一、混合与制粒圆筒
（一）概述
混合设备有笼式松散机、盘式混合机和圆筒混合机等，制粒设备有圆盘制粒机和圆筒制粒机。目前大中型烧结厂的混合与制粒设备多采用圆筒机，它结构简单、单机产量大、运行平稳、便于控制。特别是圆筒机采用胶轮摩擦传动取代齿轮传动后，振动和噪音大为降低。例如，韶冶改胶轮后，振动速度由6.4mm/s降到3.88mm/s，噪声由大于105dB降至77dB。
生产中，混合圆筒内一般设置与其转动方向相反的搅拌桨叶，或在筒体内壁焊设扬板，以增加物料的混合效果。而圆筒制粒机内侧不带桨叶或扬板，但为了延长物料停留时间和加强造球效果，可在筒内设置若干V形环。表1为生产中加V形环后的测定数据，也可在筒内焊上若干圆钢条（直径10～15mm，间距200～250mm）或小角钢，使在提高制粒效果的同时，粘附一层混合料以保护内壁。圆筒制粒机的倾斜角不大于2°30′。圆筒混合机填充率一般为10%～15%，物料在筒内停留时间120～150s，圆筒制粒机填充率一般为8%～10%，物料时间为150～180s。
表1 圆筒制粒机加V形环后的粒级组成测定数据
筒避表面状况
转速
r/min
制粒前粒级组成，%
制粒后粒级组成，%
＜1
mm
1～3
mm
3～6
mm
6～9
mm
＞9
mm
＜1
mm
1～3
mm
3～6
mm
6～9
mm
＞9
mm
3个23～25°锥角的V形环（带角钢）
6
6
18.8
23.6
13.5
31.0
16.5
29.6
33.8
13.4
17.4
2.4
12.6
15.2
24.6
29.0
30.5
32.5
24.6
21.2
7.7
2.1
（二）圆筒机选择计算
圆筒机的能力决定于填充系数与物料在筒内平均移动速度，其计算方法如下：
1、圆筒机处理能力按下式计算：
式中：
G－圆筒机处理能力，t/h；
φ－填充系数，%；
Vm－物料在圆筒内平均移动速度，m/min；
rm－物料堆积密度，t/m3。
2、物料在圆筒内平均移动速度按如下经验公式计算：
式中：
n－圆筒转速，r/min；
D－圆筒直径，m；
β－圆筒倾角，°；
ɑ－物料的自然堆角，°。
圆筒混合、制粒机系列及技术性能列于表2。
表2 圆筒混合、制粒机系列及技术性能
规格
生产能力t/h
筒体转速r/min
停留时间s
填充率%
安装角度°
工作类别
物料性质
设备重量t
传动方式
Φ1800×5500
Φ1800×5500
Φ2000×6000
Φ2000×6000
Φ2200×6200
Φ2200×6200
Φ2500×5000
Φ2500×5000
Φ2500×6000
Φ2800×6200
Φ2800×7500
Φ2800×9000
Φ3000×12000
60
45
85
60
90
90
120
80
110
160
200
250
250
8
9.5
7.5
8.7
6.7
8.5
6.5
8.0
6.0
5.6
6.6
6.5
6.6
120
180
120
180
132
180
120
180
150～180
125
170
120
180
7～9
7～9
10～12
12
11.6
13
9～11
10
10
2.0
1.1
2.0
1.1
2.0
1.3
1.5
0.8
1.5
1.7
1.5
2.6
2.0
混合
制粒
混合
制粒
混合
制粒
混合
制粒
制粒
混合
制粒
混合
制粒
铅混合料
铅混合料
同上
同上
同上
同上
同上
同上
同上
铅锌混合料
铅锌混合料
铁矿混合料
铁矿混合料
12.5
12.5
16.0
16.0
23.0
22.0
20.5
20.5
22.0
27.0
32.0
51.0
62.0
轮胎摩擦传动
同上
同上
同上
同上
同上
同上
同上
同上
同上
同上
柔性齿轮传动
注：上列设备设计单位为长沙有色冶金设计研究院。
二、煤气（重油）点火炉
点火炉的有效容积按下式计算：
V＝Q低用B/q容 （3）
式中：
V－燃烧室有效容积，m3；
Q低用－所用燃料最低发热值，kJ/m3或kJ/kg；
