豎爐不能大型化并僅適宜于焙燒磁鐵精礦球團之探究

豎爐焙燒工藝是世界上最早采用的球團焙燒方法。其生球的干燥、預熱、培燒、冷卻都在一個(gè)矩形豎爐內來(lái)進(jìn)行和完成。雖然這種方法工藝簡(jiǎn)單、結構緊湊、投資便宜，但由于其工藝方法在理論上存在著(zhù)固有的、難以克服的缺陷，而使這一方法存在較多的問(wèn)題。

1)產(chǎn)品質(zhì)量差

產(chǎn)品質(zhì)量差，在這里主要是指成品球團礦的強度低、含粉量高和均勻性差。這是由于球團在豎爐內是靠自身的重力而不斷地向下部運動(dòng)，這種運動(dòng)不可能十分均勻。即使每個(gè)球團的重量和大小完全相同，靠爐壁處的球團與爐中部的球團的下行也會(huì )快慢不一，滯后和超前的現象十分嚴重。同時(shí)，由于豎爐內加熱球團的氣流來(lái)自?xún)衫娜紵?，因而爐內加熱球團的氣體溫度分布也不均勻。一般來(lái)講，靠爐壁處的溫度高，而爐中部則偏低，這正好與爐料的運動(dòng)相矛盾。以上所述的種種固有的工藝缺陷，都將導致在生產(chǎn)過(guò)程中很難保證每個(gè)球團都達到焙燒過(guò)程和最終固結強度所需的溫度。因而其成品球團礦的強度都偏低，僅在2000N/個(gè)左右，離大型高爐要求的2500N/個(gè)的國際標準相差甚遠。要想提高成品球團礦的強度，就得進(jìn)一步提高加熱氣體的溫度，這將會(huì )受到煤氣熱值和爐內溫度分布不均勻的影響，如果出現局部高溫，還會(huì )引發(fā)球團粘連。由于球團在爐內的運動(dòng)僅僅是依賴(lài)自身的重力，很容易導致結瘤，嚴重時(shí)會(huì )迫使生產(chǎn)中斷。同時(shí)，也由于以上原因，球團在干燥和預熱過(guò)程中沒(méi)有達到需要的強度，在其不斷的向下運動(dòng)中，由于料柱壓力和磨損，會(huì )產(chǎn)生較多的粉末。這些工藝中固有的缺陷直接導致了豎爐成品球團礦質(zhì)量的下降。

2)單爐規模很難大型化

目前我國生產(chǎn)的豎爐一般都在8—10m2，產(chǎn)量在40萬(wàn)t左右。如要擴大規模，其難度十分大。如要擴大其橫向尺寸，上述所提到的爐內溫度的分布勢必更難做到合理和有效;如要增大長(cháng)度方向上的尺寸，則會(huì )由于長(cháng)度和溫度(排料溫度一般在400℃左右)方面的原因，將對排料輥的設計和制造帶來(lái)更大的難度。

3)對原料的適應性差

從理論上和實(shí)踐都可看出，豎爐焙燒只有在用磁鐵礦作原料時(shí)才能成功。若采用赤鐵礦或其他礦種作原料，往往在其升溫過(guò)程中，球團的強度很難提高，幾乎要到1200℃以上，球團的固結強度才能較迅速地上升，在此溫度以前，球團在爐內由于強度低和往下運動(dòng)時(shí)的摩擦和料柱的壓力，會(huì )產(chǎn)生過(guò)量的粉末，在較高溫度下極易產(chǎn)生粘結現象。而且赤鐵礦球團焙燒要達到足夠高的強度，其對溫度的要求，在豎爐內幾乎是不可能實(shí)現的。

4)只能使用氣體燃料

從目前工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐的情況看，豎爐使用氣體燃料時(shí)，焙燒效果要好些。雖也有燒油的實(shí)踐，但成品球團礦的質(zhì)量要更差些，而且產(chǎn)量也低，其效果不佳。用煤作燃料也有不少試驗研究.但要達到一定的工業(yè)效果，實(shí)現較為穩定、連續的作業(yè)，恐怕還有很長(cháng)的路要走，其難度十分大。

在此還要指出，豎爐采用高爐煤氣作燃料，雖有節約能源的好處，但由于其熱值太低，很難達到焙燒所需的溫度要求。這對球團礦的質(zhì)量也是有影響的。對于另建煤氣發(fā)生爐來(lái)生產(chǎn)豎爐焙燒所需的煤氣的作法，一方面，由于一般發(fā)生爐煤氣的發(fā)熱值不高，只能免強滿(mǎn)足豎爐焙燒的要求;其二是煤氣發(fā)生爐的投資高而且還會(huì )帶來(lái)新的污染.因此也不可取。采用重油作燃料，一方面重油價(jià)格高，來(lái)源不易保證.而且一般情況下，產(chǎn)量上不去，質(zhì)量也變差。

5)冷卻和除塵問(wèn)題需進(jìn)一步解決

光靠豎爐下部的冷卻帶，要達到球團冷卻至120℃以下是不可能的。需在爐外另加冷卻器(效果也不理想)或帶式冷卻機。同時(shí)，豎爐下部排料灰塵大，為了達到必要的勞動(dòng)環(huán)境要求，必須加設除塵系統和相應的輔助設施。這樣，豎爐工藝所具有的投資少的優(yōu)點(diǎn)也就很小了。在大規模生產(chǎn)的情況下，更無(wú)優(yōu)點(diǎn)可言。