烧结工艺标准规范标准经过流程图.docx

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烧结工艺标准规范标准经过流程图

烧结工艺流程图：

图片：

烧结工艺流程图：

烧结是钢铁生产工艺中的一个重要环节，它是将铁矿粉、粉（无烟煤）和石灰按一定配比混匀。

经烧结而成的有足够强度和粒度的烧结矿可作为炼铁的熟料。

利用烧结熟料炼铁对于提高高炉利用系数、降低焦比、提高高炉透气性保证高炉运行均有一定意义。

由于烧结技术具体的作用和应用太广泛了,以下介绍一下烧结生产在钢铁工业粉矿造块的意义和作用

我国的铁矿石大部分都是贫矿，贫矿直接入炉炼铁是很不合算b，因此必须将贫矿进行破碎、选出高品位的精矿后，再将精矿粉造块成为人造富矿才能入高炉冶炼。

所以，粉矿造块是充分合理利用贫矿的不可缺少的关控环节。

富矿的开采过程中要产生粉矿，为了满足高炉的粒度要兔在整较过程中也会产生粉矿，粉矿直接入炉会51起高炉不顺。

恶化高炉技术经济指标，因此粉矿也必须经过造块才能入炉。

粉矿经过迭决后，可以进一步控制相改善合铁原料的性肠获得气孔串高、还原性好、强度合适、软熔温度较高、成份稳定的优质冶金原料，有助于炉况的稳定和技术经济指标的改善。

粒矿造块过程中，还可以除去部份有害杂质，如硫、氟、砷、锌等，有利于提高生铁的质量。

因为人造富矿比天然富矿更具有优越性，成为了现代商炉原料的主要来源。

粉矿迭块还可综合利用含铁、合被、台钙的粉状工业废料，如高炉炉尘、钢迢、轧钢皮、均热炉渣、硫酸渣、染料铁红、电厂烟尘灰笔适当配入可以成为廉价的高炉好原料，又可以减少环境污染，取得良好的经济效益和社会效益。

粉矿造铁是现代高炉冶炼并获得优质高产的基础，对于高炉冶炼有君十分重要的意义，是钢铁工业生产必不可少的重要工序，对钢铁生产的发展起着重要作用。

1．2粉矿造块的方法

粉矿造块方法很多，主要是烧结矿和球团矿。

此外，还有压制方团矿、辊压团矿、蒸养球团t碳酸化球团，其成球方式和固结方法与球团矿不同，还有小球烧结，国外称为HPs球团化挠结矿，界于球团和烧结之间；还有铁焦生产，是炼焦和粉矿造块相结合。

球团矿的焙烧方法主要乞竖队带式焙烷仇链蓖机—回转窃。

目前地方小铁厂还有平地堆烷的。

烧结方法主要有吹风烧结法和抽风烧结法两大类。

吹风烧结有平地堆挠、饶结识、挠结盘，抽风烧结有路式侥结、艰面步进式烧绍机、带式烧结机、环形挠结机电即日本矢作式）。

国内外苫遍采用的是常式抽风烧结机，在我国地方小铁广还有相当一部分用平地吹风堆烧和箱式抽风烧结。

比外，还有回转窑浇结法、悬浮烧结法。

所谓“烧结”就是指粉状物料加热到熔点以下而粘结成固体的现象.

烧结过程简单来说，就是把品位满足要求，但粒度却不满足的精矿与其他辅助原料混合后在烧结机上点火燃烧，重新造块，以满足高炉的要求。

点火器就是使混合料在烧结机上燃烧的关键设备，控制好点火器的温度、负压等，混合料才能成为合格的烧结成品矿。

烧结的主要体系是,配料,混料,看火等。

看火的经验:

