氧化球团炼钢的工艺设计与设备选型

摘要：氧化球团炼钢，采用竖炉法炼钢工艺不仅能够满足炼钢的质量和数量要求，还具有投资金额低、能源利用率高、二次能源可充分利用等优势。本文以唐山恒达氧化球团项目为研究案例进行炼钢工艺设计和设备选型。

关键词：氧化球团;炼钢的工艺;设备选型

0  引言

氧化球团炼钢的主要工艺有三种，分别是竖炉法、回转窑法、焙烧法，其中，回转窑法和焙烧法的基建项目投资金额大，设备要求高，不适合普通中小型企业，也就大型的钢铁企业或矿山企业有能力投资建设。因此，普遍适用的氧化球团炼钢工艺是采用竖炉法生产酸性氧化球团矿。采用竖炉法炼钢工艺不仅能够满足炼钢的质量和数量要求，还具有三大优点，其一是项目基建投资金额低，其二是能源利用率比较高，其三是二次能源能够得到充分利用。

1  项目简介

唐山恒达氧化球团项目，采用竖炉法炼钢工艺，年产氧化球团约90万吨，相关技术指标如表1。

2  工艺技术方案

现有成熟工艺主要有两种，其一是气基法，其二是煤基法。根据工艺相关的产能和产量分析，气基法具有高产能和高产量的优势，目前行业内应用比例高达90%，占有绝对的主导性。气基法就是使用还原气（H2+CO）参与反应，使Fe2O3还原为海绵铁，然后直接炼制优质钢。

2.1 工艺流程简述

铁矿石经过初步筛选后，再经由上料系统输送到还原炉。在还原炉里面，铁矿石炉料是从上往下运动，还原气是从下往上运动，炉料与还原气逆向运动可确保其充分接触达到完全反应。还原反应的化学过程是：三氧化二铁→四氧化三铁→氧化铁→铁，具体的化学反应式是：

H还原反应：

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

CO还原反应：

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

根据上述化学方程式可以看到，在反应过程中会生成H2O和CO2，也存在一定数量的未完全反应的H2和CO，这几种气体物质经过自上而下运动的球团，实现了散热降温，最后从炉体顶端排出。反应生成的还原铁随着球团到还原炉底部通过旋转阀排出，可通过卸料设备后直接热送进入炼钢料仓，也可以通过卸料设备后继续进行热压块和冷却处理，然后再冷送进入炼钢料场。工艺流程图如图1。

2.2 主要设备选型（表2）

3  总结

根据对项目的综合分析后确定采用竖炉法氧化球团炼钢工艺，完成工艺流程图的绘制，并完成九大系统的设备选型，具体有原/配料系统、混匀烘干系统、润磨造球系统、生球筛分系统、竖炉本体系统、成品出料及冷却系统、烟气除尘系统、冷却系统、净循环水系统。

参考文献：

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作者简介：蔡冬林（1985-），女，江苏泰州人，机械工程师，主要从事氧化球团炼钢的工艺设计与管理工作。