钢铁烧结工艺技术

钢铁烧结技术烧结是将粉末或粉末压粉体加热到比其基本成分的熔点低的温度，以一定的方法和速度冷却到室温的过程。 烧结的结果，粉末粒子之间结合，烧结体的强度增加，使粉末粒子的集合体成为结晶粒的集合体，得到必要的物理、机械性能的产品和材料。烧结工艺是根据原料的特性而选择的加工程序和烧结工艺制度。 对烧结生产的产量和质量有直接且重要的影响。 本技术可以根据烧结过程的内在规律选择合适的技术流程和操作制度，利用现代科技成果加强烧结生产过程，获得先进的技术经济指标，实现高产、优质、低消耗。 本生产流程由原料的接收、灰的交换、混练、筛分粉碎和溶剂燃料的粉碎、筛分、原料、混合物、点火、吸引风烧结、吸引风冷却、粉碎、筛分、除尘等环节构成。1 .低温煅烧阶段在这个阶段主要发生金属的恢复、吸附气体和水分的挥发、压粉体内的成形剂的分解和排除等。2 .中温升温烧结阶段从这个阶段开始出现再结晶，粒子内变形的晶粒恢复，改组为新的晶粒的同时，表面的氧化物被还原，粒子界面形成烧结颈。3 .高温保温完成烧结阶段这个阶段的扩散和流动充分接近进行，形成了大量的闭气孔，并继续缩小，减少了气孔大小和气孔总数，使烧结体密度显着增加。烧结制造工艺流程11 .烧结的概念将各种含粉状铁原料配合适量的燃料和助焊剂，加入适量的水，经过混合和造球，在烧结设备中使材料产生一系列的物理化学变化，使矿粉粒子形成块的过程。2 .烧结生产的工艺流程目前，生产中广泛采用带式吸引风烧结机生产烧结矿。 烧结生产的工艺流程如图24所示。 主要包括烧结材料的准备、与原料混合、烧结和产品处理等工序。吸引风烧结工艺流程烧结原料的准备含铁原料铁含量高、粒度5mm的矿粉、铁精矿、高炉炉尘、轧制皮、炉渣等。一般要求含铁原料品位高、成分稳定、杂质少。助焊剂助焊剂中的有效CaO含量高，杂质少，成分稳定，含水率为3%左右，粒度不足3mm的要求占90%以上。在烧结材料中加入一定量的白云石，使烧结矿中含有适当的MgO，对烧结过程有良好的作用，能提高烧结矿的质量。燃料主要是焦炭粉和无烟煤。对燃料的要求是，固定碳含量高，灰分低，挥发成分低，硫含量低，成分稳定，含水率不到10%，粒度不到3mm在95%以上。对工厂烧结原料的一般要求如表2-2所示。进厂烧结原料的一般要求与原料混合配料原料目的：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。一般原料方法：容积原料法和质量原料法。容积原料法基于材料的堆积密度一定、原料的质量与体积成比例的条件来进行。 正确性差。质量原料法是按原料分类的质量原料。 比容积法准确，容易自动化。混合混合目的：获得烧结材料成分均匀，水分适宜，易制球，粒度组成好的烧结混合材料，保证烧结矿的质量，提高产量。混合作业：加水湿润、混练、造球。根据原料的性质，可以采用一次混合和二次混合两个过程。一次混合的目的：湿润和混炼，加热回矿时也可以预热材料。二次混合的目的：继续混合，制作球，改善烧结体层的通气性。用粒度10Omm的富矿粉烧结时，由于其粒度已达到造球需求，混合一次，混合时间约50s。使用微粉碎精矿粉烧结时，粒度细，材料层的透气性差，为了改善透气性，必须在混合中造球，因此采用二次混合，混合时间通常在2.53min以上。我国的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，包括布料、点火、烧结等主要工序。布料把褥子、混合物铺在烧结机台车上的作业。