烧结球团厂设计——工艺设备的选择与计算PPT学习教案

1、会计学1 烧结球团厂设计烧结球团厂设计工艺设备的选择与工艺设备的选择与 计算计算 第1页/共84页 第2页/共84页 第3页/共84页 qq K q K q QK N 24242424365 设计日产量正常日产量平均日产量 式中： N设备计算台数，台； K生产不均匀系数，K=1.021.05（翻车机 ， 烧结机）； Q产品量或物料处理量，t/y q设备单机生产机能力，t/h 台 设备作业率，% 第4页/共84页 设备名称设备年工作日 /d 设备作业率/% 翻车机 锤式破碎机 振动筛（熔剂） 四辊破碎机 圆盘给料机 烧结机（冷矿） 烧结矿冷却设备 双齿辊破碎机（ 冷烧结矿） 振动筛（冷烧结 矿）

2、 抓斗起重机 219 274 274 274 310-329 310-329 310-329 310-329 310-329 310 60 75 75 75 85-90 85-90 85-90 85-90 85-90 85 烧结厂主要设备的作业率 第5页/共84页 圆盘给料机56台 抽风机12台 筛子45台 热破碎机1台 点火器1台 整粒筛子12台 第6页/共84页 第7页/共84页 第8页/共84页 第9页/共84页 cot G Q 式中：Q翻车机连续运转的生产能力，t/k； G 铁路车辆平均载重量，一般46.4t计算； t 翻车循环时间，min； 第10页/共84页 翻车机类型翻车机类型松

3、散无粘性散状松散无粘性散状 料料 有粘性或轻微冻有粘性或轻微冻 结散料结散料 转子式转子式 3 35 侧翻式侧翻式 456 （2）门型卸车机 多用于仓库接受和存贮原料的中、小型烧结厂或球团厂 特点： 适应的物料粒度范围较宽，卸车能力大； 但经门型卸车机卸料后，车辆还需进行人工清料。 第11页/共84页 5.3.1 斗轮堆取料机 （1）是冶金、港口、建材等部门原料场高效连续装卸的现 代装备之一。 目前已有取料能力为2002000t/h，能取40余种物料的各种堆 料机。向大型化、连续化、自动化方向发展。 （2）作用原理 1）取料： 斗轮体转动（铲头装在斗轮体上），铲斗从下部开始切取 ； 第12页/

4、共84页 装满物的铲斗转到轮体上部时，铲斗内的物料靠自重卸到 装在臂架内的受料胶带运输机上。 从铲斗卸下的物料，由受料胶带机运送到平台上并卸料漏 斗中； 物料通过卸料斗转到主胶带机上然后半物料运送到用料点 。 2）堆料：斗轮体不旋转，受料胶带机转。尾车上的主胶带机 头部滚筒升高，物料经主胶带机卸入料半中，将物料供给受料 胶带机实现堆料作业。 （3）斗轮堆取料机生产能力可分为： 小型生产能力为200800t/h 中型生产能力为12503150t/h 大型生产能力为40006300t/h 第13页/共84页 第14页/共84页 （3）混匀、堆料机任务与要求 1）任务：主要完成原料场各种原料混匀中和

5、的堆料作业 2）要求 式中： V进料主胶带机速度，m/s； V1正向输送堆料机速度，m/s； V2反向输送堆料机速度，m/s； 5.3.3 取料机 悬臂式斗轮取料机 桥式斗轮取料机 滚筒式混匀取料机 2 21 21 VVVV VV 第15页/共84页 （2）考虑的因素 1）原料的物理性能 硬度：a. =500010000N/cm2 硬矿石 b. =10005000N/cm2 中硬矿石 c. 1000N/cm2 软硬矿石 第16页/共84页 水分：锤破3% 粒度：a. 粗碎：矿石的最大粒度不应大于破碎 机给矿口宽度的0.80.85倍； b. 中、细碎：矿石的最大粒度不应大于 破碎机给矿口宽度的0

