铁矿球团工程设计规范.docx
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铁矿球团工程设计规范
铁矿球团工程设计规范
目录
1总则1
2术语2
3基本规定5
4原料要求及原料的准备和加工6
4.1工艺原则6
4.2铁矿粉6
4.3粘结剂和添加剂6
4.4燃料7
5配料和混合8
5.1工艺原则8
5.2配料8
5.3混合8
6造球和生球筛分9
6.1工艺原则9
6.2造球9
6.3生球筛分9
6.4生球质量9
7布料和焙烧10
7.1工艺原则10
7.2布料10
7.3焙烧10
8成品的筛分、贮运和粉料的处理14
9电力和自动化15
9.1电力15
9.2自动化15
10辅助设施17
10.1总图运输17
10.2除尘、通风、空调采暖17
10.3给水、排水18
10.4压缩空气及其他气体的供应18
10.5建筑和结构19
11计量、检化验和试验20
11.1计量20
11.2检化验20
11.3试验20
12维修检修21
13节能与循环经济22
14环境保护23
15安全、工业卫生与消防24
15.1安全、工业卫生24
15.2消防24
1总则
1.0.1为在铁矿球团工程设计中更好地贯彻执行国家的产业政策，做到技术先进、经济合理、节能减排、安全环保而制定本工程设计规范。
1.0.2本规范适用于各种类型铁矿球团工厂的新建、扩建和改造的工程设计。
1.0.3铁矿球团工程设计除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准规范的要求。
2术语
2.0.1原料rawmaterials
为生产球团矿所使用的铁矿粉、铁精矿及其他含铁物料的总称。
2.0.2燃料fuel
为球团焙烧提供热能的物料，如天然气、焦炉煤气、重油、煤等的总称。
分为气体燃料、液体燃料和固体燃料三大类。
2.0.3粘结剂binder
为提高铁精矿的成球性能，在铁原料内配加的膨润土、生石灰或消石灰以及相关有机物的总称。
分为有机粘结剂和无机粘结剂两种。
2.0.4添加剂additive
为满足球团矿的不同质量要求，在铁原料中加入的一定量的石灰石、白云石等物料的总称。
粘结剂和多种添加剂混匀后，再配入到铁原料中，称为复合添加剂。
2.0.5内配碳internalcarbon
在造球前配入的少量无烟煤、焦和石油焦等的含碳粉料。
2.0.6料场stockyard
铁原料、煤和成品球团矿的堆贮设施。
分为原料堆场和成品堆场。
2.0.7球团pelletizing
铁精矿粉配加粘结剂、添加剂后造成球，经过干燥、预热、高温焙烧、冷却，达到一定强度的工艺过程。
2.0.8再磨re-grinding
当磨选后的铁精矿细度和比表面积不能满足造球要求时，对铁精矿采取的干磨、湿磨、润磨、高压辊磨等工艺过程。
2.0.9精矿干燥concentratedrying
当铁精矿的水分不能满足高压辊磨或造球要求时，对铁精矿进行加热以挥发水分的过程。
2.0.10自动重量配料automaticweightproportioning
所需的铁精矿、粘结剂、添加剂、内配碳等，按重量配比进行自动调节各种物料给定量的过程。
2.0.11混合料mixture
铁精矿、粘结剂和各种添加剂进行充分混匀后的物料。
2.0.12造球balling
混合料在造球机内成球的过程。
2.0.13生球greenball
由造球机制成的、未经干燥的中间产品。
2.0.14焙烧induration
将生球加热升温，使其充分氧化、再结晶和晶体长大，实现固结的过程。
2.0.15铺底和铺边料hearthandsidelayer
在带式焙烧机台车的底部和两边内侧所铺设的一定厚度的成品球团矿。
