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1、2 2 熔剂加工熔剂加工烧结矿与球团矿生产精品课程烧结矿与球团矿生产精品课程主要内容p2.1 2.1 熔剂的作用熔剂的作用p2.2 2.2 熔剂的种类熔剂的种类p2.3 2.3 高炉冶炼对碱性熔剂的要求高炉冶炼对碱性熔剂的要求p2.4 2.4 碳酸盐的分解及氧化钙的矿化作用碳酸盐的分解及氧化钙的矿化作用p2.5 2.5 熔剂的破碎与筛分熔剂的破碎与筛分烧结矿与球团矿生产精品课程烧结矿与球团矿生产精品课程2.1 2.1 熔剂的作用熔剂的作用p改善烧结过程，强化烧结，提高烧结矿的产量和品质。p向高炉提供自熔性和高碱度烧结矿。p熔剂与矿石中的高熔点脉石能生成熔化温度较低的易熔体。烧结矿与球团矿生产精
2、品课程烧结矿与球团矿生产精品课程2.2 2.2 熔剂的种类熔剂的种类 根据铁矿石中脉石和焦炭中灰分成分的不同，高炉冶炼使用的熔剂可分为碱性、酸性和中性熔剂三种。（1）碱性熔剂）碱性熔剂 p常用的碱性熔剂有石灰石（CaCO3）、白云石( CaCO3MgCO3）、菱镁石（MgCO3）、生石灰（ CaO ）和消石灰（ Ca(OH)2）。p当矿石中主要为酸性氧化物时，则使用碱性熔剂。由于燃料灰分的成分和绝大多矿石成分都是酸性的，因此，普遍使用碱性熔剂。烧结矿与球团矿生产精品课程烧结矿与球团矿生产精品课程白云石白云石石灰石石灰石烧结矿与球团矿生产精品课程烧结矿与球团矿生产精品课程生石灰生石灰消石灰消石灰
3、烧结矿与球团矿生产精品课程烧结矿与球团矿生产精品课程（2）酸性熔剂）酸性熔剂p酸性熔剂主要为石英（SiO2）和蛇纹石（3MgO22 SiO2 2H2O）。p当使用含碱性脉石的铁矿石冶炼时，就需要加入酸性熔剂。由于铁矿石中的脉石绝大部分是酸性的，所以实际上酸性熔剂很少使用。烧结矿与球团矿生产精品课程烧结矿与球团矿生产精品课程石英石英 无机矿物质，主要成分是二氧化硅，常含有少量杂质成分如Al2O3 、CaO、MgO等，为半透明或不透明的晶体，一般乳白色。 烧结矿与球团矿生产精品课程烧结矿与球团矿生产精品课程蛇纹石蛇纹石p蛇纹石是一种含水的富镁硅酸盐矿物的总称，如叶蛇纹石、利蛇纹石、纤蛇纹石等。它们
4、的颜色一般常为绿色调，但也有浅灰、白色或黄色等。因为它们往往是青绿相间像蛇皮一样，故此得名。p 含铁原料为低硅精矿粉时，以蛇纹石为熔剂比用白云石加硅砂好，对烧结工艺有利。（宝钢配用量约3%）烧结矿与球团矿生产精品课程烧结矿与球团矿生产精品课程蛇纹石蛇纹石烧结矿与球团矿生产精品课程烧结矿与球团矿生产精品课程（3）中性熔剂）中性熔剂 p当矿石和焦炭灰分中Al2O3很少，渣中 Al2O3含量很低，炉渣流动性很差时，须在高炉中加入高铝原料做熔剂，生产上极少遇到这种情况。烧结矿与球团矿生产精品课程烧结矿与球团矿生产精品课程2.3 2.3 高炉冶炼对碱性熔剂的要求高炉冶炼对碱性熔剂的要求(1)有效熔剂性高