q容－燃烧室容积热强度，kJ/（m3·h），为850～1250；
B－燃料消耗量，m3/h或kg/h。
点火炉下火口内部宽度等于烧结机台车宽度，长度则应按在正常的台车速度下保证必要的点火时间来考虑，其计算式如下：
L＝Vt （4）
式中：
L－点火炉长度，m；
V－台车正常速度，m/min；
t－点火时间，min。
点火炉燃烧室高度，既决定了有效容积，又要考虑燃料与空气混合完全燃烧所需的高度，一般约为1m。
点火炉下火口距料面的距离一般为200～400mm，当燃烧器二次空气量充足而且燃烧完全是，可以选低值，反之选高值，以便吸入二次空气帮助燃烧。
三、鼓风烧结机
（一）烧结机床能率
烧结机床能率，一般按同类型原料实际生产数据选定，或以烧结试验数据按下式计算：
q料＝60rV垂τ （5）
式中：
q料－烧结机床能率，t/（m2·d）；
r－混合料堆积密度，t/m3。一般取1.8～2.2；
V垂－垂直烧结速度，m/min，一般为0.01～0.02；
τ－日实际开车时间，h/d，一般取20～24。
（二）鼓风箱面积
鼓风箱面积一般按脱硫强度计算，计算公式如下：
F＝Q硫/qd硫 （6）
式中：
F－鼓风箱面积，m2；
Q硫－脱除硫的重量，t/d；
q硫－脱硫强度，t/（m2·d），一般为1～2.1。
（三）台车宽度
可根据台车宽度与鼓风箱长度之比（一般为1∶9～15）的经验数据来确定台车宽度。
（四）烧结机台数
为减少投资、提高劳动生产率、降低成本，生产以单台烧结机为宜。设计时可根据生产规模经计算后选定：
年产粗铅10000～20000t，可采用18、24、28m2烧结机。
年产粗铅20000～50000t，采用36.45m2烧结机。
年产粗铅50000t以上，采用60、70m2或更大面积的烧结机。
铅锌烧结机因与密度鼓风炉的标准炉配套，其面积可采用75m2、90m2、110m2。
烧结机设备系列及其技术性能列于表3。
表3 刚性滑道鼓风烧结机主要尺寸和技术性能表
烧结机有效面积m2
台车规格（宽×长）m
星轮
节矩
m
台车运行速度m/min
尾部型式
功率
kW
润滑型式
总重
t
18
24
36
45
60
70
90
110
108
125
1.5×1
1.5×1
2×1
2×1
2.5×1
2.5×1
2.5×1
2.5×1
3×1.5
3×1.5
0.51
0.51
0.51
0.51
0.51
0.51
0.51
0.51
0.76
0.76
0.32～0.96
0.32～0.96
0.36～1.08
0.4～1.2
0.5～1.5
0.5～1.5
0.5～1.5
0.6～1.8
0.6～1.8
0.65～2.0
摆架
摆架
移动架
移动架
移动架
移动架
摆架
移动架
移动架
摆架
移动架
移动架
7.5
11
11
15
22
30
30
30
30
40
流出式自动干油集中润滑
流出式自动干油集中润滑
流出式自动干油集中润滑
流出式自动干油集中润滑
流出式自动干油集中润滑
流出式自动干油集中润滑
流出式自动干油集中润滑
流出式自动干油集中润滑
流出式自动干油集中润滑
流出式自动干油集中润滑
280
300
440
550
660
745
740
820
917
912
992
1100
主要尺寸，mm
供图单位
ɑ
b
C
D
h
B
L
L总
2840
2840
3000
3000
3000
3000
3000
3000
3820
3820
3700
3700
3940
3940
3940
3940
3940
3940
5365
5365
6400
6400
6400
6400
6360
6482
6662
6662
7962
7962
2453
2453
2775.5
2775.5
2775.5
2775.5
2775.5
2775.5
4136
4136
7340
7340
6600
6600
7000
7000
7000
7000
8000
8000
3770
3770
3700
3700
4200
4200
