铁矿粉烧结生产工艺流程培训课程(DOC 29页).doc

铁矿粉烧结生产工艺流程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。图2-4 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 28.6%为磁铁矿；磁性率=28.6%14.3%为半假象赤铁矿；磁性率 3.5）、褐铁矿及镜铁矿都不能用磁性率来衡量。磁铁矿结晶结构很致密，所以它的还原性比其它铁矿差。 、赤铁矿石 主要的含铁矿物为赤铁矿，化学式为Fe2O3，含铁70%，含氧30%。它的结晶外形为片状和板状集合体，片状表面有金属光泽，明亮如镜的叫镜铁矿；细小片状的叫云母状赤铁矿；红土状赤铁矿（铁赭石）系红色粉末，没有光泽。此外还有胶体沉积形成的鲕状、豆状和肾状等集合体。结晶的赤铁矿外表颜色为钢灰色和铁黑色，其它为暗红色，但条痕色均为暗红色。赤铁矿的物理组织结构相差很悬殊，由非常致密的结晶到很松散的粉末。结晶的赤铁矿硬度达到5.56，土状及粉状则硬度很低，赤铁矿的比重为4.85.3。在赤铁矿中往往含有18%的残余磁铁矿以及部分风化而生成的褐铁矿，脉石常常为石英质。一般含硫、磷低，因此可用来冶炼低磷贝氏铁。赤铁矿还原性好。 、褐铁矿石 主要含铁矿物为含水的Fe2O3，它的化学组成可用mFe2O3 nH2O来表示。根据含结晶水的不同，褐铁矿可分为以下五种类型： 水赤铁矿（2Fe2O3H2O）：含5.23%的结晶水，66.1%铁；针铁矿（Fe2O3H2O）：含10.11%的结晶水，62.9%铁；褐铁矿（2Fe2O33H2O）：含14.39%的结晶水，60.0%铁；黄针铁矿（Fe2O32H2O）：含18.37%的结晶水，57.2%铁；黄赭石（2Fe2O33H2O）：含25.23%的结晶水，52.2%铁。 自然界的褐铁矿大部分以2Fe2O33H2O形态存在。褐铁矿的密度为3.04.2克/厘米3，硬度14。由于褐铁矿是其它铁矿风化后生成的，所以质地松软、密度小、含水大。因此不宜直接入炉，必须经过焙烧或造块。自然界中褐铁矿的富矿很少，一般含铁3755%。由于褐铁矿多存在于水成岩中，所以脉石多为可溶性的碳酸盐、磷酸盐、硫酸盐等盐类溶解后留下的矿物，或者在矿床生成时从混浊状沉积下来的泥土、铝土矿等。因而褐铁矿的硫、磷、砷等有害元素的含量一般较高。 、菱铁矿石 主要含铁矿物为菱铁矿，其化学式为FeCO3。菱铁矿含Fe48.2%，FeO62.1%，CO237.9%。自然界中常见的一种是坚硬的菱铁矿，其外表颜色为带黄褐色褐灰色，风化后变为深褐色。条痕色为灰色或带黄色。玻璃光泽，密度为3.9克/厘米3，硬度为3.54。菱铁矿露出地表面部分，很容易风化成褐铁矿。在自然界中分布较广的为粘土质菱铁矿，它是沉积于泥沙中的矿床，夹杂不少泥土与泥沙。有时还和泥碳状的物质共生而呈黑色。被称为碳质铁矿。菱铁矿常夹杂有镁、锰、钙等碳酸盐，这些碳酸盐的结晶体都是同一类型的菱面体。菱铁矿石一般含铁Fe3040%。经过焙烧后，其含铁量显著增加，矿石也变得多孔，易破碎，其还原性也好。 2、锰矿石 锰矿石是用来制造锰烧结矿供高炉冶炼锰铁得原料。有时在铁矿烧结配料中加入少量锰矿粉，其目的使高炉炉渣的MnO含量达到610%，以降低炉渣的粘度，提高炉渣的流动性。锰矿粉对于提高烧结的产量及质量也是有利的。但锰矿的价格比较贵，因此在一般情况下烧结不配加锰矿粉。自然界蕴藏着很丰富的锰矿资源，但在目前技术条件下可供开采的锰矿却为数不多。主要有软锰矿、硬锰矿、水锰矿、褐锰矿及菱锰矿。烧结物理化学过程烧结过程是许多物理化学变化的综合过程。这个过程不仅错综复杂，而且瞬息万变，在几分钟甚至几秒钟内，烧结料就因强烈的热交换而从70以下被加热到12001400，与此同时，它还要从固相中产生液相，然后液相又被迅速冷却而凝固。