5、有效熔剂性高 有效熔剂性是指熔剂按烧结矿碱度的要求，除去自身酸性氧化物含量所消耗的碱性氧化物外，剩余部分的碱性氧化物含量。它是评价熔剂最重要的质量指标，可用下式表示： 烧结矿与球团矿生产精品课程烧结矿与球团矿生产精品课程(2)(2)要求其有害元素硫、磷含量要少；要求其有害元素硫、磷含量要少； (S)=0.01%0.08%； (P)=0.01%0.03%；(3)(3)要求机械强度高，粒度要均匀适中要求机械强度高，粒度要均匀适中（0 03）。）。(4)(4)水分。水分。烧结矿与球团矿生产精品课程烧结矿与球团矿生产精品课程（1）碳酸盐的分解 混合料中通常含有碳酸盐，如石灰石、白云石、菱铁矿等，这些碳
6、酸盐在烧结过程中必须分解后才能最终进入液相，否则降低烧结矿的质量。 2.4 2.4 碳酸盐的分解及氧化钙碳酸盐的分解及氧化钙 的矿化作用的矿化作用烧结矿与球团矿生产精品课程烧结矿与球团矿生产精品课程 碳酸盐分解的热力学 MeCO3 MeOCO2Qp碳酸盐的分解压PCO2 ： 一定温度下，分解反应达到平衡状态时，气相产物CO2的平衡压力。温度越高，分解压越大，化合物越不稳定。烧结矿与球团矿生产精品课程烧结矿与球团矿生产精品课程碳酸盐分解与温度的关系碳酸盐分解与温度的关系烧结矿与球团矿生产精品课程烧结矿与球团矿生产精品课程开始分解的热力学条件： CaCO3（烧结条件下）气相中CO2的分压碳酸盐的分
7、解压 （ 开始分解温度） 750分解反应达到化学沸腾的条件： 气相总压 碳酸盐的分解压 （ 化学沸腾温度） 900碳酸盐在一定温度下都有一定的分解压并随温度升高而升高。烧结矿与球团矿生产精品课程烧结矿与球团矿生产精品课程 碳酸盐分解由易到难的顺序 FeCO3 ， MnCO3， MgCO3， CaCO3某些碳酸盐矿物的分解压与温度的关系某些碳酸盐矿物的分解压与温度的关系烧结矿与球团矿生产精品课程烧结矿与球团矿生产精品课程 石灰石的分解 主要发生在燃烧带，烧结过程中碳酸盐的分解与纯碳酸盐的分解是有区别的 分解产物可与其它矿物进行化学反应，生成新的化合物，使得碳酸盐在相同温度下分解压力增大，分解变得
8、更容易一些。 CaCO3 CaO CO2 CaO SiO2 2CaO SiO2 烧结矿与球团矿生产精品课程烧结矿与球团矿生产精品课程A.反应界面温度因反应吸热而下降，供热速度跟不上B.随着分解的进行，产生的CO2增多，气相中CO2分压增大，分解温度就升高，特别是碳酸盐数量较大时C.燃烧层很薄，烧结速度快，碳酸盐分解的时间很短，一般仅2minD.碳酸盐粒度大碳酸盐分解不完全的原因烧结矿与球团矿生产精品课程烧结矿与球团矿生产精品课程 碳酸盐的分解为多相反应 相界面上的结晶化学反应 CO2在产物层 MeO 中的扩散 （内扩散） CO2在矿块外边界层的扩散 （外扩散） 碳酸盐分解的限制环节与温度、粒度
9、、气相中CO2浓度、气流速度、孔隙度等有关。 碳酸盐分解动力学碳酸盐分解动力学烧结矿与球团矿生产精品课程烧结矿与球团矿生产精品课程分分解过程由界面上结晶化学反应控制 温度较低时发生分解过程由CO2在产物层MeO中的扩散（内扩散）控制 随着反应向颗粒内部推移， CO2的内扩散阻力将增加，粒度较大时尤甚。反应界面上CO2的分压将提高。 必须把矿块加热到比气流的CO2的分压所确定的分解温度更高的温度。 矿块越大，完全分解的温度越高，时间也越长，分解反应速度越慢。烧结矿与球团矿生产精品课程烧结矿与球团矿生产精品课程 分解过程CO2的扩散还可受到矿块外边界层扩散阻力的影响 气流速度比较小时发生 分解过程