4200
4200
4800
4800
20300
24300
29240
33740
36240
42740
48240
56240
50595
56595
28640
32640
37790
42290
44790
51290
56790
64790
62115
68115
长沙有色冶金设计研究院
长沙有色冶金设计研究院
长沙有色冶金设计研究院
长沙有色冶金设计研究院
长沙有色冶金设计研究院
长沙有色冶金设计研究院
长沙有色冶金设计研究院
长沙有色冶金设计研究院
长沙有色冶金设计研究院
长沙有色冶金设计研究院
四、风机
鼓风烧结时，点火风箱应单独用一台排风机，但也有与返烟共用一台风机的例子。新鲜空气风机一般用两台，返烟风机通常用一台。为满足环保要求，已有不少工厂将尾部通风罩的通风烟气返回烧结取代部分新鲜空气，为此专门设立一台风机。为适应产量的波动，烧结工艺技术条件的变动，特别是炉料透气性的波动和返烟量的不平衡，风机宜设置调速装置，使风机处于最经济的运行状态。
（一）风量
当其他条件一定时，通过鼓风烧结料层的风量与烧结机的产量或正比。鼓风烧结所需空气量可根据冶金计算确定，也可根据生产实践选取，通常鼓风烧结的鼓风强度为15～30m3/（m2·min），为了提高烟气SO2浓度，在稳定各项生产技术指标的前提下尽可能取下限。因为，当烟罩内压力相同时，SO2浓度与单位炉料鼓风量有关，例如每吨炉料消耗470m3新鲜空气时，SO2浓度4.6%；430m3时为5.2%；350m3时为5.5%～6.0%。当SO2浓度也与烟罩内的压力有关，亦即与烟罩漏风率有关。为减少漏风，烧结机的长宽比一般为9～15。
（二）风压
风压按下式计算：
P＝1.3（P1＋P2＋P3＋P4） （7）
式中：
P－风机所需压力，Pa；
P1－风箱要求的压力，Pa；
P2－收尘器阻力，Pa；
P3－管道系统总阻力损失，Pa；
P4－烟罩内压力，Pa；
1.3－压力波动系数。
（三）烟气温度
鼓风烧结烟气温度一般为200～350℃，但铅烧结较铅锌烧结低一些，一般为150～300℃。
（四）烟气含尘量
烟气含尘量可按烟尘率和烟气量进行计算，也可按类似的工厂实测数据确定。当气体含尘较高时，选择风机要考虑其耐磨性能。烟气含尘量实例如下：
编号
1
2
3
烟气含尘，g/m3
2～4.6
2.5～3.7
12
我国一些铅锌冶炼厂鼓风烧结风机实例见表4。
表4 鼓风烧结风机实例
厂别
烧结机面积m2
烧结机台数
用途
型号
风量，m3/h
风压，Pa
台数
备注
韶冶
110
1
点火吸风机
1#新鲜风机
2#新鲜风机
1#返烟风机
2#返烟风机
F9－26 No.12.5
9－19 No.16
9－26 No.10
W9－26 No.12 1/2
D1600－11
24982
25614
64035
58720
80000～140000
4200
6710
6533
3846
5000～9500
1
1
1
1
1
沈冶
70
1
点火吸风机
1#新鲜风机
2#新鲜风机
返烟风机
FW9－27－11 No.9 1/2
9－27－1 No.10
9－27－1 No.10
W9－35 No.15 1/2
27600
16500
28000
96000
2960～2020
5835
5835
5884
1
1
1
1
株冶
60
1
点火吸风机
1#新鲜风机
2#新鲜风机
返烟风机
Y5－47－12 No.12
9－26 No.10
9－26 No.14
M7－29 No.10
15000～27000
23613
42898
61400
2960～2020
5824
5900
10277
1
1
1
1
点火返烟风机后来引进
济源冶炼厂
45
1
点火吸风机
1#新鲜风机
2#新鲜风机
返烟风机
YS－48 No.6.3
9－19 No.10
9－19 No.10
SIBB24 1650
14407
10948
25760
50000
3263
5835
5618
6376
1
1
1
1
