烧结基础知识及烧结基础知识及烧结多孔砖砌体工程施工及质量验收规程

PAGE3PAGE54烧结基础知识烧结的含义将含铁粉状料或细粒料进行高温加热，在不完全熔化的条件下烧结成块的过程。铁矿粉烧结是一种人造富矿的过程。烧结的方法鼓风烧结：烧结锅，平地吹；抽风烧结：连续式：带式烧结机和环式烧结机等；间歇式：固定式烧结机，如盘式烧结机和箱式烧结机；移动式烧结机，如步进式烧结机；(3)在烟气中烧结：回转窑烧结和悬浮烧结。烧结生产的工艺流程一般包括：原燃料的接受、贮存，溶剂、燃料的准备，配料，混合，制粒，布料，点火烧结，热矿破碎，热矿筛分，热矿冷却，冷矿筛分，铺底料、成品烧结矿及返矿的贮存、运输等工艺环节。机上冷却工艺不包括热矿破碎和热矿筛分。现代烧结工艺流程不再使用热矿工艺，应使用冷矿工艺。在冷矿工艺中，宜推广具有铺底料系统的流程。烧结厂主要技术经济指标烧结厂的主要技术经济指标包括利用系数、作业率、质量合格率、原材料消耗定额等。利用系数每台烧结机每平方米有效抽风面积(m2)每小时(h)的生产量(t)称烧结机利用系数，单位为t/(m2*h)。它用台时产量与烧结机有效抽风面积的比值表示：利用系数=台时产量t/h有效抽风面积台时产量是一台烧结机一小时的生产量，通常以总产量与运转的总台时之比值表示。这个指标体现烧结机生产能力的大小，它与烧结机有效面积的大小无关。利用系数是衡量烧结机生产效率的指标，它与烧结机有效面积的大小无关。烧结机作业率作业率是设备工作状况的一种表示方法，以运转时间占设备日历时间的百分数表示：设备作业率=运转台时日历台时日历台时是个常数，每台烧结机一天的日历台时即为24台时。它与台数、时间有关。日历台时=台数×24×天数事故率是指内部事故时间与运转时间的比值，以百分数表示：事故率=事故台时运转台时设备完好率是衡量设备良好状况的指标。按照完好设备的标准，进行定期检查。设备完好率是全厂完好设备的台数与设备总台数的比值，用百分数表示：设备完好率=完好设备台数设备总台数质量合格率烧结矿的化学成分和物理性能符合原冶金部YB/T421标准要求的叫烧结矿合格品，不符合的烧结矿叫出格品。根据部颁标准的规定，实际生产检验过程及工艺试验中出现的一部分未检验品和试验品，不参加质量合格率的计算。因此：质量合格率=总产量-质量合格率是衡量烧结矿质量好坏的综合指标。烧结矿合格品、一级品或出格品的判定根据其物理化学性能的检验结果而定，主要包括烧结矿全铁(TFe)、氧化亚铁(FeO)、硫(S)含量、碱度(CaO/SiO2)、转鼓指数(≥6.3mm)、粉末(<5mm)等，有的厂还包括氧化镁(MgO)、氟(F)、磷(P)等。一级品率=一级品量合格品量转鼓指数=检测粒度≥筛分指数=筛分后粒度≤烧结矿的原料、燃料、材料消耗定额生产一吨烧结矿所消耗的原料、燃料、动力、材料等的数量叫消耗定额，包括含铁原料、熔剂料、燃料、煤气、重油、水、电、炉蓖条、胶带、破碎机锤头、润滑油、蒸气等。生产成本与加工费生产成本是指生产一吨烧结矿所需的费用，由原料费及加工费两部分构成。加工费是指生产一吨烧结矿所需的加工费用(不包括原料费)。它包括辅助材料费(如燃料、润滑油、胶带、炉蓖条、水、动力费等)，工人工资，车间经费(包括设备折旧费、维修费等)。劳动生产率劳动生产率是指每人每年生产烧结矿的吨数。这个指标反映工厂的管理水平和生产技术水平，它又称全员劳动生产率(全员包括工人和干部)。另外，还有工人劳动生产率，即每个工人每年生产烧结矿的吨数。烧结物理化学过程基本概念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1200~1400℃，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：燃料的燃烧和热交换；水分的蒸发及冷凝；碳酸盐的分解，燃料中挥发分的挥发；铁矿物的氧化、还原与分解；硫化物的氧化和去除；固相间的反应与液相生成；液相的冷却凝结和烧结矿的再氧化等。燃料的燃烧和热交换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。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3500~4000m³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63~70%)。因此，它的发热量不高，约为850~1100千卡/标m³(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50~80毫克/m³，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/m³，经过除尘后高炉煤气含尘量可以降至5~20毫克/m³，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STYLEREF1\s2SEQ表\*ARABIC\s11高炉煤气成分成分CO2COCH4H2N2发热量(kJ/m³)范围9.0~15.525~310.3~0.52.0~3.055~58(850~1100)×4.1868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320m³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0.00~0.02克/标m³，用于烧结的焦炉煤气的发热量为4000×4.1868kJ/m³左右(其成分见表2-2)。