6、.850.9倍； 2）生产能力与粒度要求 3）设备配置 （3）破碎机的选择 1）锤式破碎机：可逆式 不可逆式（定义） 适用范围：脆性、中硬、软硬矿物（石灰石、 白云石、蛇纹石）中、细碎（30mm），很少用 于粗碎。 例如：武钢用于破蛇纹石。 第17页/共84页 ZLcduknrQ60 作用原理；冲击作用（锤头） 特点： a. 优：生产能力大、破碎比大；构造简单、结构紧凑，功率消耗少，易维护。 b. 缺：锤头、破碎板磨损大，水分高时易堵料。 生产能力计算 a. 理论计算： n t/h 式中：Z破碎机篦条缝隙系数； L篦条格筛的长度（即转子长度），m； C篦条格筛缝隙的宽度，m; d排矿粒度，m；

7、 u松散系数和排矿非均匀系数， 一般取u=0.0150.07，小破碎机 往小值方向取，大型破碎机往大值方向取； 第18页/共84页 b. 经验公式： 首先计算经过破碎后，产品中30mm石灰石的数量。 式中： 按破碎后30mm级别计算的石灰石产量，t/h； N电动机功率，kw； a破碎单位重量成品石灰石所需要的平均电耗，(kw.h)/t a=2.53.5 kw.h/t a N q 03 03 q 第19页/共84页 cqq 03 qQ 。 第20页/共84页 生产能力计算 式中：Q破碎机的生产能力，t/h ； K1理论生产能力与实际生产能力 的修正系数，一般取0.1； S板锤与反击板间的距离，m

8、； d排矿粒度，m； b板锤宽度，m； m转子板锤数目； h板锤高度，m； n转子的转速，r/min 矿石堆积密度，t/m3 dbnshmKQ 1 60 第21页/共84页 3）四辊（对辊）破碎机 适用范围：广泛应用于烧结厂的燃料破 碎 对辊：粗碎 四辊：细碎+粗碎 作用机理：挤压作用 特点： a. 一次可以完成中、细碎，不需筛分分级 ，工艺简单； b. 辊子磨损不均匀（一般每7天车削一次） 第22页/共84页 4）棒磨机 适用范围：宝钢采用棒磨机作为焦炭的第二 段破碎设备； 作用机理：用钢棒作为磨矿介质 特点： a. 过粉碎少 原因：棒与棒之间线接触，首先粗破碎； 破粗粒时，棒与棒形成条筛，

9、准粗颗粒 带到磨矿强度最大的外层， 细粒物料可以沿着棒的间隙往下落。 粗颗粒物料轴向运动速度比细粒物料小 得多，相应地增加了粗粒物料磨矿的时间。 b. 电耗高、产量低，设备笨重 第23页/共84页 （2）计算（筛分面积） 1）用振动筛的生产能力计算 （偏小） 式中：q筛子的筛下产物产量，t/h； q1单位筛分面积的筛下物产量，t/(h.m2) 当给料中30mm占50%以上，筛分效率为70%，筛下产 品中30mm达90%， 原料含水小于3%时： 1 qqA hmtq 2 1 8 . 7 第24页/共84页 22 qqacqNA 2 q 第25页/共84页 （3）一般计算公式（设计多用） qKLM

10、NOPQA 式中： A振动筛筛分面积，m3； 物料堆积密度，t/m3； q单位筛面平均生产能力，m3/(m2.h) KLMNOP为校正系数（书P79表5-6 5-7 例如：烧结厂每小时需破石灰石47.35t(30mm,90%)，选择用 锤式破碎机破碎 14301300mm，（转小规格）N=520kw，计算筛分面积。 解： 2 1 07. 68 . 735.47mqqA 选SZE15004000型3台（其中1台备用 ） 第26页/共84页 2 2 4 .15 5 . 7%905 . 3520%70 m qacNA 选SZE15004000型 4台（其中1台备用） 0 . 1,75. 0, 0 .