新设计项目
（一）概述
混合设备有笼式松散机、盘式混合机和圆筒混合机等，制粒设备有圆盘制粒机和圆筒制粒机。目前大中型烧结厂的混合与制粒设备多采用圆筒机，它结构简单、单机产量大、运行平稳、便于控制。特别是圆筒机采用胶轮摩擦传动取代齿轮传动后，振动和噪音大为降低。例如，韶冶改胶轮后，振动速度由6.4mm/s降到3.88mm/s，噪声由大于105dB降至77dB。
生产中，混合圆筒内一般设置与其转动方向相反的搅拌桨叶，或在筒体内壁焊设扬板，以增加物料的混合效果。而圆筒制粒机内侧不带桨叶或扬板，但为了延长物料停留时间和加强造球效果，可在筒内设置若干V形环。表1为生产中加V形环后的测定数据，也可在筒内焊上若干圆钢条（直径10～15mm，间距200～250mm）或小角钢，使在提高制粒效果的同时，粘附一层混合料以保护内壁。圆筒制粒机的倾斜角不大于2°30′。圆筒混合机填充率一般为10%～15%，物料在筒内停留时间120～150s，圆筒制粒机填充率一般为8%～10%，物料时间为150～180s。
表1 圆筒制粒机加V形环后的粒级组成测定数据
筒避表面状况
转速
r/min
制粒前粒级组成，%
制粒后粒级组成，%
＜1
mm
1～3
mm
3～6
mm
6～9
mm
＞9
mm
＜1
mm
1～3
mm
3～6
mm
6～9
mm
＞9
mm
3个23～25°锥角的V形环（带角钢）
6
6
18.8
23.6
13.5
31.0
16.5
29.6
33.8
13.4
17.4
2.4
12.6
15.2
24.6
29.0
30.5
32.5
24.6
21.2
7.7
2.1
（二）圆筒机选择计算
圆筒机的能力决定于填充系数与物料在筒内平均移动速度，其计算方法如下：
1、圆筒机处理能力按下式计算：
式中：
G－圆筒机处理能力，t/h；
φ－填充系数，%；
Vm－物料在圆筒内平均移动速度，m/min；
rm－物料堆积密度，t/m3。
2、物料在圆筒内平均移动速度按如下经验公式计算：
式中：
n－圆筒转速，r/min；
D－圆筒直径，m；
β－圆筒倾角，°；
ɑ－物料的自然堆角，°。
圆筒混合、制粒机系列及技术性能列于表2。
表2 圆筒混合、制粒机系列及技术性能
规格
生产能力t/h
筒体转速r/min
停留时间s
填充率%
安装角度°
工作类别
物料性质
设备重量t
传动方式
Φ1800×5500
Φ1800×5500
Φ2000×6000
Φ2000×6000
Φ2200×6200
Φ2200×6200
Φ2500×5000
Φ2500×5000
Φ2500×6000
Φ2800×6200
Φ2800×7500
Φ2800×9000
Φ3000×12000
60
45
85
60
90
90
120
80
110
160
200
250
250
8
9.5
7.5
8.7
6.7
8.5
6.5
8.0
6.0
5.6
6.6
6.5
6.6
120
180
120
180
132
180
120
180
150～180
125
170
120
180
7～9
7～9
10～12
12
11.6
13
9～11
10
10
2.0
1.1
2.0
1.1
2.0
1.3
1.5
0.8
1.5
1.7
1.5
2.6
2.0
混合
制粒
混合
制粒
混合
制粒
混合
制粒
制粒
混合
制粒
混合
制粒
铅混合料
铅混合料
同上
同上
同上
同上
同上
同上
同上
铅锌混合料
铅锌混合料
铁矿混合料
铁矿混合料
12.5
12.5
16.0
16.0
23.0
22.0
20.5
20.5
22.0
27.0
32.0
51.0
62.0
轮胎摩擦传动
同上
同上
同上
同上
同上
同上
同上
同上
同上
同上
柔性齿轮传动
注：上列设备设计单位为长沙有色冶金设计研究院。
二、煤气（重油）点火炉
点火炉的有效容积按下式计算：
V＝Q低用B/q容 （3）
式中：
V－燃烧室有效容积，m3；
Q低用－所用燃料最低发热值，kJ/m3或kJ/kg；
