1、金 属 材 料 与 冶 金 工 程第51卷第1期球团链箅机散料回收新工艺的研究与应用张浩1，景涛2，王春林2，蒋林海1，李继淦2，章裕东2（1.宝钢湛江钢铁有限公司，广东 湛江 5240721；2.中冶长天国际工程有限责任公司，湖南 长沙 410205）摘要：绝大多数球团厂将链箅机的散料作为废弃料处理，这不仅导致球团生产原料单耗和成本增加，同时还造成了环境污染和生产管理难的问题。某球团厂的链箅机散料量占到球团产量的2.5%左右，对其进行回收利用有利于降低生产成本及改善生产环境。本文依据散料性质的差异，设计了区别处理、分段利用的链篦机散料回收工艺系统，通过工艺系统改造及工业应用可知，该散料系统工
2、艺设计方案合理，实现了球团厂物料内部循环利用，可节约球团生产成本约2 176.32 751.2万元/年，同时该系统使粉尘达到了有组织排放，粉尘排放浓度为4.77 mg/Nm3，满足粉尘超低排放标准，具有良好的经济效益和环境效益。关键词：球团；链箅机；散料回收中图分类号：TF046文献标识码：A文章编号：2095-5014（2023）01-0034-05Novel Process For Pellet Travelling Grates Spillage RecoveryZHANG Hao1，JING Tao2，WANG Chunlin2，JIANG Linhai1，LI Jigan2，ZHAN
3、G Yudong2（1.Baosteel Zhanjiang Iron&Steel Co.，Ltd.，Zhanjiang 524072，China；2.Zhongye Changtian International Engineering Co.，Ltd.，Changsha 410205，China）ABSTRACT：The vast majority of pellet factories treat the bulk materials of travelling grate as wastematerials，which not only leads to the increase in
4、 the per unit consumption and cost of raw materials，but also causes environmental pollution and production management difficulties.The bulk materials ofa pellet factory account for about 2.5%of the pellet output，so their recycling is beneficial toproduction cost reduction and production environment
5、improvement.Based on different bulk materialproperties，this paper designs a recovery process system with different treatment and segmentedutilization.Through the process system transformation and industrial application，it can be seen thatthe process design scheme is reasonable，which realizes the int
6、ernal recycling of materials in thepellet plant and saves the pellet production cost about 2 176.32 751.2 million Yuan/year.Meanwhile，the system enables the dust to reach the organized emission and the dust emission concentration is 4.77mg/Nm3，which meets the dust emission standard and is cost effic
7、ient and environment friendly.KEY WORDS：pellet；travelling grate；spillage recycling收稿时间：2022-10-06第一作者简介：张浩（1981），男，工学学士，工程师，主要研究方向为球团新工艺研究。金 属 材 料 与 冶 金 工 程Metal Materials And Metallurgy Engineering第51卷第1期2023年2月Vol.51 No.1Feb.2023随着高炉炼铁技术的不断创新进步，精料工作也得到广泛关注，研究表明，酸性球团矿和高碱度烧结矿合理搭配成为高炉主要的炉料结构，对高炉炼铁降本增
8、效具有显著效果1-2。2023年第1期张浩，等：球团链箅机散料回收新工艺的研究与应用相对于烧结矿，球团矿生产过程能耗低，环境相对友好，同时球团矿具有冶金性能优良、品位高等优点，因此球团矿生产在各大钢铁企业得到大力发展3。链箅机回转窑法是目前国内生产氧化球团的主要工艺，其产量占球团总产量的60%以上4，该工艺技术成熟，具有原料适应性强、生产能力大、产品质量稳定及燃料选择多样化等特点，得到钢铁企业的广泛应用5-6。而在球团生产过程中，链篦机回程段篦板、风箱、头部卸料端铲料板等处会产生大量散料7，目前大多球团厂将链箅机散料作为生产废料处理，通过集中收集、转运至烧结厂或料场作为烧结生产原料，这不仅造成