表STYLEREF1\s2SEQ表\*ARABIC\s12焦炉煤气成分成分H2COCH4CO2N2O2发热量(kJ/m³)范围54~595.5~7.023~281.5~2.53~50.3~1.7(3160~4580)×4.1868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8000~9000×4.1868kJ/m³，主要可燃物质是甲烷(CH4)(其成分见表2-3)。表STYLEREF1\s2SEQ表\*ARABIC\s13天然气气成分成分H2COCH4H2SH2N2O2发热量(kJ/m³)范围0.4~0.80.1~0.385~950.90.4~0.881.5~5.0.2~0.3(8000~9000)×4.1868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9000×4.1868kJ/kg)、粘性大等特点。呈黑褐色或绿褐色的粘稠液状，比重约为0.9~0.96kg/L。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500~600℃。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。无烟煤是各种煤中炭化最好的烧结燃料，在生产上要求无烟煤的发热量大于6000千卡/公斤，挥发分小于10%，灰分小于15%，硫小于2.5%，进厂的粒度小于40毫米。挥发分高的煤不宜做烧结燃料，因为煤在烧结中的挥发物会被抽入抽风机和抽风系统，冷凝后使除尘器、抽风机等挂泥结垢。兰炭兰炭也称为半焦，表STYLEREF1\s2SEQ表\*ARABIC\s14兰炭质量要求序号名称符号单位质量指标甲类地区乙类地区丙类地区1干燥基全硫St，d%≤0.40≤0.50≤0.602干燥无灰基挥发分Vdaf%6.00~12.003收到基低位发热量Qnet，arMJ/kg≥24.504干燥基灰分Ad%≤12.005全水分Mt%≤10.07限下率Rx%≤10.0St，d、Ad、V表STYLEREF1\s2SEQ表\*ARABIC\s15兰炭质量指标序号名称符号单位等级质量指标1灰分A%一级二级三级<8.00<10.00≤12.002全硫S%一级二级三级<0.20<0.40≤0.603固定碳FC%一级二级三级≥85.00≥80.00≥75.004反应性1(1100℃)α%≥95.05氧化铝2Al%一级二级三级<1.50<2.50≤3.006挥发份V%<8.007磷3Pd%≤0.0408电阻率4ρ(10-6)Ω·m>150009限下率Rx%≤10.010全水分Mt%≤10.0注：百分号为质量分数；全水分不作为考核指标；1、兰炭用作化肥、气化是考核指标；2、兰炭用作铁合金时考核该指标；3、兰炭用作高炉喷吹时考核该指标；4、兰炭用作电石、铁合金时考核该指标。烧结生产对燃料物理化学性能的要求烧结过程必须在一定的高温下才能进行，而高温是由燃料的燃烧产生的。温度的高低，燃烧速度的快慢，燃烧带的宽窄，以及烧结料中的气氛等都将影响烧结过程的进行和烧结矿的产、质量。而这些因素又都与燃料的物化性能、用量有关。因此，燃料的物化性能是影响烧结过程的重要因素。对燃料质量的要求烧结要求燃料的灰分尽可能低些，因为燃料中灰分含量增多必然引起烧结料含铁量降低和酸性氧化物增多(灰分中SiO2的数量高达50%以上)，因而必然相应需要增加溶剂的消耗量。使用无烟煤做烧结燃料时，要求它挥发分的含量不能太高，以免燃料中的挥发物质在温度较低的地方凝结下来恶化料层透气性和粘结在集气管及抽风机的叶片上，影响烧结过程的正常进行。此外，燃料中的挥发分在着火前即已挥发出去，不能在烧结过程中被利用。所以，烧结生产使用的燃料最好选用固定碳高、灰分低、挥发分低及含硫量低的优质燃料。对燃料粒度的要求燃料的粒度过大时，会带来一系列的不良影响：a.燃烧带变宽，从而使烧结料层透气性变坏。b.燃料在料层中分布不均匀，以至在大颗粒燃料的周围熔化得很厉害，而离燃料颗粒较远的地方的物料则不能很好地烧结。c.粗粒燃料周围，还原性气氛较强，而没有燃料地方空气得不到利用。d.在向烧结机布料时，易产生燃料偏析现象，大颗粒燃料集中在料层的下部，再加上烧结料层下部的蓄热作用，使烧结料层的温度差异更大，以至造成上层烧结矿的强度差，下层过熔FeO含量偏高。燃料粒度过小，烧结速度快，燃烧所产生的热量难以使烧结料达到所需的高温，从而使烧结矿的强度下降。同时，小的燃料颗粒(小于0.5毫米)使烧结料层的透气性变坏，并有可能被气流带走。研究表明，燃料最适宜的粒度为0.5~3毫米，而日本规定燃料粒度下限为0.25毫米，但在我国实际生产条件下，仅仅能保证粒度上限，难以保证粒度下限。因为在生产过程中要避免0.5~0毫米粒级是难以达到的。所以，一般烧结厂只要求控制其燃料粒度在3~0毫米范围内。对于各种粒度的烧结料，燃料粒度的影响也不同，铁精矿由于粒度细，当燃料粒度减少时对烧结过程影响不大，而当其粒度稍有增大时，却使成品烧结矿的产率和强度显著下降。相反，当烧结8~0毫米粉矿时，燃料粒度稍大时对烧结过程影响不大，而当减少燃料粒度时，烧结质量则明显地下降。固体燃料燃烧的一般原理在冶金物理化学中对碳的燃烧早已有所研究，虽然有些问题尚未完全搞清楚，但是对其中某些问题已经取得一致看法。