铁矿粉烧结原理与工艺

1、1；概述抽风烧结过程，按烧结料层自上而下分哪几带？并指出各带的特点以及各带是怎样变化的？答：抽风烧结过程是将混合料配以适量的水分，混合、制粒后，铺在带式烧结机的炉箅上，点火后用一定负压抽风，使烧结过程自上而下地进行。烧结从烧结台车上卸下，经破碎、冷却、制粒、筛分，分出成品烧结矿、返矿和铺底料。自上而下分为：烧结矿层燃烧层预热层干燥层过湿层。（1）烧结层：温度在1000，随着烧结矿层的下移和冷空气的通过，物料温度逐渐下降，熔融液相被冷却，凝固成多孔结构的烧结矿。烧结矿层逐渐增厚，整个料层透气性变好真空度变低;高温熔融物凝固成烧结矿，伴随着结晶和析出矿物，同时抽入的冷空气被预热，烧结矿被冷却，与空

2、气接触的低价氧化物可能被氧化。（2）燃烧层：被烧结矿层预热的空气进入燃烧层，与固体碳接触时发生燃烧反应，放出大量的热，温度13001500的高温，形成一定的气相组成；低熔点物质继续发生并熔化，形成一定数量的液相，部分氧化物分解、还原、氧化，硫化物、硫酸盐和碳酸盐等分解。（3）预热层：热交换很剧烈，废气温度很快降低，此层温度很薄，所处温度在150700之间；部分结晶水，碳酸盐分解。硫化物，高价铁氧化物分解氧化。部分铁氧化物还原以及固相反应等。（4）干燥层：由于湿料的导热性好，料湿很快升高到100以上，水分完全蒸发需要到120150左右；由于升温速度快，干燥层和预热层很难截然分开，有时又称为干燥预

3、热层，其厚度只有2040nm。（5）过湿层：根据不同的物料，过湿层增加的冷凝水介于12之间。但在实际烧结矿时，发现在烧结料下层有严重的过湿现象，这是因为在强大的气流和重力作用下烧结水分比较高，烧结料的原始结构被破坏，料层中的水分向下机械转移，特别是那些湿容量较小的物料容易发生这种现象。水汽冷凝使得料层的透气性大大恶化，对烧结过程产生很大影响。 2：请画出抽风烧结工艺与球团工艺的流程图。铁矿粉 溶剂 燃料 高炉灰 返矿 混匀 破碎 破碎 筛分 配 料 混合 布料 煤气 点火 空气 烧 结 破碎 除尘 热返矿 筛分 抽风 冷却 烟气排入大气 整 料 铺底料 冷返矿 成品烧结矿 抽风烧结工艺流程图膨

4、润土接受储存 精矿接受储存 煤气 精矿 干燥 助燃风 配料 废气 混合 造球 破碎 筛分 816 布料 煤气鼓风 焙烧 鼓风 冷却 废气 筛分 <6mm 616mm除尘 除尘 储存 成品受矿灰尘 灰尘 去炼铁 火车废气 灰尘 废气 返矿排至 回收 排至 装车大气 利用 大气 送烧结 坚炉生产球团工艺流程图 3：何谓固相反应，固相反应对烧结过程和球团焙烧有何作用，如何促进固相反应。答：（1）固相反应：物料在没有熔化之前，两种固体物质在它们的接触面上发生的化学反应。（2）固相反应在烧结中的作用：固相反应产物能形成原始烧结料所没有的低熔点的新物质，但不能决定烧结矿最终矿物成分。在温度持续升高时

5、，就成为液相形成的先导，使液相生成的温度降低。因此，固相反应的类型与最初形成的固相反应产物对烧结过程具有重要作用，直接影响烧结矿的质量。（3）固相反应在球团烧结中的作用：依据热力学平衡的趋势，具有较大界面的微细颗粒在较粗的颗粒上，同时表面能减少。在有充足的反应时间，足够的温度以及界面能继续减少的情况下，这些颗粒便聚集，进一步成为颗粒大的聚集体。生球中的精矿具有极高的分散性，着种高度分散的晶体具有严重的缺陷，并具有极大的表面自由能，因而处于不稳定的状态，具有很大的降低其能量的趋势，当达到一定的温度后，并呈现现出强烈的扩散位移的作用，其结果是使结晶缺陷逐渐得到矫正，微小的粉末也将聚集成较大的颗粒，

6、从而变成活性较低较稳定的颗粒。（4）促进固相反应：提高原始物料的分散度，添加活性物质，使颗粒接触界面得到改善，升高温度。4：在圆盘选球机中，生球是怎样形成，长大和紧密的？答：（1）在圆盘造球机转动几圈之后，被润湿的粒子彼此接触，在接触点的液体层形成氺环，并将各粒子连接在一起形成许多聚集体，各个聚集体中的粒子呈点状连接。 （2）阶段：干燥预热焙烧均热冷却。 （3）目的：滚动成形所得的生球，相对于造球物料，其颗粒之间的接触程度有所增加。5：烧结球团的目的和意义是什么？答：烧结球团的目的：是将大量贫矿经选矿后得到的精矿粉制成块状的人造矿供 意义：（1）通过烧结可为高炉提供化学成分稳，粒度均匀，还原性

7、好，冶金性能高的优质烧结矿，为高炉优质，高产低耗长寿创造了良好的条件。（2）可去除有害杂质，如硫，锌等。（3）可扩大炼铁原料来源，利用工业生产的废弃物，如高炉炉尘，轧钢皮，硫酸渣，钢渣等，对钢铁冶金过程减少排放，发展循环经济发挥着重要作用。 6：评价烧结矿球团矿质量的指标主要有哪些？答：（1）评价烧结矿：粒度组成化学成分及其稳定性转鼓强度与筛分指数低温还原粉化性软化熔融特性。 （2）评价球团矿：生球粒度生球抗压强度生球下落强度生球破裂温度。7：写出烧结料层中CO和C逐级还原铁氧化物的反应式，说明烧结矿中金属铁含量为什么很少？答：（1）C作为还原剂1 温度高于570时： 3Fe2O3+C=2Fe

8、3O4+CO Fe3O4+C=3FeO+CO FeO+C=Fe+CO 温度低于570时：Fe3O4+3C=3Fe+4CO （2）CO作为还原剂时1 Fe2O3的还原剂：3Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2 2 Fe3O4的还原，温度高于570时：Fe3O4+CO=3FeO+CO2 温度低于570时：Fe3O4+4CO=3Fe+4CO2 3 FeO的还原：FeO+C=Fe+CO （3）因为原矿中的金属铁含量本来就低，在经过烧结过程之后会损失一部分，所以烧结矿中金属铁的含量就不高。8：简述烧结料层透气性，概念及烧结料层中透气性变化规则，并说明改善烧结料层透气性有哪些措施。答：（1）烧结料层的透气性：固体散料层容许气体通过的难易程度，即料层对气体通过的阻力的大小。 （2）烧结料层中透气性的变化规律：在点火开始阶段，料层被抽风压实气体温度快速升高，有液相开始生成，使料层阻力增加，负压升高，烧结矿层形成以后，烧结料层的阻力出现一个较平稳阶段。随着烧结矿的不断增厚，过湿层逐渐消失，整个矿层的阻力减少，透气性变好，负压逐渐降低。废气流量的变化和负压的变化相对应。当料层阻力增加时，在相同的压差下，废气流量下降，反之废气流