烧结生产工艺介绍.docx

烧结生产工艺介绍1、 烧结基本概论（1）、什么叫烧结烧结是为高炉冶炼提供“精料”的一种加工方法，是 利用精矿或矿粉制成块状〉台炼原料的一个过程其过程的实质是将准备好的各种原料（精 矿、矿粉、燃料、溶剂、返矿及含铁生产废料等），按一定比例经过配料，混合与制粒， 得到符合要求的烧结料，烧结料经点火借助碳的燃烧和铁矿物的氧化而产生高温，使烧结料 中的部分组份软化和熔化，发生化学反应生成一定数量的液相，冷却时相互粘结成块其 过程的产品叫烧结矿烧结矿按碱度R （CaO/SiO2）可分为：普通烧结矿即酸性烧结矿（R小于1.0）、自焰性烧结矿（R=1.0—1.5）、高碱度烧结矿（R大于1.5）2） 、烧结生产的意义及发展历史烧结生产为高炉台炼提供良好台金性能的烧结矿，与天 然矿相比，烧结矿粒度合适，还原性和软化性好，成份稳定，造渣性好，可大大改善高炉 的技术经济指标烧结生产可充分利用贫矿自然资源，从而推动钢铁工业的可持续发展烧 结生产可以利用高炉、转炉炉尘、轧钢皮等工业“废弃”物，变废为宝烧结过程可去除 80%—90%的硫及氟、砷等有害杂质目前世界上使用最广泛的是连续生产的抽风带式烧结 机自1911年第一台烧结机在美国布鲁肯公司投产以来，出现了 36.6m2 （1934年）、 75 m2 （1936 年）、255 m2 （1960 年）、302 m2 （1969 年）、600 m2 （1975年）、1000 m2的烧结机，烧结机的装备水平朝大型化、高自动化及计算机综合控制方向发 展。

现在我国已有 13、18、24、36、50、75、90、130、450 m2等规格的烧结机，烧结矿用量占高炉铁矿石用量的 80%以上3） 、烧结生产技术经济指标及烧结矿质量指标① 、烧结生产技术经济指标2、 利用系数烧结机利用系数是指单位时间每平方米有效烧结面积的生产量设：Q为烧 结机成品烧结矿台时产量，F为烧结机有效烧结面积，则利用系数=Q/F，t/ （ m2?h）b、台时产量台时产量是指每台烧结机在单位时间生产的烧结矿数量台时产量=烧结机生产总量/烧结机实际运行时间，t/ （h?台）c、成品率成品率=成品矿/混合料x100%d、烧成率烧成率=（成品矿+返矿）/混合料x100% e、作业率=设备年开动小时总计/年日历天数x24 x100%②、烧结矿的质量指标a、烧结矿的化学性质指标主要有烧结矿的全铁品位及铁品位稳定率；烧结矿的碱度（即烧 结矿中CaO/SiO2的比值）及碱度稳定率；烧结矿的还原度，其测定方法是取3—8mm级 的试样50 — 100g,放入立式管炉，在氮气中加热到还原温度，直到质量不变为止，然 后按下式计算：还原度=（G1—G2） /G1 X100%，其中G1为还原前试样质量，G2为 还原后试样质量。

生产中常用烧结矿中FeO含量作为衡量烧结矿还原性的参考指标b、 烧结矿的理性质指标主要有烧结矿的冷转鼓指数（%），之为衡量烧结矿在常温下抗磨剥 和抗冲击能力的指标；筛分指数（%），之为衡量烧结矿粉末含量多少的指标；烧结矿的 粒度组成，要求粒度均匀，小于5mm的含量少，烧结矿粒度的下限取决于高炉气体力学 条件的改善，而粒度的上限决定于还原过程改善的要求，目前下限取 5mm，但有增大到8—10mm的趋势，上限取50mm，但有缩小到30— 40mm的动向；烧结矿 的热还原粉化率，之为烧结矿在高温还原条件下的机械强度，这一指标更能说明烧结矿在高 温还原条件的耐磨耐压性能，对高炉冶炼有重要的指导意义2、烧结生产原料及质量要求烧结生产使用原料主要有：铁精矿、粉矿、熔剂、燃料等（1）、铁精矿、粉矿铁精矿、粉矿都是用天然原矿石经过破碎、磁选或筛选加工而成，其主 要成分是铁和氧的化合物根据矿石中铁和氧的比例及结晶水的多少可分为：磁铁矿、赤 铁矿、褐铁矿、菱铁矿等① 、磁铁矿其化学式为：Fe3O4，理论含铁量72.4%，含氧量27.6%磁铁矿有磁性， 颜色为灰色或黑色，由于其结晶结构致密，所以还原性比其它铁矿差。