q容－燃烧室容积热强度，kJ/（m3·h），为850～1250；
B－燃料消耗量，m3/h或kg/h。
点火炉下火口内部宽度等于烧结机台车宽度，长度则应按在正常的台车速度下保证必要的点火时间来考虑，其计算式如下：
L＝Vt （4）
式中：
L－点火炉长度，m；
V－台车正常速度，m/min；
t－点火时间，min。
点火炉燃烧室高度，既决定了有效容积，又要考虑燃料与空气混合完全燃烧所需的高度，一般约为1m。
点火炉下火口距料面的距离一般为200～400mm，当燃烧器二次空气量充足而且燃烧完全是，可以选低值，反之选高值，以便吸入二次空气帮助燃烧。
三、鼓风烧结机
（一）烧结机床能率
烧结机床能率，一般按同类型原料实际生产数据选定，或以烧结试验数据按下式计算：
q料＝60rV垂τ （5）
式中：
q料－烧结机床能率，t/（m2·d）；
r－混合料堆积密度，t/m3。一般取1.8～2.2；
V垂－垂直烧结速度，m/min，一般为0.01～0.02；
τ－日实际开车时间，h/d，一般取20～24。
（二）鼓风箱面积
鼓风箱面积一般按脱硫强度计算，计算公式如下：
F＝Q硫/qd硫 （6）
式中：
F－鼓风箱面积，m2；
Q硫－脱除硫的重量，t/d；
q硫－脱硫强度，t/（m2·d），一般为1～2.1。
（三）台车宽度
可根据台车宽度与鼓风箱长度之比（一般为1∶9～15）的经验数据来确定台车宽度。
（四）烧结机台数
为减少投资、提高劳动生产率、降低成本，生产以单台烧结机为宜。设计时可根据生产规模经计算后选定：
年产粗铅10000～20000t，可采用18、24、28m2烧结机。
年产粗铅20000～50000t，采用36.45m2烧结机。
年产粗铅50000t以上，采用60、70m2或更大面积的烧结机。
铅锌烧结机因与密度鼓风炉的标准炉配套，其面积可采用75m2、90m2、110m2。
烧结机设备系列及其技术性能列于表3。
表3 刚性滑道鼓风烧结机主要尺寸和技术性能表
烧结机有效面积m2
台车规格（宽×长）m
星轮
节矩
m
台车运行速度m/min
尾部型式
功率
kW
润滑型式
总重
t
18
24
36
45
60
70
90
110
108
125
1.5×1
1.5×1
2×1
2×1
2.5×1
2.5×1
2.5×1
2.5×1
3×1.5
3×1.5
0.51
0.51
0.51
0.51
0.51
0.51
0.51
0.51
0.76
0.76
0.32～0.96
0.32～0.96
0.36～1.08
0.4～1.2
0.5～1.5
0.5～1.5
0.5～1.5
0.6～1.8
0.6～1.8
0.65～2.0
摆架
摆架
移动架
移动架
移动架
移动架
摆架
移动架
移动架
摆架
移动架
移动架
7.5
11
11
15
22
30
30
30
30
40
流出式自动干油集中润滑
流出式自动干油集中润滑
流出式自动干油集中润滑
流出式自动干油集中润滑
流出式自动干油集中润滑
流出式自动干油集中润滑
流出式自动干油集中润滑
流出式自动干油集中润滑
流出式自动干油集中润滑
流出式自动干油集中润滑
280
300
440
550
660
745
740
820
917
912
992
1100
主要尺寸，mm
供图单位
ɑ
b
C
D
h
B
L
L总
2840
2840
3000
3000
3000
3000
3000
3000
3820
3820
3700
3700
3940
3940
3940
3940
3940
3940
5365
5365
6400
6400
6400
6400
6360
6482
6662
6662
7962
7962
2453
2453
2775.5
2775.5
2775.5
2775.5
2775.5
2775.5
4136
4136
7340
7340
6600
6600
7000
7000
7000
7000
8000
8000
3770
3770
3700
3700
4200
4200
4200