这些物理化学变化包括：1、燃料的燃烧和热交换；2、水分的蒸发及冷凝；3、碳酸盐的分解，燃料中挥发分的挥发；4、铁矿物的氧化、还原与分解；5、硫化物的氧化和去除；6、固相间的反应与液相生成；7、液相的冷却凝结和烧结矿的再氧化等。 第一节 燃料的燃烧和热交换一、烧结矿生产使用的燃料 烧结生产使用的燃料分为点火燃料和烧结燃料两种。 1、点火燃料 现在烧结使用的点火燃料有气体燃料（高炉煤气、焦炉煤气、发生炉煤气和天然气等）和液体燃料（重油）两种，发生炉煤气在这里不再介绍，因固体燃料已经不再使用，在这里也不做介绍。 、气体燃料： 、高炉煤气高炉煤气是高炉冶炼时的一种副产品。高炉每炼一吨生铁可以获得35004000米3的高炉煤气。其成分随冶炼时所采用的燃料种类及高炉操作条件而不同。一般含有大量氮、二氧化碳等气体（约占6370%）。因此，它的发热量不高，约为8501100千卡/标米3（其成分见表2-1），若不经过预热，高炉煤气燃烧温度达不到1250，高炉煤气中一般含尘量为5080毫克/米3，所以必须除尘后才能应用。做为烧结点火用的煤气含尘量不应大于30毫克/米3，经过除尘后高炉煤气含尘量可以降至520毫克/米3，煤气温度在40以下。输送到烧结厂的煤气压力一般为300毫米水柱左右。 表21 高炉煤气成分成分CO2COCH4 H2N2发热量千卡/米3范围 %9.015.525310.30.52.03.055588501100、焦炉煤气焦炉煤气是炼焦过程产生的副产品。平均每吨干煤炼焦时可产生320米3的焦炉煤气，约占全部产品的17.6%，经过洗涤后的煤气含焦油量为0.000.02克/标米3，用于烧结的焦炉煤气的发热量为4000千卡/标米3左右（其成分见表2-2）。 表22 焦炉煤气成分成分H2COCH4CO2N2O2发热量千卡/米3范围 %54595.57.023281.52.5350.31.731604580、天然气天然气是由地下开采出来的可燃性气体，它的发热量很高可达80009000千卡/标米3，主要可燃物质是甲烷（CH4）（其成分见表2-3）。 表23 天然气气成分成分H2COCH4H2SH2N2O2发热量千卡/米3范围 %0.40.80.10.385950.90.40.81.55.00.20.380009000、液体燃料： 石油是天然的液体燃料，也称为原油。它基本上由炭、氢、氮、氧、硫五种元素组成。将石油加热分馏后，比重最大的残留物就是重油。重油具有发热值高（大于9000千卡/公斤）、粘性大等特点。呈黑褐色或绿褐色的粘稠液状，比重约为0.90.96公斤/立升。重油的灰分含量非常低，一般不超过0.3%。重油按粘度不同，可分为20号、60号、200号几种，重油粘度越大，含氢量越少，重油含的杂质主要是少量的硫化物、氧化物、水分以及混入的机械杂质。我国重油的含硫量都在1%以下，重油的着火点约为500600。 2、烧结燃料 烧结燃料主要指在料层内燃烧的固体燃料，最常用的是碎焦粉粉末和无烟煤等。 、碎焦粉末焦碳是炼焦煤在隔绝空气高温加热后的固体产物。碎焦粉末是高炉用的焦碳的筛下物，粒度一般小于25毫米。焦碳的质量的好坏，主要从它的化学成分、物理机械性能、物理化学性质几方面来衡量。焦碳的化学成分通常以工业分析测得。主要有固定炭、灰分、挥发分和含硫量。焦碳的物理机械性能主要指机械强度（如耐磨性和抗冲击强度、抗压强度）及筛分粒度组成。焦碳的物理化学性质是指其燃烧性和反应性。燃烧性是指焦碳与氧在一定温度下的反应速度。反应速度越快，燃烧反应性越高，一般反应性好的焦碳燃烧性也好。 、无烟煤随着煤炭化的程度不同，煤中的挥发物含量的差别是很大的。炭化程度越高，它的挥发分含量也就越少。