固体燃料在空气中燃烧是属于多相反应，其型式为：固体+气体(Ⅰ)=气体(Ⅱ)燃烧的结果导致固相消失，而形成新的气体产生，这种类型的反应可以概括地分为五个步骤：1、气体(Ⅰ)分子扩散到固体炭的表面；2、气体(Ⅰ)分子被固体炭表面所吸附；3、被吸附的气体(Ⅰ)和炭发生化学反应，形成中间产物；4、中间产物断裂，形成反应产物气体(Ⅱ)，并被吸附在炭的表面；5、反应产物气体(Ⅱ)脱附，并向气相扩散跑掉。多相反应时的燃烧过程是在可燃物表面进行，其反应速度主要取决于两个因素：化学反应速度和扩散速度。过程反应的总速度取决于这两个速度中最慢的一个。所谓化学反应速度是指固体燃料与体(Ⅰ)之间的反应速度。所谓扩散速度是指体(Ⅰ)向固体燃料扩散的速度。当过程的速度受扩散速度影响时，称为“扩散燃烧区”。如果过程的速度受化学速度影响时，则称为“动力学燃烧区”，所以，燃烧处于“动力学区域”时，一切影响化学反应速度的因素(如温度)将影响燃烧速度的快慢。当燃烧处于“扩散燃烧区”时，一切影响气体扩散的条件(如固体燃料的粒度、气流速度和压力等)都将影响燃烧的速度，而温度的改变并不引起多大的影响。对于3毫米的碳粒，在雷诺规范数(Re)为100的条件下，在温度700℃时，C+O2反应速度处于“动力学区”；而温度高于1250℃时，反应速度处于扩散区；700~1250℃处于中间速度区。烧结料层中的温度在1300~1500℃范围内，所以，固体燃烧基本上是在扩散区域内进行的。因此，一切能够影响扩散速度的因素如减少燃料粒度，增加气流速度(增大风量、改善料层透气性)和气流中的含氧量都能增加燃烧反应的速度，从而能够强化烧结过程。烧结料层中燃料燃烧的基本特点燃料在烧结料层中的燃烧不同于一般固体燃料燃烧，而具有其自身的特点。第一、烧结料层中固定炭含量低，按重量计算只占总料量的3~5%，而且分布的很分散。第二、固定炭的燃烧从料层上部向下部转移，料层中的热交换条件十分有利，固定炭燃烧十分迅速，而且集中在厚度30~40毫米宽的高温区。第三、烧结料层氧化带较宽而还原带很窄。第四、铁的氧化物参与了氧化还原反应。第五、离开料层的废气中存在着剩余的氧等。这是因为在这样情况下CO2不能顺利地被碳还原成CO，而且部分CO却有可能被所遇到的空气和铁氧化物中的氧进一步氧化。由于料层下部温度低，CO仍不能全部都氧化成CO2，所以在烧结的废气中含有CO2、CO和剩余的氧。燃烧层温度及其厚度对烧结过程的影响烧结过程不是一个等温过程。所谓温度是指烧结料层中某一点所达到的最高温度，也就是燃料燃烧层的温度。这一层的温度水平与厚度对烧结过程的进行和产、质量的优劣有着重大的影响。若燃烧层的温度愈高，产生的液相必然增多，燃烧层厚度增大，虽然对烧结矿的强度有利，但是由于温度过高物料过熔，使得烧结料层阻力加大，不仅延长了烧结过程的时间，而且还会使烧结矿产量下降，还原性变坏。然而，燃烧层过窄也是不利于烧结过程，虽然透气性变好，但是不能保证各种物料高温反应正常进行，所以需要燃烧层的厚度根据不同原料有一个适宜值。通常烧结料层的燃烧层的温度水平和厚度要取决于高温区的热平衡和固定碳的燃烧速度以及传热速度。烧结过程的热交换烧结料层的蓄热作用抽入烧结料层的空气经过热烧结矿层被预热到很高的温度后参加燃烧带的燃烧，燃烧后的废气又将下层的烧结混合料预热，因而料层越是向下热量积蓄的越多，以至于达到很高的温度。这种积蓄热量的过程好象热风炉的蓄热石的格子砖蓄热一样，所以被称为自动蓄热作用。料层的自动蓄热作用对于提高燃烧层温度具有很大的意义，这可以通过简单计算的方法加以了解。据实验确定，当燃烧层上部的烧结矿层达180~220毫米厚度时，上层烧结矿的自动蓄热可以提供燃烧层总热量的35~45%。但是，当上层烧结矿层厚度超过200毫米以后，换热的增长速度逐渐变慢。这是因为从上部抽入的空气带进燃烧带的热量已接近达到最高水平的恒定值。从烧结的经济性和能源节约的观点来看，应该尽可能提高料层高度，这对烧结的热利用是有利的，对产品的质量也有好处。烧结料层中温度分布和热交换的特点烧结料层中热交换可以分成两个区域。在燃料着火温度以上(即燃烧层和烧结矿层)烧结矿层的温度高于气体温度，烧结矿将热量传给抽入的空气，使其温度很快升高。在燃烧层以下，是热废气将热量传给烧结混合料使其温度很快上升，而气体自身温度迅速下降。由于烧结混合料比表面积大和水分的导热系数比干矿粉高20~60倍，所以，传热速度是非常快的，据测量预热层升温速度高达1700~2000℃/分，低的也有450~550℃/分，在干燥层可达500℃/分。由于染来哦集中燃烧和烧结矿层的自动蓄热作用，越往下温度越高、热量越多、高温带越宽。因此，在研究料层中温度分布对烧结过程影响时，高温区的运动速度，高温区的温度水平与厚度受到很大的重视。高温区运动快，即烧结速度快，产量高。但是速度过快产品强度将下降。高温区温度可以提高产品强度，但是温度过高则还原性能不好，烧结速度下降，产量受到影响。高温区厚度增加，可以保证烧结过程各种反应有充分的时间，对提高质量有利，但是厚度过大，气体阻力增加对烧结速度有不良的影响。影响传热速度的因素烧结料层中的温度最高点的移动速度实际上反映了料层中碳燃烧的移动速度和燃烧带下部热量的传递速度。热量的传递速度主要取决于气流速度，气体和物料的热容量。因为空气在料层中是传热介质，风量增加燃烧带的氧量充足，固体炭燃烧速度加快，料层中高温区的移动速度随风量增加几乎成直线上升。因此，凡是可以增加通过料层风量的措施都可以增加高温区的移动速度。