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1、烧结知识简介 目录1 高炉工艺的需求2 铁矿粉造块方法3 烧结的定义4 现代烧结生产的特点 高炉工艺的需求随着钢铁工业的发展 对铁矿石的要求量日益增多 然而可直接入炉冶炼的富矿越来越少 必须大量开采和使用贫矿资源 贫矿直接入炉冶炼会使高炉生产指标恶化 经济效益变差 因此 贫矿通过选矿处理 选出高铁份的精矿 精矿和富矿在开采和加工过程中产生的粉矿 需造块后才能用于高炉炼铁 烧结知识简介 铁矿粉造块方法铁矿粉造块方法 目前主要有烧结和球团两种 经过造块而得到的烧结矿和球团矿冶金性能大为改善 给高炉生产带来巨大的经济效益 为钢铁工业的发展奠定了坚实的物质基础 球团矿生产需要粒度很细的粉矿或精矿 并需
2、用气体或液体燃料进行焙烧 原料条件要求比较高 烧结法对原料的适应性很强 不仅可以用粒度较粗的富矿粉和精矿生产烧结矿 同时还可以处理工业含铁废弃物 烧结知识简介 烧结的定义烧结就是将铁矿粉 溶剂和燃料并添加适宜的水分后进行均匀混合 借助燃料产生的高温 使烧结料中的组成成分熔化或软化 发生化学物理反应和生成一定量的液相 冷却后互相粘结成块的过程 烧结过程所得的多孔块状产品叫烧结矿 烧结知识简介 现代烧结生产的特点现代烧结生产的特点在连续作业 大体上分为原料准备和烧结两个部分 烧结主作业线是从配料开始 包括配料 混料 烧结 冷却及成品烧结矿整粒几个主要环节 作业线长达数百米 在烧结机上进行的烧结过程
3、持续时间不长 在几十分钟内完成点火 燃料燃烧 传热和各种液相生成及冷却和再结晶过程 烧结机大型化有利于提高生产率和降低单位成本 烧结知识简介 工艺流程概述配料矿槽所储存的粉矿 熔剂 焦粉 返矿等烧结原料按照一定的比例 由定量给料机定量排出 必要时还添加蛇纹石 硅砂等 按种种比例派出的各种原料 有集料皮带运输机送到一次混合机加水混合 然后送往二次混合机加足水 再次进行混合同时造球 混合造球后的烧结送料混合料槽 经槽下园辊给料机 布料器 铺到烧结机台车上 台车底部为篦条 为 烧结工艺流程概述 了防止篦条间隙漏料和保护篦条不被烧结矿粘结以及延长篦条使用寿命 在篦条上面铺一层一定粒度的成品烧结矿作为铺
4、底料 布好混合料的台车在轨道上移动 经过点火炉使料层表面燃料点燃 同时下部风箱强制抽风 使烧结过程继续向下进行 随着台车的运行进行烧结反应 台车到达烧结机尾部时 燃烧层达到料层底部 混合料变成烧结饼 由链轮和导轨进行大倾翻 卸落烧结饼 烧结饼经机尾单辊破碎机 一次破碎 破碎后 直接进入冷却机 冷却后的烧结矿 烧结工艺流程概述 经二次破碎机破碎和数次筛分后 按粒级分成成品矿 铺底料和返矿 成品矿送往高炉 铺底料和返矿则分别送往铺底料槽和返矿槽 再度在上述系统中循环 同时 烧结过程中产生的废气由主排风机通过下部风箱吸往主排气管 在通过除尘器时进行除尘 然后从烟囱排出 烧结工艺流程概述 工艺操作概述
5、从前述烧结生产工艺流程可以看出 烧结工艺操作主要由原燃料准备 配料 混合和造球 铺底料和布料 点火烧结 烧结矿冷却和整粒等 这些环节的正确操作和控制 对充分发挥系统设备能力 生产优质烧结矿 降低烧结工序能耗有重要意义 烧结工艺流程特点 烧结用原燃料及质量要求烧结用料主要有三部分组成 1 含铁料 包括铁矿石及工业副产品 2 燃料 煤粉和焦粉 3 熔剂 包括碱性 酸性熔剂 烧结工艺操作 1 对铁矿石的质量要求 1 含铁量高 脉石成分适宜 有害杂质少 原料含铁量越低 脉石数量就越多 高炉冶炼就多用熔剂和焦炭 生产率也要下降 而且渣量增加的倍率要大于铁分降低的倍率 过贫的矿石直接入炉在经济上是不合算的
