竖炉焙烧工艺
http://www.51xue.org.cn 2007/5/29 源自:中华职工学习网 【字体：
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竖炉焙烧工艺是世界上最早采用的球团焙烧方法。其生球的干燥、预热、培烧、冷却都在一个矩形竖炉内来进行和完成。虽然这种方法工艺简单、结构紧凑、投资便宜，但由于其工艺方法在理论上存在着固有的、难以克服的缺陷，而使这一方法存在较多的问题。
1）产品质量差
产品质量差，在这里主要是指成品球团矿的强度低、含粉量高和均匀性差。这是由于球团在竖炉内是靠自身的重力而不断地向下部运动，这种运动不可能十分均匀。即使每个球团的重量和大小完全相同，靠炉壁处的球团与炉中部的球团的下行也会快慢不一，滞后和超前的现象十分严重。同时，由于竖炉内加热球团的气流来自两例的燃烧室，因而炉内加热球团的气体温度分布也不均匀。一般来讲，靠炉壁处的温度高，而炉中部则偏低，这正好与炉料的运动相矛盾。以上所述的种种固有的工艺缺陷，都将导致在生产过程中很难保证每个球团都达到焙烧过程和最终固结强度所需的温度。因而其成品球团矿的强度都偏低，仅在2000N／个左右，离大型高炉要求的2500N／个的国际标准相差甚远。要想提高成品球团矿的强度，就得进一步提高加热气体的温度，这将会受到煤气热值和炉内温度分布不均匀的影响，如果出现局部高温，还会引发球团粘连。由于球团在炉内的运动仅仅是依赖自身的重力，很容易导致结瘤，严重时会迫使生产中断。同时，也由于以上原因，球团在干燥和预热过程中没有达到需要的强度，在其不断的向下运动中，由于料柱压力和磨损，会产生较多的粉末。这些工艺中固有的缺陷直接导致了竖炉成品球团矿质量的下降。
2）单炉规模很难大型化
目前我国生产的竖炉一般都在8—10m2，产量在40万t左右。如要扩大规模，其难度十分大。如要扩大其横向尺寸，上述所提到的炉内温度的分布势必更难做到合理和有效；如要增大长度方向上的尺寸，则会由于长度和温度(排料温度一般在400℃左右)方面的原因，将对排料辊的设计和制造带来更大的难度。
3）对原料的适应性差
从理论上和实践都可看出，竖炉焙烧只有在用磁铁矿作原料时才能成功。若采用赤铁矿或其他矿种作原料，往往在其升温过程中，球团的强度很难提高，几乎要到1200 ℃以上，球团的固结强度才能较迅速地上升，在此温度以前，球团在炉内由于强度低和往下运动时的摩擦和料柱的压力，会产生过量的粉末，在较高温度下极易产生粘结现象。而且赤铁矿球团焙烧要达到足够高的强度，其对温度的要求，在竖炉内几乎是不可能实现的。
4）只能使用气体燃料
从目前工业生产实践的情况看，竖炉使用气体燃料时，焙烧效果要好些。虽也有烧油的实践，但成品球团矿的质量要更差些，而且产量也低，其效果不佳。用煤作燃料也有不少试验研究．但要达到一定的工业效果，实现较为稳定、连续的作业，恐怕还有很长的路要走，其难度十分大。
在此还要指出，竖炉采用高炉煤气作燃料，虽有节约能源的好处，但由于其热值太低，很难达到焙烧所需的温度要求。这对球团矿的质量也是有影响的。对于另建煤气发生炉来生产竖炉焙烧所需的煤气的作法，一方面，由于一般发生炉煤气的发热值不高，只能免强满足竖炉焙烧的要求；其二是煤气发生炉的投资高而且还会带来新的污染．因此也不可取。采用重油作燃料，一方面重油价格高，来源不易保证．而且一般情况下，产量上不去，质量也变差。
5）冷却和除尘问题需进一步解决
光靠竖炉下部的冷却带，要达到球团冷却至120 ℃以下是不可能的。需在炉外另加冷却器(效果也不理想)或带式冷却机。同时，竖炉下部排料灰尘大，为了达到必要的劳动环境要求，必须加设除尘系统和相应的辅助设施。这样，竖炉工艺所具有的投资少的优点也就很小了。在大规模生产的情况下，更无优点可言。
