燒結(jié)生產(chǎn)知識

燒結(jié)生產(chǎn)知識一、 鐵礦石燒結(jié)知識（原料條件）1、 天然礦粉與燒結(jié)1） 天然礦粉包括富礦粉和貧礦粉，其中天然礦粉含鐵量在45%以上的通常稱為富礦粉，含鐵量低于45%的通常稱為貧礦粉。45%這個界限隨著冶煉技術(shù)的發(fā)展是會變化的。2） 鐵礦粉燒結(jié)是重要的造塊技術(shù)之一。由于開采時產(chǎn)生大量的鐵礦粉，特別是貧鐵礦富選促進了鐵精礦粉的生產(chǎn)發(fā)展，使鐵礦粉燒結(jié)成為規(guī)模最大的造塊作業(yè)。燒結(jié)礦比天然礦石有許多優(yōu)點，如含鐵量高、氣孔率大、易還原、有害雜質(zhì)少、含堿性熔劑等。2、 鐵礦石分類：按照鐵礦物不同的存在形態(tài)，分為磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦四大類。1） 磁鐵礦：磁鐵礦化學(xué)式為Fe3O4，也可以視為Fe2O3與FeO的固溶體。比密度為4.9--5.2t/m3,硬度為5.5--6.5，難還原和破碎，有金屬光澤，具有磁性。其理論含鐵量為72.4%。磁鐵礦晶體為八面體，組織結(jié)構(gòu)較致密堅硬，一般成塊狀和粒狀，表面顏色由鋼灰色到黑色，條痕均是黑色，俗稱青礦。2） 赤鐵礦：赤鐵礦俗稱“紅礦”，化學(xué)式為Fe2O3，其礦物成份是不含結(jié)晶水的三氧化二鐵，密度為4.8—5.3,硬度不一，結(jié)晶完整的赤鐵礦硬度為5.5—6.0，理論含鐵量70%。赤鐵礦由非常致密的結(jié)晶組織到很分散的粒狀，結(jié)晶的赤鐵礦外表顏色為鋼灰色和鐵黑色，其它為暗紅色，但條痕均為暗紅色。3） 褐鐵礦：褐鐵礦石（mFe2O3.nH2O）是一種含結(jié)晶水的Fe2O3，按結(jié)晶水含量不同，褐鐵礦分為五種，其中以2Fe2O3.3H2O形式存在的較多。4） 菱鐵礦：菱鐵礦石的化學(xué)式為FeCO3，理論含鐵量為48.2%。自然界中常見的是堅硬致密的菱鐵礦，外表顏色為灰色和黃褐色，風(fēng)化后變?yōu)樯詈稚?，條痕為灰色或帶黃色，由玻璃光澤。菱鐵礦的比重為3.8噸/米3，無磁性。3、 鐵礦粉分類：1） 精礦粉：也稱選粉。是天然礦石經(jīng)過破碎、磨碎、選礦等加工處理，除去一部分脈石和雜質(zhì)，使含鐵量提高后的極細的礦粉叫精礦粉。精礦粉按照選礦方法的不同分為多種精礦粉，如磁選、浮選、重選等精礦粉。2） 富礦粉：是鐵礦石受到自然界的風(fēng)化作用，或在開采、運輸、處理過程中產(chǎn)生粉末，其粒度為0?10mm。4、 燒結(jié)生產(chǎn)對含鐵原料有那些要求：鐵礦粉是燒結(jié)生產(chǎn)的主要原料，它的物理化學(xué)性質(zhì)對燒結(jié)礦質(zhì)量影響最大，主要要求鐵礦粉品位高、成分穩(wěn)定、雜質(zhì)少、脈石成分適用于造渣，粒度適宜。燒結(jié)用的精礦粒度不宜太細，一般小于0.074mm（—200目）的量小于80%。5、 常用熔劑的性能、成分及表示符號燒結(jié)過程中通常使用的堿性熔劑有石灰石（CaCO3）、消石灰［Ca（OH）2］、生石灰（CaO）、白云石［Ca.Mg（CO3）2］和菱鎂石（MgCO3）。純石灰石CaO理論含量56%；生石灰一般含CaO85%左右；消石灰又稱熟石灰，理論含CaO為75.68%；菱鎂石（MgCO3）的理論含MgO為47.6%。燒結(jié)過程中又有的也使用一些酸性熔劑，主要有：橄欖石、蛇紋石、石英石。橄欖石的化學(xué)式為（Mg.Fe）2.SiO2，蛇紋石的化學(xué)式為3MgO.2SiO2.H2Oo對酸性熔劑，要求其含SiO2含量在90%以上，Al2O3在2%以上。