11、 1 6 . 1,18. 1, 4 . 0,0 . 7,6 . 1 233 PON MLKmmqmt htQ63.96%70%7035.47 2 23.150 . 175. 00 . 16 . 118. 14 . 00 . 76 . 163.96mrqKLMNOPQA 取 选SZE15004000型，4台（其中1台设备用） 第27页/共84页 （1）燃料破碎流程 常用流程有以下几种： 250mm 四 辊 产品 30mm 对辊 四辊 800mm或400mm 150mm 或反击式 产 品 30mm （2）熔剂破碎流程 破 800mm Q1 Q2 -3mm +3mm 成品 30mm Q4Q3 第28

12、页/共84页 Q4已知 按破碎后30mm级别计算的石灰石产量，t/h； C2破碎后30mm粒级含量，一般为5070%。 筛分效率，一般按70%计算； C4成品中30mm含量，一般90%。 2032 cqQ 4034 cqQ 2442 CCQQ 41 QQ 42 3QQQ 03 q 第29页/共84页 5.5.1 料仓 （1）作用： 1）保证烧结机连续生产各种原料任配料仓 内有一定的贮存时间，其贮存时间根据 原料处理设备的运行和检修情况决定，一般 不小于8h，保证烧结机的连续供料。 2）保证烧结矿化学成份稳定（下料量稳定）。 第30页/共84页 wrtQVn1 干 rtQVn 湿 第31页/共8

13、4页 2）格数 料仓格数的确定应考虑下列因素： 配料设备发生故障时，不致使配料作业中断，所以当某 一物料配料仓为单格时， 应设有备用仓； 考虑混匀料的料仓时，除考虑混匀料给料系统的作业率 外，还要考虑贮料场直 接供应单品各矿的贮存； 无混匀料场时，料仓格数应考虑原燃料的品种数； 大余原料的料仓格数应与排矿和称量设备的能力相适； 尽量减少料仓料位波动对配料带来的影响稳定料位 。 注：含铁原料的料仓不应少于3格；熔剂、燃料仓不少于2 格； 生石灰料仓可设1格，或1格料仓设2台排料设备；返 矿料仓可设12格。 第32页/共84页 第33页/共84页 3）种类： 刮刀卸料 闸门套筒卸料 调速圆盘电子皮

14、带称；由一台带调速电机的圆盘给料机 和一台电子皮带称组成； 定量圆盘给料机：由圆盘和电子皮带称构成一个整体的重要 配料设备，两者由同一驱动装置带动； （2）螺旋给料机 1）适用范围：用于配料量少的粉状细粒物料，如生石灰、膨 润土等添加剂。 2）特点： 密封好，有利于环境保护； 螺旋叶片磨损较严重。 5.5.3 称量设备 电子皮带称 第34页/共84页 5.6.2 计算 （1）混合时间 ，min （1） DeNtgLet 第35页/共84页 式中：Le混合机有效长度，m； De混合机有效内径，m； N混合机转速，r/min。 （2） a混合机转速与临界转速之比； Nc混合机临界转速， 前进角度，

15、； f混合机倾角； 物料堆积角，；=355 （3） tgtDeaLe3 .42 e DaNcaN3 .42. e DNc3 .42 第36页/共84页 )%471. 0( 2 e LeDQt （5） 3）确定规格型号：（DL）（注意注意：毕业设计一定按此公 式计算混合机规格） 取（3）和（5） 2 471. 0 e DQtLe atgQDe55.62 5 2 （6） 将（6）代入（5）或（3）得： 第37页/共84页 mQatgtLe 5154 55.623 .42 5154 55.623 .42QatgtLe 5 2 55.62atgQDc mDeD mLeL 1 . 0 )5 . 15 .

16、 0( 2 471. 0 3 .42 LeDeQt DeaN DeNtgLet 4）验算t、N、 第38页/共84页 第39页/共84页 台车 密封装置 轨道 风箱 弯道式 机架 尾部机架 平移式 头部机架 摆架 主体设备 5.7.1 布料设备的选择与计算 （1）混合料布料装置 梭式皮带（摆式皮带） 矿槽 布料设备 a. 圆辊给料机+反射板；b. 圆辊给料机+多辊；c. 格筛 第40页/共84页 “圆辊布料机+反射板”布料特点：产生自然偏析，反射板常 粘料； “圆辊给料机+多辊” 布料特点：布料均匀，不粘料，但必须 有铺底料。 （2）布料设备计算 1）矿槽计算： m3 式中：Q给料量，t/h