此外，烧结料的性质也影响热传递速度，烧结料的热容量大，导热性能好，粒度小以及吸热反应发展等因素都会增加混合料从气流吸收热量的能力。因而随气流传热速度减慢，加之粒度小，透气性变坏就可能显著地降低燃烧带的温度。烧结料传热速度较快，主要是因为废气中的水蒸气起作用。烧结混合料跟废气之间的热交换面积比烧结矿大得多。因此，混合料与废气之间的热交换进行的较快。应该指出：工艺因素的影响是多方面的。例如，在混合料中增加水分和石灰石用量时，一方面增加了吸热反应的热量消耗；另方面它又能改善料层的透气性，使通过料层的风量增加，因而高温区的移动速度最终还是增加的。水分的蒸发和冷凝烧结料中水分的来源和作用混合料中的水分是影响烧结过程的一个极为重要的因素，它的来源可分为二部分：一部分是由烧结原料自身含水带入的；另一部分是烧结混合料在混合造球过程补加的。混合料中的水分在烧结过程中的作用是：1、有利于混合料的混匀造球，从而改善料层的透气性，提高烧结生产率。2、原料颗粒被水润湿后，表面变的光滑(有水膜存在)，可以减少气体通过料层的阻力。3、改善烧结料的换热条件，由于烧结料中有水分存在，改善了烧结混合料的导热性能(水的导热系数为30~100×4.1868kJ/m²·h·K，而矿石的导热系数为0.15×4.1868kJ/m²·h·K，使得料层中的热交换条件良好，这就有利于使燃烧带限制在较窄的范围内，减少了烧结过程的料层阻力，同时也保证了在燃料消耗较少的情况下获得必要的高温。当然，从热平衡的角度来看，去掉水分又需要消耗一部分热量，是不利的一方面，所以烧结料水分不能控制得太高或过低，必须控制在适宜的范围内。因为水分过大使混合料过湿变成泥浆状不仅浪费燃料而且更严重的是使料层的透气性变坏。若水分过小混合料不能很好的成球，使烧结料层的透气性变坏，混合料的适宜水分是根据原料的性质和粒度组成而确定的。例如，气孔多、表面粗糙、亲水性强的矿粉适宜的水分就要高一些，而组织致密、表面光滑、亲水性差的矿粉适宜水分就要低一些。粒度细的矿粉比粒度粗的矿粉吸水性强，适宜水分就要高一些，但对表面疏松多孔的褐铁矿粉烧结时所需水分要大一些。总之，每种矿粉所需的水分是不一样的，应该通过试验确定。水分蒸发和水汽冷凝的一般规律当烧结过程发生后，烧结料层的水分就会沿着料层不同高度和烧结的不同阶段而出现一系列的蒸发和冷凝现象。烧结料层中水分的蒸发条件所谓水分蒸发若从分子运动理论来解释，那就是，水分子经常处于运动状态，并且同一液体的各个不同分子具有不同的速度，在表面层运动速度大的分子，有可能离开水面，甚至与水的其他分子失去内聚力而变成蒸汽，这个过程叫做蒸发。烧结过程中水分蒸发的条件是什么呢?那就是，当气相中水汽的实际分压PH2O小于在该条件下的饱和蒸汽压PH2O'，即：饱和蒸汽压PH2O'是随温度的升高而增大的，当水的温度升高到100℃时它的饱和蒸汽压a、烟气对烧结料的传热速度很快(最大可达1100~2000℃/分)；b、少量的水分子和薄膜水同物料粒子的表面存在着巨大的结合力的作用使得水分不容易跑掉。所以，一般认为干燥层终了温度应该为150℃左右。当热废气进入干燥层时，由于温差大和废气中水汽分压PH2O低，故水分蒸发速度逐渐加快，废气的含湿量很快升高，温度很快降低(烧结料温度由于处在汽化阶段，基本上维持不变。当废气含湿量逐步增加，即水汽分压PH2O升高，温度随之逐渐降低，直至接近料温。因此，料中水分蒸发速度减慢，料温缓慢降低，随料温降低混合料的饱和蒸汽压PH2水汽的冷凝规律在烧结过程中从点火瞬间开始水分就开始受热蒸发使废气的水汽分压PH2O不断升高，带着水汽的废气在穿过下层冷料时，由于与烧结混合料之间进行热交换，将热量的大部分传给冷料，而自身的温度不断降低，饱和蒸汽压PH2O也随之下降，当水汽分压PH2O大于饱和蒸汽压PH2O'过湿现象在烧结过程开始的头2~3分钟就发生了，过湿层的最大含水量为原始水分的120~135%，而不是象有人说的那样在全部烧结过程水汽冷凝在过湿带不断发生以至使下层烧结料的过湿水分会超过原始水分的好多倍。烧结过程中水汽的冷凝并发生过湿现象，对于烧结料层的透气性是非常不利的。因为冷凝下来的水分充塞在混合料颗粒之间的孔隙中，使气流通过的阻力大大增加，同时过湿现象会使料层下部已造好的不坚固的小球遭到破坏，甚至会出现泥浆，阻碍气体的通过，严重影响烧结过程。消除过湿层的主要措施预热混合料将混合料的料温预热到露点以上，就可以显著的减少料层中水汽冷凝形成的过湿现象，从而可以降低过湿层对气流的阻力，改善料层的透气性，使抽过料层空气量增加为料层内的热交换创造了良好的条件，燃烧速度加快，燃烧带厚度减薄，熔融物的冷却速度加快，阻力减少。目前预热混合料的方法有：①、热返矿预热；②、生石灰预热；③、蒸汽预热；④、热风预热；⑤、热水预热。提高烧结混合料的湿容量所有增加表面的胶体物质都能增大混合料的最大湿容量，如生石灰可以消化成极细的消石灰胶体颗粒，它具有较大的比表面积，可以吸附和持有大量水分而不失去物料的松散性和透气性。低水分烧结把烧结混合料的水分在装入烧结台车之前尽量降低，然后在点火前向整个料面均匀地喷入一部分，约为料重的0.1~0.5%。这样即可保持料层下部由于大颗粒偏析而具有较好的透气性，同时上层由于表面补喷水分可以增大透气性。据试验表明，当把烧结料水分降低至5.5%料面补充喷水0.3%产量提高2.7%。这样方法的优点是：a、减少了过湿层的不利影响，提高了料层透气性。b、增大料层密度，有利于提高烧结矿的产、质量。