6、 常用燃料：無煙煤、焦粉。二、 燒結(jié)理論與工藝內(nèi)容1、燒結(jié)的含義：鐵礦粉在一定的高溫作用下，部分顆粒表面發(fā)生軟化和融化，產(chǎn)生一定量的液相，并與其它未熔礦石顆粒作用，冷卻后，液相將礦粉顆粒粘結(jié)成塊，這個過程稱為燒結(jié)，所得的礦塊叫做燒結(jié)礦。2、 燒結(jié)的意義和作用：（1） 通過燒結(jié)可為高爐提供化學(xué)成份穩(wěn)定、粒度均勻、還原性好、冶金性能高的優(yōu)質(zhì)燒結(jié)礦，為高爐優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗、長壽創(chuàng)造了良好的條件；（2） 可去除有害雜質(zhì)，如硫、鋅等；可利用工業(yè)生產(chǎn)的廢棄物，如高爐爐塵、軋鋼皮、硫酸渣、鋼渣等。3、 燒結(jié)主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)燒結(jié)主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)包括燒結(jié)機利用系數(shù)、作業(yè)率、質(zhì)量合格率和一級品率、堿度穩(wěn)定率、鐵穩(wěn)定率、FeO穩(wěn)定率和原料消耗等。4、 燒結(jié)基本理論和工藝內(nèi)容：燒結(jié)理論包括燒結(jié)過程的燃料燃燒，燒結(jié)過程的熱交換，水份在燒結(jié)混合料中的行為，化學(xué)水和碳酸鹽的分解、氧化物的分解、還原和再氧化，燒結(jié)料層的氣體力學(xué)，燒結(jié)過程的固相反應(yīng)，液相形成及冷凝，燒結(jié)礦的礦物組成、顯微結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)等內(nèi)容。燒結(jié)工藝包括燒結(jié)原料的特性、燒結(jié)原料準(zhǔn)備、混合料的燒結(jié)、燒結(jié)礦的處理，燒結(jié)過程的強化與節(jié)能，燒結(jié)除塵，燒結(jié)過程控制及自動化等內(nèi)容。1）燒結(jié)過程的基本原理（1） 燒結(jié)過程：就是在粉狀鐵物料中配入適當(dāng)數(shù)量的熔劑和燃料均勻的混合，在燒結(jié)機上點火燃燒，借助燃料燃燒產(chǎn)生的高溫作用，使部分顆粒表面發(fā)生軟化和熔化，產(chǎn)生一定量的液相，把其他未熔的燒結(jié)料顆粒粘結(jié)起來，冷卻后成為多孔塊礦，這個過程稱為燒結(jié)過程，所得礦塊叫燒結(jié)礦?？梢姡瑹Y(jié)過程是一個高溫物理化學(xué)反應(yīng)過程。（2） 燒結(jié)機主要工藝流程：鐵礦粉、溶劑和燃料按一定比例配比，并加入一定的返礦以改善透氣性，配好的原料按一定配比加水混合，送給料槽，然后到燒結(jié)機，由點火爐點火，使表面燒結(jié)，煙氣由抽風(fēng)機自上而下抽走，在臺車移動過程中，燒結(jié)自上而下地進行，當(dāng)臺車移動接近末端時燒結(jié)終了，為了保持表面溫度和防止及冷，采用延長點火爐或放置保溫爐，燒結(jié)完了的燒結(jié)塊由機尾落下，經(jīng)破碎成適當(dāng)塊度，篩分和冷卻，篩上物送往高爐，篩下物作為返礦和鋪底料重新燒結(jié)。根據(jù)料層中的溫度和發(fā)生的物化反應(yīng)可將燒結(jié)過程沿料層的高度大致分為五個帶，即燒結(jié)礦帶、燃燒帶（燒結(jié)帶）、預(yù)熱帶、干燥帶和過濕帶。在這五個帶中，燃燒帶、過濕帶阻力最大，預(yù)熱帶、干燥帶次之，燒結(jié)礦帶最小。