烧结工艺流程.doc

烧结工艺流程介绍 - 冶金自动化系列专题 【导读】：为了保证供给高炉的铁矿石中铁含量均匀，并且保证高炉的透气性，需要把选矿工艺产出的铁精矿制成10-25mm的块状原料。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。本专题将详细介绍烧结生产的工艺流程，主要工艺设备的工作原理以及控制要求等信息，其次，我们将简要介绍球团法生产的工艺流程，主要工艺设备的工作原理以及控制要求等信息。由于时间的仓促和编辑水平有限，栏目中难免出现遗漏或错误的地方，欢迎大家补充指正。【发表建议】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。铁矿粉造块的方法：烧结法和球团法。铁矿粉造块后的产品：分别为烧结矿和球团矿。（供高炉炼铁生产的主要原料）一、烧结生产的工艺流程介绍：查看 冶金自动化频道 - 烧结频道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、高炉炉尘、轧钢皮、钢渣按一定配比混匀。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。烧结生产的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下所示。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。烧结的原材料准备: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。烧结的配料与混合: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。配料方法：质量配料法，即按原料的质量配料；通过电子计量设备，按一定比例配兑原材料。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。混合的方法：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，为改善高炉透气性，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。配料与混合的主要设备:电子计量称：对放置在皮带上并随皮带连续通过的松散物料进行自动称量的衡器。主要有机械式(常见的为滚轮皮带秤)和电子式两大类。电子皮带秤是使用最广泛的皮带秤。由承重装置、称重传感器、速度传感器和称重显示器组成。 【查看工作原理】主要用到的自动化产品：称重传感器、速度传感器、数显表、变频器、电动机混合机：混合机械是利用机械力和重力等，将两种或两种以上物料均匀混合起来的机械。混合机械广泛用于各类工业和日常生活中。常用的混合机械分为气体和低粘度液体混合器、中高粘度液体和膏状物混合机械、热塑性物料混合机、粉状与粒状固体物料混合机械四大类。 【查看工作原理】主要用到的自动化产品：断路器、接触器、电动机烧结生产：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。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。查看更详细的生产工艺流程： 铁矿粉烧结生产工艺流程 二、球团矿生产工艺流程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。球团矿生产的流程：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，如下图所示。球团矿的生产流程中，配料、混合与烧结矿的方法一致；将混合好的原料经造球机制成10-25mm的球状。