由于上述种种原因，作为最早出现的球团焙烧工艺，在国外已基本被淘汰和拆除，仅存的也是为数极少。随着钢铁生产规模的迅速扩大和生产设备的大型化，竖炉工艺很快被带式焙烧机和链篦机—回转窑工艺所取代。
1）产品质量差
产品质量差，在这里主要是指成品球团矿的强度低、含粉量高和均匀性差。这是由于球团在竖炉内是靠自身的重力而不断地向下部运动，这种运动不可能十分均匀。即使每个球团的重量和大小完全相同，靠炉壁处的球团与炉中部的球团的下行也会快慢不一，滞后和超前的现象十分严重。同时，由于竖炉内加热球团的气流来自两例的燃烧室，因而炉内加热球团的气体温度分布也不均匀。一般来讲，靠炉壁处的温度高，而炉中部则偏低，这正好与炉料的运动相矛盾。以上所述的种种固有的工艺缺陷，都将导致在生产过程中很难保证每个球团都达到焙烧过程和最终固结强度所需的温度。因而其成品球团矿的强度都偏低，仅在2000N／个左右，离大型高炉要求的2500N／个的国际标准相差甚远。要想提高成品球团矿的强度，就得进一步提高加热气体的温度，这将会受到煤气热值和炉内温度分布不均匀的影响，如果出现局部高温，还会引发球团粘连。由于球团在炉内的运动仅仅是依赖自身的重力，很容易导致结瘤，严重时会迫使生产中断。同时，也由于以上原因，球团在干燥和预热过程中没有达到需要的强度，在其不断的向下运动中，由于料柱压力和磨损，会产生较多的粉末。这些工艺中固有的缺陷直接导致了竖炉成品球团矿质量的下降。
2）单炉规模很难大型化
目前我国生产的竖炉一般都在8—10m2，产量在40万t左右。如要扩大规模，其难度十分大。如要扩大其横向尺寸，上述所提到的炉内温度的分布势必更难做到合理和有效；如要增大长度方向上的尺寸，则会由于长度和温度(排料温度一般在400℃左右)方面的原因，将对排料辊的设计和制造带来更大的难度。
3）对原料的适应性差
从理论上和实践都可看出，竖炉焙烧只有在用磁铁矿作原料时才能成功。若采用赤铁矿或其他矿种作原料，往往在其升温过程中，球团的强度很难提高，几乎要到1200 ℃以上，球团的固结强度才能较迅速地上升，在此温度以前，球团在炉内由于强度低和往下运动时的摩擦和料柱的压力，会产生过量的粉末，在较高温度下极易产生粘结现象。而且赤铁矿球团焙烧要达到足够高的强度，其对温度的要求，在竖炉内几乎是不可能实现的。
4）只能使用气体燃料
从目前工业生产实践的情况看，竖炉使用气体燃料时，焙烧效果要好些。虽也有烧油的实践，但成品球团矿的质量要更差些，而且产量也低，其效果不佳。用煤作燃料也有不少试验研究．但要达到一定的工业效果，实现较为稳定、连续的作业，恐怕还有很长的路要走，其难度十分大。
在此还要指出，竖炉采用高炉煤气作燃料，虽有节约能源的好处，但由于其热值太低，很难达到焙烧所需的温度要求。这对球团矿的质量也是有影响的。对于另建煤气发生炉来生产竖炉焙烧所需的煤气的作法，一方面，由于一般发生炉煤气的发热值不高，只能免强满足竖炉焙烧的要求；其二是煤气发生炉的投资高而且还会带来新的污染．因此也不可取。采用重油作燃料，一方面重油价格高，来源不易保证．而且一般情况下，产量上不去，质量也变差。
5）冷却和除尘问题需进一步解决
光靠竖炉下部的冷却带，要达到球团冷却至120 ℃以下是不可能的。需在炉外另加冷却器(效果也不理想)或带式冷却机。同时，竖炉下部排料灰尘大，为了达到必要的劳动环境要求，必须加设除尘系统和相应的辅助设施。这样，竖炉工艺所具有的投资少的优点也就很小了。在大规模生产的情况下，更无优点可言。
由于上述种种原因，作为最早出现的球团焙烧工艺，在国外已基本被淘汰和拆除，仅存的也是为数极少。随着钢铁生产规模的迅速扩大和生产设备的大型化，竖炉工艺很快被带式焙烧机和链篦机—回转窑工艺所取代。
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