摘要  介绍了济钢4号14m2球团的工艺设计特点，设计不尽完善了球团厂4座竖炉公辅设施，还开发了具有济钢自主知识产权的第二代润磨机技术、第二代7.5m大型制球技术和生球再造筛分新工艺，发明了双流双层卧式排料新技术、竖炉高氧化度低压焙烧技术、环式冷却技术、新型配风二次冷却和有轨布料等先进技术，整个生产工艺还配有高水平的自动化控制系统以及完善的除尘系统。
关键字   竖炉     设计   焙烧    消磨    自动控制   除尘
1 前言
济钢总厂区现有6座350m3高炉和3座1750m3高炉，具有年产生铁800万t的生产能力，每年高炉需铁料1450万t，需熟料量1310万t。目前随着二烧320m2烧结机的投产，济钢年产烧结矿的能力达到920万t，可以满足高炉对烧结矿的需求。而球团矿在4号竖炉建成前，年生产能力只有170万t ,球团矿缺口部分要靠外购，而外构土球团矿质量差，TFe品位低，SiO2含量高。为满足高炉精料需求，在建球团竖炉势在必行，因此2005年8月20日建成并投产了设计年产73万t的4号14m2球团竖炉。在“十一五”期间，通过对1号竖炉进行扩建改造，并提高4座竖炉的利用系数，济钢年生产能力将达到300万t，就能缓解球团矿缺口问题，而且入炉料的质量将得到明显改善。4号14m2球团竖炉是在总结济钢1号8m2竖炉、2号10m2竖炉以及3号14m2竖炉经验和教训的基础上来设计建设的，并且开发了一系列新技术，对炉型结构进行了再创新。投产后生产实践表明，竖炉利用系数达到9.0t/(m2•h),球团矿产、质量大幅度提高，已成为国内球团矿单炉产量最大的竖炉。4号14m2球团竖炉的设计成功，为适合中国国情的竖炉向大型化、高效化发展做出了贡献，为“十一五”期间实现单炉年产球团矿100万t的竖炉设计奠定了基础。
2 工艺设计
2.1 工艺流程
济钢4号14m2球团竖炉的生产工艺流程如图1所示。
2.2 工艺流程介绍
（１）   配料系统
球团厂各种铁精矿原料和二次资源（包括除尘灰、氧化铁皮和污泥等）通过17台2.5m圆盘给料机和配套的电子皮带秤在原料厂的配料室进行与配料。在新配料室建有8个铁料仓和2个添加剂料仓。8个铁料仓采用2.8m圆盘给料机和配套的电子皮带秤；膨润土由真空输送装置输送到2个添加剂料仓，料仓下面采用300mm变频调速螺旋给料机。系统采用计算机来自动控制配料量，配料系统精度±0.5%。
（２）   混料烘干室
铁精矿原料、二次资源和膨润土配料后的混合料用3.2×20m圆筒烘干机进行混匀、烘干。烘干机的工作原理是借助圆筒旋转，在扬料板的作用下使物料抛落混合，同时来自烘干炉的燃料废气与物料进行气固逆向热交换来烘干混合料。依据红外水分仪对烘干后混合料水分地在线检测结果,来判断和控制烘干效果,从而完成对混合料的混匀、烘干和提高料温的任务。
（３）   润磨机室
配料烘干后含有一定水分（７％～１０％）的混合料（含粘结剂）经螺旋给料机送入3.8×6.5m的大型润磨机润磨、混匀、加热，使物料颗粒变细、表面积和表面活性能增加，为下一工艺环节提供粒度和水分合适、物化性能均匀的物料，以保证造球过程中物料的成球性好、生球强度高、膨润土用量低及成品率高。
（４）   造球室
润磨后的混合料进入造球室。鉴于3号竖炉系统使用国产7.5m造球盘的成球质量不理想，尤其是回转轴承使用寿命短对竖炉生产的影响极大，所以4号竖炉用的2台7.5m圆盘造球机采用了进口回转轴承替代国产回转轴承。根据大型竖炉对生球质量的要求，设计采用了入炉生球再造筛分工艺，即生球经一台 106×5062mm的45辊圆辊筛再造筛分后，生球中含粉全部筛下，达到入炉料粒度更均匀的目的，同时生球在圆辊筛上作滚动运动中也进一步调高了强度，8～16mm的合格生球进入竖炉布料。
（５）   竖炉炉体
生球由梭式有轨匀量电动布料车均匀步入竖炉进行焙烧。4号14m2竖炉为复合形端面，竖炉有效焙烧面积14m2，烘干床面积41。2m2，烘干床倾角36°，导风墙通风面积5.0m2。在炉体两侧各设一个圆柱形燃烧室和气流分配室，燃烧介质为高炉-转炉混合煤气，燃烧室正压操作，压强P=4900 ～9800Pa,燃烧室温度为1100～1150℃。生球通过竖炉内的干燥带、预热带、焙烧带、均热带和冷却带焙烧成球团矿，经辊式卸料进入炉下二次风冷却装置进一步冷却后，由4点排料电振排至B1200的链扳机，运往中贮仓。
（６）   成品球系统
排至链扳机的熟球先运至中贮仓集中放料，在运至筛分室筛分，筛下<6mm的合格球运至球团成品料仓贮存。
3 工艺及设备的创新
3.1 大型润磨机技术
在现有3.2×5.73m润磨机技术基础上，开发了3.8×6.5m大型润磨机技术，由此保证了4号竖炉及扩建后1号竖炉的生产需要，润磨机的主要技术参数对比见表1。
                      表1                         润磨机的主要技术参数
设备规格　　　　　　　　　　　　　　　　　　　     　　　　　主要技术参数
3.8×6.5m　　　　　　　　　　　　    产量100～110t/h；入料粒度-200目占70%，出料粒度-200目占85%,原料含水8.0%～9.0%;转速15r/min;有效容积66m3最大装载重量76t(VP介质充填率0.25)
 

3.2 生球生产新工艺
（１）   7.5m大型造球盘的应用
在3号竖炉成功应用由我公司自主开发的1台7.5m大型球盘技术的基础上，对于新建4号竖炉所用的2台 7.5m大型造球盘，我们有针对性地对其结构进行了优化，进一步完善了造球盘技术，保证了大型竖炉生产对生球产、质量的要求。 7.5m造球盘技术性能见表2。
                        表2                    7.5m造球盘技术性能对比