球团矿生产中的主要设备：圆盘造球机：将焦炭粉、石灰石粉或生石灰、铁精矿粉混合后，输入圆盘造球机上部的混合料仓内，均匀地向造球机布料，同时由水管供给雾状喷淋水，倾斜（倾角一般为40一50）布置的圆盘造球机，由机械传动旋转，混合料加喷淋水在圆盘内滚动成球。 【查看工作原理】主要用到的自动化产品：断路器、接触器、电动机带式焙烧机：带式焙烧机工艺使球团焙烧的整个工艺过程干燥、预热、焙烧、冷却都在一个设备上完成，具有工艺过程简单、布置紧凑、所需设备吨位轻等特点，为工厂缩小占地面积、减少工程量、实现焙烧气体的循环利用以及降低热耗和电耗创造了条件。【查看工作原理】主要用到的自动化产品：断路器、接触器、电动机查看更详细的工艺流程介绍：球团矿生产工艺流程 与烧结和球团相关的知识：烧结工艺烧结矿的冷却与整粒 烧结工艺烧结机的生产操作 烧结工艺烧结机布料与点火制度 烧结工艺混合与制粒 烧结工艺配料工艺及计算 烧结工艺烧结原料的准备及加工处理 烧结工艺烧结物理化学过程 烧结工艺烧结基础知识 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。表2-2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。图2-5烧结过程各层反应示意图烧结矿层 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+CO2CaCO3+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：球团矿生产工艺流程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带式焙烧工艺介绍带式焙烧工艺可以说是受带式烧结机的启示而发展起来的。1 、带式焙烧机不同于带式烧结机 细磨铁精矿球团的焙烧和铁矿粉的烧结，在固结原理上有着本质上的不同，致使其在工业生产技术上也有着很大的不同。因而要想把一般的烧结机改造成带式焙烧机将是十分复杂和困难的。 带式焙烧机从外形上看，和烧结机十分相似，但在设备结构上存在很大的区别。如，台车的结构和支架的承力，风箱的分布和密封的要求上部炉罩的设置和密封，风流的走向（不像烧结机那样是单一的抽风，而是既有抽风又有鼓风），布料方式，成品的排出和台车运行速度等，都不相同，特别是本体的材质更是完全不同。为了能长期安全地承受最高焙烧气体的温度（1300 ），而不得不采用耐高温性能极好的特殊合金钢。在国外带式焙烧机发展的过程中，曾因材质不过关而一度受挫，而使得同时正在开发的链篦机回转窑得到了极大的发展。因为链篦机回转窑工艺是将焙烧过程的最高温度段放在设有耐火炉衬的回转窑中进行，这样就顺利解决了在高温焙烧中的材质问题。而带式焙烧机在使用铺底铺边料和台车采用耐高温合金特殊钢的材质后才得以过关并获得大发展。2、带式焙烧机工艺的优点 1）球团焙烧的整个工艺过程干燥、预热、焙烧、冷却都在一个设备上完成，具有工艺过程简单、布置紧凑、所需设备吨位轻等特点，为工厂缩小占地面积、减少工程量、实现焙烧气体的循环利用以及降低热耗和电耗创造了条件。2）能适应扩大生产规模的要求和实现大型化的要求。其最大已达到750 m2，单机产量达500万t以上。3）对原料的适应性比竖炉强。这是因为在整个焙烧过程中，球团都处于静料层状态，不会因升温过程中球团本身强度的变化（时高时低）和球与球之间的相对运动而产生粉末。因而带式焙烧工艺基本适应于所有的矿种。 4）由于热系统的合理设置和管路短，在理论上讲，带式焙烧机的热耗可以达到最低水平，而且在实践中也创造出了最好记录。3 带式培烧机的缺点 1）耐高温特殊合金钢的用量大、档次高。在目前国产化的条件下有较大的难度，特别在质量方面很难保证。 