17、t贮存时间，min 铺底料贮存时间 鼓风冷却：t=6080min 抽风冷却：t=3050min 混合料贮存时间：t=0.6t1 t1从配料室到混合矿槽运输时间t1=79min。 物料堆积密度，t/m3 60tQVn 3 3 1 . 07 . 1 2 . 07 . 1 mt mt 混 铺 9 . 08 . 0 8 . 075. 0 混 铺 矿槽有效系数 第41页/共84页 台车宽台车宽1.52.53.04.05.0 圆辊长圆辊长 L 1.442.553.044.045.0 圆辊直圆辊直 径径D 0.81.01.31.01.31.01.51.01.5 C. 转速n 式中：Qn设计给料量，t/h D

18、圆辊直径，m； h圆辊给料机开口度，m；（7030）10-3m DhLKQn n 60 第42页/共84页 混合料堆积密度，t/m3； K与圆辊中心位置有关的系数。 当圆辊中心线位于矿槽中心线之前或重合K=1.0 位于矿槽中心线之后，K=1.1 d. 驱动电机功率 式中：C混合料贮料槽系数； nmax圆锟给料机最大转速，r/min； max CLDnN 8 . 07 . 0 max nn L圆辊长度，m； 第43页/共84页 5.7.2 带式烧结机规格的选择及计算 AqQVKAQ或60 2 3652424 m qq A 年产量正常日产量 总 第44页/共84页 2）台数n： 式中：A单机面积，

19、m2； 由负荷率（9095%）来确定 例：设Q年=310万吨/年，q=1.2t/m2.h，=90%，计算选用台数 解： AAn 总 2 3282 . 124%903653100000mA 总 规格规格 /m2 90130180252450 计算台数计算台数/台台 3.642.521.821.30.73 选用台选用台 数数/台台 43221 负荷率负荷率/% 91.084.091.065.073.0 可选用4台90m2烧结机2台，180m2烧结机；另考虑设 备要大型化，故选用2台180m2烧结机。 第45页/共84页 LsLyLxL )8 . 1(2/50. 2 )375. 3(375. 3 4

20、 )475. 1(2/025. 2 )5 . 2,(12. 3 3 min min yyLy xxLx m yyLy xxLx m 单封 台车宽 单封 台车宽 摆架式 第46页/共84页 平移式 ： )8 . 2(2/136. 4 )375. 3(375. 3 4 min min yyLy xxLx m台车宽 烧结机长度调整： 式中：C常数，m； Lp台车长度，m； L烧结长度，m。 有效长度Ls和宽度 a. 宽度规格：1.5 2.0 (2.5) 3.0 (3.5) 4.0 5.0(根据面积决 定宽度) 整数LPCL/2 20:WLs WALs 原因：若台车宽度过小，则机尾齿辊转速增大，磨损严

21、重 。 b. 有效长度： 第47页/共84页 台车宽台车宽/mLp/mC/m 屋轮上（屋轮上（ nPo） 31.00.24510 4.51.50.359 o pp nLpCLn 0 2 台车移动速度 Vs-n m/min 式中：Qn给料量，t/h；W台车宽度，m； H台车混合料料层高度，m; 台车上混合料堆密度 ，t/m3（=1.61.8） whQnV ns 60 第48页/共84页 3 )8 . 07 . 0( maxmax max ss nss VV VV hLVV Sns min10523 3 mV 风箱个数 个； 式中：nw点火的风箱个数，个； n1,n2,n3各长度的风箱个数，个。

22、小、中型烧结机：Lw=2m； 标准风箱长度 大型烧结机：Lw=4m 321 nnnnn ww 调速范围 第49页/共84页 1 97. 0/MVKN 平移结构 下摆架 上摆架 摆架结构 星轮式 弯道式 尾部结构 第50页/共84页 星轮开式齿轮对 大型厂轴装减速机 小型厂中一般减速机 减速机 小型厂中交流滑差电机 大宝烧结机直流电机 无级调速电机 传动装置 )( ),( ),( )( 第51页/共84页 2 4 979.339 3 . 124%4 .90365 10350 24365 m q A 年产量 %44.94%100360979.339 255 .22490 904360,4 WLs

