【生產(chǎn)紅土鎳礦燒結(jié)機(jī)的設(shè)計(jì)發(fā)明特點(diǎn)】

　　1、 中心卸料與邊部卸料相結(jié)合，形成組合差動(dòng)卸料；

　　2、 目前使用的傳統(tǒng)豎式爐窯（單卸料模式）存在主要的弊端是 “邊風(fēng)”過(guò)剩，“中風(fēng)”不足，易“抽芯”。本發(fā)明是將中心塔蓖部分直徑縮小，高度增加，有效的將中風(fēng)送到燃燒帶中心，大大改善“中風(fēng)”不足的現(xiàn)象，為快速燒制高質(zhì)量燒結(jié)塊創(chuàng)造良好的熱工制度；同時(shí)降低中心卸料篦子的轉(zhuǎn)速，甚至停轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)，中心卸料塊，周邊卸料慢的“抽芯”問題。使得燃燒帶的通風(fēng)阻力達(dá)到均衡，達(dá)到加料、燃燒、卸料三平衡，提高燒結(jié)塊的產(chǎn)量和質(zhì)量；

　　3、 在中心塔尖周圍設(shè)計(jì)了一個(gè)環(huán)形篦圈，由邊緣兩個(gè)齒輪帶動(dòng)其旋轉(zhuǎn)（可根據(jù)需要正反轉(zhuǎn)），相對(duì)于中心塔尖作差速轉(zhuǎn)動(dòng)。既使邊部迅速燃燒形成的燒結(jié)塊得以快速卸出，又不會(huì)產(chǎn)生“抽芯”現(xiàn)象。同時(shí)由于周邊成形燒結(jié)塊的快速卸出，窯壁不會(huì)產(chǎn)生粘邊現(xiàn)象，窯工操作的老動(dòng)強(qiáng)度也會(huì)大大降低。

　　4、中心塔尖和環(huán)形篦圈轉(zhuǎn)速可調(diào)、可相互間作正反轉(zhuǎn)、快慢轉(zhuǎn)形成差速卸料，充分保證窯面和燃燒帶“”的穩(wěn)定；而且隨著組合式卸料的卸料環(huán)數(shù)增加使得實(shí)際卸料面積增加，卸料轉(zhuǎn)速可以降低，從而使部件壽命大大增長(zhǎng)；

　　5、部件均設(shè)計(jì)成多層、多段、分體式，降低單個(gè)部件的體積和重量，制造、運(yùn)輸、安裝十分方便。

　　6、采用底部送風(fēng)和腰部增加調(diào)節(jié)風(fēng)閥的送風(fēng)形式，燒結(jié)窯爐燒結(jié)機(jī)通風(fēng)不均勻的問題，提高了燒結(jié)塊的燒成效率，降低了燒成熱耗；

　　7、窯徑可以大幅增大，產(chǎn)量、質(zhì)量大幅提高。

　　綜上所述，用巨旋差動(dòng)卸料燒結(jié)窯爐燒結(jié)機(jī)建成的生產(chǎn)線具有以下特點(diǎn)：（1）節(jié)省能源（包括熱能和電能）；（2）易于環(huán)保；（3）節(jié)省投資；（4）節(jié)約土地；（5）管理簡(jiǎn)單；（6）施工周期短；（7）適宜老生產(chǎn)線改造；（8）避免了大型企業(yè)建立多臺(tái)立窯（立窯群）的各種弊端。

　　【生產(chǎn)紅土鎳礦燒結(jié)機(jī)的工藝流程】

　　1.燒結(jié)的概念

　　將各種粉狀含鐵原料，配入適量的燃料和熔劑，加入適量的水，經(jīng)混合和造球后在燒結(jié)設(shè)備上使物料發(fā)生一系列物理化學(xué)變化，將礦粉顆粒黏結(jié)成塊的過(guò)程。

　　2. 燒結(jié)生產(chǎn)的工藝流程

　　目前生產(chǎn)上廣泛采用帶式抽風(fēng)燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)燒結(jié)礦。燒結(jié)生產(chǎn)的工藝流程如圖2—4所示。主要包括燒結(jié)料的準(zhǔn)備，配料與混合，燒結(jié)和產(chǎn)品處理等工序。

　　抽風(fēng)燒結(jié)工藝流程

　　燒結(jié)原料的準(zhǔn)備

　?、俸F原料

　　含鐵量較高、粒度<5mm的礦粉，鐵精礦，高爐爐塵，軋鋼皮，鋼渣等。

　　一般要求含鐵原料品位高，成分穩(wěn)定，雜質(zhì)少。

　　②熔劑

　　要求熔劑中有效CaO含量高，雜質(zhì)少，成分穩(wěn)定，含水3％左右，粒度小于3mm的占90％以上。

　　在燒結(jié)料中加入一定量的白云石，使燒結(jié)礦含有適當(dāng)?shù)腗gO，對(duì)燒結(jié)過(guò)程有良好的作用，可以提高燒結(jié)礦的質(zhì)量。

　　③燃料

　　主要為焦粉和無(wú)煙煤。

　　對(duì)燃料的要求是固定碳含量高，灰分低，揮發(fā)分低，含硫低，成分穩(wěn)定，含水小于10％，粒度小于3mm的占95％以上。

　　對(duì)入廠燒結(jié)原料的一般要求見表2—2。

　　入廠燒結(jié)原料一般要求

　　配料與混合

　?、倥淞?