2）在生产过程中，对原料的稳定性要求高。这是由于焙烧（干燥、预热、焙烧、冷却）的全过程均在同一个设备上进行，靠调整机速来改变球团在各阶段的停留时间是不可能的。如要改变，除非改变上部炉罩的分段和风箱的配置，这将是十分麻烦的。 因而带式焙烧机的建设一般适合于大型矿业公司和原料供应长期相当稳定的钢铁厂，例如南美的一些厂家等。在日本，钢铁工业发展早期建设球团厂时，由于考虑到了原料来源的复杂性，在设计和制造了带式焙烧机后，也没有采用。这是值得我们注意和思考的。 3）成品球团的质量有不均匀的现象。由于球团在升温过程中，上下料层在各段炉罩的最高温度下停留时间的长短相差很大，因而会影响到成品球团矿的最终强度。另外炉罩内温度和在台车上多多少少存在的边缘效应，也会影响成品球团矿的质量。 4）必须使用高热值的煤气和重油作燃料。使用煤的实践在工业上没有长期成功的经验。鲁奇公司曾研究过一项在上部风罩中喷煤燃烧的专利技术，但仅在印度德穆克雷得厂使用了一个月后就不再继续了。 带式焙烧机工艺是一项十分成熟的球团生产工艺，但也受到一些条件（如原料、燃料和设备制造材料）的制约，在采用该工艺时，需要十分认真地对待。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。烧结工艺烧结矿的冷却与整粒一、烧结矿冷却的目的和意义 烧结矿在烧结机上烧成后从机尾卸下时其温度大约在6001000，对这样的赤热烧结矿，在现代化得烧结厂中，一般却要将其冷却到150以下，这是因为以下几个原因： 1、保护运输设备，使厂区配置紧凑。如果烧结矿不冷却，运送赤热得烧结矿就需要使用较多得专用矿车来装载，当烧结配比不当、残碳较多时，烧结矿还会在专用得矿车中继续燃烧，致使矿车烧坏变形，而且使用矿车时还要有较长的铁路运输线，会使烧结厂与炼铁厂在配置上不得不拉得很远。若将烧结矿冷却就可采用胶带机运输，使厂区配置紧凑，少占农田用地。 2、保护高炉炉顶设备及高炉矿槽。烧结矿如不冷却贮存在高炉矿槽之中，会很快损坏高炉矿槽，致使有时要停止生产修补矿槽，影响作业率，降低产量。使用不经过冷却得烧结矿，高炉炉顶温度高，为了保护炉顶设备，一般炉顶压力不敢提高。而使用冷烧结矿，可以提高炉顶压力，对强化高炉冶炼、提高产质量有利，高炉的上料系统及炉顶设备不易损坏，使用寿命也大大提高了。 3、改善高炉、烧结厂的劳动条件。由于烧结矿冷却后可以筛除粉末，冷烧结矿在由烧结厂到高炉矿槽以及高炉上料系统的一系列装卸运输运转过程所产生的污染环境的灰尘比热烧结矿大大减少，从而改善了劳动条件和环境卫生。 4、为烧结矿的整粒及分出铺底料创造了条件。烧结矿不经过冷却，由于温度高，很难进行较彻底的破碎筛分以及分出烧结厂需要的铺底料。烧结矿冷却到150以下，就可使用在常温下工作的破碎机，筛子及胶带运输机进行冷破碎，以及多次的筛分运输作业，较彻底地筛除粉末（50mm），分出铺底料（1020mm）。 5、为实现高炉生产技术现代化创造条件。现代化的高炉生产技术已发展到超高压炉顶操作，无料钟炉顶，胶带机炉顶上料，外燃式热风炉，炉内料位控制等等，所有这些都必须建立在烧结矿冷却及整粒分级的基础上，因而烧结矿如不冷却也无法实现高炉技术现代化。 二、烧结矿的冷却方法 烧结矿的冷却方法很多，从方法上来分，有自然冷却和强制通风冷却两类；从冷却的地点和设备来分，有烧结机外冷却和烧结机上冷却两种。 1、烧结机外冷却，即烧结矿在烧结机上烧成之后卸出来，另外进行冷却，其方法有以下几种： （1）在空气中自然冷却。由于效率低、时间长、不能连续作业、环境条件差等原因，现在已不再采用。 （2）强制通风冷却。热烧结矿在卸离烧结机后，经过筛分，除去粉末，然后在特制的冷却机中强制通风的办法使其冷却下来。强制通风的方法有两种：一种是抽风冷却，另一种是鼓风冷却。