2.0.16料层厚度beddepth
链箅机或带式焙烧机台车上所铺生球的厚度。
2.0.17料层透气性bedpermeability
在—定的料层厚度和一定的风压情况下，单位面积通过风量的能力。
2.0.18带式焙烧机面积利用系数SGmachineproductivity
带式焙烧机单位有效面积每天的成品球团矿产量。
单位：
t/（m2.d）。
2.0.19链箅机面积利用系数gratemachineproductivity
链箅机单位有效面积每天通过的成品球团矿产量。
单位：
t/（m2.d）。
2.0.20回转窑容积利用系数kilnproductivity
回转窑单位有效容积每天的成品球团矿产量。
单位：
t/（m3.d）。
2.0.21竖炉容积利用系数shaftfurnaceproductivity
竖炉单位有效容积每天的成品球团矿产量。
单位：
t/（m2.d）。
2.0.22热工系统heatingprocesssystem
球团焙烧的供热和传热系统。
2.0.23焙烧制度indurationregime
生球加热过程中，根据不同的原料和生球的性质而采用的不同温度、时间和气氛、供热强度等热工参数的总称。
2.0.24生球干燥greenballdrying
生球加热升温脱除水分的过程。
2.0.25抽风干燥downdraftdrying（DDD）
热风自上而下通过料层使生球脱除水分的过程。
2.0.26鼓风干燥updraftdrying（UDD）
热风自下而上通过料层使生球脱除水分的过程。
2.0.27过渡预热temperedpreheating（TPH）
生球经干燥后继续升温，进一步脱除水分和自由硫，开始碳酸盐和部分硫酸盐的分解和脱除的过程。
2.0.28预热preheating（PH）
料层在一定预热温度气体作用下，碳酸盐全部分解脱除和硫酸盐部分分解，生球内部晶粒经氧化和再结晶，达到固结并具有一定强度的过程。
2.0.29回热circulationofheat
将焙烧工艺中的热气流循环利用的过程。
2.0.30调温temperatureadjustment
根据球团焙烧过程不同的温度要求，对回热气流进行升温或降温的措施。
2.0.31物料平衡massbalance
球团焙烧过程中各种物料进、出的重量平衡计算。
2.0.32热平衡heatbalance
球团焙烧过程中各项热量进、出的平衡计算。
2.0.33风平衡flowbalance
球团焙烧过程中风量进、出的平衡计算。
2.0.35放散烟囱bleed-offstack
当焙烧高温气体超常或设备出现事故时，为保护高温设备不受损坏，而设置的能立即把高温气体快速放散的装置。
2.0.36管道热风炉ductairheaterfurnace
在回热风管上设置的供热装置。
3基本规定
3.0.1开展铁矿球团工程设计应具备下列条件：
1应有确定的厂址和工程范围，内、外部条件及相关的基础资料。
2应有可供确定主工艺流程和产品方案的模拟工业性试验报告。
3应有经充分论证确定的建设规模。
3.0.2铁矿球团工程规模的划分应符合下列规定：
1大型：
主机（窑、炉）单系统年产量等于或大于300万t。
2中型：
主机（窑、炉）单系统年产量等于或大于120万t至小于300万t。
3小型：
主机（窑、炉）单系统年产量小于120万t。
3.0.3对不同的原料、燃料、辅料必须进行模拟工业性试验研究，其结果应作为工程设计的依据。
3.0.4铁矿球团工厂的工作制度应为连续工作制。
3.0.5中型球团工厂的年日历作业率应等于或大于90.4％。
3.0.6工艺和设备选择应符合下列要求：
1工艺和设备选择，特别是主工艺和主要设备，应采用国内先进、高效可靠、安全节能和环境友好型的设备。