4200
4800
4800
20300
24300
29240
33740
36240
42740
48240
56240
50595
56595
28640
32640
37790
42290
44790
51290
56790
64790
62115
68115
长沙有色冶金设计研究院
长沙有色冶金设计研究院
长沙有色冶金设计研究院
长沙有色冶金设计研究院
长沙有色冶金设计研究院
长沙有色冶金设计研究院
长沙有色冶金设计研究院
长沙有色冶金设计研究院
长沙有色冶金设计研究院
长沙有色冶金设计研究院
四、风机
鼓风烧结时，点火风箱应单独用一台排风机，但也有与返烟共用一台风机的例子。新鲜空气风机一般用两台，返烟风机通常用一台。为满足环保要求，已有不少工厂将尾部通风罩的通风烟气返回烧结取代部分新鲜空气，为此专门设立一台风机。为适应产量的波动，烧结工艺技术条件的变动，特别是炉料透气性的波动和返烟量的不平衡，风机宜设置调速装置，使风机处于最经济的运行状态。
（一）风量
当其他条件一定时，通过鼓风烧结料层的风量与烧结机的产量或正比。鼓风烧结所需空气量可根据冶金计算确定，也可根据生产实践选取，通常鼓风烧结的鼓风强度为15～30m3/（m2·min），为了提高烟气SO2浓度，在稳定各项生产技术指标的前提下尽可能取下限。因为，当烟罩内压力相同时，SO2浓度与单位炉料鼓风量有关，例如每吨炉料消耗470m3新鲜空气时，SO2浓度4.6%；430m3时为5.2%；350m3时为5.5%～6.0%。当SO2浓度也与烟罩内的压力有关，亦即与烟罩漏风率有关。为减少漏风，烧结机的长宽比一般为9～15。
（二）风压
风压按下式计算：
P＝1.3（P1＋P2＋P3＋P4） （7）
式中：
P－风机所需压力，Pa；
P1－风箱要求的压力，Pa；
P2－收尘器阻力，Pa；
P3－管道系统总阻力损失，Pa；
P4－烟罩内压力，Pa；
1.3－压力波动系数。
（三）烟气温度
鼓风烧结烟气温度一般为200～350℃，但铅烧结较铅锌烧结低一些，一般为150～300℃。
（四）烟气含尘量
烟气含尘量可按烟尘率和烟气量进行计算，也可按类似的工厂实测数据确定。当气体含尘较高时，选择风机要考虑其耐磨性能。烟气含尘量实例如下：
编号
1
2
3
烟气含尘，g/m3
2～4.6
2.5～3.7
12
我国一些铅锌冶炼厂鼓风烧结风机实例见表4。
表4 鼓风烧结风机实例
厂别
烧结机面积m2
烧结机台数
用途
型号
风量，m3/h
风压，Pa
台数
备注
韶冶
110
1
点火吸风机
1#新鲜风机
2#新鲜风机
1#返烟风机
2#返烟风机
F9－26 No.12.5
9－19 No.16
9－26 No.10
W9－26 No.12 1/2
D1600－11
24982
25614
64035
58720
80000～140000
4200
6710
6533
3846
5000～9500
1
1
1
1
1
沈冶
70
1
点火吸风机
1#新鲜风机
2#新鲜风机
返烟风机
FW9－27－11 No.9 1/2
9－27－1 No.10
9－27－1 No.10
W9－35 No.15 1/2
27600
16500
28000
96000
2960～2020
5835
5835
5884
1
1
1
1
株冶
60
1
点火吸风机
1#新鲜风机
2#新鲜风机
返烟风机
Y5－47－12 No.12
9－26 No.10
9－26 No.14
M7－29 No.10
15000～27000
23613
42898
61400
2960～2020
5824
5900
10277
1
1
1
1
点火返烟风机后来引进
济源冶炼厂
45
1
点火吸风机
1#新鲜风机
2#新鲜风机
返烟风机
YS－48 No.6.3
9－19 No.10
9－19 No.10
SIBB24 1650
14407
10948
25760
50000
3263
5835
5618
6376
1
1
1
1
新设计项目