由于燒結(jié)過程具有以上的特點，燒結(jié)過程中真空度及溫度都隨著燒結(jié)時間的進行而發(fā)生變化，生產(chǎn)中借助風(fēng)箱的溫度或真空度的變化，進行燒結(jié)“終點”控制。三、燒結(jié)配料1、 什么叫配料作業(yè)？燒結(jié)的配料作業(yè)是根據(jù)對燒結(jié)礦的質(zhì)量指標(biāo)要求和原料成分，將各種燒結(jié)料（含鐵原料、熔劑、燃料等）按一定的比例組成配合料的工序過程叫做配料作業(yè)。2、 配料工序在燒結(jié)生產(chǎn)中的作用配料工序是燒結(jié)生產(chǎn)的主要工序之一，配料工作直接影響到產(chǎn)質(zhì)量，是獲得優(yōu)質(zhì)燒結(jié)礦的前提，所以，做好配料工作是十分重要的。3、 配料計算方法及操作技術(shù)1） 配料方法：配料方法通常有容積配料法、重量配料法、成分配料法三種。2） 配料目的和要求配料是燒結(jié)生產(chǎn)的主要工序之一，配料工作直接影響到產(chǎn)質(zhì)量，所以，做好配料工作是十分重要的。配料的目的和要求概括如下:（1） 為適應(yīng)連續(xù)性生產(chǎn)的要求，滿足煉鐵對燒結(jié)礦成分的要求，必須使燒結(jié)礦的化學(xué)成分和物理性能穩(wěn)定。（2） 為生產(chǎn)還原性能好和高強度的燒結(jié)礦，要嚴(yán)格的控制燃料的配入量。確定合適的鐵料配比和添加熔劑的數(shù)量。（3） 為使混合料有足夠的透氣性，以獲得較高的燒結(jié)生產(chǎn)率，要求把各種含鐵原料、熔劑、燃料，在原料條件允許的條件下，做以適當(dāng)搭配。由此可見，配料在燒結(jié)生產(chǎn)工藝中是非常重要的。配料的精確程度直接影響到燒結(jié)礦的產(chǎn)量和質(zhì)量，因此要根據(jù)燒結(jié)過程的要求和燒結(jié)礦質(zhì)量的要求來進行精確的配料。四、燒結(jié)礦的破碎燒結(jié)礦為什么要進行破碎篩分從燒結(jié)機尾卸出的燒結(jié)礦，多數(shù)是300-500毫米的大塊，而且其中還夾雜著未燒結(jié)的夾生料。將大塊破碎到150毫米以下（單齒輻），不僅可以減少堵漏斗的事故，便于儲存和運輸，而且可以將大塊中的夾生料分離出來，使燒結(jié)礦質(zhì)量均勻。燒結(jié)礦經(jīng)破碎篩分后，篩出細粒，減少了轉(zhuǎn)運過程中的揚塵；這種燒結(jié)礦送到高爐，可以減少爐塵吹出量，改善了勞動環(huán)境。經(jīng)過破碎篩分的燒結(jié)礦，粒度組成均勻，進入冷卻機后，改善了冷卻機中礦層的透氣性，不僅可以提高冷卻效果，而且可以提高電耗，減少冷卻機面積。此外，燒結(jié)礦破碎篩分后分出的熱返礦，又可以直接用于混合料預(yù)熱，有利于燒結(jié)生產(chǎn)率的提高。簡單地說，燒結(jié)礦之所以要破碎篩分，一方面是便于冷卻，另一方面是強化高爐作業(yè)，再就是造成熱返礦提高燒結(jié)料的透氣性和料溫。從而強化燒結(jié)過程。2、 高爐對燒結(jié)礦質(zhì)量的要求通過長期的高爐生產(chǎn)實踐，總結(jié)出一條規(guī)律，即強化高爐生產(chǎn)應(yīng)以精料為基礎(chǔ)。也就是說，高爐生產(chǎn)的技術(shù)指標(biāo)與燒結(jié)礦的質(zhì)量有直接關(guān)系。因此，對燒結(jié)礦總的要求是：含鐵高、化學(xué)成分穩(wěn)定，強度好，粉末少，粒度均勻，還原性好。（1） 燒結(jié)礦化學(xué)成分對對高爐生產(chǎn)的影響燒結(jié)礦品位高低及波動大小，對高爐冶煉的影響很大。