当国内工艺和国产设备不能满足产品质量、节能减排要求时，应考虑引进先进的工艺和设备。
2辅助系统设备的规格和性能应与主系统匹配，并应留有一定的富余。
3严重影响主机作业率的设备，可设备用机或备用系统。
4禁止采用国内外淘汰的二手设备。
对国内现有的落后工艺和设备应加快淘汰的步伐。
4原料要求及原料的准备和加工
4.1工艺原则
4.1.1各种原料、燃料和辅料的准备和加工的质量应满足球团矿生产的要求。
4.1.2各种原料、燃料和辅料的供应量应能满足生产的要求，并应有富余。
4.1.3各种物料应分类堆存，不可发生混料现象。
4.2铁矿粉
4.2.1铁矿粉的物理化学性质应符合下列要求：
1铁精矿中TFe含量宜大于66.5%，波动允许偏差为±0.5%；SiO2含量应小于4.5％，波动允许偏差为±0.2%。
2铁精矿的水分含量应小于10％。
3铁精矿的比表面积根据矿石性质和造球工艺的不同，圆盘造球工艺宜为1800~2000cm2/g，圆筒造球工艺应为2000~2200cm2/g。
4.2.2铁矿粉的准备和加工应符合下列规定：
1当采用多种铁矿粉生产球团矿时，应设铁矿粉的混匀设施。
但铁精矿的种类不宜超过三种。
当采用两种及以上铁精矿时，宜设预配料工艺。
2铁矿粉入厂后应有5~7天的储量。
如采用进口铁矿粉则储量应有35天以上，并应设专用料场。
3当铁精矿含水量高于造球水分时应设干燥系统；干燥后铁精矿的水分应低于生球水分的5%～10%；当后续设有高压辊磨机时，铁精矿干燥后的水分宜为8%。
4铁精矿干燥宜采用圆筒干燥机，并应采用顺流式配置方式。
进入干燥收尘系统的烟气温度应高于露点温度。
5干燥机能力的配备可根据原料条件不同采用全干或半干两种方式，同时应设有旁路系统。
未经干燥的铁精矿贮运设施应设有防粘和防堵设施。
6当铁精矿的细度不能满足造球要求时应设再磨工艺。
再磨工艺的类型应根据铁矿粉原始粒度的粗细和性能来选择。
对大、中型球团工程，宜采用湿球磨工艺、高压辊磨工艺或这两种工艺的组合；对小型球团厂可采用润磨或其他磨矿工艺。
再磨工艺中应设筛除铁块和杂物的处理设施。
7采用湿磨工艺时，再磨矿细度宜达到比表面积1500~1800cm2/g。
8高压辊磨机的规格、型号应由制造商经过试验后确定。
4.3粘结剂和添加剂
4.3.1选用膨润土作粘结剂时，应对其造球性能的优劣进行比较，应选用造球性能好的膨润土，且应经模拟工业性试验证实。
应优先采用纳基膨润土，其次是活化钙基膨润土。
在满足生球质量的前提下，应减少膨润土用量。
在使用国产膨润土作粘结剂时，其用量宜小于或等于干基混合料量的1.2％。
4.3.2有机粘结剂和复合粘结剂的使用应根据其来源、价格和性能、效果等因素综合评价后确定。
4.3.3粘结剂的进厂方式和贮存应符合下列条件：
1外部运输距离短时，宜采用密封罐车进厂，然后用气力输送的方式送入配料仓储存，储存时间宜为2~3天。
2运输距离较远时，宜采用袋装方式入厂，并应设膨润土储存间，储存量宜满足15天的用量。
4.3.4生产熔剂性球团矿和含镁球团矿时，宜配加石灰石、白云石等添加剂，其中-325目的含量宜等于或大于90%。
该物料的细磨设施不宜设在球团厂内，但应在配料室设有一定容量的贮仓。
并应采用密封罐车进厂，然后用气力输送的方式送入贮仓，储存时间应满足生产的需要。
4.4燃料
4.4.1带式焙烧和链箅机-回转窑焙烧采用天然气、焦炉煤气或具有较高热值的煤气时，燃气的热值应不低于16MJ/m3，到达焙烧区的压力应不低于5000Pa。
4.4.2用于回转窑焙烧和精矿干燥的烟煤及生球内配用煤的质量应符合表4.3.2的要求：
表4.4.2用于回转窑焙烧和精矿干燥的烟煤及生球内配用煤的质量要求
煤种
发热值
挥发分
灰分
灰熔点
含硫量
细度
