。10.5.2廠房跨度、柱距及定位軸線宜符合標準跨距,也可根據生產設備的配置條件,采用非標準的跨度、柱距和定位軸線。10.5.3鐵礦球團工程的廠房圍護結構,應根據當地氣候特點,滿足采光、通風、保暖、保溫、隔熱、防水、隔聲的要求。廠房圍護宜采用壓型鋼板。建(構)筑物除豎爐、回轉窯、除塵器、風機等外,宜采用封閉型,并應有通風和防風功能。10.5.4廠房設計應保證生產工藝必須的安全操作、使用空間和檢修面積,以及合理順暢的水平和垂直交通路線。主要鋼梯傾角不宜大于45°。10.5.510.5.6廠房結構應考慮設備的動力影響以及風、雪荷載和地震設防等。地基和基礎應根據廠區工程地質情況處理,并應滿足設備對沉降的要求10.5.710.5.8高度大于15m的轉運站、跨距大于17m的通廊,宜采用鋼結構。大、中型球團工程宜推廣使用鋼結構廠房。礦槽應采用鋼結構,并應設有抗磨和防粘
11計量、檢化驗和試驗11.1計量11.1.111.1.2水、電、燃氣、壓氣、蒸氣、氮氣等能源介質應設置精確的計量裝置,在各主要使用點,含變電所和大容量設備11.1.11.2檢化驗11.2.1大、中型球團工程宜設置自動定時采樣裝置。11.2.2對成品球團礦應進行快速分析和檢驗,內容應包括TFe、Fe、FeO、抗壓強度。11.2.3對原料、燃料及輔料、中間產品和過程物料及成品,應定期進行各項化學成分分析和物理性能檢測。其內容應符合下列規定:1化學成分和元素分析的項目應包括:TFe、FeO、Fe2O3、、SiO2、CaO、Al2O3、MgO、MnO、Zn、Pb、S、P、Ti、Na、K燒損等,膨潤土的膠質價、吸水量、膨脹倍數、吸水率和煤的固定炭、灰分、揮發分、灰熔點、全硫和低位熱值及水分和粒度。2物理檢驗項目應包括:各種物料的水分分析、精礦粒度分析和比表面分析、生球粒度分析和落下強度、產品的粒度分析和抗壓強度、轉鼓指數和抗磨指數等。11.3試驗11.3.1大、中型球團工程宜設有鐵礦球團試驗研究室。獨立的商品球團工程應設試驗研究室。11.3.2試驗裝備和人力資源可與檢化驗共享。試驗研究應有球團礦的冶金性能測試項目,包括球團的還原性、膨脹指數、低溫還原粉化等。
12維修檢修12.0.1球團廠應實行計劃定檢修制度。宜實行小修和年度定修制,并宜12.0.2球團12.0
13節能與循環經濟13.0.113.0.2球團生產工藝的選定、各項工藝參數的確定、設備的選型,必須充分體現節能和高效;各種原料和能源應得到充分的利用,13.0.3在設計中應減少13.0.4大于250kW的電機應采用高壓供電和低損耗型變壓器13.0.5生產過程中產生的所有散料、粉塵等都應回收利用,不13.0.6磁鐵礦球團的焙燒熱耗應小于18kg標準煤/t球;赤鐵礦球團焙燒的熱耗應小于40kg標準煤/t球,在磁鐵礦與赤鐵礦
14環境保護14.0.1鐵礦球團工程環境保護設計應包括煙氣排放中有害氣體的控制、粉塵排放的控制、污水排放的控制和噪聲控制。環境保護設計應和工程設計同步。14.0.2對煙氣排放中有害氣體污染控制應符合下列規定1應采用節能、減排的可靠的新工藝、新技術、新設備。2設計應推行清潔工藝,宜選用低毒低害的優質含鐵原料、熔劑、固體燃料和清潔能源。3設計中氣體有害成分的脫除應達到現行國家標準,對引進的技術設備,應優于我國標準的規定。對近期尚不明確和脫除技術尚不成熟的有害成分的脫除應留出場地和可能的條件。14.0.3防塵、除塵設計應符合下列規定1應采用粉塵產生量少的新工藝、新技術和新設備。2工藝布置應減少物料的轉運次數并降低落差。3料堆應設相應的防塵設施。4揚塵點應有性能良好的密封和收塵措施。5應采用電除塵器和袋式除塵器等高效除塵設備。14.0.4不宜采用大面積地坪沖洗方式。局部沖洗水應循環使用,化驗等產生的污水應處理達標后外排14.0.5應采用低噪聲工藝和設備。對噪聲超標的設備應采取相應減振、隔聲等消聲14.0.6廠區綠化設計應是工程設計的一部分,并應列為專項