看火主要控制的三点温度是;点火温度,终点温度,和总管废气温度。

一般来说把终点温度控制在倒数第2号风箱的温度。

 铁矿粉造块

铁矿粉造块目前主要有两种方法：

烧结法和球团法。

两种方法所获得的块矿分别为烧结矿和球团矿。

铁矿粉造块的目的：

◆综合利用资源，扩大炼铁用的原料种类。

◆去除有害杂质，回收有益元素，保护环境。

◆改善矿石的冶金性能，适应高炉冶炼对铁矿石的质量要求。

一、铁矿粉烧结生产

1.烧结的概念

将各种粉状含铁原料，配入适量的燃料和熔剂，加入适量的水，经混合和造球后在烧结设备上使物料发生一系列物理化学变化，将矿粉颗粒黏结成块的过程。

2.烧结生产的工艺流程

目前生产上广泛采用带式抽风烧结机生产烧结矿。

烧结生产的工艺流程如图2—4所示。

主要包括烧结料的准备，配料与混合，烧结和产品处理等工序。

图2-4 抽风烧结工艺流程

  ◆烧结原料的准备

  ①含铁原料

含铁量较高、粒度<5mm的矿粉，铁精矿，高炉炉尘，轧钢皮，钢渣等。

一般要求含铁原料品位高，成分稳定，杂质少。

②熔剂

要求熔剂中有效CaO含量高，杂质少，成分稳定，含水3％左右，粒度小于3mm的占90％以上。

在烧结料中加入一定量的白云石，使烧结矿含有适当的MgO，对烧结过程有良好的作用，可以提高烧结矿的质量。

③燃料

 主要为焦粉和无烟煤。

对燃料的要求是固定碳含量高，灰分低，挥发分低，含硫低，成分稳定，含水小于10％，粒度小于3mm的占95％以上。

对入厂烧结原料的一般要求见表2—2。

表2-2　入厂烧结原料一般要求

◆配料与混合

①配料

配料目的：

获得化学成分和物理性质稳定的烧结矿，满足高炉冶炼的要求。

常用的配料方法：

容积配料法和质量配料法。

容积配料法是基于物料堆积密度不变，原料的质量与体积成比例这一条件进行的。

准确性较差。

质量配料法是按原料的质量配料。

比容积法准确，便于实现自动化。

②混合

混合目的：

使烧结料的成分均匀，水分合适，易于造球，从而获得粒度组成良好的烧结混合料，以保证烧结矿的质量和提高产量。

混合作业：

加水润湿、混匀和造球。

根据原料性质不同，可采用一次混合或二次混合两种流程。

一次混合的目的：

润湿与混匀，当加热返矿时还可使物料预热。

二次混合的目的：

继续混匀，造球，以改善烧结料层透气性。

用粒度10～Omm的富矿粉烧结时，因其粒度已经达到造球需要，采用一次混合，混合时间约50s。

使用细磨精矿粉烧结时，因粒度过细，料层透气性差，为改善透气性，必须在混合过程中造球，所以采用二次混合，混合时间一般不少于2．5～3min。

我国烧结厂大多采用二次混合。

◆烧结生产

烧结作业是烧结生产的中心环节，它包括布料、点火、烧结等主要工序。

①布料

将铺底料、混合料铺在烧结机台车上的作业。

  当采用铺底料工艺时，在布混合料之前，先铺一层粒度为10～25mm，厚度为20～25mm的小块烧结矿作为铺底料，其目的是保护炉箅，降低除尘负荷，延长风机转子寿命，减少或消除炉箅粘料。