采用强制通风的冷却机的种类很多，主要有鼓风或抽风带式冷却机、鼓风或抽风环式冷却机、盘式冷却机、格式冷却机、塔式振动冷却机、水平式振动冷却机等，使用效果较好的有鼓风或抽风带式冷却机、鼓风或抽风环式冷却机。 2、机上冷却。机上冷却的方法是将烧结机延长，将烧结机的前段作为烧结段，后段作为冷却段，当台车上的混合料在烧结段已烧成为烧结矿后，台车继续前进，进入冷却段，通过抽风将热烧结矿冷却下来，冷却的空气是通过烧结饼的裂缝、孔隙以及冷却过程中因收缩而新产生的裂隙将烧结矿冷却下来，一般情况下烧结段与冷却段备有专用的风机。 三、烧结矿整粒的目的和意义 烧结矿的整粒，就是对烧结矿进行破碎、筛分、控制烧结矿上、下限粒度，并按需要进行粒度分级，以达到提高烧结矿质量的目的。烧结机的铺底料也在筛分过程中分出。经过整粒后的烧结矿粒度均匀、粉末少、强度高，对改善高炉冶炼指标有很大作用。一般情况下，烧结矿整粒后保持在505mm（或605mm，对于小型高炉可保持在355mm）范围内，其中经整粒后的粉末含量（50mm），不超过5%。 烧结矿整粒可以达到以下目的： 1、使供给高炉的成品烧结矿粉末量降到最低限度。在整粒过程中烧结矿要经过多次筛分，小于5mm粒级的粉末得到较彻底的筛除，一般情况下整粒后出厂的烧结矿小于5mm粒级含量小于5%，且由于经过破碎，没有大块，在运转过程中新生的小于5mm粒级不再增加。小于5mm的粉末减少大大有利于高炉料柱透气性的改善，有利于高炉的顺行，从而使高炉节焦增产。 2、消除大块烧结矿，烧结矿各级含量趋于合理。一般整粒流程中首先将烧结矿进行一次冷破碎，控制烧结矿的上限不大于50mm（或60mm），这样就消除了烧结矿中的过大块（100150mm粒级），使成品烧结矿各级粒度趋于合理。过大块烧结矿的存在使高炉布料产生偏析，不利于料柱透气性的均匀分布。 3、可得到满意的铺底料。铺底料能起到保护炉箅子，使烧结料烧好烧透的作用。 4、使烧结矿强度提高。整粒后大块烧结矿经破碎筛分及多次落差转运，已磨掉和筛除了大块中未粘结好的颗粒，因而出厂烧结矿的转鼓强度、筛分指数都有所提高。烧结工艺烧结机的生产操作烧结机的生产操作内容包括：生产的工艺联系，设备的开停管理，点火温度的控制，混合料的水分、碳量的控制，料层厚度的选择和烧结机速度的控制，真空制度和烧结终点的控制。这里着重介绍后三点的操作。 一、烧结机机速与料层高度 烧结机机速与料层高度对烧结过程和产质量有着直接的影响。烧结机速度只允许在较窄的范围内调整。它主要根据料层的垂直烧结速度来决定，目的在于保证烧结终点能在预定的地区完结。所谓料层的垂直烧结速度就是在烧结过程中，混合料料层自上而下烧结，燃烧层厚度方向的移动速度，以毫米/分来表示。 料层厚度对烧结过程热利用及烧结矿成品率的影响是突出的。料层太厚，料层阻力加大，水汽冷凝现象加剧，容易导致料层透气性变坏，从而降低垂直烧结速度。薄料层烧结是可以提高烧结速度和机速。但是因为强度差的表层烧结矿相对增加，成品率必然下降。因此，适宜的料层高度应该根据优质、高产的原则统一考虑。比如，原料条件，设备能力等。当料层透气性好，抽风能力较强，可以考虑适当提高料层厚度或加快机速来提高烧结机的产量。 在实际生产操作上，一般不提倡用调整料层厚度的方法来控制烧结终点，而应采用改变机速的方法来控制烧结过程的进行。只是在料层透气性发生较大的变化时，改变机速不能满足要求的情况下才采取改变料层厚度的方法。而且为了稳定烧结操作，防止忽快忽慢的大幅度调整，要求调整间隔时间不能低于10分钟，每次机速调整的范围不能高于 0.5米/分钟。 二、混合料水、碳含量的控制 烧结混合料的水、碳含量对烧结过程的变化起着非常重要的作用。 烧结过程是许多物理化学反应的综合过程。影响混合料水、碳变化的因素很多，因而必须从生产过程中反映出来的现象进行分析判断。混合料的水分大小与粒度组成、化学成分、亲水性以及季节气候条件有关，同时还与原料的配比，特别是生石灰、消石灰配比，混合料温度以及混合料的贮存时间等因素有着密切关系。