结圈指数Rp
沉积指数
Dp
烟煤
≥29MJ/kg
>20%
<14%
>1400oC
≤0.5%
R90：
10%~15%
≤150
≤300
无烟煤
高
低
低
—
低
-325目：
≥90%
—
—
4.4.3燃料贮运和加工应符合下列规定：
1采用气体燃料时，应设燃气输送管网系统、燃气站和燃烧系统等设施。
2采用燃油作燃料时，应设燃油贮存和燃烧系统等设施。
供油系统应满足燃油完全燃烧所要求的粘度和净度，并应保持稳定的油量和油压。
所有喷嘴应安装残油吹刷装置。
3采用煤作燃料时，应设煤的贮运、破碎和磨煤系统等设施。
运输距离较长时，堆存时间以1个月的用量为宜；运输距离较短时，堆存量以7~10天的用量为宜。
磨粉宜采用中速磨。
5配料和混合
5.1工艺原则
5.1.1配料应精确和稳定。
5.1.2铁精矿和配加的膨润土等微量物料应充分混匀。
5.2配料
5.2.1对大、中型球团工程，配料及相关的原料系统和焙烧系统宜实行一对一的配置方式，应避免分料工艺。
5.2.2所有参加配料的组分都应采用自动重量配料，并应集中配料，配料秤精度的允许偏差为±0.5％。
5.2.3配料仓贮存各种参加配料的物料量应在8小时以上。
5.2.4主要含铁原料的配料仓格数不应少于三格，其他参加配料的物料应为每种两格，或采用一格仓下设两个下料口及配备两套配料设备。
5.2.5配料的下料顺序应为先铁精矿再粘结剂和煤粉，最后是回收粉尘和添加剂。
5.2.6各种物料的配加量都应根据生产所用物料的物理化学性质准确设定，并应根据物料物理化学性质的变化而及时调整。
5.2.7除铁精矿外，其他配入物料宜采用气力输送方式进入配料仓，仓上应设置密封性能良好的粉料收集装置。
5.2.8铁精矿宜用圆盘给料机和电子胶带秤的组合，膨润土和添加剂等量少的物料宜采用转子秤或失重秤。
5.3混合
5.3.1配合料的混合应采用强力混合工艺和设备。
5.3.2强力混合机的选择应不影响主机的作业率，且不宜设备用机。
6造球和生球筛分
6.1工艺原则
6.1.1供焙烧的生球应贯彻高质量的原则，质量不合格的生球不得进入焙烧系统。
6.1.2生球产量必须充分满足焙烧系统需要。
6.2造球
6.2.1造球工艺和设备的选择应根据具体的原料、设备采购条件及试验研究确定。
6.2.2圆盘造球机的倾角、转速应在一定范围内可调，其边高宜在一定范围内可调；圆筒造球机的转速应在一定范围内可调。
6.2.3造球设备应设备用机。
6.2.4造球混合料仓的贮量不宜超过2小时的生产用量。
造球系统中的储存、转运、溜槽等应有各种防粘结的措施。
6.2.5造球过程中宜不加或少加水，并以雾状水为宜。
造球水分应根据实际所用铁精矿的种类和模拟工业性试验的结果确定。
6.2.6圆盘造球机和圆筒造球机的检修应设专用的桥式起重机。
6.3生球筛分
6.3.1生球筛分应采用辊式筛分机筛出大于16mm、小于8mm的不合格生球。
6.3.2生球筛分和转运应降低落差并减少次数。
6.3.3对筛分机筛出的大球，应设大球破碎机进行破碎。
产生的粉料和筛出的小于8mm的生料可返入造球系统重新参与造球。
6.4生球质量
6.4.1大型球团工程，合格生球落下次数应大于8次；中、小型球团工程，合格生球落下次数应大于5次。
6.4.2合格生球的水分波动允许偏差为±0.25%。
6.4.3合格生球的粒度应为8~16mm，其中10~14mm的生球含量应大于80％。
6.4.4筛分后合格生球的含粉率应小于5％。
7布料和焙烧
7.1工艺原则
7.1.1焙烧设备的布料应平整和均匀。
7.1.2焙烧工艺和设备的选择应坚持先进性、可靠性和适应性的原则。
7.1.3在我国的铁矿球团工程建设中，应积极推进和发展链箅机-回转窑和带式焙烧工艺工程建设，并应贯彻大型化的发展方向。
