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、冷卻都在一個矩形豎爐內來進行和完成。雖然這種方法工藝簡單、結構緊湊、投資便宜，但由于其工藝方法在理論上存在著固有的、難以克服的缺陷，而使這一方法存在較多的問題。

1)產品質量差

產品質量差，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，這種運動不可能十分均勻。即使每個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快慢不一，滯后和超前的現象十分嚴重。同時，由于豎爐內加熱球團的氣流來自兩例的燃燒室，因而爐內加熱球團的氣體溫度分布也不均勻。一般來講，靠爐壁處的溫度高，而爐中部則偏低，這正好與爐料的運動相矛盾。以上所述的種種固有的工藝缺陷，都將導致在生產過程中很難保證每個球團都達到焙燒過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/個左右，離大型高爐要求的2500N/個的國際標準相差甚遠。要想提高成品球團礦的強度，就得進一步提高加熱氣體的溫度，這將會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，還會引發球團粘連。由于球團在爐內的運動僅僅是依賴自身的重力，很容易導致結瘤，嚴重時會迫使生產中斷。同時，也由于以上原因，球團在干燥和預熱過程中沒有達到需要的強度，在其不斷的向下運動中，由于料柱壓力和磨損，會產生較多的粉末。這些工藝中固有的缺陷直接導致了豎爐成品球團礦質量的下降。

2)單爐規模很難大型化

目前我國生產的豎爐一般都在8—10m2，產量在40萬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;如要增大長度方向上的尺寸，則會由于長度和溫度(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更大的難度。

3)對原料的適應性差

從理論上和實踐都可看出，豎爐焙燒只有在用磁鐵礦作原料時才能成功。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時的摩擦和料柱的壓力，會產生過量的粉末，在較高溫度下極易產生粘結現象。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現的。

4)只能使用氣體燃料

從目前工業生產實踐的情況看，豎爐使用氣體燃料時，焙燒效果要好些。雖也有燒油的實踐，但成品球團礦的質量要更差些，而且產量也低，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效果，實現較為穩定、連續的作業，恐怕還有很長的路要走，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。這對球團礦的質量也是有影響的。對于另建煤氣發生爐來生產豎爐焙燒所需的煤氣的作法，一方面，由于一般發生爐煤氣的發熱值不高，只能免強滿足豎爐焙燒的要求;其二是煤氣發生爐的投資高而且還會帶來新的污染.因此也不可取。采用重油作燃料，一方面重油價格高，來源不易保證.而且一般情況下，產量上不去，質量也變差。

5)冷卻和除塵問題需進一步解決

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，豎爐下部排料灰塵大，為了達到必要的勞動環境要求，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點也就很小了。在大規模生產的情況下，更無優點可言。