15安全、工業衛生與消防15.1安全、工業衛生15.1.1鐵礦球團工程安全設計必須有抗震、防雷、防暴雨洪積、電力與電氣安全保護、照明安全保護、機械傳動、運輸設備安全保護、設備檢修安全設施、安全跨梯和欄桿、安全通信設施、煤粉和煤氣使用安全等措施。引進的技術設備,其安全與工業衛生應符合我國的有關規定。安全、工業15.1.2鐵礦球團工程工業衛生設計必須包括防塵毒、防高噪聲、采光和照明、防暑防寒、生產區的生活衛生等方面的設施15.1.3對有放射性的儀表應有射線15.2消防15.2.1鐵礦球團工程設計必須有消防系統和給水設備的設計。鐵礦球團工程設計必須有消防內容和項目15.2.2建筑消防設計必須包括耐火等級確定、防火間距、消防通道15.2.3電氣消防設計必須有電器設備的接地、接零,電動機的短路、過負荷保護,本規范用詞說明1為便于在執行本規范條文時區別對待,對要求嚴格程度不同的用詞說明如下:1)表示很嚴格,非這樣做不可的用詞:正面詞采用“必須”,反面詞采用“嚴禁”。2)表示嚴格,在正常情況下均應該這樣做的用詞:正面詞采用“應”,反面詞采用“不應”或“不得”。3)表示允許稍有選擇,在條件許可時首先應這樣做的用詞:正面詞采用“宜”,反面詞采用“不宜”。表示有選擇,在一定條件下可以這樣做的用詞,采用“可”。2本規范中指明應按其他有關的標準、規范執行時,寫法為“應符合……的規定”或“應按……執行”。PAGEPAGE11中華人民共和國國家標準鐵礦球團工程設計規范GB50×××—200x條文說明(供討論用,請注意保密)PAGE1目次TOC\o"1-2"\h\z\u1總則 13基本規定 24原料要求及原料的準備和加工 44.1工藝原則 44.2鐵礦粉 44.3粘結劑及添加劑 54.4燃料 55配料和混合 75.1工藝原則 75.2配料 75.3混合 76造球和生球篩分 86.1工藝原則 86.2造球 86.3生球篩分 86.4生球質量 97布料和焙燒 107.1工藝原則 107.2布料 107.3焙燒 118成品的篩分、貯運和粉料處理 169電力和自動化 169.1電力 179.2自動化 1710輔助設施 2110.1總圖運輸 2110.2除塵、通風、空調采暖 2110.3給水、排水 2110.4壓縮空氣及其他氣體的供應 2210.5建筑和結構 2211計量、檢化驗和試驗 2311.1計量 2311.2檢化驗 2311.3試驗 2312維修檢修 2513節能和循環經濟 2614環境保護 2715安全、工業衛生和消防 2815.1安全、工業衛生 2815.2消防 28PAGE21總則1.0.1本規范是國家有關法律法規和經濟發展政策在鐵礦球團工程建設中的具體體現。國家法律法規和經濟發展政策主要有《中華人民共和國環境法》、《鋼鐵產業發展政策》等。對鐵礦球團工程的新建、擴建和改擴建工程的建設企業、設計部門均應執行。開展工程設計應貫徹落實科學發展觀、實現可持續發展和循環經濟,結合我國的國情和工程實際,加快淘汰落后的步伐,積極采用先進可靠、產品優良、節能、環保的球團礦生產的新工藝、新技術、新設備,以“減量化、再利用、再循環”為原則,以低消耗、低排放為目標,爭取達到最好的經濟效益和社會效益。