part4-热矿破碎冷却作业

烧结生产工艺技术

TechnologyandProcessforSinteringProduction

24.热矿破碎冷却作业辛劳与责任孕育收获Partfour3本篇概要

本篇主要介绍的内容是烧结矿破碎和冷却理论,以及破碎和冷却过程中,主体设备包括单辊破碎和环冷鼓风机的工作原理和结构做以简要介绍。另外,在此环节中岗位职工在日常操作中需要注意的问题也做了大致介绍和解析。辛劳与责任孕育收获Partfour41.烧结矿破碎冷却作业◆烧结矿破碎冷却的目的及意义烧结矿在机尾卸矿之后的温度大概在750-800℃之间，对于这样的赤红烧结矿，在现代烧结厂中，为进一步保证后续设备和相关环节的正常运转，需要将其冷却到150℃以下，主要原因有：

①保护运输设备，使厂区配置紧凑；

②保护高炉炉顶设备和高炉矿槽；

③改善高炉烧结厂的劳动条件；

④为烧结矿的整粒及分出铺底料创造条件；

⑤为实现高炉生产技术的现代化创造条件辛劳与责任孕育收获Partfour5◆2.烧结矿破碎设备介绍烧结矿破碎、冷却设备主要有单辊破碎机和环形冷却机（又分为抽风和鼓风两种方式）、带式冷却机等。辛劳与责任孕育收获Partfour6◆3.单辊破碎机的工作原理和结构烧结饼从机尾卸矿下落到固定的箅板上，受到不断旋转的单辊上的辊齿的剪切力作用，从而使大块的烧结矿获得破碎。齿辊在箅板的空隙间旋转。烧结矿进入后被齿辊和箅板剪碎至150㎜以下，由箅板间隙落入下面的溜槽中，经冷却设备进行冷却处理后进入筛分设备。单辊破碎机包括箱体、齿辊组件、保障装置三部分。①箱体：由前后壁、左右侧板、左右箅板组，中间箅板组及衬板组成；

②齿辊组件：③保险装置：辛劳与责任孕育收获Partfour7辛劳与责任孕育收获Partfour8辛劳与责任孕育收获Partfour9辛劳与责任孕育收获Partfour10辛劳与责任孕育收获Partthree11辛劳与责任孕育收获Partfour12辛劳与责任孕育收获Partfour13辛劳与责任孕育收获Partfour1415辛劳与责任孕育收获Partfour16◆单辊岗位工的操作注意点

①单辊被异物卡停（报警），不报警时，勤巡视；

②单辊或箅板循环水中断、温度上升或水中杂物太多，堵塞管道；③烧结机尾电机异常现象（异音、过热、摩擦片磨损严重）；→其他影响：

①因单辊卡东西或机尾液压打开过大，造成最后一块台车与机尾清料器接触，引起机头电机电流过大；

②烧结机停机焊补单辊磨损部位时，保证最后一块带料台车处于水平位置，以免烧结矿下落伤及他人；辛劳与责任孕育收获Partfour172.烧结矿冷却作业◆1.烧结矿冷却作业涉及的问题