磁铁矿的熔融温 度为：1500-1580Co② 、赤铁矿俗称“红矿”，是无水氧化铁矿石，化学式为：Fe2O3,理论含铁量为： 70%，色泽为赤褐色到暗红色，由于其硫、磷含量低，还原性较磁铁矿好，是优良原料赤铁矿的焰融温度为：1580-1640Co③ 、褐铁矿 是一种含结晶水(一般含10-15%)的Fe2O3,理论含铁量为：52.3- 66.3%,颜色为浅褐色、深褐色或黑色，硫、磷、砷等有害杂质一般多④ 、菱铁矿为碳酸盐铁矿石，化学式为FeCO3，理论含铁量48.2%，颜色为灰色、浅黄 色、褐色⑵、铁精矿、矿粉的质量要求是铁品位要高(大于63%)，脉石中SiO2含量要低、AI2O3适当，且成分波动范围要小，硫、磷、铅、锌、砷及碱金属等有害杂质要低，粒度要适宜，烧结性能要好含较多CaO、MgO的铁矿，具有较高的冶金价值3)、熔剂在烧结过程中加入熔剂的目的是为了向高炉提供自熔性或高碱度烧结矿同 时改善原料的烧结性能，强化烧结过程和改善烧结矿的冶金性能烧结使用熔剂按其性质分 为酸性(橄榄石、石英等)、中性(Al2O3)和碱性熔剂三类由于我国铁矿石的脉石大多以 SiO2为主，所以普遍需使用碱性熔剂，如：石灰石CaCO3、消石灰Ca(OH)2、生石灰 (CaO)和白云石CaMg(CO3)2、菱镁石MgCO3等。

对熔剂质量的要求是：有效成分含量高，硫、磷等有害杂质少，粒度适宜对碱性熔剂即要求：(CaO+MgO)含量要高，SiO2含量要低(小于3.5%)，粒度在3- 0mm4) 、燃料在烧结过程中起发热剂或兼有还原剂的作用，烧结使用的固体燃料为无烟煤和焦粉，质量要求是：固定碳要高，灰份、挥发份要低，粒度适宜(一般小于3 mm 要求大于95%)3、烧结生产工艺流程烧结生产工艺流程如图4-7所示由上图可知，烧结生产工艺流程是：将准备好的精矿、矿粉、燃料、熔剂、返矿及含铁废 料等，按一定的比例配料，送到混合机混合和造球混合料由布料器铺到烧结台车上点火烧 结烧成的烧结矿经破碎、筛分、冷却送往高炉4、我公司烧结生产主要设备(1) 、原料准备工序①、龙门卸车机一台，卸车能力190— 230m3/h主要完成火车皮进 烧结原料的卸车② 、桥式抓斗起重机三台，起重量10吨，抓斗容积2 m3，起重高度13m主要完成烧结 所需各种原料的抓运③ 、四辊破碎机一台，型号：4PG^900>700，生产能力：16—18t/h主要完成烧结固 体燃料的破碎④ 、配料矿槽12个，每个有效容积47 m3,主要完成配料原料的储存2) 、烧结工序① 、敞开式套筒圆盘给料机12台，圆盘直径：小1700mm，转速：0—7.5转/分，生产能力 25m3 /h。

② 、螺旋生石灰消配器2台，螺旋直径：600mm，螺距：480mm，长度：2600mm③ 、附着式混凝土振动器12台，型号：B—15，频率：2850(1/min)④、热返矿料仓 三个，容积：8 m3⑤ 、一次混合机1台，滚筒规格：3000>9000mm，滚筒转速：8.71(1/min)，滚筒倾角：1.1,生产能力：200t/h⑥ 、二次混合机2台，2号滚筒规格：3000>9000mm，滚筒转速：6.73(1/min)，滚筒 倾角：0.78,生产能力：200t/h； 3号滚筒规格：3000>12000mm，滚筒转速： 6.74(1/min)，滚筒倾角：1,生产能力：200t/h⑦ 、混合料矿槽3个，容积：15 m3⑧ 、带式烧结机3台，有效面积：28 m2/台，有效长度：20.25;台车规格：1400X 750mm，栏板高度：600mm ；台车运行速度：0.258-2.58m/min⑨ 、圆辊给料机3台，规格：650X1400mm,转速：7.5-15（1/min）⑩ 、风箱9个冶11、 煤气点火器3台，点火面积2.8 m2；烧嘴形式：高效预混式；烧嘴数量：14个/台；点火段炉膛正常温度：1000-1050度。