1.0.3國家現行有關標準、法規有:《中華人民共和國土地管理法》中華人民共和國主席令第28號;《建設項目環境保護設計規定》;《工業企業設計衛生標準》(GBZ1-2002);《工業爐窯大氣污染物排放標準》GB9078;《工業企業煤氣安全規程》GB62222-2005;《石油庫設計規范》GB50074-2002;《汽車加油加氣站設計施工規范》GB50156-2002;《工業設備及管道絕熱工程設計規范》GB50264;《工業企業總平面設計規范》GB50187;《廠礦道路設計規范》GBJ22;《建筑設計防火規范》GB50016;《建筑滅火器配置設計規范》GB50140-2005;《鋼鐵冶金企業設計防火規范》GB50414-2007;《氧氣和相關氣體安全技術規程》GB16912-199;《水泥廠設計規范》GB50295;《采暖通風與空氣調節設計規范》GB50019-2003;《建筑物防雷設計規范》GB50057-1994(2000局部修訂);《建筑抗震設計規范》GB50011-2001;《供配電系統設計規范》GB50052-95;《工作場所有害因素職業接觸物限值》GBZ2-2002;《電離輻射防護與輻射源安全基本規定》GB18871-2002;《使用密封放射源的放射衛生防護要求》GB16354-1996;《含密封源儀表的放射衛生防護標準》16368-1996;正在制訂中的《鋼鐵工業大氣污染排放標準(燒結球團)》等。
3基本規定3.0.1設計依據主要有:該工程立項的文件和批準書,如相關政府行政部門的立項文件、預可行性研究和項目建議書、可行性研究報告和批準書;環境影響評價書和審批文件;土地使用權文件以及建設資金來源的相關文件;業主和設計單位的合同和協議文件。設計的基礎資料有:1球團礦焙燒工藝的和產品方案的確定及相關的、可作為設計依據的模擬工業性試驗研究報告。球團焙燒工藝主要有:帶式焙燒機、鏈箅機-回轉窯和豎爐三種,大、中型工程應采用前兩種。球團礦產品根據用戶的不同,可分為兩大類:高爐煉鐵用和生產直接還原鐵用。高爐煉鐵用球團礦,根據用戶不同的要求又可分為:酸性和熔劑性;高硅和低硅等。2選定的廠址和廠區范圍,1/1000、1/500的總平面圖。3廠區工程地質勘察報告及相關資料。4廠區周邊的水文、氣象和地震資料及交通運輸和生活設施。5由外部提供的水、電、工業用氣,滿足供應的依據文件和相關資料及接點的位置。6各種原料、燃料、輔料的供應條件和入廠方式。7各種原料、燃料、輔料的價格;水、電、氣的價格;各種施工材料的價格;各種勞動力的價格和特殊的稅收政策。8確定的工藝方法和流程。帶式焙燒或鏈箅機-回轉窯或豎爐焙燒工藝;鐵精礦是否需再磨和干燥;盤式或筒式造球工藝和設備。3.0.2本規范大、中、小型球團工程的劃分是從當前我國的現狀出發,同時體現了大型化的發展方向。鐵礦球團工程規模大型化,可帶來顯著的規模經濟效益,其單位產品的投資有較大幅度的下降,尤其是給生產帶來的節能減排和產質量、勞動生產率的提高十分可觀。因此,其規模和單機(窯、爐)能力在條件允許的情況下,要盡可能的大,走大型化發展之路。3.0.43.0.5目前國內球團廠的日歷作業率很少達到90.4%,特別是小型球團廠,生產和設備事故較多。國外先進球團廠的作業率都在94%~3.0.6工藝和設備選擇的原則:1目前我國鐵礦球團礦的生產水平和世界先進水平存在一定的差距,如主機的性能和利用系數、球團廠的作業率、能耗指標、自動化控制水平以及帶式焙燒機工藝和設備等,需要合理引進國外的先進技術和設備。2為充分發揮主機能力,實現優質高產和節能減排,輔助系統和設備都應在匹配的前提下,留有一定的富余。3盡可能選擇性能好、作業率高的輔助設備,條件不允許時,才設備用機和備用系統。