不宜提倡竖炉焙烧工艺工程建设，对现有竖炉工艺应进行技术改造。
7.2布料
7.2.1竖炉布料应进一步改进。
布料车行走路线应和布料线路一致；布料车行走速度应与胶带机相匹配；布料车行程应根据干燥床的长度合理确定。
7.2.2对大、中型带式焙烧机和链箅机-回转窑的布料，宜采用梭式或摆式布料机、宽胶带机和辊式布料机的组合。
且宜优先采用液压驱动的梭式布料机。
7.2.3梭式布料机宜为变速、后退单向布料、液压驱动，其行程、行走速度及带速应可调；摆式布料机的摆动幅度和速度均应可调。
梭式布料机、摆式布料机和宽胶带机应相匹配。
7.2.4合格生球经布料系统到达焙烧设备的过程中，其转运次数应少，落差应低，运输距离应短。
7.2.5宽胶带机的带速应可调，且不宜过长，并应保持平整。
宽胶带机的宽度应与辊式筛分机的宽度相匹配。
7.2.6辊式布料机的倾角应可调整，且不宜小于16°，宜采用每个辊子单独传动的方式。
辊式布料机的宽度应与链箅机、带式焙烧机的宽度相匹配。
7.2.7在焙烧设备上布料应降低落差和采用防粘料的导料设施。
7.3焙烧
7.3.1带式焙烧机、链箅机-回转窑、竖炉工艺均应遵守下列规定：
1应采用先进、合理、可靠的焙烧制度。
应在模拟工业性试验的基础上进行物料平衡、热平衡和风平衡的计算并做出风流图，由此确定焙烧系统设计的各项参数。
2采用赤铁矿为原料时宜采用内配碳工艺。
3采用鼓风干燥工艺时，风箱和风罩不应有泄漏，炉罩排出的烟气应净化处理达标后排放。
4风箱和风管应设保温层、膨胀节、调温管道和调节阀。
外壳温度应低于800C，并以设内保温为宜。
5回热风机耐高温度不应低于4500C，叶轮寿命应在一年以上；转速宜可调；风机前应设耐高温高效多管除尘器，除尘效率不得低于90%。
6燃烧系统和热气流管道系统应安全、可靠、节能。
所用调节阀门和开关应灵活、精确，并实行自动调节。
7燃料应精确计量，燃气应采用孔板流量计或更精确的流量计计量。
8应根据不同的焙烧工艺和热工制度选定各段炉（窑）耐火炉衬的材料、厚度和砌筑方式。
耐火炉（窑）衬设计应根据其性质提供合理的烘烤方法和升温曲线图。
9大型工艺风机宜采用调速风机，并应设置测震装置。
10烟气应采用可靠的高效除尘器净化达标后排放。
除尘器下收集的粉尘宜用气力输送输至配料室回收利用。
11工艺风机的风量和风压等参数的确定应根据模拟工业性试验和风流平衡计算的结果、原料性质、料层厚度、管道及除尘器阻力、海拔高度等合理确定，并应有富余。
12工艺风机排出的废气温度应高于烟气酸露点温度。
13冷却后的球团矿温度应不高于1200C。
14工艺风机及相关系统宜配置于焙烧室或焙烧系统的一侧。
7.3.2链箅机-回转窑工艺应遵守下列规定：
1链箅机、回转窑、冷却机的规格和大小应合理匹配。
2链箅机有效宽度和回转窑内径的比宜为0.7~0.9。
3应以煤为主要燃料。
4宜采用直吹式煤粉制备喷吹系统。
5采用中间仓式煤粉制备系统时，中间仓的煤粉应有4~5小时的储量。
喷煤宜采用罗茨风机，并应有隔声、消声措施。
喷煤计量宜采用环状天平计重秤。
6窑头烧嘴应可移动，移动距离应不小于500m。
7采用鼓风干燥时，生球在链箅机上的布料高度宜为180~200mm；采用抽风干燥时，宜为150~180mm。
链箅机挡板高度宜低于料层高度10~20mm。
8当链箅机上热工制度采用鼓风干燥、抽风干燥、过渡预热和预热时，各段热气流宜符合下列要求：
1）鼓风干燥（UDD）段的干燥气流来自环冷机的热废气，气流温度宜为200~350℃。
2）抽风干燥（DDD）段的热气流来自预热段风箱，气流温度宜为300~390℃。
3）过渡预热（TPH）段的热气流来自环冷机中温废气，气流温度宜为600~700℃。