　　配料目的：獲得化學(xué)成分和物理性質(zhì)穩(wěn)定的燒結(jié)礦，滿足高爐冶煉的要求。

　　常用的配料方法：容積配料法和質(zhì)量配料法。

　　容積配料法是基于物料堆積密度不變，原料的質(zhì)量與體積成比例這一條件進(jìn)行的。準(zhǔn)確性較差。

　　質(zhì)量配料法是按原料的質(zhì)量配料。比容積法準(zhǔn)確，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

　　②混合

　　混合目的：使燒結(jié)料的成分均勻，水分合適，易于造球，從而獲得粒度組成良好的燒結(jié)混合料，以保證燒結(jié)礦的質(zhì)量和提高產(chǎn)量。

　　混合作業(yè)：加水潤(rùn)濕、混勻和造球。

　　根據(jù)原料性質(zhì)不同，可采用一次混合或二次混合兩種流程。

　　一次混合的目的：潤(rùn)濕與混勻，當(dāng)加熱返礦時(shí)還可使物料預(yù)熱。

　　二次混合的目的：繼續(xù)混勻，造球，以改善燒結(jié)料層透氣性。

　　用粒度10～Omm的富礦粉燒結(jié)時(shí)，因其粒度已經(jīng)達(dá)到造球需要，采用一次混合，混合時(shí)間約50s。

　　使用細(xì)磨精礦粉燒結(jié)時(shí)，因粒度過(guò)細(xì)，料層透氣性差，為改善透氣性，必須在混合過(guò)程中造球，所以采用二次混合，混合時(shí)間一般不少于2．5～3min。

　　我國(guó)燒結(jié)廠大多采用二次混合。

　　燒結(jié)生產(chǎn)

　　燒結(jié)作業(yè)是燒結(jié)生產(chǎn)的中心環(huán)節(jié)，它包括布料、點(diǎn)火、燒結(jié)等主要工序。

　?、俨剂?

　　將鋪底料、混合料鋪在燒結(jié)機(jī)臺(tái)車上的作業(yè)。

　　當(dāng)采用鋪底料工藝時(shí)，在布混合料之前，先鋪一層粒度為10～25mm，厚度為20～25mm的小塊燒結(jié)礦作為鋪底料，其目的是保護(hù)爐箅，降低除塵負(fù)荷，延長(zhǎng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子壽命，減少或消除爐箅粘料。

　　鋪完底料后，隨之進(jìn)行布料。布料時(shí)要求混合料的粒度和化學(xué)成分等沿臺(tái)車縱橫方向均勻分布，并且有一定的松散性，表面平整。

　　目前采用較多的是圓輥布料機(jī)布料。

　?、邳c(diǎn)火

　　點(diǎn)火操作是對(duì)臺(tái)車上的料層表面進(jìn)行點(diǎn)燃，并使之燃燒。

　　點(diǎn)火要求有足夠的點(diǎn)火溫度，適宜的高溫保持時(shí)間，沿臺(tái)車寬度點(diǎn)火均勻。

　　點(diǎn)火溫度取決于燒結(jié)生成物的熔化溫度。?？刂圃?250±50℃。

　　點(diǎn)火時(shí)間通常40～60s。

　　點(diǎn)火真空度4～6kPa。

　　點(diǎn)火深度為10～20mm。

　　③燒結(jié)

　　準(zhǔn)確控制燒結(jié)的風(fēng)量、真空度、料層厚度、機(jī)速和燒結(jié)終點(diǎn)。

　　燒結(jié)風(fēng)量：平均每噸燒結(jié)礦需風(fēng)量為3200m3，按燒結(jié)面積計(jì)算為(70～90)m3／(cm2．min)。

　　真空度：決定于風(fēng)機(jī)能力、抽風(fēng)系統(tǒng)阻力、料層透氣性和漏風(fēng)損失情況。

　　料層厚度：合適的料層厚度應(yīng)將高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)結(jié)合起來(lái)考慮。國(guó)內(nèi)一般采用料層厚度為250～500mm。

　　機(jī)速：合適的機(jī)速應(yīng)保證燒結(jié)料在預(yù)定的燒結(jié)終點(diǎn)燒透燒好。實(shí)際生產(chǎn)中，機(jī)速一般控制在1.5～4m／min為宜。