c、减少了水分蒸发热，可节省燃料消耗。烧结原料的准备及加工处理烧结原料及其特性烧结用的原料有铁矿石、锰矿石、溶剂、燃料及工业废弃物。铁矿石在地壳中含铁矿物种类很多，凡能在现代技术条件下较为经济地提出含铁矿物的岩石称之为铁矿石。根据铁矿石的主要含铁矿物可以把铁矿石分为磁铁矿石、赤铁矿石、褐铁矿石和菱铁矿石等四种类型。磁铁矿石磁铁矿石主要的化学成分为Fe3O4，理论含铁量为72.4%。磁铁矿也可看作FeO·Fe2O3，磁铁矿的晶体多成八面体，它的组成结构比较致密坚硬，一般成块状或粒状。它的外表颜色为钢灰色和黑灰色，条痕色为黑色。磁铁矿的密度为4.9~5.2g/cm³，硬度为5.5~6.5，它具有金属光泽但较暗，并有磁性，因此比其它类型铁矿石易于分选。磁铁矿的脉石主要为石英，各种硅酸盐(如绿泥石等)于碳酸盐，有时还含有少量粘土。此外由于矿石中含有黄铁矿及磷灰石，有时有闪锌矿黄铜矿，所以一般磁铁矿含硫、磷均高，并且含有锌和铜。含钛和钒较多的磁铁矿叫钛磁铁矿和钒钛磁铁矿。地表层的磁铁矿由于氧化作用部分被氧化成赤铁矿，但仍保持磁铁矿的结晶形态，这种矿石叫假象赤铁矿或半假象赤铁矿。根据磁铁矿和假象赤铁矿在矿石中含量不同，一般用磁性率，即FeO/TFe的百分率来分类：磁性率=FeO/TFe×100%式中：FeO——矿石中全铁含量，%；TFe——矿石中氧化铁含量，%。磁性率=42.8%为纯磁铁矿；磁性率>28.6%为磁铁矿；磁性率=28.6%~14.3%为半假象赤铁矿；磁性率<14.3%为假象赤铁矿。硅酸铁矿及碳酸铁矿中含有FeO，但这部分铁不具有磁性，。所以菱铁矿(磁性率为1.4)、黄铁矿、磁黄铁矿(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5.5~6，土状及粉状则硬度很低，赤铁矿的比重为4.8~5.3g/cm³。在赤铁矿中往往含有1~8%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(2Fe2O3·H2O)：含5.23%的结晶水，66.1%铁；针铁矿(Fe2O3·H2O)：含10.11%的结晶水，62.9%铁；褐铁矿(2Fe2O3·3H2O)：含14.39%的结晶水，60.0%铁；黄针铁矿(Fe2O3·2H2O)：含18.37%的结晶水，57.2%铁；黄赭石(2Fe2O3·3H2O)：含25.23%的结晶水，52.2%铁。自然界的褐铁矿大部分以2Fe2O3·3H2O形态存在。褐铁矿的密度为3.0~4.2g/cm³，硬度1~4。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37~55%。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%，CO2=37.9%。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3.9g/cm³，硬度为3.5~4。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Fe30~40%。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。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6~10%，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。配料简介配料是高炉优质、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。原燃料性质及其对烧结过程和质量的影响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。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，改善了烧结料的粒度组成，得高了料层的透气性。其次，由于消石灰粒度极细，比表面积比消化前增大100倍左右，因此与混合料中其它成分能更好的接触，加快固液相反应，不仅加速烧结过程，而且防止游离CaO存在，而且它还可以均匀分布在烧结料中，有利于烧结过程化学反应的进行。再次，白灰消化放出的热量，可以提高混合料料温。从另一个方面来看，生石灰用量也不宜过多；a、生石灰用量过多，烧结料会过分疏松，混合料堆密度下降，生球强度反而会变坏。由于烧结速度过快，返矿率增加，产量降低。另外，生石灰量过多，烧结料水分不易控制。b、烧结前必须使生石灰全部消化，使用生石灰时必须相应增加混合前打水量，保证必要消化时间，使生石灰颗粒一般在一次混合机内松散开，绝大多数消化，生石灰粒度一般要小于3mm。c、生石灰在配料前的运输和储运中，尽量避免受潮，以防止事先消化去CaO的作用。d、生石灰不宜长途运输和皮带转运，极易产生粉尘，恶化劳动条件。(4)、烧结料中加入石灰石对烧结矿质量的影响a、CaO成分增加，其软化区间缩小，燃烧层厚度减薄，改善料层透气性。b、石灰石的细粉比精矿粘结性好，有利于混合料成球，而较粗的部分本身就具有良好的透气性，可以改善烧结料透气性。c、烧结过程中石灰石分解，放出CO2，起疏松料层作用，大大改善料层透气性。通过石灰石的加入，使垂直燃烧速度增加，产量提高。d、石灰石的加入量也不宜过多，如石灰石量过多成球条件变坏，由于透气性变好，机速加快，矿物结晶不完全。