品位提高，單位爐容裝入的鐵量增加，高爐渣量減少，有利于提高高爐利用系數(shù)和焦比降低。鞍鋼高爐生產(chǎn)實踐證明，燒結(jié)礦品位提高1%，可降低焦比2%，高爐增產(chǎn)3%。（2） 燒結(jié)礦的物理性能對高爐冶煉的影響強度好、粉末少、粒度均勻的燒結(jié)礦有利于強化高爐的冶煉。燒結(jié)礦在運往煉鐵，裝入高爐的過程中及在爐內(nèi)的運動都受到?jīng)_擊、摩擦、擠壓等作用而使其破碎。強度差的燒結(jié)礦產(chǎn)生大量的粉末，使?fàn)t料透氣性惡化，破壞順行，影響生產(chǎn)。實踐證明，燒結(jié)礦中小于5毫米粉末每增加10%,高爐減產(chǎn)6%?8%，焦比升高。燒結(jié)礦粒度均勻，可以增加料柱空隙度，增加透氣性和改善氣流分布，有利于增產(chǎn)節(jié)焦。（3）燒結(jié)礦還原性對高爐冶煉的影響燒結(jié)礦中FeO含量的高低，是高爐原料還原性能好壞的重要標(biāo)志。一般來說，在同一原料和生產(chǎn)工藝條件下生產(chǎn)的燒結(jié)礦，F(xiàn)eO越低，還原性越好。通常情況下，燒結(jié)礦FeO降低1%，而強度變化不大時，可降低焦比1%。但燒結(jié)礦的FeO含量降低至一定范圍后會使燒結(jié)礦強度變差。所以不能單一追求降低FeO含量。五、燒結(jié)礦的冷卻1、燒結(jié)礦冷卻的目的和意義燒結(jié)礦在燒結(jié)機上燒成之后從機尾卸下時其溫度大約在750?800°C左右，對這樣赤熱的燒結(jié)礦，一般都要將其冷卻到150C以下，這是因為有以下幾個原因。（1） 保護運輸設(shè)備，使廠區(qū)培植緊湊。如果燒結(jié)礦不冷卻，運送赤熱的燒結(jié)礦就需要使用較多的專用礦車來裝載，當(dāng)燒結(jié)配比不當(dāng)、殘?zhí)枯^多時，燒結(jié)礦還會在專用的礦車中繼續(xù)燃燒，致使礦車燒壞變形，而且使用礦車時還要有較長的鐵路運輸線，會使燒結(jié)廠與煉鐵廠在配置上不得不拉的很遠。若將燒結(jié)廠冷卻就可采用膠帶機運輸，使廠區(qū)配置緊湊，少占農(nóng)田用地。（2） 保護高爐爐頂設(shè)備及高爐礦槽。燒結(jié)礦如不冷卻儲存在高爐礦槽中，會很快損壞高爐礦槽，致使有時要停止生產(chǎn)修補礦槽，影響作業(yè)率，降低產(chǎn)量。使用不經(jīng)冷卻的燒結(jié)礦，高爐爐頂溫度高（500?600C），為了保護爐頂設(shè)備，一般爐頂壓力不敢提高，大都控制在49?78kPa（4.9?7.8N/cm2）,而使用冷燒結(jié)礦的爐頂，由于燒結(jié)礦的溫度低（350C以下，實際燒結(jié)礦的溫度在150C左右），爐頂壓力可提高到98?127kPa（9.8?12.7N/cm2）,對強化高爐冶煉有利，而且使用過的冷卻燒結(jié)礦，高爐的上料系統(tǒng)及爐頂設(shè)備不易損壞，使用壽命大大提高。（3） 改善高爐、燒結(jié)廠的勞動條件。由于燒結(jié)礦冷卻后可以篩出粉末，冷燒結(jié)礦在由燒結(jié)廠到高爐礦槽以及高爐上料系統(tǒng)的一系列裝卸運輸轉(zhuǎn)運過程中所產(chǎn)生的污染環(huán)境的灰塵比熱燒結(jié)礦大大減少，從而改善了勞動條件和環(huán)境衛(wèi)生。（4） 為燒結(jié)礦的整粒及分出鋪底料創(chuàng)造了條件。燒結(jié)礦不經(jīng)過冷卻，由于溫度高，很難進行較徹底的破碎篩分以及分出燒結(jié)廠需要的鋪底料。燒結(jié)礦冷卻到150C以下，就可使用在常溫下工作的破碎機，篩子及膠帶運輸機進行冷破碎，以及多次的篩分運輸作業(yè)，較徹底的篩出粉末（5?0皿），分出鋪底料（10?20皿）。