　　燒結(jié)終點(diǎn)的判斷與控制：控制燒結(jié)終點(diǎn)，即控制燒結(jié)過(guò)程全部完成時(shí)臺(tái)車所處的位置。中小型燒結(jié)機(jī)終點(diǎn)一般控制在倒數(shù)第二個(gè)風(fēng)箱處，大型燒結(jié)機(jī)控制在倒數(shù)第三個(gè)風(fēng)箱處。

　　帶式燒結(jié)機(jī)抽風(fēng)燒結(jié)過(guò)程是自上而下進(jìn)行的，沿其料層高度溫度變化的情況一般可分為5層，各層中的反應(yīng)變化情況如圖2—5所示。點(diǎn)火開始以后，依次出現(xiàn)燒結(jié)礦層，燃燒層，預(yù)熱層，干燥層和過(guò)濕層。然后后四層又相繼消失，最終只剩燒結(jié)礦層。

　?、贌Y(jié)礦層

　　經(jīng)高溫點(diǎn)火后，燒結(jié)料中燃料燃燒放出大量熱量，使料層中礦物產(chǎn)生熔融，隨著燃燒層下移和冷空氣的通過(guò)，生成的熔融液相被冷卻而再結(jié)晶(1000—1100℃)凝固成網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)的燒結(jié)礦。

　　這層的主要變化是熔融物的凝固，伴隨著結(jié)晶和析出新礦物，還有吸入的冷空氣被預(yù)熱，同時(shí)燒結(jié)礦被冷卻，和空氣接觸時(shí)低價(jià)氧化物可能被再氧化。

　?、谌紵龑?

　　燃料在該層燃燒，溫度高達(dá)1350～1600℃，使礦物軟化熔融黏結(jié)成塊。

　　該層除燃燒反應(yīng)外，還發(fā)生固體物料的熔化、還原、氧化以及石灰石和硫化物的分解等反應(yīng)。

　?、垲A(yù)熱層

　　由燃燒層下來(lái)的高溫廢氣，把下部混合料很快預(yù)熱到著火溫度，一般為400～800℃。

　　此層內(nèi)開始進(jìn)行固相反應(yīng)，結(jié)晶水及部分碳酸鹽、硫酸鹽分解，磁鐵礦局部被氧化。

　?、芨稍飳?

　　干燥層受預(yù)熱層下來(lái)的廢氣加熱，溫度很快上升到100℃以上，混合料中的游離水大量蒸發(fā)，此層厚度一般為l0～30mm。

　　實(shí)際上干燥層與預(yù)熱層難以截然分開，可以統(tǒng)稱為干燥預(yù)熱層。

　　該層中料球被急劇加熱，迅速干燥，易被破壞，惡化料層透氣性。

　　⑤過(guò)濕層

　　從干燥層下來(lái)的熱廢氣含有大量水分，料溫低于水蒸氣的溫度時(shí)，廢氣中的水蒸氣會(huì)重新凝結(jié)，使混合料中水分大量增加而形成過(guò)濕層。

　　此層水分過(guò)多，使料層透氣性變壞，降低燒結(jié)速度。

　　燒結(jié)過(guò)程中的基本化學(xué)反應(yīng)

　?、俟腆w碳的燃燒反應(yīng)

　　固體碳燃燒反應(yīng)為：

　　反應(yīng)后生成C0和C02，還有部分剩余氧氣，為其他反應(yīng)提供了氧化還原氣體和熱量。

　　燃燒產(chǎn)生的廢氣成分取決于燒結(jié)的原料條件、燃料用量、還原和氧化反應(yīng)的發(fā)展程度、以及抽過(guò)燃燒層的氣體成分等因素。

　　②碳酸鹽的分解和礦化作用

　　燒結(jié)料中的碳酸鹽有CaC03、MgC03、FeC03、MnC03等，其中以CaC03為主。在燒結(jié)條件下，CaC03在720℃左右開始分解，880℃時(shí)開始化學(xué)沸騰，其他碳酸鹽相應(yīng)的分解溫度較低些。

　　碳酸鈣分解產(chǎn)物Ca0能與燒結(jié)料中的其他礦物發(fā)生反應(yīng)，生成新的化合物，這就是礦化作用。反應(yīng)式為：

　　CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2

　　CaCO3+Fe2O3=CaO ·Fe2O3+ CO2

　　如果礦化作用不完全，將有殘留的自由Ca0存在，在存放過(guò)程中，它將同大氣中的水分進(jìn)行消化作用：

　　CaO+H2O=Ca(OH)2

　　使燒結(jié)礦的體積膨脹而粉化。

　?、坭F和錳氧化物的分解、還原和氧化

　　鐵的氧化物在燒結(jié)條件下，溫度高于l300℃時(shí)，F(xiàn)e203可以分解

　　Fe304在燒結(jié)條件下分解壓很小，但在有Si02存在、溫度大于1300℃時(shí)，也可能分解

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