6、 同时在操作上也又较多困难 脉石中的SiO2 Al2O3叫酸性脉石 CaO MgO叫碱性脉石 矿石中的 CaO MgO Al2O3 SiO2 或CaO SiO2的比值叫碱度 碱 烧结工艺操作 量超过8 渣难熔而不易流动 因此矿石中Al2O3要加以控制 一般矿石中SiO2 Al2O3比不宜大于2 3 铁矿石中常见的有害杂质时硫 磷 砷以及铜 锌 钾 钠等 这些有害杂质要少 硫在钢铁中以FeS形态存在招致 热脆 磷和铁结合生成化合物Fe3P 此化合物和铁形成二元共晶Fe3P Fe 导致钢材 冷脆 烧结工艺操作 铅在高炉内还原成金属铅 对炉底起破坏作用 锌在高炉中易还原 易挥发 在高炉上部温度较低的
7、地方冷凝下来 破坏炉衬并引起结瘤 甚至堵塞烟道 钾和钠碱金属含量 过高碱金属在高炉内循环富集 引起高炉结瘤 悬料 破坏炉衬 甚至堵塞管道 烧结工艺操作 2 铁矿石化学成分稳定性好 烧结用铁矿石化学成分的波动会引起烧结矿含铁量和碱度的波动 从而导致高炉炉温 炉渣碱度和生铁质量的波动 造成炉况不顺 并使焦比升高 产量下降 烧结工艺操作 3 有良好的烧结性能 粒度组成 亲水性和成球性 软化 熔融特性等 矿石粒度越均匀 高炉料柱的透气性就越好 因此 天然富矿入炉前往往要经过严格的破碎 筛分 使其粒度在8 25mm或10 50mm范围之内 烧结矿经过整粒可达到理想的冶炼粒度 矿石强度差 粉末多 料柱透气
8、性不好 炉尘吹损量大 烧结工艺操作 高炉使用易还原的矿石 产量高 焦比低 烧结矿比天然块矿有较好的还原性 天然块矿还原次序为 磁铁矿 赤铁矿 褐铁矿 菱铁矿烧结用的铁矿石分为四种类型 磁铁矿 Fe3O4 理论含铁量72 4 矿石组织致密坚硬 还原性差 呈块矿粒状 呈黑灰色 赤铁矿 Fe2O3 理论含铁量70 矿石组织多样 从致密到松散的粉状都有 容易破碎褐铁矿 Fe2O3 nH2O 褐铁矿分为五种 其中以2Fe2O3 3H2O存在的较多 多孔 疏松 易还原 菱铁矿 FeCO3 坚硬致密 呈灰色和黄褐色 烧结常用的铁矿石为磁铁矿和赤铁矿 褐铁矿 菱铁矿储量等原因 用的较少 我们公司所用的进口矿粉
9、主要产于巴西 澳大利亚和印度 烧结工艺操作 2 对固体燃料的要求烧结所用的燃料主要是固体燃料 它对烧结料层种温度的高低 燃烧的速度燃烧带的宽度 烧结料层中的气氛以及烧结过程的顺利进行和烧结矿质量都有极大的影响 因此 烧结过程对固体燃料提出了一定的要求 1 具有一定的燃烧性和反应性 为了使燃烧过程中燃料的燃烧速度和传热速度以相等的速度在料层中移动 要求固体燃料具有一定的 烧结工艺操作 燃烧性和反应性 燃烧与反应速度过快 高温保持时间短 产生夹生料 若燃烧和反应速度过慢 则燃料不能充分燃烧 料层得不到必要的高温 也会使烧结矿的质量变差 燃烧性和反应性取决于燃料的种类和粒度 如焦粉的反应性接近于传热
10、速度 无烟煤的反应性一般偏高 故在使用燃料时 应注意其适宜的粒度和用量 2 具有良好的热稳定性 热稳定性指煤受热后爆裂的情况 层状或片状结 烧结工艺操作 构的无烟煤受热后易爆裂成粉末 因而不利于烧结过程的进行 烧结用煤粉粒度小于3毫米 故其热稳定性比高炉用的块煤较小 3 含炭量要高 发热值大 固体燃料中固定炭含量越高 则发热值越大 灰分含量越低 含炭量一般用固定炭含量来表示 4 挥发分 硫分要低 灰分熔点要低 挥发分不参与燃烧 常被气流抽到烟道系统中 有可能引起火灾 若固体燃料中含硫量高 则会增加 烧结工艺操作 混合料中总的含硫量 增加了烧结脱硫的困难 同时即使硫被氧化成SO2挥发出来 也会腐
11、蚀设备很造成环境污染 燃料中灰分的熔点对烧结过程影响很大 易熔灰分易生成液相 有利于矿石烧结成块 可进一步改善烧结矿的质量 在一般情况下 灰分中含有Al2O3 SiO2较高的 其熔点亦较高 5 适宜的粒度 粒度大 使燃烧带变宽 使烧结料层透气性变坏 烧结工艺操作 燃料在料层中分布不均匀 以致在大颗粒燃料的周围熔化很利害 而离燃料颗粒远的地方的物料则不能很好地烧结 粗粒燃料周围还原性气氛较强 而没有燃料的地方空气得不到利用 在布料时燃料在料层中分布不均匀和产生偏析 大颗粒燃料集中在料层下部 容易造成局部过熔 FeO含量过高和烧坏台车蓖条 而在料层上部则温度低 粘结差 造成烧结矿结构疏松 强度差