（5） 為實現(xiàn)高爐生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)代化創(chuàng)造條件?，F(xiàn)代化的高爐生產(chǎn)技術(shù)已發(fā)展到超高壓爐頂（19.6N/cm2）操作，無料鐘爐頂，膠帶機爐頂上料，外燃式熱風(fēng)爐，爐內(nèi)料位控制等等，所有這些都必須建立在燒結(jié)礦冷卻及整粒分級的基礎(chǔ)上，因而燒結(jié)礦如不冷卻也無法實現(xiàn)高爐技術(shù)現(xiàn)代化。六、 燒結(jié)礦整粒的目的和意義1、 使供給高爐的成品燒結(jié)礦粉末量降到最低限度。在整粒過程中燒結(jié)礦要經(jīng)過多次篩分，小于5啞粒級的粉末得到較徹底的篩除，一般情況下整粒后出廠的燒結(jié)礦小于5啞粒級含量小于5%,且由于經(jīng)過破碎，沒有大塊，在轉(zhuǎn)運過程中新生的小于5啞粒級不在增加。小于5啞粉末的減少大大有利于高爐料柱透氣性的改善，有利于高爐的順行，從而使高爐節(jié)焦增產(chǎn)。2、 消除大塊燒結(jié)礦，使燒結(jié)礦各級含量趨于合理。一般整粒流程中首先將燒結(jié)礦進行一次破碎，控制燒結(jié)礦上限不大于50啞（或60?。@樣就消除了燒結(jié)礦中的過大塊（100?150啞粒級），使成品燒結(jié)礦各級粒度趨于合理。過大塊燒結(jié)礦的存在使高爐布料產(chǎn)生偏析，不利于料柱透氣性的均勻分布，同時過大塊燒結(jié)礦在轉(zhuǎn)運過程中會繼續(xù)產(chǎn)生粉末（5?0啞），也對高爐料柱透氣性不利。經(jīng)過整粒后燒結(jié)礦粒度分布中，中級粒度（40?10mm或50?10mm）占有很大部分（55%?70%），這就使燒結(jié)礦粒度趨于均勻。3、 可得到滿意的鋪底料。鋪底料能起到保護算子、使燒結(jié)料燒好燒透的作用。合適的鋪底料粒度經(jīng)實踐證明是20?10m，燒結(jié)礦在冷卻后進行整粒，可篩出大于40、40?25、25?16、16?10、10?5、5?0m等各級粒度（或大于50、50?25、25?12、12?6、6?0m五級），其中20?10m（或25?12m）的粒級最合適作鋪底料，而且在整粒流程中可根據(jù)實際生產(chǎn)調(diào)節(jié)數(shù)量，以充分滿足鋪底料所需的量，當(dāng)數(shù)量增多時即可隨時將這一粒級轉(zhuǎn)入成品系統(tǒng)作為合格的燒結(jié)礦，從國內(nèi)幾個有整粒工藝且以投產(chǎn)的燒結(jié)廠實踐中已證明，通過整粒流程可以得到滿意的鋪底料。4、 使燒結(jié)礦強度提高。整粒后的大塊燒結(jié)礦經(jīng)破碎篩分及多次落差轉(zhuǎn)運，已磨掉和篩出了大塊中未黏結(jié)好的顆粒，因而出廠燒結(jié)礦的轉(zhuǎn)鼓強度、篩分指數(shù)都有所提高。曾作過試驗，對有無鋪底料的燒結(jié)礦取樣作礦相鑒定表明，有整粒鋪底料的試樣鐵酸鈣含量多，發(fā)育完整，有助于機械強度的改善。5、 高爐獲得利益。由于整粒后燒結(jié)礦粒度均勻，粉末減少平均粒度增加。影響高爐中氣流阻力最大的小于10m粒級的減少，使高爐料柱透氣性大為改善，為強化高爐冶煉創(chuàng)造了物質(zhì)基礎(chǔ)，有利于高爐順行，結(jié)果高爐焦比降低，產(chǎn)量上升。七、 燒結(jié)礦噴灑CaCl21、燒結(jié)礦、球團礦的低溫還原粉化是影響高爐生產(chǎn)的重要因素之一。改善燒結(jié)礦低溫還原粉化的措施一般為提高燒結(jié)礦中的FeO含量；增加燒結(jié)礦中MgO量；