另外，CaO过多易形成正硅酸钙体系液相，导致冷却时风化碎裂，使烧结矿强度降低。(5)、用消石灰来代替石灰石的好处a、消石灰粒度很细，亲水性强，而且有粘性，大大改善烧结料透气性，提高小球强度。b、消石灰比表面积大，增加混合料最大湿容量，可使烧结料过湿层有较好的透气性。c、粒度细微的消石灰颗粒比粒度较粗的石灰石颗粒更易产生低熔点化合物，液相流动好，凝结成块，从而降低燃料用量和燃烧带阻力。但消石灰用量也不宜过多，过多的消石灰使烧结料过于松散，烧结矿脆性大，强度下降，成品率下降。烧结矿碱度(1)碱度的分类碱度是烧结矿的碱性氧化物与酸性氧化物百分比含量比值。二元碱度R=CaO/SiO2三元碱度R=(CaO+MgO)/SiO2四元碱度R=(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)烧结矿按R分为三种；普通烧结矿、自熔性烧结矿，高碱性烧结矿。普通烧结矿又叫酸性烧结矿。即烧结矿的碱度低于高炉炉渣的碱度，一般都有小于1.0，这种烧结矿在入炉冶炼时需加入一定数量的熔剂。自熔性烧结的碱度等于或稍高于高炉炉渣的碱度，一般为1.2-1.5左右，其烧结矿在入炉冶炼时不需另加熔剂。高碱度烧结矿又叫熔剂性烧结矿，其碱度高于高炉炉渣的碱度，一般都大于1.5。其烧结矿在入炉冶炼时，可以代替部分或全部熔剂，可常与富矿或酸性烧结矿、酸性球团矿配合使用。(2)高碱度烧结矿的特点因现在普遍生产的是高碱度烧结矿，就其特点做一概述；a、高碱度烧结矿强度高，稳定性好，粒度均匀，粉末少。b、高碱度烧结矿具有良好的还原性，这是因为高碱度烧结矿是以易还原的铁酸钙为主要液相；随碱度提高，烧结矿中FeO降低，还原性得到改善；高碱度烧结矿处于还原性最好的结构状态。其中的磁铁矿晶粒细小且密集，并被铁酸钙包裹或溶蚀。c、高碱度的烧结矿软化开始温度和软化终了温度均有所下降。d、高碱度烧结矿含硫量有所提高，这是因为烧结料中的CaO有吸硫作用，形成CaS留于烧结矿中。(3)烧结中配加白云石的目的烧结料中加入白云石主要是为了提高烧结矿MgO含量从而提高烧结矿的质量(强度)，并改善高炉炉渣的流动性。影响烧结矿TFe高低和碱度高低的原因(1)含铁原料品位不稳定当品位高时，烧结矿的TFe升高，SiO2下降，CaO正常，R上升。当品位低时，烧结矿的TFe降低，SiO2升高，CaO正常，R下降。(2)熔剂下料量不稳定下料量大，相当于配比高，SiO2稍低，烧结矿TFe下降，CaO上升，R上升。下料量小，相当于配比代，SiO2稍高，烧结矿TFe上升，CaO下降，R下降。(3)含铁原料下料不稳定下料量大，铁上升，SiO2稍高，CaO下降，R下降。下料量小，铁下降，SiO2稍低，CaO上升，R上升。(4)熔剂中CaO不稳定CaO高时，SiO2变动不大，R上升。CaO低时，SiO2变动不大，R下降。(5)熔剂水分变化，相当于配比或下料量变化水分大，SiO2稍高，铁上升，CaO下降，R下降。水分小，SiO2稍低，铁下降，CaO上升，R上升。混合与制粒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。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5~6mm，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2.0º，用于二次混合时，其倾角不小于1.5º。(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。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1~3mm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。烧结机布料与点火制度烧结机布料对布料的要求首先，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)。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。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(10~25毫米)的烧结料。这部分料被称做铺底料。铺底料的作用：①、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0.03~0.1千克。篦条的消耗对于烧结矿成本有一定的影响。②、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。③、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。④、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。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1150~1300℃。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。nFnF_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。