氧化球團煉鋼的工藝設計與設備選型

摘要：氧化球團煉鋼，采用豎爐法煉鋼工藝不僅能夠滿足煉鋼的質量和數量要求，還具有投資金額低、能源利用率高、二次能源可充分利用等優勢。本文以唐山恒達氧化球團項目為研究案例進行煉鋼工藝設計和設備選型。

關鍵詞：氧化球團;煉鋼的工藝;設備選型

0? 引言

氧化球團煉鋼的主要工藝有三種，分別是豎爐法、回轉窯法、焙燒法，其中，回轉窯法和焙燒法的基建項目投資金額大，設備要求高，不適合普通中小型企業，也就大型的鋼鐵企業或礦山企業有能力投資建設。因此，普遍適用的氧化球團煉鋼工藝是采用豎爐法生產酸性氧化球團礦。采用豎爐法煉鋼工藝不僅能夠滿足煉鋼的質量和數量要求，還具有三大優點，其一是項目基建投資金額低，其二是能源利用率比較高，其三是二次能源能夠得到充分利用。

1? 項目簡介

唐山恒達氧化球團項目，采用豎爐法煉鋼工藝，年產氧化球團約90萬噸，相關技術指標如表1。

2? 工藝技術方案

現有成熟工藝主要有兩種，其一是氣基法，其二是煤基法。根據工藝相關的產能和產量分析，氣基法具有高產能和高產量的優勢，目前行業內應用比例高達90%，占有絕對的主導性。氣基法就是使用還原氣（H2+CO）參與反應，使Fe2O3還原為海綿鐵，然后直接煉制優質鋼。

2.1 工藝流程簡述

鐵礦石經過初步篩選后，再經由上料系統輸送到還原爐。在還原爐里面，鐵礦石爐料是從上往下運動，還原氣是從下往上運動，爐料與還原氣逆向運動可確保其充分接觸達到完全反應。還原反應的化學過程是：三氧化二鐵→四氧化三鐵→氧化鐵→鐵，具體的化學反應式是：

H還原反應：

3FeO + H→2FeO + HO;FeO + H→3FeO + HO;FeO + H→Fe + HO

CO還原反應：

3FeO + CO→2FeO + CO;FeO + CO→3FeO + CO;FeO + CO→ Fe + CO

根據上述化學方程式可以看到，在反應過程中會生成H2O和CO2，也存在一定數量的未完全反應的H2和CO，這幾種氣體物質經過自上而下運動的球團，實現了散熱降溫，最后從爐體頂端排出。反應生成的還原鐵隨著球團到還原爐底部通過旋轉閥排出，可通過卸料設備后直接熱送進入煉鋼料倉，也可以通過卸料設備后繼續進行熱壓塊和冷卻處理，然后再冷送進入煉鋼料場。工藝流程圖如圖1。

2.2 主要設備選型（表2）

3? 總結

根據對項目的綜合分析后確定采用豎爐法氧化球團煉鋼工藝，完成工藝流程圖的繪制，并完成九大系統的設備選型，具體有原/配料系統、混勻烘干系統、潤磨造球系統、生球篩分系統、豎爐本體系統、成品出料及冷卻系統、煙氣除塵系統、冷卻系統、凈循環水系統。

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作者簡介：蔡冬林（1985-），女，江蘇泰州人，機械工程師，主要從事氧化球團煉鋼的工藝設計與管理工作。