10、由多个环节控制 一般条件下，石灰石的分解不同程度地由界面反应、 CO2的扩散控制着。烧结矿与球团矿生产精品课程烧结矿与球团矿生产精品课程（2）CaO的矿化作用的矿化作用定义 CaO与其它矿物，如Fe2O3、 SiO2、Al2O3等化合生成新矿物的作用。意义： 避免游离CaO在烧结矿储存过程中，吸收空气中的水分发生消化反应生成Ca(OH)2导致体积膨胀，引起烧结矿粉化。白点白点烧结矿与球团矿生产精品课程烧结矿与球团矿生产精品课程 碳酸盐分解产物的矿化碳酸盐分解产物的矿化p不仅要求碳酸盐特别是碳酸钙完全分解p而且要求分解产物与其它组分完全化合烧结矿与球团矿生产精品课程烧结矿与球团矿生产精品课程影响
11、影响 CaO矿化程度的因素矿化程度的因素 碱度、石灰石粒度对碱度、石灰石粒度对CaO 矿化程度的影响矿化程度的影响 1 碱度碱度0.8； 2 碱度碱度1.3； 3 碱度碱度1.5；虚线虚线石灰石粒度石灰石粒度10mm；实线实线石灰石粒度石灰石粒度30mm烧结矿与球团矿生产精品课程烧结矿与球团矿生产精品课程温度、石灰石粒度对温度、石灰石粒度对CaO矿化程度的影响矿化程度的影响 烧结矿与球团矿生产精品课程烧结矿与球团矿生产精品课程 磁铁矿粒度对磁铁矿粒度对CaO矿化程度的影响矿化程度的影响pa 磁铁矿粒度为 60mm b 磁铁矿粒度为 30mm c 磁铁矿粒度为0.20mm 实线 石灰石粒度为10
12、mm 虚线 石灰石粒度为30mm烧结矿与球团矿生产精品课程烧结矿与球团矿生产精品课程 温度 矿化度随温度提高而提高 石灰石粒度 矿化度随石灰石粒度减小而提高磁铁矿粒度 矿化度随磁铁矿粒度减小而提高 碱度 碱度降低可提高CaO的矿化度结论结论烧结矿与球团矿生产精品课程烧结矿与球团矿生产精品课程 从第三个图看出：p矿石或精矿的粒度对CaO的矿化度也有很大影响p精矿烧结使用的石灰石粒度可粗一些(如3 0mm) 粉矿烧结使用的石灰石粒度要细一些(如2 0mm甚至1 0mm)烧结矿与球团矿生产精品课程烧结矿与球团矿生产精品课程例题p某厂生产碱度为2.6的高碱度烧结矿时，由于石灰石的粒度粗和热制度不合适、
13、烧结矿中游离w(CaO)游为10%，未分解的CaCO3高达9.58%，在烧结矿中石灰石带入的CaO总量为26%，求石灰石的分解度和氧化钙的矿化程度。烧结矿与球团矿生产精品课程烧结矿与球团矿生产精品课程p已知条件： w(CaO)总=26% w(CaO)游=10%w(CaCO3)未分解= 9.58%p求？CaCO3的分解度CaO的矿化度烧结矿与球团矿生产精品课程烧结矿与球团矿生产精品课程p碳酸钙的分解度的计算 CaCO3的分解度 = w(CaO)总w(CaO)余下石/w(CaO总)100p氧化钙矿化度的计算氧化钙矿化度的计算 CaO的矿化度 = w(CaO)总w(CaO )游w(CaO)余下石/w
14、(CaO)总100 烧结矿与球团矿生产精品课程烧结矿与球团矿生产精品课程2.4 2.4 熔剂的破碎与筛分熔剂的破碎与筛分 一般要求运入烧结厂的熔剂粒度为800mm或400mm，应破碎到30mm，采用的破碎流程有：p锤式破碎机闭路破碎流程；锤式破碎机闭路破碎流程；p反击式破碎机闭路破碎流程；反击式破碎机闭路破碎流程；p棒磨机磨碎开路流程。棒磨机磨碎开路流程。 其中前两种流程较为常用，在闭路破碎流程中，又可分预先筛分及检查筛分两种流程烧结矿与球团矿生产精品课程烧结矿与球团矿生产精品课程开路流程开路流程闭路流程闭路流程烧结矿与球团矿生产精品课程烧结矿与球团矿生产精品课程（1）破碎设备）破碎设备 锤式