9、球团原料单耗提高、生产成本增加，同时还会带来环境二次污染以及额外生产管理负担等问题8-10。部分球团厂选择将链箅机散料经回收预处理后直接返回造球，但由于链篦机散料是经过干燥或高温预热的产物，其性质与造球混合料性能存在较大差异，导致生球成球率及生球性能指标有所降低11-12。目前国内外学者对链篦机散料回收工艺研究较少，在球团生产实践中还未形成一种生产顺畅、经济合理、环境友好的链箅机散料回收工艺。因此，本文以某球团厂链箅机散料系统改造设计为例，开发了一种球团链篦机散料回收新工艺，从工艺方案、技术经济指标等方面进行了比较分析，以期为新建链箅机球团厂散料系统的设计及现有链箅机球团厂散料系统的改造提供参
10、考或借鉴。1生产现状链篦机-回转窑工艺系统由链篦机、回转窑、环冷机及其它辅助配置组成，其工艺流程如图1所示，链篦机散料设备连接系统如图2所示。链篦机顺着料流方向分为四段：鼓风干燥段、抽风干燥段、预热一段、预热二段；链箅机每段两侧均布有热风风箱，在风箱下部设置散料排放口；中间回程段散料设置小格斗收集，为收集上述位置的散料，共配置有3条散料胶带机。链箅机散料经胶带机转运后进入散料仓，而后通过汽车转运至原料堆场用做烧结原料。此外链篦机预热二段后段与链篦机头部的散料一起通过溜槽进入斗提机，再通过斗提机输送至回转窑进行焙烧。但目前各球团厂链篦机散料系统主要存在图1 链篦机-回转窑生产工艺流程Fig.1
11、Grate-kiln pellet production process图2 链箅机散料系统设备连接系统图（现状）Fig.2 Equipment connection system diagram of grate bulk system（current situation）35金 属 材 料 与 冶 金 工 程第51卷第1期以下问题：（1）球团厂与烧结厂均为独立核算单位，散料采取汽车外运至料场堆存作为烧结生产原料，造成球团生产原料单耗及成本增加，其具体增加的成本及费用有：运输成本（3元/t）、料场堆存成本（10元/t）、物料损失成本（5元/t）、杂矿贬值成本（257.9元/t）；（2）散料中
12、存在细粉尘，在装车过程中扬尘比较严重，现场及周边环境恶劣；（3）散料中夹带部分高温物料，造成胶带面烧损，使用寿命短，存在火灾隐患；（4）为防止胶带机起火事故，可设置打水装置消除火灾隐患，但平台渗水会产生用电安全问题（平台下为配电室），同时还存在黏料、堵料等问题。依据实际的生产统计数据可知，球团厂年产450万吨球团规模时，链箅机年产生散料量为1012万吨，约占成品球团产量的2.5%。因此，球团厂对现有散料系统进行工艺改造，有效综合利用链篦机-回转窑球团生产过程中的散料，有利于球团生产过程增效降耗、改善厂区环境。2散料回收工艺系统设计根据散料产生的位置不同，可将链箅机散料主要分为风箱散料、小格斗散
13、料及头部（卸料端）散料三类；其中风箱散料及小格斗散料按产生区段不同，又可区分为干燥段散料、预热段散料；头部散料以铲料板漏料为主，另外还有部分来自窑头罩、给料溜槽。三类散料特征如表1所示。表1 链箅机散料特征Table 1 Characteristics of grate bulk materials散料特征a）仅经过脱水干燥过程，矿物未发生化学反应；b）以粉尘为主，偶尔夹杂大颗粒散料；c）理化性质与造球混合料类似，仅物料粒度、水分有差异。a）已发生化学反应，矿物组成及晶型已改变，其亲水性、成球指数等指标降低，理化性质与造球料差异大；b）以粉尘为主，但在靠近头部的13个风箱中常常夹杂从箅床漏入的
14、预热球；c）散料温度600750。a）箅板中夹杂的散料量极少，靠近链箅机尾部位置会有收集到来自辊式布料机的生球漏料，生球漏料为主要物料。b）生球漏料理化性质与造球混合料相同。a）箅板夹杂散料是经过高温预热的物料，已发生化学反应，矿物组成及晶型已改变，其亲水性、成球指数等指标降低，理化性质与造球料差异大。b）预热段靠近头部的12个小格斗散料料量大，约510 t/h；温度高，粉末状散料350，粒状散料或漏球500600。c）物料粒度不均匀，细粒级和粗粒级物料两级分化。a）粒度合格的预热球占绝大多数，夹杂部分小颗粒散料及粉尘；b）散料温度600750。散料位置风箱散料小格斗散料链箅机头部散料区段干燥
15、段预热段干燥段预热段铲料板利用途径破碎、润湿后返回造球细磨后返回造球破碎、润湿后返回造球细磨后返回造球返回回转窑根据链篦机不同区段散料物料特征以及现有车间布置等因素，因地制宜，合理设计，拟通过分段收集-破碎工艺对链篦机散料进行回收利用，即将链箅机风箱散料、小格斗散料按干燥段、过渡段和预热段分别进行收集处理，预热段散料通过链板输送机返回高温斗提机进入回转窑重新利用，干燥段散料通过斗式提升机送入破碎机破碎至-3 mm后，其粒度、性质与生球返料接近，可返回造球系统在造球时作为母球。该散料回收工艺系统充分考虑到散料性362023年第1期在公辅设施配套方面，散料处理部分为湿式工艺，不需要配置除尘；但须配
16、置矿浆输送系统。配套环境除尘系统自各逸尘点起，至排放烟囱（原主烟囱）止，含粉尘输送系统，新增除尘系统风机出口不新设置烟囱，风机出口就近接入现有主烟囱中。在该球团厂改造过程中，新建成1套过滤面积4 900 m3除尘器，对链篦机区域散料造成的扬尘进行收集，实现有组织排放；同时对该厂现有散料系统L-6等3条胶带机缩短改造，新增斗式提升机及锤式破碎机将收集的散料进行破碎后送回造球系统，利用LB-6等3条轻型链板机收集预热段、过渡段风箱及小格斗的散料返回回转窑。新增一套袋式除尘器，设计除尘风量约 18104m3/h，过滤面积 5 000m2，使粉尘达到有组织排放，且满足超低排放标准10 mg/Nm3。同时对水、电、气等配套系统进行改造，各能源介质从现有管网系统就近引出，并与新增设备连接，改造新增低压设备装机容量 218.54 kW，新增高压设备装机容量400 kW/10 kV，其链篦机散料系统改造工艺主要技术指标如表3所示。3.2工业应用效果在年产450万吨球团的某球团厂进行链篦机散料回收系统改造后进行了工业应用，应用效果显著，达到了该改造项目投产指标，其工业应用效果指标如表 4所示。链篦机散料