12、粒度小 燃料燃烧速度快 燃烧产生的热量难以 烧结工艺操作 使烧结料达到所需的高温 液相生成少 烧结矿强度差 同时小颗粒燃料易堵塞料层空隙 使料层透气性变差 由此可见 适宜的固体燃料粒度 对提高烧结生产率和改善烧结矿质量都有好处 固体燃料的适宜粒度应根据使用燃料的种类 燃烧性 矿石性质及粒度组成 料层厚度等研究确定 当烧结细精矿时 一般按0 3mm所占百分比含量来控制 烧结工艺操作 3 对熔剂的质量要求对碱性熔剂质量总的要求是 有效成分含量高 粒度和水分适宜 1 碱性氧化物 CaO MgO 含量要高 碱性氧化物含量低时 会使熔剂用量增多 冶炼渣量增大 焦比升高 一般要求熔剂中酸性氧化物不大于3
13、5 否则会大大降低熔剂的效能 评价熔剂的标准是根据烧结矿碱度的要求 扣除中和本身酸性氧化物所消耗的碱性成分后 所剩余的碱性氧化物的 烧结工艺操作 含量而定的 即 指烧结矿成分 有效碱性氧化物 CaO MgO SiO2 Al2O3 当熔剂中MgO Al2O3含量很少时 上式可简化成 有效碱性氧化物 CaO SiO2 2 硫 磷杂质含量要低 质量良好的熔剂中 含硫一般为0 05 0 08 磷为0 01 0 03 如用高硫燃料焙烧出来的生石灰 则含硫较高 使用时应加以注意 烧结工艺操作 3 粒度和水分适宜 从有利于烧结过程中各种成分之间的化学反应迅速 完全这一点来看熔剂粒度当然越细越好 熔剂粒度过粗
14、时 反应速度缓慢 生成的化合物不均匀程度大甚至残留未反应的CaO 白点 对烧结矿的强度有很坏的影响 但是 熔剂粉碎得过细 不仅造成设备和电能上的不必要的耗费 烧结料透气性变差 从目前的生产条件出发 熔剂粒度达到3 0mm或2 0mm的范围即可 烧结工艺操作 石灰石 白云石进厂时含水不超过3 水分过大 会给运输和破碎工作带来困难 生石灰进厂时不应该含水 一般多用封闭车厢运输 否则遇雨后 局部消化 在矿槽中蒸发 会使生石灰从下料口喷出 影响配料 甚至烧伤人 烧结工艺操作 4 其它含铁杂料的利用在冶金及其它一些工业部门有不少副产品 过去 这些副产品常被作为废料而抛弃 既造成资源浪费又污染环境 现在
15、这些副产品都可用作造块原料而被加以利用 烧结工艺操作 烧结配料配料就是利用给料设备对各种含铁原料 熔剂 燃料等按照所要求的比例进行定量控制的作业 烧结工艺操作 1 配料的目的精心配料是获得优质烧结矿的前提 适宜的原料配比能生成性能良好的粘结液相 适宜的燃料用量可以获得强度高 还原性能好的烧结矿 适宜的烧结料透气性可以提高烧结机生产率 把各种不同成分的含铁原料 熔剂和燃料等 根据烧结过程要求和烧结矿质量要求进行精确配料 1 满足高炉冶炼对烧结矿化学成分的要求 随着高炉技术的发展和炉容的不断扩大 烧结矿配用比例已占主导地位 烧结矿质量对高炉生产具有很大影响 烧结工艺操作 烧结矿碱度 R 稳定率 品
16、位稳定率 转鼓强度 含粉率等指标 2 保证烧结良好的造块条件和生产过程的稳定 生产出优质烧结矿 要使烧结料具有良好的透气性 获得较高的生产率 烧结工艺操作 2 配料的要求 1 充分掌握原料的性质 取长补短合理搭配 使烧结料具有良好的综合物理化学性能 保持配比的相对稳定 2 原料选择搭配好后 就要通过配料计算确定各种原料的配比 并按每米皮带上原料公斤数来控制和调整园盘的下料量 3 配料的精确程度 直接影响着烧结矿的产量和质量 特别是配比少而影响大的燃料 熔剂的配料 烧结工艺操作 操作要求更严 例如 燃料配量决定着液相生成量 粘结相当矿物组成 影响着烧结矿质量和成品率 熔剂配量直接影响烧结矿SiO2含量和碱度稳定性 所以烧结现场特别要重视配料操作的准确性 经常进行秤量检查 以便及时调整 烧结工艺操作 3 配料方法 重量配料法重量配料法是按原料的重量进行配料的一种方法 通常称为自动配料法 大型烧结机为保证配料准确 所有原燃料集中在配料室 采用重量法配料 共设有定量给料装置 根据电子皮带称的物流量检测 调节给料速度 控制给料量 来实现自动配料 成分配料国外烧结厂用X荧光分析仪分析混合料各种化学