15、破碎机锤式破碎机产量高、破碎比大、单位产品的电耗产量高、破碎比大、单位产品的电耗小、维护比较容易小、维护比较容易烧结矿与球团矿生产精品课程烧结矿与球团矿生产精品课程p 锤式破碎机是直接将最大粒度为600-1800毫米的物料破碎至25或25毫米以下的一段破碎用破碎机。p 锤式破碎机适用于在水泥，化工，电力，冶金等工业部门破碎中等硬度的物料，如石灰石，炉渣，焦碳，煤等物料的中碎，细碎作业。烧结矿与球团矿生产精品课程烧结矿与球团矿生产精品课程 反击式破碎机反击式破碎机烧结矿与球团矿生产精品课程烧结矿与球团矿生产精品课程特点：设备重量轻，体积小，生产能力大，单位特点：设备重量轻，体积小，生产能力大，单
16、位电能消耗低，较适合熔剂细破碎电能消耗低，较适合熔剂细破碎 烧结矿与球团矿生产精品课程烧结矿与球团矿生产精品课程棒磨机棒磨机烧结矿与球团矿生产精品课程烧结矿与球团矿生产精品课程p 棒磨机由电机通过减速机及周边大齿轮减速传动或由低速同步电机直接通过周边大齿轮减速传动，驱动筒体回转。p 筒体内装有适当的磨矿介质-钢棒。磨矿介质在离心力和摩擦力的作用下，被提升到一定高度，呈抛落或泄落状态落下。被磨制的物料由给矿口连续的进入筒体内部，被运动的磨矿介质所粉碎，并通过溢流和连续给矿的力量将产品排出机外，以进行下一段工序作业 。烧结矿与球团矿生产精品课程烧结矿与球团矿生产精品课程（2）筛分设备p振动筛振动筛
17、烧结矿与球团矿生产精品课程烧结矿与球团矿生产精品课程p结构结构 主要由筛箱、激振器、悬挂（或支承）装置及电动机等组成。电动机经三角皮带，带动激振器主轴回转，由于激振器上不平衡重物的离心惯性力作用，使筛箱获振动。改变激振器偏心重，可获得不同振幅。p优点优点 由于筛箱振动强烈，减少了物料堵塞筛孔的现象，使筛子具有较高的筛分效率和生产率。 构造简单、拆换筛面方便。 筛分每吨物料所消耗的电能少。烧结矿与球团矿生产精品课程烧结矿与球团矿生产精品课程滚筒筛烧结矿与球团矿生产精品课程烧结矿与球团矿生产精品课程p 滚筒筛主要有电机、减速机、滚筒装置、机架、密封盖、进出料口组成。滚筒装置倾斜安装于机架上。 电动
18、机经减速机与滚筒装置通过联轴器连接在一起，驱动滚筒装置绕其轴线转动。p 当物料进入滚筒装置后，由于滚筒装置的倾斜与转动，使筛面上的物料翻转与滚动，使合格物料（筛下产品）经滚筒后端底部的出料口排出，不合格的物料（筛上产品）经滚筒尾部的排料口排出。由于物料在滚筒内的翻转、滚动，使卡在筛孔中的物料可被弹出，防止筛孔堵塞。 烧结矿与球团矿生产精品课程烧结矿与球团矿生产精品课程武钢三武钢三烧熔剂烧熔剂破碎筛破碎筛分流程分流程1缓冲矿仓；缓冲矿仓；2胶带给料机；胶带给料机；3锤式破碎机；锤式破碎机；4振动筛振动筛烧结矿与球团矿生产精品课程烧结矿与球团矿生产精品课程宝钢石灰宝钢石灰石（蛇纹石（蛇纹石）破碎石）破碎筛分流程筛分流程烧结矿与球团矿生产精品课程烧结矿与球团矿生产精品课程烧结矿与球团矿生产精品课程烧结矿与球团矿生产精品课程