铺完底料后，随之进行布料。

布料时要求混合料的粒度和化学成分等沿台车纵横方向均匀分布，并且有一定的松散性，表面平整。

目前采用较多的是圆辊布料机布料。

②点火　

点火操作是对台车上的料层表面进行点燃，并使之燃烧。

点火要求有足够的点火温度，适宜的高温保持时间，沿台车宽度点火均匀。

  点火温度取决于烧结生成物的熔化温度。

常控制在1250±50℃。

  点火时间通常40～60s。

点火真空度4～6kPa。

点火深度为10～20mm。

③烧结

准确控制烧结的风量、真空度、料层厚度、机速和烧结终点。

烧结风量：

平均每吨烧结矿需风量为3200m3，按烧结面积计算为（70～90）m3／（cm2．min）。

真空度：

决定于风机能力、抽风系统阻力、料层透气性和漏风损失情况。

料层厚度：

合适的料层厚度应将高产和优质结合起来考虑。

国内一般采用料层厚度为250～500mm。

  机速：

合适的机速应保证烧结料在预定的烧结终点烧透烧好。

实际生产中，机速一般控制在1.5～4m／min为宜。

  烧结终点的判断与控制：

控制烧结终点，即控制烧结过程全部完成时台车所处的位置。

中小型烧结机终点一般控制在倒数第二个风箱处，大型烧结机控制在倒数第三个风箱处。

  带式烧结机抽风烧结过程是自上而下进行的，沿其料层高度温度变化的情况一般可分为5层，各层中的反应变化情况如图2—5所示。

点火开始以后，依次出现烧结矿层，燃烧层，预热层，干燥层和过湿层。

然后后四层又相继消失，最终只剩烧结矿层。

图2-5烧结过程各层反应示意图

①烧结矿层

经高温点火后，烧结料中燃料燃烧放出大量热量，使料层中矿物产生熔融，随着燃烧层下移和冷空气的通过，生成的熔融液相被冷却而再结晶（1000—1100℃）凝固成网孔结构的烧结矿。

这层的主要变化是熔融物的凝固，伴随着结晶和析出新矿物，还有吸入的冷空气被预热，同时烧结矿被冷却，和空气接触时低价氧化物可能被再氧化。

②燃烧层

燃料在该层燃烧，温度高达1350～1600℃，使矿物软化熔融黏结成块。

该层除燃烧反应外，还发生固体物料的熔化、还原、氧化以及石灰石和硫化物的分解等反应。

③预热层 

由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，一般为400～800℃。

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，磁铁矿局部被氧化。

④干燥层 

干燥层受预热层下来的废气加热，温度很快上升到100℃以上，混合料中的游离水大量蒸发，此层厚度一般为l0～30mm。

实际上干燥层与预热层难以截然分开，可以统称为干燥预热层。

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

从干燥层下来的热废气含有大量水分，料温低于水蒸气的露点温度时，废气中的水蒸气会重新凝结，使混合料中水分大量增加而形成过湿层。

此层水分过多，使料层透气性变坏，降低烧结速度。

  烧结过程中的基本化学反应

  ①固体碳的燃烧反应

固体碳燃烧反应为：

反应后生成C0和C02，还有部分剩余氧气，为其他反应提供了氧化还原气体和热量。

燃烧产生的废气成分取决于烧结的原料条件、燃料用量、还原和氧化反应的发展程度、以及抽过燃烧层的气体成分等因素。

②碳酸盐的分解和矿化作用 

烧结料中的碳酸盐有CaC03、MgC03、FeC03、MnC03等，其中以CaC03为主。

在烧结条件下，CaC03在720℃左右开始分解，880℃时开始化学沸腾，其他碳酸盐相应的分解温度较低些。

碳酸钙分解产物Ca0能与烧结料中的其他矿物发生反应，生成新的化合物，这就是矿化作用。

反应式为：

CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2

CaCO3+Fe2O3=CaO·Fe2O3+CO2

如果矿化作用不完全，将有残留的自由Ca0存在，在存放过程中，它将同大气中的水分进行消化作用：

CaO+H2O=Ca（OH）2

使烧结矿的体积膨胀而粉化。

  ③铁和锰氧化物的分解、还原和氧化

  铁的氧化物在烧结条件下，温度高于l300℃时，Fe203可以分解：

Fe304在烧结条件下分解压很小，但在有Si02存在、温度大于1300℃时，也可能分解：

  二、球团矿生产

1.球团矿的概念

把细磨铁精矿粉或其他含铁粉料添加少量添加剂混合后，在加水润湿的条件下，通过造球机滚动成球，再经过干燥焙烧，固结成为具有一定强度和冶金性能的球型含铁原料。

  2.球团矿生产迅速发展的原因：

◆天然富矿日趋减少，大量贫矿被采用。

铁矿石经细磨、选矿后的精矿粉，品位易于提高。

过细精矿粉用于烧结生产会影响透气性，降低产量和质量。

细磨精矿粉易于造球，粒度越细，成球率越高，球团矿强度也越高。

◆球团法生产工艺的成熟。

从单一处理铁精矿粉扩展到多种含铁原料。

生产规模和操作也向大型化、机械化、自动化方向发展。

技术经济指标显著提高。

球团产品也已用于炼钢和直接还原炼铁等。

◆球团矿具有良好的冶金性能：

粒度均匀、微气孔多、还原性好、强度高，有利于强化高炉冶炼。

3.球团矿生产的工艺流程

一般包括原料准备、配料、混合、造球、干燥和焙烧、冷却、成品和返矿处理等工序，如图2-6所示。

图2-6　球团矿生产的工艺流程