在混合料含水量相同的情况下，宏观现象是粒度大的表面看起来水分偏大，粒度小的则水分偏小。亲水性强的物料，看起来水分不大，而实际上却水分较大，而亲水性差的物料看起来水分偏大，而实际水分不一定大。 混合料水分的变化除可以从机头直接取混合料观察外，机头机尾的仪表也都有反映。一般水分过大时，圆辊布料机下料不畅，料层会自动减薄，布料机后面出现鳞片状，点火器火焰向外喷，点火料面有黑点，负压略有升高，机尾烧结矿层断面红火层变暗，强度变差。若水分过小时，点火器火焰外喷，料面有浮灰，总管负压升高，机尾出现“花脸”、烧不透的现象，烧结矿孔小且发松疏散。 燃料用量的判断，可以直接从机尾料层断面来进行判断。当燃料适宜时，断面正常，不发散，不溜台车，红、黑层分明没有火苗。燃料多时，红层厚且发亮，有火苗，烧结矿成大孔薄壁结构，同时返矿量减少，粘台车严重。燃料少时，红层薄而且断面红火层发暗，断面松散孔小，灰尘大，返矿量增多。燃料粒度大时，局部过熔白亮，冒火苗，局部发黑松散，且粘台车。从点火器来看：燃料多时料面红的延续长，点火温度正常时，料面发亮过熔。燃料少时，台车出点火器后料面发暗，很快变黑。点火温度正常时，虽然表面有部分熔化，但上层烧不成块，一捅即碎。从仪表来看：燃料多时，总管负压升高，总管废气温度升高，机尾风箱温度也将上升。燃料少时，温度下降，总管负压变化不大或略高。 总括来讲，经验表明，当水、碳适宜时，生产稳定，其表现为： 1、点火器的火焰均匀顺利地抽入料层，台车离开点火器后，料面红至45号风箱。机尾断面整齐，气孔均匀，无夹生料，赤红部分占断面的1/2。2、台车在机尾翻转时，烧结矿顺利卸下，不粘料。3、机尾落下的烧结矿块度均匀，粉末少。4、在不变动料层厚度的条件下，垂直烧结速度，大烟道及风箱的废气温度，真空度只在很窄的范围内波动，烧结终点稳定。 当水、碳的添加量不适宜时，烧结机看火工应该及时与混合机看水工或者配料室联系加减水或燃料，同时应该考虑到调整水或燃料的滞后过程，相应的采用增减料层，提、降点火温度，加、减机速进行调整。 三、烧结终点的控制 烧结终点表示烧结过程的结束，所以正确控制烧结终点是生产操作的重要环节。一般判断终点的主要依据有： 1、仪表所反映的主管废气温度、负压，机尾末端三个风箱的温度、负压差。2、机尾断面黑、红、厚、薄。3、成品烧结矿和返矿的残碳量。 生产稳定时，烧结终点基本不变。如果记器仪表反映主管负压升高，废气温度下降，这意味着终点后移。反之，如负压下降，温度上升，意味着终点提前。 在烧结过程到达终点的风箱上时，料层的燃烧反应基本完毕，故该风箱废气温度最高，一般可达280300以上。它比前后相邻的风箱的废气温度要高2540。终点以后的风箱，由于上部台车的物料全部变成烧结矿层，透气性良好，再加上烧结机端部漏风的影响，故负压随之下降，与前一个风箱的差值在100毫米水柱左右。主管废气温度不能太低。否则，由于终点控制不当，会使烧结矿质量下降，同时也会使废气中蒸汽冷凝，导致风机叶片挂泥及废气中的SO2生成亚硫酸，腐蚀风机叶片，缩短了风机转子的使用寿命。因而，一般规定主管废气温度为110150。烧结工艺烧结机布料与点火制度1、烧结机布料 （1）对布料的要求 首先，布料应该使混合料在粒度、化学成分及水分等沿台车宽度均匀分布，保证混合料具有均一的透气性。其次，应该保证料面平整，并有一定的松散性，防止产生堆积或压料现象。但对于松散、堆比重小的烧结料，应该适当的压料。 再次，最理想的布料方法，应该使混合料沿料层高度的分布，是由上而下粒度变粗，含碳量逐渐减少，这样的布料有利于热的利用，并有利于改善料层的透气性和提高烧结矿的产质量（提高上部料层强度并使下层不致过熔）。 （2）布料方法 目前我国采用的布料方式有两种： 一种是圆辊给料机、反射板布料。