23、mWALsmW取 （3）确定烧结机长度 LsLyLxL 2/136. 4 375. 3 yLy xLx 第52页/共84页 Lx=6.75m Ly=4.868m L=6.74+4.868+90=101. 618m 进行长度调整 整数LpCL2 查P102表5-14 Lp=1.5 C=0.35 Np0=9 136024.1355 . 1235. 0618.101取 mL35.10235. 025 . 1136 （4）台车个数的确定 个1459136 5 . 1235. 035.102 2 po pop n nLpCLn 第53页/共84页 whQV nns 60 式中：Qn给料量，t/h； W台

24、车宽度，m； h料层高度，m；600mm 混合料堆密度，t/m3，=1.7t/m3 ht GQQn 22.797 144.00498. 0162. 110350 24%4 .90365 4 混 min26. 37 . 16 . 046022.791mV ns min66. 47 . 0 max mVV nss min55. 13 maxmin mVV ss 第54页/共84页 （6）烧结机风箱布置 90122144 24 21 nnLfLs m V LLf MAXS f 0 . 45 . 07 . 066. 4 7 . 05 . 07 . 0 7 . 05 . 0 个231211 21 nnn

25、n ww （7）烧结机驱动电机功率 直流电机的特点：运输平衡、传动力巨大，但投资大； 交流滑差电机的特点：运转平稳，操作、安装、维修简 单，投资省，但传动效率低。 kwN45 第55页/共84页 mLLf f ,7 . 05 . 0 式中：Lf点火炉膛长度， 2）宽度：与台车地面宽度相适应； 3）高度：多缝式点火器 250300mm； 面燃式点火器 200mm 线型点火器 250300mm nsf VLm 1 . 1 第56页/共84页 min60 2 0 mKJLWQJ ff min60 23 0 mNmLWVJ ffg 式中：Q点火炉供热量，； Wf点火炉宽度，m； Lf点火炉长度，m；

26、Vg点火炉的燃烧煤气量，Nm3/h； KJ/m2tJJ 0 5）点火空气量 式中：空气过剩系数。 gd VLV 空 4）点火强度J和单位面积热负荷J0。 第57页/共84页 第58页/共84页 1）风量：9010 m3/m2.min 满足点火燃料、固体燃料燃烧所需风量； 抽走烧结过程中产生的气体（CO2、H2O、SO2等）， （褐铁矿、菱铁矿烧结时取大值）； 满足漏入风量（50%） 2）负压 1078015680Pa （宝钢：19800Pa） 可见，风机负压高，烧结机利 用 系数高，电耗高。 式中：q烧结机利用系数，t/m2.h； N风机电功率，kw； P负压，Pa； K1，K2常数。 443

27、. 1 2 717. 0 1 PKN PKq 第59页/共84页 第60页/共84页 双降尘管原则： a. 台车宽度在3.5m（或3.5m以上）可设降尘管，降低厂房标高 ； b. 烟气含硫高，经过高烟排放仍达不到国家排硫要求，设双降 尘器，设置脱硫段与非脱 硫段；（一根降尘管抽取非脱硫段的烟气；另一根降尘管抽 取脱硫段的烟气，经脱硫 装置后，再从烟囱排出。 降尘管内烟气流速 m/s 式中：g重力加速度，9.81m/s2； d灰尘质点的直径，m；r1灰尘质点的密度，kg/m3; r2烟气的密度，kg/m3；K阻力系数； 精矿烧结 V=1015m/s； 富矿烧结V，除尘效率； 21 34krgdr

28、V 第61页/共84页 3）电除尘器：系一种静电除尘器。 烟气流速：0.91.4m/s 电场的有效截面积：A=Q/V m2； 式中：A电除尘器进口截面积，m2； Q电除尘器电场的烟气流量，m3/s； V烟气的电场流速，m/s； 第62页/共84页 烧 结 机 规烧 结 机 规 格格/m2 1824507590130 旋 风 内 径旋 风 内 径 /mm 254254250254254254 管数管数/个个 120192288486 540 720 900 抽风机风抽风机风 量量/m3.min-1 160 0 2000 2300 3500 8000 9000 120 00 单管负荷单管负荷 /m

