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转底炉含碳球团炼铁关键技术

1 含碳球团成球技术冷固结含碳球团是实现转底炉直接还原工艺的关键因素，具有与一般氧化球团和块矿不同的还原方式，是靠内部碳进行自身直接还原，无需外部提供还原剂。还原产生的CO 在球团周围形成自封闭作用，一定程度上隔绝了球团内部与环境气氛，因而使球团可在氧化性气氛下进行还原反应。

含碳球团制造所采用的研磨、配料、混合设备必须保证球团的化学成分准确及矿煤的均匀混合，煤粉的粒度应在0.25 mm 以下，矿粉粒度小于0.1mm。还原剂用煤一般为没有烟煤，要求固定碳>75%，挥发分<20%，低灰分，低硫。挥发分高，球团还原后强度差，不能满足熔分炉的要求。

冷固结含碳球团应满足恰当的物理和力学性能，在输送、加热、还原的过程中粉化率低。为达到这一要求，首先必须选用合适的特殊粘结剂配方，其次采用合理的造球技术。传统造球技术多采用圆盘滚球机，对原料粒度要求比较高，因此需要配备相应规格的磨料设备。目前所采用的对辊压球技术对原料粒度要求相对较低，生产率高，球团强度好。美国动力钢公司原来采用滚球技术，后来也改为压球技术。目前所生产的含碳球团的强度指标一般为：湿球0.5 m 落下次数4～7 次，湿球抗压6～7 kg/个；干球1 m 落下次数10～15 次，干球抗压75～95 kg /个。完全可以满足转底炉生产的要求。

转底炉的主要功能是处理新区烧结、高炉和转炉的含锌的粉尘，设计年处理干量为20万吨以上，其产品为DRl(Direct Reduction Iron)，可作为高炉原料，转底炉产生的粉尘含锌较高，可作为锌厂的原料，炉子排出的废气经余热锅炉后可产生蒸汽，该项目可使高炉泥、转炉OG泥在厂内经济循环利用,其工艺流程为高炉泥、转炉OG泥经浓缩、脱水、烘干后与各种除尘灰和粘结剂按比例配料经润磨、造球、筛分，合格生球，再经干燥后均匀布到转底炉环形台车上，利用炉内1300℃高温还原性气氛及球团中的碳产生还原反应，在10-20 min时间内，将氧化铁大部分还原为金属化铁，同时将氧化锌大部分亦还原为锌，并被汽化，随烟气一并排出。

还原后生成的金属化球团使高温水冷螺旋从炉内排出，随即进入圆桶状的一次冷却器。桶内有氮气防止高温成品金属球团氧化。桶外有喷淋系统，以热传导方式冷却桶内球团。一次冷却后成品球团温度从1100℃降至300℃，再经筛分，合格品进成品料仓加入高炉，筛下物返回烧结。从转底炉出来的烟气先通过余热蒸汽锅炉进行余热回收，然后通过热交换器进一步降温。后再由袋式除尘器净化后外排，锌矿粉通过余热蒸汽锅炉、热交换器、袋式除尘器被回收。

转底炉主要是公司废物利用环保项目，采用日本新日铁公司技术。在耐火材料砌体结构方面采取三项措施。一是炉墙采用分片方式，耐火材料结构为多面体结构；二是炉底内外侧采用锚固锁扣结构；三是膨胀缝结构复杂。总之，该工程的设计起点高，采用标准高，结构复杂，施工难度大。转底炉炉膛长时间受到高温、高侵蚀炉气的冲刷和温度变化的热应力作用以及炉渣的侵蚀，工作条件十分恶劣，因此转底炉耐火材料砌筑质量也直接关系到使用寿命。其施工难点主要有以下几点：（1）耐火材料品种繁多，830吨材料，品种50多种，规格型号百余种；（2）各处尺寸复杂，相互制约，模具制作困难；（3）膨胀缝尺寸复杂，在砌筑施工技术上提出了更高的要求。

转底炉主要部位施工工艺

炉底耐火材料砌体为轻型结构，由7层组成，厚度为400mm。底层为25mm厚的纤维毡，两层为50mm厚的纤维板，1层厚114mm的轻质砖LBK-23、1层65mm厚的轻质砖LBK-26、1层10mm厚的纤维毯，上面为84mm美粉。炉底耐火材料分层施工，靠炉墙位置为浇筑块，先施工炉底两侧浇筑料，浇筑料采用钢制异型模具，制作图纸见后，考虑外方的质量标准较高，模具制作外形尺寸要求准确，内环浇筑块为48件，外环72件，制作模具分别为12件和18件。锁块为10件，采用木制模具制作，数量30件。施工时首先待炉墙下部施工后并拆除模板完毕后进行，寻按照设计要求挂设锚固件，下部垫预先制作好的小预制块，保证锚固砖水平，模具支设前必须进行刷油处理，便于脱模。模具隔花支设，便于施工。浇筑时，注意模具不得变形跑模。待内外环两侧浇筑料施工完毕后，转移到对炉墙上部的施工，待炉墙以及炉顶施工完毕后，再施工炉底中间的绝热板、轻质砖等。在铺设耐火砖时，采用人字形砌法，要求灰浆饱满，砖列整齐美观。膨胀缝的留设严格按照设计图纸进行。炉底砌筑时必须按规定留设膨胀缝。相邻两层砌体的膨胀缝应错开。砖列到两侧可用同材质的浇注料填充。后铺设镁砂。