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±0.5m/min。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4~5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。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280~300℃以上。它比前后相邻的风箱的废气温度要高25~40℃。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110~150℃。烧结矿的冷却与整粒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600~1000℃，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(5~0mm)，分出铺底料(10~20mm)。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。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。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50~5mm(或60~5mm，对于小型高炉可保持在35~5mm)范围内，其中经整粒后的粉末含量(5~0mm)，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(100~150mm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。影响烧结生产的主要因素矿物性能对烧结生产的影响1、含铁矿物品种的影响2、含铁矿物粒度的影响3、铁矿石化学性能的影响固体燃料对烧结生产的影响1、燃料用量的影响2、燃料粒度的影响?3、燃料种类的影响溶剂对烧结生产的影响混合料特性对烧结生产的影响1、混合料粒度组成2、混合料水分3、混合料的温度返矿对烧结生产的影响1、返矿质量的影响2、返矿数量的影响其他影响因素1、风量和真空度2、烧结机布料和点火制度DB34DB34安徽省地方标准J12313-20XXDB34/178-20XX烧结多孔砖砌体工程施工及质量验收规程Acceptancesecificationforconstructionqualityoffiredperforatedbrickmasonry 2013-××-××发布2013-××-××实施联合发布联合发布安徽省质量技术监督局安徽省地方标准烧结多孔砖砌体工程施工及质量验收规程AcceptancesecificationforconstructionqualityoffiredperforatedbrickmasonryDB34/178—20XX主编部门：安徽省住房和城乡建设厅批准部门：安徽省住房和城乡建设厅施行日期：2013年×月×日2013年合肥前言本规程根据安徽省住房和城乡建设厅《关于下达<2011年度安徽省工程建设地方标准制（修）订计划>的通知》（建标函[2011]739号）的要求，由安徽省建筑科学研究设计院会同有关单位在原《多孔砖砌体工程施工及验收规程》DB34/178—1999的基础上修订完成的。本规程在修订过程中，编制组经广泛调查研究，认真总结实践经验，并在广泛征求意见的基础上，最后经审查定稿。本规程修订后共分6章和1个附录，主要技术内容包括：总则、术语、原材料质量要求、砌筑砂浆和混凝土、砌体施工、砌体工程验收。修订的主要内容：1将原“规程”更名为《烧结多孔砖砌体工程施工及质量验收规程》；2规定“烧结多孔砖”产品是指以煤矸石、页岩等非粘土材料为原料，经焙烧而成的墙体材料；3增加“砌体工程验收”章节中的主控项目和一般控制项目内容；4增加《烧结多孔砖砌体工程检验批质量验收记录》；5调整并修改相关条款。本规程中以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。本规程由安徽省住房和城乡建设厅负责管理和对强制性条文的解释，安徽省建筑科学研究设计院负责具体技术内容的解释。在执行过程中，请各单位结合工程实践，认真总结经验，并将意见和建议寄送安徽省建筑科学研究设计院（地址：安徽省合肥市环城南路28号；邮编：230001）。本规程主编单位：安徽省建筑科学研究设计院，本规程参编单位：合肥市墙体材料革新和建筑节能办公室本规程主要起草人：章茂木廖绍锋丁昌杰帅兵吴亚俊章家海冯兰芳丁翰文宣亚云孙云飞本规程主要审查人：李善志李长青董燕囡邱立龙丰建国詹煜坤1总则………………4术语……………53原材料质量要求…………………64砌筑砂浆…………7砌体施工…………85.1施工准备……………………85.2施工技术要求………………85.3构造柱……………………115.4安全措施…………………125.5冬期施工……………………12砌体工程验收…………………146.1主控项目…………………146.2一般项目…………………156.3工程验收…………………16附录A《烧结多孔砖砌体检验批质量验收记录》…………17本规程用词说明…………………18附：条文说明………………………19

