球團豎爐特點及燃燒室倒風墻用耐火材料

　　球團豎爐是一種用于焙燒冶金球團的豎爐，屬于冶金設備的技術領域。它包括由爐墻組成的爐膛，設于爐膛下端的鎖風卸料裝置，爐膛上部的球團料進口和設于爐膛內中部的破碎輥，爐墻下部設有供風噴口，爐膛內設有與爐膛內外相通的燃料管道，所述燃料管道爐膛內部分設有燃料噴嘴。

球團礦是細磨鐵精礦或其他含鐵粉料造塊的又一種方法，它是將精礦粉、熔劑（有時還有粘結劑和燃料）的混合物，在造球機中滾成直徑8?15mm（用于煉鋼還要大些）的生球，然后干燥、焙燒，固結成型，成為具有良好冶金性質的含鐵原料，供給鋼鐵冶煉的需要。
 

一、球團豎爐的構造

豎爐按其斷面形狀分類，有圓形和矩形兩種，圓形豎爐是早期出現的，現在除瑞典還保留了幾座外，其余幾乎都是矩形的。

國外豎爐的缺點主要有以下幾點：

（1）電耗高。根據瑞典LKAB公司的分析，其電耗高達50kW·h/t。電耗高的主要原因足它的料柱高，冷風向上通過焙燒帶時，料層中氣流速度高，阻力大，主風機工作壓力要求高，因而電耗大。

（2）國外豎爐球團一般采用高熱值的燃料，重油或天然氣，而且只限于焙燒磁鐵礦球團。

（3）下料速度不均、焙燒和固結不均、球團質量受影響。

國外豎爐本身是料倉式結構，排料時同一截面的球團礦下料速度不均勻，正對排料口中心下料快，兩側相應下料慢，使球團礦在爐內停留的時間不同，這樣焙燒和固結不均，影響球團質量。

（4）國外豎爐一般采用兩條移動膠帶以“乙”字形線路布料，一座長6.4m，寬2.44m的豎爐布料一次要140s，布料車沿寬度方向要走8個來回。如再擴大爐型、布料周期延長，這就難以保持料面溫度分布均勻，不利于操作，影響球團質量。
 

我國豎爐的主要特點如下：

豎爐球團以高爐煤氣為燃料，而不像國外豎爐采用高熱值的燃料（重油）或天然氣、焦爐煤氣。這是因為我國新的爐型結構改善了爐內透氣性，燃燒廢氣和冷卻風穿透能力增加，氣流分布均勻，焙燒制度合理，有穩定的均熱帶，為球團再結晶和晶形長大固結創造了條件。

二、球團豎爐各部位工作環境

（一）燃燒室

我國球團豎爐通常用矩形燃燒室，配置于豎爐爐膛的兩側。燃燒室大都是燃燒高爐煤氣，燃燒后的廢氣形成一定的壓力，由豎爐火口噴進爐膛焙燒球團礦，后到達爐頂，經除塵放入大氣。燃燒室的一個突出特點是正壓操作。因此，燃燒室密封良好，不能有一點氣體泄漏。

實踐證明，豎爐爐體的一個薄弱環節就是燃燒室。目前，豎爐的一代壽命較短，僅1-3年，這與燃燒室有很大關系，這是由燃燒室的工作環境惡劣所決定的。燃燒室承受著1100-1120℃的高溫及10?20kPa壓力，如若砌筑質量不好，極易漏氣漏火，所以燃燒室有時可能發生燒穿事故，嚴重地影響了豎爐的正常作業。另外，燃燒室溫度較高，整個砌體因熱膨脹而產生位移?，F有的燃燒室底部框架都是自由地放置在混凝土平臺上，平臺表面粗糙.熱膨脹產生的摩擦力很大，因此容易導致頂部砌體開裂。

燃燒室不僅是正壓操作，承受一定的壓力，而且容易燒穿。燒穿部位大都是拱頂、拱腳、燒嘴、人孔等處，一經燒穿，壓力便急劇下降，廢氣穿透料柱的能力受影響，所以燃燒室一定要密封好。