4原料要求及原料的準備和加工4.1工藝原則4.1.1相比于其他造塊方法,鐵礦球團是一項比較精細的爐料加工方法,其生產過程的理論復雜而嚴密。各項工藝參數要求也十分嚴格,產品質量高,是一項具科學性和綜合性的工程設計技術,對各種原料、燃料、輔料的性能要求也十分嚴格。一旦在原料的來源、性能和加工方法上處理不當,將會影響造球和焙燒,造成產量低、質量不合格、高能耗和環境污染嚴重等后果,甚至造成生產無法進行。4.1.2球團礦生產是在連續的高溫狀態下進行,首先是要實現操作的穩定、工藝的穩定、熱工制度的穩定和運轉的連續性,不應出現突然中斷、臨時降溫和隨時升溫的現象。不能因原料、燃料、輔料供應的短缺和性質的變化而使生產失衡和中斷,因此前提條件就是要保證原料、燃料、輔料的合格和穩定,不受外部供應因素的影響,以確保產量、質量和低能耗。4.1.3混料現象會造成原料、燃料、輔料基本性能的變化,從而影響造球和焙燒工藝,使生產失常。嚴重混料時會導致生產失控和造成事故。如煤粉中混有鐵礦粉,會造成燃料系統的嚴重損害。4.2鐵礦粉4.2.1為滿足現代煉鐵精料和爐料結構的要求,生產優質球團礦,對用于球團礦生產的鐵礦粉的物理化學性質有一定的要求。包括對主要的TFe、SiO2的含量要求,和對原料組分的穩定性要求。使用球團礦是高爐煉鐵提高鐵礦石綜合入爐品位、降低渣量的一項重要措施。根據目前國外球團礦生產的現狀和我國進口球團礦的質量指標,TFe一般在65%以上,因而對其使用的鐵礦粉的TFe要大于66.5%。同時為了少配加熔劑,SiO2的含量要盡可能的低。鐵精礦水分過高時不但對運輸和貯存帶來困難,而且不能滿足造球工藝的要求。水分過高,需增設干燥系統,不但增加投資,而且增加了球團礦生產的能耗和對廠區的環境造成污染。但要達到更低的水分要求,目前鐵精礦的過濾和脫水工藝仍不能滿足,所以暫定進廠精礦的水分應低于10%。即使仍需設干燥系統,也可降低球團廠的能耗和環保壓力。為了造好球,鐵精礦不但要磨細而且需要達到一定的比表面積(布萊恩數),鐵精礦比表面積的大小對造球的影響特別明顯。4.2.2為了保證球團廠生產的正常穩定運行,原料的各項性能必須滿足球團生產的要求,因而原料的準備和加工是十分必要和重要的,主要有以下幾個方面:1鐵精礦的堆存時間和生產管理的水平有很大的關系,可結合具體情況適當增減。2不同的礦種,造球的合適水分也不同,而且差異很大,例如磁鐵礦—般為8%左右,赤鐵礦在9%以上,不同赤鐵礦的差異也很大。鐵精礦干燥后的含水量過低會造成揚塵和浪費能源。國外先進球團生產一般不設干燥系統,在造球盤上也幾乎不再加水以簡化生產操作和降低能耗。為提高高壓輥磨機的效率,精礦的水分應在8%左右,因此,對再磨后鐵精礦的過濾和脫水應采用性能良好的工藝和設備。3精礦干燥若采用逆流方式,出料溫度高,不能用膠帶機運輸,因此,采用順流方式。干燥設旁路系統能根據鐵原料的具體情況,靈活調整操作,達到節能和減少影響主系統生產的功效。鐵精礦粒度很細,水分偏高,極易產生粘結和引發堵料現象,因而在干燥前需設防粘和防堵設施。4目前不少國產鐵精礦粉和進口巴西鐵礦粉其粒度和比表面積均達不到球團礦生產的要求,需進行再磨。濕球磨使鐵礦粉的細度(網目數)顯著提高;高壓輥磨可使鐵精礦的比表面積有明顯的增加。高壓輥磨機的輥磨效果和鐵精礦的物理性質和含水量有密切的關系,而且差異較大。必須經設備制造商通過試驗確定設備規格。