①烧结矿冷却的参数要求为了不烫伤后续皮带和相关皮带，要求烧结矿的卸矿温度不高于150℃；同时，为保证包括烧结矿强度等相关指标和改善现场扬尘环境，需要增加防雨罩、打水和除尘装置。辛劳与责任孕育收获Partfour18辛劳与责任孕育收获Partfour19②烧结矿冷却设备的工作原理和常见问题◆环行冷却机的结构传动装置密封装置受矿装置卸矿装置风量来源定位装置放灰装置辛劳与责任孕育收获Partfour20传动装置辛劳与责任孕育收获Partfour21辛劳与责任孕育收获Partfour22密封装置辛劳与责任孕育收获Partfour23辛劳与责任孕育收获Partfour24辛劳与责任孕育收获Partfour25受矿装置辛劳与责任孕育收获Partfour26辛劳与责任孕育收获Partfour27辛劳与责任孕育收获Partfour28卸矿装置辛劳与责任孕育收获Partfour29辛劳与责任孕育收获Partfour30辛劳与责任孕育收获Partfour31辛劳与责任孕育收获Partfour32辛劳与责任孕育收获Partfour33辛劳与责任孕育收获Partfour34风量来源辛劳与责任孕育收获Partfour35辛劳与责任孕育收获Partfour36辛劳与责任孕育收获Partfour37辛劳与责任孕育收获Partfour38辛劳与责任孕育收获Partfour39定位装置辛劳与责任孕育收获Partfour40辛劳与责任孕育收获Partfour41辛劳与责任孕育收获Partfour42辛劳与责任孕育收获Partfour43放灰装置辛劳与责任孕育收获Partfour44辛劳与责任孕育收获Partthree45板式卸矿机辛劳与责任孕育收获Partthree4647带式冷却机辛劳与责任孕育收获Partthree48带式冷却机辛劳与责任孕育收获Partthree49◆环式冷却机的工作原理

环式冷却机主题是由若干盛放烧结矿的扇形台车组成，台车连接在一个水平配置的环行框架上，形成一个首尾相连的环，环的上方设有排气罩

抽风式环冷机的风机布置在排气罩的上方，利用风机在料层上方产生的负压，把冷空气从台车底部吸入，冷空气在穿过料层时与烧结矿进行热交换而达到冷却的目的。被加热的空气由风机通过烟囱排入大气。为避免冷空从从料面吸入，排气罩的两侧与台拦板之间必须严格密封。抽风机的数量取决于冷却机的处理能力以及风机的风量，一般应设两台以上。辛劳与责任孕育收获Partfour50

鼓风环冷机与抽风环冷机的区别在于，冷空气是由鼓风机从台车底部鼓入，通过烧结矿层加热后从烟罩排入大气。因此台车设置风箱和空气分配套，风箱与台车底部都需要严格密封，而排气罩除高温段用防止粉尘采取密封措施外，其余部分可采用屋顶式的排气罩。

环式冷却机主要有台车、回转框架、驱动装置、给料及卸料装置、散料收集及运输装置等。辛劳与责任孕育收获Partfour51525354③环冷岗位需要注意的细节★台车出轨道★平衡辊松动★台车打滑（下雨）★下红矿（打水处理）★滑道烧结矿夹杂★启停机时候的风机开启关闭★密封胶皮或滑板掉辛劳与责任孕育收获Partfour55④烧结矿冷却作业涉及到的节能环节→开停机期间的风机关停控制→烧结余热回收处理（发电、热风烧结、造蒸汽）辛劳与责任孕育收获Partfour56→冷却废气和烧结机机尾风箱烟气显热是烧结厂余热回收的重点烧结冷却要废气和烧结烟气的显热约占烧结全部热支出的50%，必须重视烧结的余热利用。