除此之外，燃燒室還受拱腳的水平推力作用及爐墻氣體的側壓力作用。豎爐的停開也造成一定的損壞。

豎爐燃燒室一般都砌成60°拱頂，由于拱的存在，便產生一定的水平推力，拱頂越重，水平推力也就越大。

豎爐是正壓操作，煤氣要以一定的壓力噴進燃燒室燃燒，生成的熱廢氣由燃燒室火道噴入豎爐爐膛，由此可見，燃燒室密封不嚴，就不會形成足夠的壓力，滿足不了焙燒球團礦的工藝要求。經過計算得知，側壁所產生的氣體壓力是很大的。

豎爐的生產停停開開對燃燒室損壞大。豎爐長期處于生產狀態，燃燒室也就處于高溫狀態。耐火磚膨脹到一定尺寸而停止，相對穩定。但是，如若發生停爐，燃燒室溫度就降下來，特別是降到常溫，砌體自然收縮。豎爐開、停，砌體也就膨脹、收縮，反復幾次，砌體就產生裂紋，特別是拱腳、拱頂一活動，就會燒穿。因此，要保證燃燒室長壽，不僅要砌體符合要求、密封好，而且要提高豎爐作業率，這對延長燃燒室壽命至關重要。

綜上所述，燃燒室是豎爐的一個薄弱環節，長期處于高溫狀態下，其工作環境比較惡劣。
 

（二）導風墻

導風墻是豎爐中的又一個薄弱環節，它下面靠金屬水梁支撐，常受高溫作用、含塵氣流的沖刷磨損，還要承受爐料的側壓力。因此，導風墻的工作環境也很惡劣。在水梁與砌體的結合處，特別是下部1m處的砌體易脫落。所以，導風墻的材質、格孔尺寸及孔壁厚度的選擇都很重要。

三、豎爐用耐火材料

（一）燃燒室

燃燒室是豎爐的主要砌體，一般采用粘土磚或高鋁磚砌筑。如杭鋼兩個燃燒室砌磚量大約120t左右。砌縫要求小于2mm，拱頂等重要部位均采用701灰漿，爐底及其他部位采用一般泥漿。在砌磚過程中，由于工作面大，磚的數量多，如有一處達不到砌磚質量要求（如磚縫大、泥漿不飽滿等），赤熱的氣體就會從這些薄弱處穿透并沿爐殼內壁竄動，從金屬爐殼不嚴密處漏出。膨脹縫一般沿燃燒室長邊留四條，實際上可以取消，因為此處也易燒穿漏氣。膨脹問題主要靠砌體外部的保溫磚、雞毛灰等填料，以便緩沖耐火磚砲體的膨脹或收縮。

本鋼16m2豎爐焙燒帶截面積寬為2.088m，長為7.056m。烘干帶高1.260m，預熱焙燒帶高2.600m，均熱帶2.570m，冷卻帶為3.500m，爐子排礦輥中心線至爐口高度為12.810m，容積為290m3。噴火口以上是用耐火磚砌筑，以下用高鋁磚砌筑。
 

燃燒室采用半圓拱頂矩形燃燒室，其優點是結構簡單，配置緊湊，密封性好，燃燒室壓力低，為了保證其氣密性，每層磚都采用磷酸鹽泥漿砌筑，磚縫不大于2mm。整個燃燒室砌體采用周邊膨脹縫。此外，在燃燒室底部設置若干組多向滑動支座。一方面用以補償熱膨脹造成的位移，另一方面可減少燃燒室對土建平臺產生的摩擦力。

另外，采用耐火可塑料整體搗固燃燒室也很簡單可靠鐵溝和渣溝澆注料。

（二）導風墻

豎爐采用導風墻技術，是我國的一個創新，它的存在，使爐內有了通道，有效地縮短了冷卻風所通過的料層，使阻力大大減小，冷卻風量相對增加，冷卻效果得到改善，同時也使主風機電耗大大降低。導風墻工作條件惡劣，它不僅承受高溫氣流的沖刷，而且也受到球團礦巨大的側壓力及磨損。所以，要求導風墻用磚性能優異，一般采用粘土磚或高鋁磚。

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