潤磨機由于其設備能力和效果有限,電耗較大,設備事故較多,但國產價格較便宜,故僅在小型球團工程中使用。鐵礦粉中的雜物、鐵塊對磨礦設備的損害會造成十分嚴重的后果,特別是對高壓輥磨機的輥釘造成損傷,因而必須嚴防和徹底清除。4.3粘結劑及添加劑4.3.1膨潤土的理化性質對造球質量的影響的主要指標是:蒙脫石含量、2小時的吸水率、陽離子交換容量、膨脹倍數和粒度,但最終仍必須通過造球試驗證實。膨潤土雖對造球的質量起到必不可少的作用,但過量的配加對成品球團礦的鐵品位不利,應盡量少配。國外球團廠其配加量僅為0.5%~0.7%,但國產膨潤土與美國懷俄明膨潤土和印度膨潤土的性能有較大的差距,因而在當前立足于國產和節省生產成本的前提下,一般采用鈉化改性、提高改性效果及配加少量高效有機粘結劑的辦法來減少膨潤土的配加量。目前已有一些球團廠的粘結劑配加量下降到1%或以下。4.3.2使用有機粘結劑代替膨潤土可減少成品球團礦鐵品位的下降。國外有使用有機粘結劑和復合性粘結劑(由多種成分組成)的生產實踐,國內僅有試驗,由于其價格昂貴和功能不明顯和不穩定,幾乎沒有采用,這種情況必須得到改善。4.3.3膨潤土的貯存時間與運輸距離、方式有密切關系,可根據具體情況確定。在袋裝入廠的情況下,為了保障工人的勞動環境和避免污染廠區環境,大、中型球團工程一般不采用人工拆袋和膠帶機運輸,而采用機械拆袋和氣力輸送方式,并輔以密封除塵。4.3.4為滿足直接還原生產和高爐煉鐵的特殊要求,生產熔劑性球團礦需添加熔劑;對某些還原膨脹率大的球團礦,需配加一定量的白云石,生產鎂球團。熔劑的加工會對球團廠的環境造成污染,建議直接采購合格的熔劑。4.4燃料4.4.1豎爐、帶式、鏈箅機-回轉窯三種球團礦生產工藝均可采用氣體燃料和重油。但采用氣體燃料時,既要滿足焙燒溫度的要求,更要滿足載熱氣體的氧化度要求,因此應有較高的熱值。4.4.2目前僅鏈箅機-回轉窯工藝可使用煙煤作焙燒燃料。其灰分的結圈指數(Rp)和沉積指數(Dp)需滿足要求,以降低結塊和結圈的可能性。內配無煙煤用量少,目前尚無嚴格要求,但原則上應采用高熱值、低灰、低硫的產品。進廠粒度最好為25~0mm,可直接入磨。當進廠粒度大于25mm時,需設破碎設施。4.4.3燃氣輸送管網、燃氣站、燃油貯存、磨煤系統及燃燒系統的設計應十分重視安全問題,必須嚴格執行有關的法律、法規。氮氣的用量必須得到充足的保證。煙煤在氣候潮濕的情況下,很易發生自燃,因而貯存時間不宜過長,并應有防雨和防潮措施。磨煤早期采用臥式風掃磨,性能可靠,但電耗高,目前已被立式磨所替代。與臥式風掃磨相比,立式(中速)磨單位電耗可降低30%左右,噪聲可降低25dB(A)左右,壽命也長(一套磨輥和磨盤襯板使用壽命可達到15000~30000小時)。
5配料和混合5.1工藝原則5.1.1配料的精確度和穩定性直接影響球團礦的質量,特別是鐵品位和堿度的波動,必須十分重視。5.1.2與鐵礦粉的量相比,粘結劑和添加劑的配加量很少,尤其對規模小的球團工程,其配加量更少,故稱為微量配料。但這些物料對造球和焙燒質量的影響很大,必須通過強力混合方式,提高其在鐵精礦中的分散度,才能實現穩定生產。5.2配料5.2.1分料工藝很難實現正確的自動控制,容易造成供料和物料性能的不穩定,對生產極為不利,在國外先進的球團廠幾乎看不到分料工藝。5.2.2為保證生產的穩定和產品質量,配料必須十分精確,應實行集中配料和提高配料秤的精度。選用的配料秤其精度必須保證在允許的偏差范圍之內。5.2.3為了保證配料秤的精確計量,配料槽的下料要在一定高度范圍內進行,以維持料壓的穩定,配料槽內物料應有足夠的貯量。