烧结烟气平均温度一般不超过150℃，但其量大，所含显热达总耗的20%-25%，其中机尾风箱排出的烟气温度为300-400℃，氧含量达18%-20%。从烧结机尾部卸出的烧结矿饼温度平均为500-800℃，其显热占总热耗的35%-45%。烧结矿在冷却过程中其热能为废气显热，废气温度随冷却方式和冷却部位的不同在100-450℃之间变化，其显热量约占热耗的30%，相当于93×103--144×103kcal/t烧结矿的热量由冷却废气带走。抽风冷却高温段的废气温度较低，一般只有200℃左右，鼓风冷却高温段的废气温度较高，达350-450℃。因此，冷却机废气和烧结机机尾风箱烟气显热是烧结厂余热回收的重点。辛劳与责任孕育收获Partfour57辛劳与责任孕育收获Partthree58辛劳与责任孕育收获Partfour59辛劳与责任孕育收获Partfour60辛劳与责任孕育收获Partthree61辛劳与责任孕育收获Partthree62◆冷却作业涉及的知识点附加→冷却机冷烧比的含义与冷烧比有效面积冷却机有效冷却面积与烧结机有效面积之比为冷烧比一般抽风冷却机的冷烧比大于1.5，或在其左右，鼓风烧结机的冷烧比为0.9-1.1；对于机上冷却，以褐铁矿、贫铁矿为主原料，冷烧比应控制在0.8以下，其他矿种可按1.0左右考虑。→为什么烧结冷却时间主要取决于烧结矿的尺寸烧结矿在足够的风量条件下，冷却时间主要取决于烧结矿大块的尺寸，这是因为烧结矿表面热很容易被冷却的空气带走，而烧结矿中心的热向四周传导的速度较慢。辛劳与责任孕育收获Partfour63→影响环冷机冷却效果的因素①工艺参数的影响：凤量、风速、料层厚度、透气性、冷却时间、烧结时间、烧结矿的粒度组成（最多块度，粉末含量，粒度均匀度）②烧结工艺制度的影响：烧结过程燃料量的粒度和使用量直接影响烧结矿冷却效果，烧结终点的控制也有很大的影响，控制不好烧结矿残碳将在冷却机内继续燃烧，形成烧结矿的“二次燃烧”。③设备的影响：冷却机本身的漏风以台车百叶窗箅条，丝网的堵塞，布料不均等都会降低冷却效果。辛劳与责任孕育收获Partfour64→矿石性能对冷却工艺的影响矿石性能对冷却工艺影响较大，贫铁矿特别是褐铁矿烧结的烧结矿，由于堆积密度小，透气性好，所需冷却时间短，因而冷烧比小。在用富矿粉时，磁铁矿冷却时间长（冷却矿堆密度大，透气性差），冷烧比大。赤铁矿和针赤铁矿处于贫铁矿和磁铁矿之间。辛劳与责任孕育收获Partfour653.烧结矿的粉化

主要原因在于Fe2O3还原为Fe３O４时体积发生膨胀,引起烧结矿表层的破裂,影响因素为:①原料条件:

矿石原料主要为磁铁矿和赤铁矿,由于矿石种类不同,生产的烧结矿中的Fe2O3多少不一,赤铁矿中含Fe2O3较多,因而低温粉化较严重。②烧结工艺条件：高料层、低碳、低FeO<8%时，低温粉化高一些（Fe2O3还原增加）；机上冷却使磁铁矿再氧化，Fe2O3增加，低温还原粉化高一些；③高碱度烧结矿及高MgO烧结矿:

由于Fe2O3与MgO、CaO结合生成MgO·Fe2O3

、CaO·Fe2O3

，游离Fe2O3低，减轻了粉化④精矿及其他矿石中含有特殊元素:

如TiO2,K2O,Na2O可促进反应进行，增加了低温还原粉化的严重性；辛劳与责任孕育收获Partthree66防止低温还原粉化的措施①

生产高碱度高MgO的烧结矿；②在烧结原料中减少TiO2,K2O,Na2O等成分的含量；③不要过分降低烧结矿中FeO的含量（相当于加剧了Fe2O3还原为Fe３O４的程度，为后续体积膨胀埋下了隐患）；④在烧结矿表面，喷洒CaCl2稀溶液或在混合料中配加微量CaCl2添加剂，都能显著降低低温还原粉化指数（RDI）。这是因为氯能将烧结料中的K、Na等元素挥发出去，降低其与还原反应的促进作用；辛劳与责任孕育收获Partthree67◆烧结矿粉化种类及原因分析★

