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文档简介
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24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。 抽风烧结工艺流程 烧结原料的准备 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。 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。 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22。 入厂烧结原料一般要求 配料与混合 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。 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10Omm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253min。 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。 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1025mm,厚度为2025mm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。 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125050。 点火时间通常4060s。 点火真空度46kPa。 点火深度为1020mm。 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(7090)m3(cm2min)。 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250500mm。 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1.54mmin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25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。 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(10001100)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。 燃烧层 燃料在该层燃烧,温度高达13501600,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。 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400800。 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。 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l030mm。 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。 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 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。 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。 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.炼铁厂烧结系统执行“精心备料、低碳厚料、稳定水碳、烧透冷好”的操作方针,通过“四个狠抓”,优化管理,破解难题,确保优质烧结矿入炉。2月份,烧结矿品位稳定率高达99.36%,烧结矿小粒度组成从1月份的16%降低到10%,烧结矿低温还原粉化率大幅度改善,转鼓强度创出了79.23%的新高。 一是狠抓铁矿粉的配比,稳定烧结矿品位。为了更好地了解铁矿粉的性能和最佳配比,技术人员进行烧结杯试验研究,摸索、确定合理的配比值。通过计算和现场实践,对高品位、低烧损的巴卡粉和结晶水含量高、品位低的扬地粉进行合理调配,确保烧结矿品位、强度和冶金性能的最优化。 二是狠抓原燃料配料精度,从源头控制好配料量。配料人员对现场所有种类的烧结原燃料每班三次以上测料,对于有偏差的及时校验,做到配比精准度达到百分之百。操作人员在生产组织上最大限度地减少烧结机停机次数,确保上料量的均衡稳定。破碎系统为解决白云石氧化镁含量低、用量大的难题,实行了24小时精细破碎制度,及时对筛网进行检查和更换,全力确保3mm的熔剂和燃料粒度达到80%以上。 三是狠抓烧结工艺的优化,化解影响质量的不利因素。为解决烧结布料过程中布料不均匀两边欠料造成两侧有生料、机尾出现红块的现象,技术人员和一线职工实施改变布料闸门形状、改变混合料小矿槽的衬板材质、改变布料器两侧挡板安放角度和形状等改造,彻底解决了烧结机边缘效应的问题,达到了料面形状呈弧形的预期效果,大大提高了烧结矿的成品率。 四
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