煤球团竖炉的工作原理是什么？

煤球团竖炉属于逆流换热的竖式焙烧设备，其工作原理是炉料自上而下，气流自下而上运动。竖炉两侧设有燃烧室，燃烧废气通过喷火口喷入炉内，并向上运动，与下降的炉料进行热交换，以加热炉料。竖炉下部设有冷却风进口，冷却风进入炉内自下而上运动，将焙烧好的球团矿冷却，与此同时冷风自身温度被提高，随后将热量带到炉子上部干燥生球。因此，生球在竖炉内连续下降的过程中，便形成了生球干燥、预热、焙烧、均热及冷却各工作带。由于球团矿在竖炉内停留时间较长，热交换充分，所以它的热利用效率高，球团矿质量较好。

实现气固热交换的方式

增设导风墙：竖炉内增设导风墙后，从炉子下部鼓入的冷却风首先经过冷却段料柱，然后其中80%左右通过导风墙短路（不经料柱）直接送至炉口烘床下，减小了风的阻力，冷却风量增加，改善了冷却效果，降低了排矿温度。

由于被加热了的大量冷却风送入炉口，提高了烘干气流速度，强化了烘干作业。

导风墙的设置使炉内能接受大量冷却风而不干扰焙烧带，并能使烘干和冷却带的气流速度高于焙烧带气流速度，形成比较合理的焙烧制度。

导风墙和炉口烘床的设置，使竖炉形成了比较合理的干燥、预热、焙烧、均热、冷却等各带，尤其是增设导风墙后，在竖炉内出现了明显的均热带，对球团氧化后的三氧化二铁再结晶有利，因而提高了球团矿质量。

导风墙的导风作用改善了料层透气性，料层阻力降低，废气穿透能力增加，焙烧带温度分布均匀。

优化气流运动：针对目前球团竖炉存在焙烧风量偏小、冷却风量偏大；气流分流不合理；焙烧区在靠近导风墙侧和均热区气流薄弱等问题，可进行改良设计。例如设计更为新颖独特的烧嘴，煤气火气穿透气强；将环状烦的燃烧室置于球团竖炉的炉体中上部，从外向内烧焙，利用边缘的传导效应，加大高温区域面积，提高喷火口对面耐火层附近低温区的气流量和温度，使整个焙烧带料柱透气性好，气流分布均匀合理，从而有效解决气流分布不合理受热不均的情况。

控制操作参数：燃烧室热废气通过火道口进入竖炉内的流速，应尽可能保证竖炉断面温度分布均匀，获得质量均匀的球团矿产品。

炉料应具有良好的透气性，要求炉料粒度均匀，粉料最多不超过10%。精矿粉必须经过处理或制成合适形态才能入炉。炉顶的装料和布料装置能使炉料透气均匀。

鼓风压力的高低，取决于气体通过料柱时的压力损失大小。气流速度愈大，对球层穿透能力就愈强，炉子断面温度也愈均匀。但当气流速度过小时，对球层的穿透能力减弱，此时炉子中心焙烧温度过低，球团难以达到理想的固结状态；当气流速度过大时，将使电耗增大，另外还会造成炉料喷出或引起料层表面的流态化。一般燃烧气体流速应为3.7 - 4.0m/s。

料柱气流中O₂含量不得低于2% - 4%，即炉内应属氧化气氛，否则铁氧化物将被还原生成FeO，FeO与SiO₂则生成低熔点的2FeO·SiO₂，从而最终影响球团矿质量。