12、 点火助燃风机3台，型号：9-19-5.6A-3右90,压力：9217Pa，风量：2262 - 3317 m3/h13、 单辊破碎机3台，规格：1100X1860mm，破碎能力：140t/h主要完成烧结矿的破碎14、 热矿振动筛SZK1545 （前）3台，SZK1345 （后）三台，给料温度小于800 度15、 带式冷却机3台，有效冷却面积：4225 m2，冷却能力：42t/h，烧结矿耗风量： 9643 m3/t16、抽风机3台，型号：D2800-11,能力2800 m3/分5、烧结生产原理及物理化学反应（1）、烧结生产原理带式烧结机的抽风烧结过程是自上而下进行的，根据沿料层高度温度 变化的情况可分为五层，（如图4-8）所示布料、点火开始后，由上而下依此出现烧结 矿层、燃烧层、预热层、干燥层和过湿层，后四层又相继消失，最后只剩下烧结矿层图4-8烧结过程各层反应示意图① 、烧结矿层借助点火器的高温作用和被吸如的空气，料层表面上的燃料着火燃烧 并放出大量热量，料层中产生一定量的熔融物随着燃烧反应的进行，最上层的燃料首先燃 烧完毕，燃烧层下移，而上部已形成的熔融物，在吸入的冷空气的冷却作用下凝固成多孔结构的烧结矿。

随着燃烧层的逐渐下移，烧结矿层不断扩大由于烧结矿层的透气性变好，下 部风箱的负压降低烧结矿层的主要变化是高温熔融物凝固成烧结矿，并结晶和析出新的矿 物吸入的空气被预热，烧结矿被冷却，烧结矿中的低价氧化物和空气接触被氧化② 、燃烧层烧结料层中的固体燃料在烧结层内燃烧，使此处料温达到 1350一1600C，许多反应激烈进行，一切矿物软化熔融，使矿粉粘结成块由于生成液相，增加对 空气穿透的阻力，料层透气性变坏，故应尽量减薄这一层厚度燃烧层厚度一般在15一 50mm燃烧层内还发生固体物料的熔化、还原、氧化以及石灰石、硫化物的分解等反应③ 、预热层从燃烧层下来的高温废气，把下部混合料很快预热到着火温度，温度范围一般 为400—800C此层内开始进行固相反应，结晶水及部分碳酸盐、硫酸盐分解，在废气中 氧的作用下，部分磁铁矿可发生氧化此层只有气相与固相④ 、干燥层从预热层下来的热废气把此层料加热，温度很快上升到100C以上，混合 料中的游离水大量蒸发此层厚度约10—30mm实际上干燥层和预热层难以分开，可 统称为干燥预热层该层中料球被急剧加热，迅速干燥，易被破坏，恶化料层透气性⑤ 、过湿层从干燥层中下来的热废气中含有大量水份，到下部料层被冷却到水蒸气的露点 以下时，废气中的水蒸气即重新凝结成水，使混合料中的水份大量增加，形成过湿层。

过 湿层对烧结过程影响很大，因为混合料含水过多，严重降低料层透气性，降低烧结速度 所以必须采取适当措施减少或消除过湿现象2)、烧结过程中的物理化学变化烧结过程是许多物理和化学变化总和其中有：燃料 燃烧和热交换；水份的蒸发和凝结；碳酸盐的分解及矿化作用；有害杂质的去除；氧化和 还原；液相生成和固结成型以及气体动力学等过程在烧结料层的某一层中可能进行一种或 几种反应，某一反应又可能同时在几层中进行① 、固体碳的燃烧初级反应：C+O2=CO2 2C+ O2=2CO二次反应：CO2+C=2CO 2CO+ O2=2CO2H2O+C=CO+ H2H2O+C=2 H2+CO2② 、碳酸盐的分解烧结料中常见的碳酸盐有：FeCO3、MnCO3、CaC O3、MgCO3等，在烧结料层加热到一定的温度条件下分解，其反应通式为：MeCO3=MeO+CO 2 f③ 、铁。