这种布料方法的优点是工艺流程简单，设备运转可靠，缺点是反射板经常粘料，引起布料偏析，不均匀。目前新建厂都采用圆辊给料机与多辊布料器的工艺流程，用多辊布料器代替反射板，这样消除了粘料问题。使用精矿粉烧结时要求较大的水分，反射板的粘结问题更为突出。生产实践证明，多辊布料效果较好。 第二种是梭式布料器与圆辊给料机联合布料。这种方法布料均匀，有利于强化烧结过程，提高烧结矿产质量。对台车上混合料粒度的分布及碳素的分布检查表明：当梭式布料器运转时，沿烧结机台车宽度方向上混合料粒度的分布比较均匀，效果较好；当梭式布料器固定时，混合料粒度有较大的偏析，大矿槽布料效果最差。 （3）布料操作 一般烧结生产时，首先要在烧结机的台车炉篦上铺上一层较粗粒级的（1025毫米）的烧结料。这部分料被称做铺底料。铺底料的作用： 、减少篦条烧坏的比率。在一般的情况下，篦条的消耗为每吨烧结矿0.030.1千克。篦条的消耗对于烧结矿成本有一定的影响。 、维持固定的有效抽风面积。没有铺底料时，烧结料可能粘在篦条上从而减少抽风面积，被粘结部分的烧结料也烧不好，从而降低烧结机的产量并增加其返矿率。有的厂为避免粘篦条，采取不烧透的办法，但这会影响烧结矿的产质量。 、延长抽风机转子寿命，减轻除尘器负荷，提高烧结机的作业率。在抽风烧结过程中，细小的矿粒随废气抽入风箱，经过大烟道，进入抽风机，加速转子叶片的磨损。当使用全部精矿粉烧结时这种情况更为严重，有些厂不到几个星期抽风机就磨坏了。铺底料后，部分细矿粉受阻，废气携带出的矿粉量大大减少，从而延长抽风机的寿命，相应地提高烧结机的作业率。 、改善烧结操作条件，便于烧结自动控制。生产实践证明：不使用铺底料时，烧结机台车回车道下撒料多，要设专门清料装置。采用铺底料后，台车篦条粘料基本消除，无需专门设清料装置，便于实现烧结机自动控制。 铺底料之后，紧接着就进行烧结混合料的布料。布料时，应使混合料在粒度、化学成分及水分等沿台车宽度均匀分布，并且具有一定的松散性。往烧结机上布料均匀与否，直接影响烧结矿的产质量，是烧结生产的基本要求。 2、点火制度 烧结过程是以在混合料表层的燃料点火开始的。为了使混合料内燃料进行燃烧和使表层烧结料粘结成块，烧结料的点火必须满足：a、有足够高的点火温度和点火强度。b、适宜的高温保持时间。c、沿台车方向点火均匀。所以，点火操作也是烧结过程的基础，点火的好坏将直接影响烧结过程能否顺利进行以及表层烧结矿的强度。 点火温度过低，点火强度不足或者点火时间不够，将会促使料层表面欠熔，降低烧结矿的强度并产生大量返矿。而点火温度过高或点火时间过长又会造成烧结料表面过熔形成硬壳影响空气通过，降低了料层的透气性，减慢料层垂直烧结速度，以致降低生产率。所以必须根据原料条件确定混合料中水、碳含量，选择适当的点火设备和热工制度，以保证混合料的点火既有足够的热量又不使料面过熔。例如，对液相生成温度较高的混合料，需较高的点火温度。当混合料中水分少时，点火温度可以低些，水分大时，应提高点火温度。而当含碳量高时，点火温度掌握下限，当煤气不足，点火温度不够，或者混合料水分过高，过低时，必须减慢机速，以延长点火时间。 点火时间一般为60秒。点火温度，对于铁矿石烧结，一般介于11501300。点火温度是由燃料发热值、燃料用量和过剩空气系数等因素所决定。 点火时的真空度应能调整。过高的点火真空度，会使冷空气以点火器下部大量渗入而降低点火温度和料面点火不均匀，同时又会使料层压紧，降低料层透气性。但是真空度过低，抽力不足，点火器的燃烧产物向外喷火不能全部抽入料层，造成热量损失，并降低台车使用寿命。 为了提高烧结矿质量，强化烧结过程，国内许多烧结厂延长了点火器，并增加保温炉，从而使料面点火更趋均匀，加强料层外部加热，使料层表面温度较高，热量比较充足。因此提高了烧结矿表层的强度，改善了烧结矿粘结液相结晶过程。