何貫通
氧化球團生產(chǎn)裝備包括鏈箅機、回轉(zhuǎn)窯、環(huán)冷機和熱風(fēng)管道等設(shè)備。在生產(chǎn)運營過程中，這些生產(chǎn)設(shè)備存在外表溫度高、系統(tǒng)能耗大等問題。解決能耗高的問題，需要從優(yōu)化砌筑結(jié)構(gòu)、改進預(yù)制磚型、采用管道外保溫、應(yīng)用節(jié)能耐火材料等方面入手，降低鏈箅機、回轉(zhuǎn)窯、環(huán)冷機和熱風(fēng)管道等設(shè)備外表溫度，才能降低生產(chǎn)能源消耗，提高生產(chǎn)作業(yè)率。
鏈箅機砌筑結(jié)構(gòu)
鏈箅機的作用是脫除生球水分，使碳酸鹽礦物分解反應(yīng)、固相反應(yīng)，干燥、預(yù)熱球團，使球團初步固結(jié)并具有一定強度。鏈箅機由側(cè)墻、頂部、隔墻和風(fēng)箱等構(gòu)成，沿長度方向從低溫區(qū)到高溫區(qū)被分隔為鼓風(fēng)干燥段、抽風(fēng)干燥段、預(yù)熱I段及預(yù)熱II段。
鏈箅機預(yù)熱段是鏈箅機運行的高溫區(qū)域，常采用整體澆注結(jié)構(gòu)、預(yù)制結(jié)構(gòu)和定型磚砌結(jié)構(gòu)，是降低本段設(shè)備外表溫度節(jié)能的關(guān)鍵。整體澆注結(jié)構(gòu)采用側(cè)墻固定件和錨固釘固定，常用低水泥澆注料和硅酸鋁纖維氈分層砌筑，先焊接側(cè)墻錨固磚固定件，然后固定好側(cè)墻錨固磚，在墻壁鋼板上鋪貼硅酸鋁纖維氈，最后支模澆注低水泥澆注料。在敬業(yè)鋼鐵年產(chǎn)200萬噸球團廠，實際測量外表平均溫度小于100℃。
預(yù)制結(jié)構(gòu)采用預(yù)制磚整體砌筑，側(cè)墻底部澆注高強莫來石澆注料作為砌磚平臺，在通梁上部砌筑側(cè)墻預(yù)制磚。預(yù)制磚與設(shè)備通過錨固釘相連接，形成預(yù)制磚、輕質(zhì)澆注料、硅酸鋁纖維氈三層復(fù)合結(jié)構(gòu)，隔熱效果明顯。在河北華信特種鋼鐵年產(chǎn)120萬噸球團工程應(yīng)用，均取得了良好效果，實際測量外表溫度小于110℃，人孔門周邊溫度略高，但不超過150℃。
定型磚砌筑結(jié)構(gòu)采用高鋁磚和硅酸鋁纖維氈分層砌筑，工作層采用高鋁磚，保溫層采用硅酸鋁纖維氈，側(cè)墻砌筑采用側(cè)墻錨固磚拉伸固定，具有良好的穩(wěn)定性和保溫隔熱性能，綜合熱阻大。在石橫鋼鐵年產(chǎn)80萬噸球團廠，實際測量外表平均溫度≤120℃。該砌筑結(jié)構(gòu)采用新型隔熱材料微納米隔熱板替代硅酸鋁纖維氈，隔熱效果是硅酸鋁纖維氈的2倍，耐持久性好，不易粉化，能夠進一步降低設(shè)備外壁溫度。
回轉(zhuǎn)窯砌筑結(jié)構(gòu)
在較高焙燒溫度下，回轉(zhuǎn)窯將球團進一步固結(jié)，提高了球團強度。當溫度逐漸升高時，焙燒固結(jié)效果逐漸顯現(xiàn)，不同原料適宜的焙燒溫度峰值不同，焙燒溫度一般在1280℃~1320℃，高溫焙燒區(qū)長度15m~20m。
回轉(zhuǎn)窯是鏈箅機-回轉(zhuǎn)窯工藝的主要能耗設(shè)備，為降低回轉(zhuǎn)窯設(shè)備外表溫度，實現(xiàn)節(jié)能降耗，采用復(fù)合砌筑結(jié)構(gòu)和梯度截熱技術(shù)。預(yù)制磚及澆注帶底部設(shè)有隔熱效果優(yōu)良的納米保溫板保溫層，截熱層采用高強微孔隔熱澆注料，氣孔直徑小、分布均勻，導(dǎo)熱系數(shù)低，絕熱效果好。通過優(yōu)化預(yù)制磚結(jié)構(gòu)，截熱層形成六點支撐周邊密封結(jié)構(gòu)，有效增加絕熱面積，絕熱面積增加到85.8%。通過結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，回轉(zhuǎn)窯焙燒區(qū)外表溫度降低約80℃。在石橫鋼鐵年產(chǎn)80萬噸球團廠，實際測量外表平均溫度不超過200℃。
環(huán)冷機砌筑結(jié)構(gòu)
環(huán)冷機將高溫球團冷卻到120℃以下，并通過熱風(fēng)管道實現(xiàn)熱量回收利用。環(huán)冷機罩體采用澆注料和硅酸鋁纖維氈復(fù)合砌筑，可定制化組合設(shè)計，實現(xiàn)有效節(jié)能和長效使用的雙重目標。環(huán)冷機罩體耐火材料分為工作層和隔熱層，Ⅰ、Ⅱ冷卻段罩體上部工作層采用高鋁莫來石澆注料澆注，Ⅲ、Ⅳ冷卻段環(huán)冷機罩體工作層采用高強輕質(zhì)澆注料澆注，隔熱層采用硅酸鋁纖維氈。