采用敷层施工法时，在布混合前，以粒度为1025mm、厚度为2025mm的小块烧结矿作为敷层，以保护炉格，减少除尘负荷，延长风机转子的寿命，减少或除去炉格的固着物为目的。铺上布料，布料随之前进。 布料的情况下，混合物的粒度和化学成分等在台车的纵横方向上均匀分布，要求具有一定的松散性，表面平坦。现在采用很多的是辊式送料器布料。点火点火操作是点燃和燃烧台车上材料层的表面的操作。点火需要充分的点火温度，在适当的高温保持时间内，沿台车宽度均匀地点火。点火温度取决于烧结产物的熔化温度。 始终控制在125050。点火时期通常是4060s。点火真空度46kPa。点火深度为1020mm。烧结正确控制烧结的风量、真空度、材料层的厚度、机速、烧结终点。烧结风量：每吨烧结矿的必要风量为3200m3，以烧结面积计算为(7090)m3/(cm2.min )。真空度：由鼓风机能力、抽吸系统阻力、材料层通气性和漏风损失情况而定。材料层的厚度：适当的材料层的厚度应该结合高产和优质来考虑。 国内一般采用的材料层的厚度为250500mm。机械速度：适当的机械速度，要保证烧结材料在预定的烧结终点烧得很好。 在实际生产中，机械速度一般最好控制在1.54m/min。烧结终点的判断和控制：控制烧结终点，即烧结过程全部完成时台车的位置。 中小烧结机的终点一般控制在倒数第二个波纹管，大型烧结机控制在倒数第三个波纹管。带式烧结机的吸引风烧结过程由上而下进行，随着其材料层的高度温度变化时一般分为5层，各层的反应变化情况如图2-5所示。 点火开始后，按照烧结矿层、燃烧层、预热层、干燥层、过湿层的顺序出现。 之后，4层相继消失，最终只剩下烧结矿床。烧结矿床高温点火后，烧结材料中的燃料燃烧放出大量的热，材料层中的矿物熔融，随着燃烧层的下降和冷气的通过，生成的熔融液相被冷却，再结晶(10001100)形成网眼结构的烧结矿。这种主要变化是熔融物的凝固，随着结晶化和新矿物的析出，吸入的冷气被预热，同时烧结矿被冷却，与空气接触，低价格的氧化物有可能被再氧化。燃烧层燃料在这一层燃烧，温度高达13501600，矿物软化熔融后凝固。该层除了燃烧反应外，还会发生固体物质的熔融、还原、氧化、石灰石和硫化物的分解等反应。预热层来自燃烧层的高温废气，将下部混合物立即预热到着火温度，一般为400800。在该层内开始固相反应，结晶水、部分碳酸盐、硫酸盐分解，磁铁矿部分被氧化。干燥层干燥层被预热层下的废气加热，马上温度上升到100以上，混合物中的游离水大量蒸发，该层的厚度一般为l030mm。实际上，很难明确分离干燥层和预热层，可以统称为干燥预热层。在该层中原料球被急剧加热，迅速干燥，容易被破坏，材料层的通气性恶化。过湿层从干燥层下来的热废气中含有很多水分，材料温度低于水蒸气的露点温度时，废气中的水蒸气凝结，混合物中的水分增多，形成过湿层。如果该层的水分过多，材料层的通气性变差，烧结速度降低。烧结过程中的基本化学反应固体碳的燃烧反应固体碳的燃烧反应反应后生成C0和C02，剩下的氧残留，为其他反应提供了氧化还原气体和热。燃烧产生的废气成分取决于烧结的原料条件、燃料使用量、还原和氧化反应的进行度、除去燃烧层的气体成分等因素。碳酸盐的分解和矿化作用烧结材料中碳酸盐有CaC03、MgC03、FeC03、MnC03等，其中以CaC03为主要成分。 在烧结条件下，CaC03在720左右开始分解，在880开始化学沸腾，与其他碳酸盐相应的分解温度低。碳酸钙分解物Ca0与烧结材料中的其他矿物反应，生成新的化合物，这就是矿化作用。 反应式如下所示CaCO3 SiO2=CaSiO3 CO2CaCO3 Fe2O3=CaO Fe