5.2.4為了保證配料的穩定進行,各種物料都應有備用料槽和配料秤。5.2.5微量物料在膠帶機上配料時,由于易發生粘料,影響配料的精確性,因此不能在前面配加。5.2.6球團礦產品的質量、產量和能耗與配料量(比)的正確性有著極大的關系,必須經工業模擬研究和理論計算設定,并根據生產的實際情況及時調整。5.2.7用膠帶機或其他運輸設備運輸很細的干粉物料,易造成嚴重的粉塵污染。氣力輸送技術已成熟,而且被廣泛采用。5.2.8目前我國鐵精礦的含水量都較高,粘料、堵料現象較為嚴重,直拖式電子配料稱在生產中往往受下料不暢而影響精度,故采用圓盤給料和電子配料秤的組合型為好。但在鐵原料水分合適的情況下,采用直拖膠帶電子配料秤更為經濟。對膨潤土和添加劑等量少的物料,曾用過直拖電子配料秤、螺旋秤等,但實踐證明,轉子秤和失重秤精確度更高、密閉性更好。5.3混合5.3.1球團礦生產所配加的粘結劑和添加料的配比量都很少。為了保證其在鐵精礦粉中形成很高的分散度,必須采用強力型混合工藝和設備。其規格需由制造商根據具體混合物料的性能和處理量確定。在小型球團工程中采用潤磨機,對造球料進行潤磨的同時也替代了混合功能,但效果不能滿足工藝要求,也是導致膨潤土配加量升高的原因。5.3.2目前立式強力混合機僅有德國愛立許公司一家產品,在我國首先用于鐵礦球團生產;國外球團工程都采用德國Lodige型臥式強力混合機。由于臥式強力混合機耙頭更換時間長,為方便檢修,一般都設備用機。立式混合機相比于臥式,所需動力小、電耗低,混勻效果更好,漿葉更換方便,可不設備用機。6造球和生球篩分6.1工藝原則6.1.1生球質量直接影響焙燒質量和能耗。一旦生球質量不合格,進入焙燒系統后,易產生大量粉末,導致風流的不暢和紊亂,影響熱交換的正常進行,并易誘發結爐、結塊和結圈,使焙燒過程無法正常進行。因而造好球是球團礦生產的一項關鍵性的技術準則。6.1.2為了保證球團焙燒的穩定進行,強化生產操作,生球的產能必須有相當的富余,同時還能保護高溫設備,起到節能降耗的作用。6.2造球6.2.1造球有圓盤和圓筒兩種工藝和設備。在造球料的粒度足夠細時,圓筒造球和圓盤造球相比,具有所造生球粒度“小而勻”的特點,但返料量大,設備體積大且噸位重。目前國內外采同圓盤造球的方式居多。但國內目前所使用的圓盤機直徑最大僅有6m,7m和7.5m直徑的圓盤造球機也有制造和使用,但技術6.2.2投產初期,為了實現最佳的造球工藝,需對造球機的傾角、轉速等進行一定范圍內的調整。一旦實現,在日常的生產中就不再經常進行。但當原料的造球性能有較大的變化時,仍需再次進行必要的調整。調整的目的不但要保證生球的質量,而且要提高其生產率。在造球料相同的情況下,造球盤的盤面利用系數和造球筒的生產率是一項重要的技術經濟指標。該指標是造球工藝和設備、技術水平的標志。6.2.3造球盤臺數的確定取決于產量要求,應有備用盤,以便隨時起動滿足焙燒生產量的需求,但數量不宜太多。隨著規模的增大,相匹配的造球盤直徑也應增大。盤的直徑大,對造球的產量、質量有利。6.2.4造球用的混合料由于含有粘結劑,其粘結性比細精礦更大,極易發生粘結現象,因而在料倉的設計中必須采取防粘、防堵措施。生球返料粘性更大,因而轉運中更應采取防粘措施。同時,在造球料倉內,停留時間不宜超過4小時。6.2.5造球加水以霧狀水為佳,其他加水方式對造球過程和生球質量都會帶來不良影響。霧水噴頭的噴水孔直徑很小,易堵塞,因而必須從供水設計和設備選用上認真解決。6.2.6造球盤的盤面和造球筒的筒體都是整體安裝,配置專用的檢修用橋式起重機十分必要。