环冷跑红矿原因：①烧结料燃料配加量比例较大；②燃料颗粒较大，因布料偏析原因，引起燃烧层增厚，烧结时间延长，下部台车料层形成火大过熔；③混合料水分控制过大或过小，引起烧结过程透气性下降，在机尾卸矿时，存在推生料现象，从而在环冷机上引起烧结矿的二次燃烧；处理方法：①打水－环冷及后续皮带；②加强环冷参数控制，优化前期配料、混合及烧结参数控制；辛劳与责任孕育收获Partfour68→危害：

①高温烧结矿损伤后线运输皮带，加重整粒筛分岗位的劳动强度，并恶化环境；

②打水处理后，易引起皮带打滑和筛分效率下降；

③赤红烧结矿在打水过程中，发生铁氧化物之间的转变？，或因内在热应力（发生反应）的原因而使烧结矿出现裂缝，破坏烧结矿强度；辛劳与责任孕育收获Partfour69★

烧结矿进入高炉的低温还原粉化铁矿石进入高炉炉身上部大约500-600℃的低温区时，由于热冲击和铁矿石中Fe2O3还原（Fe2O3－Fe３O４－FeO）发生晶形转变等因素，导致块状含铁物料的粉化，这将直接影响到高炉炉料顺行和炉内气流分布。辛劳与责任孕育收获Partfour70★烧结矿的“白点”烧结矿白点是在生产自熔性和高碱度烧结矿时，在烧结矿断面上看见的白色小点，即游离的CaO成分，也就是生石灰。产生的主要原因是石灰石没能在液相凝固前分解完全或分解后没能完全矿化，烧结矿中出现游离的CaO的白点，当然包括生石灰没有完全混匀消化的那一部分；→产生原因：①石灰石粒度过粗或分布不均匀；②点火不均引起烧结不均匀；③生石灰消化混匀不好，形成生白灰凝结状；辛劳与责任孕育收获Partfour71→实际危害：①引起烧结矿成分的不稳定，产生较大误差，从而误导现场配比调整，从而使烧结矿碱度指标发生较大波动，高炉炉渣碱度也因此受到影响；②烧结矿中的游离CaO成分，能吸收水分（大气中的湿分中的水）或外喷水，重新进行消化，生成Ca（OH)2,消化后放热及体积急剧膨胀。使烧结矿破裂，粉碎，严重影响烧结矿的强度和粒度；辛劳与责任孕育收获Partfour72→解决办法：

①

温度对CaO矿化的影响：温度高，CaO矿化程度高，但温度过高，会引起烧结矿过熔，会使烧结矿本身的透气性变差，对烧结矿的还原性不利，应尽量避免；

②

矿粉粒度对CaO矿化的影响：烧结时石灰石的适宜粒度与矿石粒度有关，当用细磨精矿粉烧结时，石灰石的粒度可适当粗一些（一般0-3mm),用粗粒度矿粉烧结时，石灰石的粒度应小些(0-1mm);

③

在较粗矿粉烧结时，我们只能从降低石灰石的粒度入手，（降低石灰石使用粒度）提高CaO矿化的矿化度。辛劳与责任孕育收获Partfour73★生产自熔性烧结矿的晶形转变生产自熔性烧结矿（碱度在1.0-1.5）时，矿粉中的SiO2与外加CaO形成高温型2CaO·SiO2，当温度降至1425℃，发生晶形转变为α2CaO·SiO2；当温度下降到670℃时，又转变成β-2CaO·SiO2型，体积稍有膨胀；由于β2CaO·SiO2型很不稳定，当温度下降为525℃时，形成γ-2CaO·SiO2型，这时他的体积膨胀10%，造成了严重的粉化。（此外，烧结机冷却速度控制，尽量避免在冷却过程中速度太大，生成易碎铁矿物及玻璃体）。辛劳与责任孕育收获Partfour74◆处理方法：

①

加强混匀操作，避免和减少正硅酸钙（2CaO·SiO2）的出现；

②

适当加入白云石，除了MgO与其他成分易于生成低熔点化合物，增加液相生成和减少消耗外，MgO与Si