烧结工艺混合与制粒一、混合制粒的目的与方法 混合制粒的目的有三：第一，将配料配好的各种物料以及后来加入的返矿进行混匀，得到质量比较均一的烧结料；第二，在混合过程中加入烧结料所必须的水分，使烧结料为水所润湿；第三，进行烧结料的造球，提高烧结料的透气性。总之，通过混合得到化学成分均匀、粒度适宜、透气性良好的烧结料。为了达到上述目的，将原料进行两次混合。一次混合主要是将烧结料混匀，并起预热烧结料的作用。二次混合主要是对已润湿混匀的烧结料进行造球并补加水分。我国烧结厂一般都采用两次混合工艺。 二、影响物料混合及造球的因素 物料在混合机混匀程度和造球的质量与烧结料本身的性质、加水润湿的方法、混合制粒时间、混合机的充填率及添加物有关。 （1）原料性质的影响。物料的密度：混合料中各组分之间比重相差太大，是不利于混匀和制粒的。物料的粘结性：粘结性大的物料易于制粒。一般来说，铁矿石中赤铁矿、褐铁矿比磁铁矿易于制粒。但对于混匀的影响却恰好相反。 物料的粒度和粒度组成：粒度差别大，易产生偏析，对于混匀不利，也不易制粒。因此，对于细精矿烧结，配加一定数量的返矿作为制粒核心。返矿的粒度上限最好控制在56mm，这对于混匀和制粒都有利。如果是富矿粉烧结，国外对作为核心颗粒、粘附颗粒和介于上述两者之间的中间颗粒的比例亦有一定要求，以保证最佳制粒效果。另外，在粒度相同的情况下，多棱角和形状不规则的物料比圆滑的物料易于制粒，且制粒小球强度高。 （2）加水润湿方法及地点。混合料的水分对烧结过程有重要的影响。a、通过水的表面张力，使混合料小颗粒成球，从而改善料柱透气性；b、被润湿的矿石表面对空气摩擦阻力较小，也有利于提高透气性。 随着水分的增加，混合料的透气性增大，从而提高生产率。一般达到最佳值后又下降，直到泥浆界限，致使空气不能再通过混合料。 加水方式是提高制粒效果的重要措施之一。一次混合的目的在于混匀，应在沿混合机长度方向均匀加水，加水量占总水量的80%90%。二次混合的主要作用是强化制粒，加水量仅为10%20%。分段加水法能有效提高二次混合作业的制粒效果，通常在给料端用喷射流使料形成球核，继而用高压雾状水，加速小球长大，距排料端1m左右停止加水，小球粒紧密坚固。 （3）混合制粒时间。为了保证烧结料的混匀核制粒效果，混合过程应有足够的时间。混合时间与混合机的长度、转速和倾角有关。增加混合机长度，可以延长混合制粒时间，有利于混匀和制粒。混合机的转速决定着物料在圆筒内的运动状态。转速太小，筒体所产生的离心力作用较小，物料难以达到一定高度，形成堆积状态，所以混合制粒效果都低但转速过大，则筒体产生的离心力作用过大，使物料紧贴于筒壁上，致使物料完全失去混匀和制粒作用。混合机的倾角决定物料在机内停留时间，倾角越大，物料混合时间越短，故其混匀和制粒效果越差。圆筒混合机用于一次混合时，其倾角应小于2.0 ，用于二次混合时，其倾角不小于1.5 。 （4）混合机的充填率。充填率是以混合料在圆筒中所占体积来表示的。充填率过小时，产量低，且物料相互间作用力小，对混合制粒不利，充填率过大，在混合时间不变时，能提高产量，但由于料层增厚，物料运动受到限制和破坏，对混匀制粒不利。一般认为一次混合机的充填率为15%左右，而二次混合比一次混合的充填率要低些。 （5）添加物。生产实践表明，往烧结料中添加生石灰、消石灰、皂土等，能有效地提高烧结混合料的制粒效果，改善料层透气性。 三、混合料水分的测量方法 混合料水分的测量方法通常是在混合机的出口处以人工检查或采用自动测水装置测量烧结料最后的水分。 人工检查采用烘干法及观察法。烘干法将烧结料取出，称500克，放在烘箱内加热到110烘干，再称其料量，失去的量即水分数量。 水分=500克 烘干后量（克）/500克 100% 观察法是凭经验用眼睛检验料的外部特征，水分适当时有以下现象： 1、手紧握料后能保持团状，轻微搅动就能散开； 2、手握料后感到柔和，有少数粉料粘在手上； 3、有13mm的小球； 4、料面无特殊光泽。 