6.3生球篩分6.3.1生球篩分機的輥隙根據球團產品的粒度要求而定,并有調節的余地。生球易碎且濕,其他篩分設備對生球質量的保護都不如輥式篩分機。為了保證篩分效果和減少篩分過程對生球的損害,要求輥式篩分機的輥徑要小,輥面光潔不粘料。6.3.2為避免對生球的損傷,要盡可能減少生球的轉運次數和落差。為了提高輥式篩分機的效率,增加有效篩分面積,可在其上增設膠帶布料機,但不能影響輥式布料機的檢修。對大、中型球團工程,為保證篩分效率,宜采用“一盤(筒)配一篩”的配置方式。6.3.3為了保證造球料的質量,篩出的不合格大球必須破碎后才能返回造球系統重新利用。大球含水量高,不破碎到一定細度,不能成為高質量的母球。因而必須十分重視大球破碎工藝和破碎設備的性能。6.4生球質量6.4.1生球的強度是生球質量的主要體現。生球強度高其抗爆裂性也相對要好。生球到達焙燒設備后,其含粉率應盡可能的低,有利于生球的干燥和預熱升溫。生球含粉率的高低是改善球團礦焙燒、提高產質量的基礎,應予關注。當規模增大時,由于轉運過程的轉運量和落差大以及供熱強度大,因而對生球的強度也越高,并應設法提高生球的爆裂溫度,如改善膨潤土的質量等。6.4.2不同的礦種,不同的來料,其合適的造球水分都不同。為了保證所造生球的質量,必須確定該造球料的合適水分。6.4.3實驗和理論研究證明:球團焙燒最合理的球徑是在12mm左右。為此所造生球的直徑應盡可能接近這一球徑,故提出8~12mm的生球在合格球中比例的控制。不但對焙燒工藝十分有利,對后續的冶煉也帶來好處。
7布料和焙燒7.1工藝原則7.1.1生球布料的平整是后續焙燒的又一重要的技術保證。平整、均勻的料層使氣流的分布均勻,傳熱效果更好。7.1.2球團焙燒工藝的選擇是鐵礦球團工程設計的關鍵技術問題,也是影響鐵礦球團工程質量最為核心的問題,更決定了企業的經濟效益和發展前景。7.1.3豎爐球團焙燒是一種古老的球團生產工藝,由于生產能力有限,產品質量不高,國外豎爐球團生產在上世紀七十年代末已基本被淘汰。世界上最大的美國伊利球團廠已在本世紀初正式關閉,目前僅有澳大利亞塔司馬尼亞島的薩瓦季河球團廠等個別企業在生產。但我國仍有數量眾多的豎爐球團礦生產線,目前共有106臺,產量達5320萬/a,占我國球團礦總產量的48%。我國豎爐球團礦生產是一項具有自主知識產權的技術,發明了導風墻和烘干床,且可用廉價的高爐煤氣作燃料,產品一般用作小高爐的爐料,對我國小高爐生產的技術進步作出了應有的貢獻。但是豎爐球團焙燒必須用磁鐵精礦粉作原料,所產球團礦的質量(強度)較低,特別是質量的均勻性較差,不能滿足大、中型高爐煉鐵的需求。當然對目前使用的豎爐工藝和設備,針對其缺點進行合理、可行的技術改造,如增設爐外干燥、熱氣流的循環使用、提高成品球團礦的質量和增大產能等也是十分重要的。目前我國有不少企業建設了小型的鏈箅機-回轉窯球團生產線,以替代豎爐球團生產線的建設。由于我國有豐富的煤資源,煤的使用成本遠低于焦爐煤氣和重油。隨著鋼鐵產量的大增漲,近幾年球團礦生產發展迅速,而且規模越來越大,鐵礦球團生產的設計和設備制造技術,特別是鏈箅機-回轉窯球團技術有了很大的提高。當前大、中型的用煤作燃料的鏈箅機-回轉窯工程設計和建設項目越來越多。帶式焙燒工藝在世界上也是一種非常先進的球團礦焙燒技術。但由于必須用重油或高熱值煤氣作燃料,焙燒機用耐高溫的金屬材料量大,因而在我國的發展受到制約。但作為一項先進成熟的技術,特別是在鋼鐵廠內有足夠焦爐煤氣的情況下建設的大、中型鐵礦球團工程中,應得到發展。