臺車欄板磚采用組合磚結(jié)構(gòu)，相鄰組合磚為子母扣配合形式，提高了欄板磚的密封性能，保溫層采用硅酸鋁纖維氈，節(jié)能效果顯著。環(huán)冷機砌筑結(jié)構(gòu)在山東石橫鋼鐵年產(chǎn)80萬噸球團應(yīng)用后，Ⅰ冷卻段上罩及其側(cè)面實測溫度不高于150℃，Ⅱ冷卻段上罩及其側(cè)面溫度不高于80℃，Ⅲ冷卻段上罩及其側(cè)面溫度不高于60℃，臺車欄板溫度不高于80℃。
熱風(fēng)管道砌筑結(jié)構(gòu)
根據(jù)工況溫度，熱風(fēng)管道分為低溫管道、中溫管道及高溫管道。低溫管道包括鏈箅機區(qū)主引風(fēng)管道及電除塵進口管道；中溫管道包括環(huán)冷Ⅲ段到鏈箅機熱風(fēng)管道，鏈箅機預(yù)熱段經(jīng)多管除塵到鏈箅機干燥段熱風(fēng)管道；高溫管道為環(huán)冷機Ⅱ段到預(yù)熱Ⅰ段回熱風(fēng)管道。根據(jù)不同工況溫度，設(shè)計不同厚度的工作層和保溫層，以確保熱風(fēng)管道外表溫度不高于80℃。低溫管道、中溫管道工作層采用輕質(zhì)莫來石噴涂料，高溫管道采用高強莫來石噴涂料，保溫層采用硅酸鋁纖維氈或微納米絕熱板。噴涂前先在管道內(nèi)壁焊接好錨固釘，鋪設(shè)保溫層，再進行噴涂施工。主抽風(fēng)機、回熱耐熱風(fēng)機、環(huán)境除塵風(fēng)機等采用巖棉和鍍鋅鐵皮對其進行外保溫，確保外表溫度不高于60℃。通過降低熱風(fēng)管道和配套風(fēng)機的外表溫度，有效降低了能量損耗。
節(jié)能耐火材料應(yīng)用
鏈箅機、回轉(zhuǎn)窯、環(huán)冷機和熱風(fēng)管道是生產(chǎn)氧化球團的重要熱工裝備，裝備散熱是實現(xiàn)熱量損失的重要途徑，熱量損失與耐火材料隔熱性能有密切關(guān)系，針對鏈箅機、回轉(zhuǎn)窯、環(huán)冷機和熱風(fēng)管道不同設(shè)備要求和工況條件，合理使用節(jié)能耐火材料和功能耐火材料，能夠有效降低設(shè)備外壁溫度，實現(xiàn)降低熱量損失，節(jié)約能源的效果。
高強微孔隔熱澆注料通過降低微孔直徑，均化微孔分布，降低材料導(dǎo)熱系數(shù)，提高隔熱性能，減少爐壁散熱、蓄熱損失。高強微孔隔熱澆注料用于鏈箅機和環(huán)冷機側(cè)墻、頂部工作層，可增大熱阻，有效降低設(shè)備外表溫度，節(jié)能降耗效果明顯。高強微孔隔熱澆注料用作回轉(zhuǎn)窯窯襯保溫板，形成復(fù)合砌筑結(jié)構(gòu)，提高回轉(zhuǎn)窯窯襯材料熱阻率，降低回轉(zhuǎn)窯外表溫度，減少回轉(zhuǎn)窯窯體散熱損失。該材料還能減輕窯體負荷，減小窯體變形產(chǎn)生結(jié)構(gòu)應(yīng)力，延長回轉(zhuǎn)窯窯襯使用壽命。
鋼纖維增強剛玉莫來石復(fù)合澆注料應(yīng)用于回轉(zhuǎn)窯工作層，通過引入耐高溫玻化微珠，降低了剛玉莫來石澆注料的導(dǎo)熱系數(shù)，具有熱震穩(wěn)定性好、強度高的特點，與保溫層形成梯度導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)，增大了窯襯厚度方向溫度梯度，窯體外表溫度明顯降低，顯著降低外表面向環(huán)境散熱。該材料制成的回轉(zhuǎn)窯窯體內(nèi)襯使用壽命可達2年以上。
抗結(jié)圈澆注料、抗剝落澆注料解決了回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈、剝落影響生產(chǎn)順行的問題。窯口專用料使窯口部位壽命提高到12個~18個月。應(yīng)用功能型材料可有效延長回轉(zhuǎn)窯的使用壽命，提高作業(yè)率，減少停開機次數(shù)及能源浪費。
高強度、低導(dǎo)熱涂料干燥后強度高，導(dǎo)熱系數(shù)低，具有良好的黏結(jié)性和隔熱性能，并具有較高熱反射率。該涂料在鏈箅機、回轉(zhuǎn)窯、環(huán)冷機及熱風(fēng)管道設(shè)備內(nèi)表面，涂抹厚度2mm~5mm，可將外表面溫度降低20℃~50℃。該涂料能將回轉(zhuǎn)窯預(yù)制磚與窯體黏合牢固，密封性好，沒有熱橋現(xiàn)象，可均勻阻止熱量傳遞。