4）预热（PH）段的热气流来自回转窑的高温废气和烧嘴燃烧热，对磁铁矿，气流温度宜为1050℃，对赤铁矿，气流温度不宜低于1200℃。
9当链箅机上热工制度采用抽风干燥1、抽风干燥2、过渡预热和预热时，各段热气流宜符合下列要求：
1）抽风干燥1（DDD1）段的热气流来自环冷机的中温热废气，气流温度宜为250~350℃。
2）抽风干燥2（DDD2）段的热气流来自预热段的低温废气，气流温度宜为350~500℃。
3）过渡预热（TPH）段的热气流来自环冷机的高温废气，气流温度宜为650~800℃。
4）预热（PH）段的热气流来自回转窑的高温废气和烧嘴燃烧热，对磁铁矿，气流温度宜为1200℃，对赤铁矿，气流温度不宜低于1250℃。
10大、中型球团工程链箅机的有效面积利用系数应符合下列要求：
1）赤铁矿应大于30t/d.m2。
2）磁铁矿应大于40t/d.m2。
11当预热段和过渡预热段需补热时，应设置补热烧嘴，其供热强度应可调。
12链箅机炉罩至料面的净高应满足喉口处风速及检修要求，但不宜超过2.2m。
每段应设检修门和观察孔，预热段应设放散烟囱。
13链箅机炉罩外壳高温段温度应低于120OC，低温段应低于80OC。
14链箅机耐高温部件应设有冷却设施，并以风冷为宜。
还应设调偏装置。
链箅机的篦床、铲料板及处于高温区的支撑辊等应采用耐高温合金钢制造。
篦板的平均使用寿命应为1年以上。
其他耐热件的平均使用寿命应为2年以上。
15链箅机的漏风率应小于或等于20%。
16应减少链箅机的漏料量，排料端铲料板处的漏料率应小于或等于5%。
链箅机下漏料和风道的集灰应经细磨合格后才能返回造球系统。
17铁矿球团回转窑发展的方向应是短胖型，长径比宜为6.5~6.7。
回转窑的倾斜度宜为3%~5%，物料窑内停留时间宜为20~25min，填充率宜为7%~9%，窑内高温处的温度宜为1250~1380℃，窑内气体含氧量宜大于12%。
18大、中型球团工程铁矿球团回转窑的有效容积利用系数宜大于9.5t/m3.d。
19大、中型球团工程铁矿球团回转窑窑体的设计使用年限应在25年以上。
20回转窑传动应选择运转平稳、维护简单、操作方便的组合方式。
应有调速和低速盘窑的功能。
21回转窑基础设计应满足下列要求：
1）支承装置基础墩竖向沉降和顶部横向位移均应小于或等于4mm。
2）相邻支承装置基础墩竖向沉降差和顶部横向位移差均应小于或等于1mm，相邻支承装置基础墩顶部纵向位移差应小于或等于6mm。
3）回转部分基础墩与相关固定部分的基础墩竖向沉降差应小于或等于10mm。
22正常生产时回转窑壳体最高温度应低于300oC。
回转窑窑衬的更换应分高、中、低温处分期分批更换，全部更换一代窑衬的时间以4年为宜。
23窑头、窑尾宜采用鳞片式密封装置，漏风率应小于或等于1%。
窑头、窑尾应设风冷装置和散料收集系统。
24窑头箱内应设大块固定筛、排料门和观察孔；铲料板及窑尾漏料可设斗式提升机回收入窑。
25回转窑宜露天设置，并应设有检修场地。
26链箅机-回转窑铁矿球团的冷却应在球团用环式冷却机中进行，环冷机的高温废气应返入回转窑；中、低温废气应经回热风管返到链箅机。
回热风管上宜设置管道热风炉。
27冷却机料层厚度宜为660～760mm。
28在回转窑和环冷机接口配置中，应避免回转窑排出的高温球团对环冷机台车的冲击；环冷机台车应有高的透风率和防止碎料堵塞篦板通风孔的功能。
台车卸料、复位应灵活可靠。
冷却机总漏风率不应大于10%。
29冷却机宜设3或4个冷却段，并相应配设鼓风机。
30冷却机上部应设有耐火炉罩、风冷隔热墙和平料板。
台车栏板和炉罩之间
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