总则1.0.1为使烧结多孔砖砌体工程施工做到技术先进、经济合理、安全适用，确保质量，制定本规程。1.0.2本规程适用于安徽省境内抗震设防烈度在7度及以下的地区，以烧结多孔砖作为墙体材料进行砌体工程施工、验收的一般工业与民用建筑。1.0.3在烧结多孔砖砌体工程施工及质量验收时，除遵守本规程规定外，尚应符合国家现行有关标准、规程和规范的规定。术语2.0.1烧结多孔砖firedperforatedbrick以煤矸石、页岩等非粘土材料为原料，经焙烧而成，孔洞率不小于25%，孔形为圆孔或非圆孔。孔的尺寸小而数量多，主要适用于承重部位的砖，简称烧结多孔砖（P型），砖主规格为240㎜×115㎜×90㎜；配砖有半砖120㎜×115㎜×90㎜、七分砖180㎜×115㎜×90㎜。2.0.2砌体结构masonrystructure由块体和砂浆砌筑而成的墙、柱作为建筑物主要受力构件的结构。是砖砌体、砌块砌体和石砌体结构的统称。2.0.3一丁一顺averticalahorizontal一皮砌丁砖，一皮砌顺砖2.0.4梅花丁plumflowermasonry同在一皮中，一块砌顺砖，一块砌丁砖2.0.5“四一”砌筑法“fourone”masonrymethod一铲灰、一块砖、一挤揉、添一刀头缝灰2.0.6交接处junction纵墙与横墙相交处2.0.7预拌砂浆ready-mixedmortar由胶凝材料、细骨料、矿物掺合料及外加剂等组分按一定比例混合，由专业厂生产的湿拌砂浆或干混砂浆。2.0.8含水率与吸水率的比值。2.0.9见证取样检测evidentialtesting在监理单位或建设单位监督下，由施工单位有关人员现场取样，并送至具备相应资质的检测单位所进行的检测。2.0.10实体检测inspectionatoriginalspace由有检测资质的检测单位采用标准的检验方法，在工程实体上进行原位检测或抽取试样在试验室进行检验的活动。3原材料质量要求3.0.1烧结多孔砖的品种、规格型号、强度等级必须符合设计要求，并应按现行国家标准《烧结多孔砖》GB13544进行见证取样检验和验收，合格后方可使用。3.0.2水泥进场时应对其品种、等级、包装或散装仓号、出厂日期等进行检查；并应对其凝结时间、安定性、强度、安定性进行见证取样检验，检验批按同一生产厂家、同品种、同等级、同批号连续进场的水泥，袋装水泥不超过200t为一批，散装水泥不超过500t为一批，每批抽样不少于一次。其质量必须符合现行国家标准《通用硅酸盐水泥》GB175、《砌筑水泥》GB／T3183等的规定。3.0.3钢筋的技术性能指标必须符合国家现行的相关标准规定和设计要求，进入施工现场应有产品合格证和质量保证书，施工前，应进行见证取样检验，3.0.41不应混有草根、树叶、树枝、塑料、煤块、炉渣等杂物；2砂中含泥量、泥块含量、石粉含量、云母、轻物质、有机物、硫化物、硫酸盐，及氯盐含量（配筋砌体砌筑用砂）等应符合现行行业标准《普通混凝土用砂、石质量标准及检验方法》JGJ52的规定；3人工砂、山砂及特细砂，应经试配能满足砌筑砂浆技术条件要求。3.0.5构造柱混凝土中的粗骨料的技术性能指标应符合《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52标准规定要求，3.0.6石灰膏使用前应充分熟化，生石灰熟化成石灰膏时，应用孔径不大于3mm×3mm的网过滤，熟化时间不得少于73.0.7施工用水应符合国家现行行业标准《混凝土用水标准》JGJ633.0.8制作砂浆或混凝土所采用的粉煤灰技术性能指标，应符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB1596的有关3.0.9凡在砂浆中掺入有机塑化剂、早强剂、缓凝剂、防冻剂等，应经试配和检验，符合要求后，方可计量使用。有机塑化剂的产品，应具有法定检测机构出具的砌体强度型式检验报告。配有构造筋的砌体，砂浆中砌筑砂浆4.0.1砌筑砂浆的品种和强度等级应符合设计要求。4.0.2砌筑砂浆应满足《砌筑砂浆配合比设计规程》JGJ98标准的规定要求，并应具有良好的工作性（包括稠度、流动度、和易性、分层度等），砂浆稠度宜控制在50mm~70mm，分层度不大于304.0.3砌筑砂浆应通过试配确定配合比，当材料有变更时，其配合比应重新确定。4.0.4施工中当采用水泥砂浆代替水泥混合砂浆时，应提高一个强度等级使用。4.0.5砌筑砂浆现场拌制时，各组分材料应采用重量计量，确保误差控制在规定的范围内，配料精度控制：水泥及外加剂±2%，其他±3%。4.0.61水泥砂浆和水泥混合砂浆不得少于120s；2水泥粉煤灰砂浆和掺用外加剂的砂浆不得少于180s；3掺增塑剂的砂浆，其搅拌方式、搅拌时间应符合现行行业标准《砌筑砂浆增塑剂》JG／T164的规定；4预拌砂浆的搅拌时间应符合有关技术标准或按产品说明书采用。4.0.7砂浆应随拌随用，水泥砂浆和水泥混合砂浆必须分别在拌后3h和4h内使用完毕，如施工期间最高温度超过30℃，必须分别在拌后2h和4.0.84.0.94.0.10砌筑砂浆强度等级的评定应以标准养护、龄期为28d的试块抗压试验结果为准，并应按国家现行标准《建筑砂浆基本性能试验方法标准4.0.111砂浆试块缺乏代表性或试块数量不足；2对砂浆试块的试验结果有怀疑或有争议；3砂浆试块的试验结果，不能满足设计要求；4发生工程事故，需要进一步分析事故原因。砌体施工5.1施工准备5.1.1建筑物的标高，应依据标准水准点或设计指定的水准点。5.1.2砌体工程应在地基或基础工程验收合格后，方