7.2布料7.2.1本規定主要針對豎爐球團的改造工程。布料的平整為生球在爐內的均衡下降和氣流、溫度的合理分布場提供了良好的前提。7.2.2由梭式或擺式布料機、寬膠帶和輥式布料機組合而成的布料工藝已被普遍采用,并取得了良好效果。但也有一些其他的組合方式和設備,可根據生產的實際條件和實踐經驗加以改進。7.2.3目前先進的大型球團工程都采用液壓推動、單向布料的梭式布料機,其機理更合理,效果也更好。這一布料技術在工藝配置上和擺式布料相比,生球可少轉運一次;采用單向布料可使布料平整,在寬膠帶機上不會在兩端形成駝峰。對擺式布料也應實現變速擺動,以減少在寬膠帶上兩端形成駝峰帶來的不利影響。7.2.5過長的寬膠帶機會增加投資,包括設備本身和廠房建筑等的投資增加,同時膠帶易產生跑偏和增加掉料。7.2.6輥式布料機兼有布料和篩分兩項功能,但以布料功能為主。生球在布料機上的運動速度和時間有一定的要求,過快、過短,過慢、過長,都會影響布料和篩分效率,因而輥式布料機的傾角和圓輥的轉速要根據生產中不同原料和生球的性質進行調整。這種調整主要是在投產初期進行,在日常穩定的生產中一般不再進行。為了方便檢修和及時處理生產中的突發事故,宜采用一輥一電機傳動的方式。為縮短搶修時間,采用每個圓輥及其傳動裝置的整體更換作業,減少對作業率的影響。7.2.7布料設備和其前后設備的配置要盡量降低落差以減少對生球強度的損害。生球的粘結性很大,一旦粘結會影響布料,因而在設計中應有預防措施。7.3焙燒7.3.1鏈箅機-回轉窯和帶式機工藝在焙燒制度和設備上有很多相同之處,有些對豎爐工藝也適用。主要有以下幾個方面:1球團焙燒制度決定了球團礦生產能否實現優質、高產和節能。經過幾十年的理論研究和工廠實踐,焙燒制度越來越優化,鐵礦球團產品質量也越來越高,品種越來越多,能耗不斷下降。不同的原料情況其焙燒性能千差萬別,所以必須在設計前做好模擬工業性試驗研究工作。并根據模擬工業性試驗研究的結果和有關參數來進行物料平衡、熱平衡和風流平衡的計算和工藝設備的設計。2當采用赤鐵礦為原料時,為了節省補熱用的氣體燃料或液體燃料,常采用內配炭工藝。內配炭的燃燒產生的熱量,可使在升溫過程中生球的強度不斷上升,改善赤鐵礦球團的固結性能。但每噸球團礦的內配炭量不宜超過8kg,否則會影響生球的強度。3鼓風干燥可減少過濕層的影響,提高料層厚度,可提高焙燒設備的利用率,改善產品的質量,提高產量,降低能耗。但鼓風干燥工藝往往由于風箱內的正壓引起漏氣冒灰,污染周邊環境。因而對其排出的煙氣必須有效收集,堵截外溢并經凈化處理后再排放。4焙燒段的工藝風機有回熱風機和主抽風機。風機工藝參數的選定,可在試驗和計算的基礎留有適當的富裕,以充分保證生產的穩定,充分發揮設備潛力。風機是球團工程的用電大戶,其電耗約占整個工程電耗的70%以上。在有條件的情況下,推薦采用調速風機,起到節約電能的功效。國外先進的球團工程都已廣泛采用了這一技術,國內也有先例。5熱風管道的設計需注意:為了防止結露和減少熱損失,風箱和風道需設保溫層;為了避免因熱膨脹引發對設備和管道的損壞,風箱和風道設膨脹節;為了靈活地滿足對加熱氣流的溫度要求,風箱和風道設調溫管道和閥門。安全、可靠、靈活的燃燒和調節系統是實現優化操作和實現自動化控制的重要前提。在目前的球團生產中風量的測量誤差較大,不利于指導操作和管理,必須改進,做到正確計量。6爐(窯)耐火爐襯的性質、材料種類、砌筑厚度和質量,直接影響投資、能耗和作業率
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