烧结工艺培训教材

第一章概述

传统的钢铁工业生产系统是由采矿、选矿、烧结（球团）、炼铁、炼钢、轧钢这六大工序组成的，烧结在钢铁企业中占有相当重要的地位。

所谓烧结，是把粉状和细粒含铁物料制成具有良好冶金性能的人造块矿的过程，是粉状含铁物料的主要造块方法之一。烧结料通常由选矿厂出产的铁矿粉和对天然富矿进行破碎、筛分时产生的小于8mm的富矿粉，烧结过程中产生的小于8mm的返矿粉以及其它冶金厂的若干含铁废弃物（如高炉炉尘、转炉炉尘、轧钢皮、硫酸渣等）组成。把这些烧结料按一定比例混合后，再根据烧结过程的热量需要和碱度要求配加适量的燃料（焦粉或无烟煤）和熔剂（石灰石、生石灰或消石灰），混匀后放入烧结设备中点火烧结。由于燃料燃烧时产生的高温作用，料层内产生一定数量的液相（但不允许烧结料全部熔化），将那些尚未熔化的粉料粘结成块，这就是烧结矿。由此可见，烧结是一种粉状含铁物料的造块工艺，它主要是靠烧结料中产生的液相把粉料固结成块。

在古代人们是直接用富矿来炼铁的，随着钢铁工业的迅速发展，要求日益扩大对贫矿和多种金属共生复合矿的利用，这些矿石经过选矿处理后得到的精矿粉，以及粉状富矿粉都需经过造块才能进行冶炼。

1870年英国、瑞典、德国使用烧结锅，1910年世界上第一台带式烧结机在美国投入生产，我国建国初期，只有首钢的烧结锅，本钢的烧结盘，以及鞍钢的50m2带式烧结机投入使用。

第二章配料

一、配料知识简介

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带下料量，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，符合高炉冶炼的要求。

目前国内采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，化学成分配料法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，使烧结矿质量稳定在高水平。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。

二、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，往往还要添加一些其他的含铁原料（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

熔剂可分碱性熔剂、酸性熔剂和中性熔剂三类。我国铁矿石的脉石多以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溶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与烧结块中的铁氧化合物等及酸性脉石SiO2及Al2O3等在高温作用下，生成低熔点的化合物，以改善烧结矿强度的冶金性和还原性；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，提高了料层的透气性。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，因此与混合料中其他成分能更好的接触，更快发生固液相反应，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，白灰消化时放出的热量，可提高混合料料温。

但从另一方面来看，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，以防止事先消化失去CaO的作用。