水分不足时，手握不能成球，无小球。水分过大时，料有光泽，手握成团后，搅动后不易散开，有泥粘在手上。 自动测水装置主要有中子测水和红外线测水等水分测量装置，这里就不一一介绍了。烧结工艺配料工艺及计算配料是高炉优质、高产、低耗的先决条件，是获得优质烧结矿的前提，烧结矿使用的原料种类多，物理化学性质各不相同。为了合理综合利用国家资源，生产出符合高炉冶炼要求而且成分相对稳定的烧结矿，同时还要兼顾生产过程的要求，烧结厂必须根据本厂原料的供应情况及物理化学性质选择合适的原料，通过计算确定配料比，并严格按配比确定每条电子称皮下料量，经常进行重量检查（跑盘）及时调整。 所谓配料就是根据高炉对烧结矿的产品质量要求及原料的化学性质，将各种原料、溶剂、燃料、代用品及时返矿等按一定比例进行配加的工序。配料的目的是根据烧结过程的要求，将各种不同的含铁原料、溶剂和燃料进行准确的配料，以获得较高的生产率和理化性能稳定的优质烧结矿，符合高炉冶炼在要求。 目前国内常用的配料方法有两种，即容积配料法和重量配料法。 容积配料法是利用物料的堆比重，通过给料设备对物料容积进行控制，达到配加料所要求的添加比例的一种方法。此法优点是设备简单，操作方便。其缺点是物料的堆比重受物料水分、成分、粒度等影响。所以，尽管闸门开口大小不变，若上述性质改变时，其给料量往往不同，造成配料误差。 重量配料法是按照物料重量进行配料的一种方法，该法是借助于电子皮带称和定量给料自动调节系统实现自动配料的。 优点是：重量配料比容积配料更加精确，特别是对添加数量较少的原料，这一点更明显。 除这两种配料法外，化学成分配料是一种目前最为理想的配料方法，它采用先进的在线检测技术，随时测出原料混合料成分并输入微机进行分析、判断、调整，使烧结矿质量稳固在高水平。国外对这种方法也处于开发阶段，我国的宝钢、首钢已具备开发这种水平的条件。 一、原燃料性质及其对烧结过程和质量的影响 1、含铁原料 精矿粉是含铁贫矿经过细磨选矿处理，除去了一部分脉石和杂质使含铁量提高的极细的矿粉。在烧结生产过程中，除了精矿粉外，往往还添加一些其它的含铁原料（如高炉返矿、铁皮和富矿粉等），这样做有两个目的，一是为了增加烧结混合料成球核心，改善混合料的透气性，提高烧结机利用系数，降低烧结矿成本。二是为了提高烧结矿的品位，为高炉顺产、高产创造条件。返矿具有多孔的结构，含低熔点化合物，有利于烧结过程液相的生成，提高烧结矿的强度，有利于烧结料粒度的组成，改善透气性，提高烧结矿质量。因此，返矿的配加量、返矿质量的好坏，直接影响烧结生产过程的进行。 2、熔剂 （1）熔剂的分类熔剂可分为碱性熔剂、酸性熔剂和中性熔剂三类。多国铁矿的脉石多以SiO2为主，所以普遍使用碱性熔剂。碱性熔剂即含CaO和MgO高的熔剂。常用的熔剂有：石灰石（CaCO3）生石灰（CaO）、消石灰（Ca(OH)2）和白云石（主要是CaCO3和MgCO3）。 （2）烧结对熔剂的要求碱性氧化物含量要高；S、P杂质要少；酸性氧化物含量(SiO2+Al2O3 ) 越低越好，；粒度和水分适宜。 （3）配加熔剂的目的烧结生产过程中配加熔剂的目的主要有三个；一是将高炉冶炼时高炉所配加的一部分或大部分熔剂和高炉中大部分化学反应转移到烧结过程中来进行，从而有利于高炉进一步提高冶炼强度和降低焦比；二是碱性熔剂中的CaO和MgO与烧结料中的氧化物及酸性脉石SiO2、Al2O3 等在高温作用下，生成低熔点的化合物，以改善烧结矿强度、冶金性和还原性；三是加入碱性熔剂，可提高烧结料的成球性和改善料层透气性，提高烧结矿质量和产量。白灰也称生石灰，主要成分是CaO,其遇水即消化成消石灰（Ca(OH)2）后，在烧结料中起粘结剂的作用，增加了料的成球性，并提高了混合料成球后的强度，改善了