29、3.min-1 13. 3 10.4 12 12.113.4 14.8 12.5 13. 2 第63页/共84页 除尘效率： 式中：G1烟气原始含尘浓度，mg/m3； G2烟气排放浓度，mg/m3（一般80100 mg/m3） 随着对环保要求的提高，要求烧结机机头除尘采用高效率 除尘设备： a.电除尘器和多管除尘器加降尘室投资省，但维修复杂； b.电除尘器投资高，但维修简单，设计时应根据具体情况 选择； c.单独采用多管除尘器或旋风除尘器，因排放烟气含尘浓 度不能达到国家排放标准，选用慎用。 %100 121 GGG 第64页/共84页 第65页/共84页 台车宽台车宽 /m 单辊直单辊直 径

30、径 /m 齿片齿片 数数 /片片 篦板篦篦板篦 条数条数 /个个 齿片中齿片中 心距心距 /mm 驱动电机功驱动电机功 率率 /KW 1.51.0 2.51.5 3.01.6111227055 4.02.01415290110 5.02.41617320150 第66页/共84页 )(rqkLMNOPQA m2； 式中：r物料堆积密度，t/m3； Q筛子处理量，t/h； q单位面积平均生产率，t/m2.h； （筛烧比=0.1，q=4045 t/m2.h；筛烧比较大时，当筛孔为 8mm，q=16.6 t/m2.h； 当筛孔为6mm，q=12.35 t/m2.h) 第67页/共84页 K考虑粒度大

31、小筛孔尺寸一半的颗粒多 少对筛分质量的影响系数；（取平均值为 25%，K=0.7） L大于筛孔颗粒的影响系数；（取平均 值为75%时，L=1.275） M筛分效率影响系数；（筛分效率为 85%时，M=1.15） N物料形状的影响系数；（N=1） O物料中含水量影响系数；（O=1） P筛分方法的影响系数；（P=1） 第68页/共84页 鼓风冷却 抽风冷却 第69页/共84页 5.11.2 冷却设备主要参数的计算 （1）生产能力 t/h 式中： v台车移动速度，m/min； r烧结冷却料堆密度，t/m3； b台车宽，m； h冷却料层高，m； BhvrQ60 （2）主要工艺参数的计算 1）环冷机主要

32、工艺参数的计算 有效面积： m2 式中：Q冷却机的设计生产能力，t/h； t冷却时间，min；（抽冷：30min 鼓冷：60min ） hQtA60 效 第70页/共84页 冷却机直径： m； 式中：b冷却机台车宽度，m； Ld冷却机无风箱的中心长度，m；（1820） d LbAD 效 冷却机台车个数： 个； 取3的倍数：为了冷却机顺利旋转，设置侧滚轮和支撑滚轮。 侧滚轮安装在旋转框内侧，每3个台车设置一个 bDN f 第71页/共84页 冷却机转速： r/h； r/h。 冷却机风量 a. 热平衡 烧结矿放热=风吸热 DbtAV 效正常 60 0807 max正 VV 2 12211 1000

33、TTCKCTCTQSC 式中： T1热烧结矿平均温度，；（一般取750） T2冷烧结矿平均温度，（100-150） K热交换系数；（试验测定为0.95） 废气温度；（抽冷=150，鼓冷：200 冷空气温度， （常温，一般20） 1 T 2 T C1热烧结矿平均比热，KJ/Kg，； 烧结矿平均比热见表5-26。 C2冷烧结矿平均比热，KJ/kg.； C空气平均比热，KJ/Nm3.（C=1.302） 第72页/共84页 20273273 1 TQQ sc抽 sc Q 1 T 60 nscc QQQ sc Q PaQhP SC 67. 1 601275 PaQhP SC 67. 1 601275 s

34、c Q 第73页/共84页 风速 m/s 式中： Q冷却1吨烧结矿所需风量，Nm3/t； q冷却机生产能力，t/h b冷却机宽度，m； l冷却机长度，m； r烧结矿堆积密度，t/m3； h料层高度，m； t冷却时间，min。 tQrhblQqV603600 0 冷却时间 a.抽风冷却 设计值：2530min 计算： VoQrht60 第74页/共84页 校核：上式未考虑烧结矿的粒度，计算出的冷却时间可按下式 校核： t=0.15kd min 式中：d烧结矿粒度上限，mm；（取d=150mm） k常数，按烧结矿筛分效率高低取11.2，如果烧结矿小 于8mm,含量为0，则k=1;； 例：Q=3500 Nm3/t，h=0.35m，Vo=1.6m/s，r=1.8t/