烧结生产知识

烧结生产知识一、铁矿石烧结知识（原料条件）1、天然矿粉与烧结1）天然矿粉包括富矿粉和贫矿粉，其中天然矿粉含铁量在45%以上的通常称为富矿粉，含铁量低于45%的通常称为贫矿粉。

45%这个界限随着冶炼技术的发展是会变化的。

2）铁矿粉烧结是重要的造块技术之一。

由于开采时产生大量的铁矿粉，特别是贫铁矿富选促进了铁精矿粉的生产发展，使铁矿粉烧结成为规模最大的造块作业。

烧结矿比天然矿石有许多优点，如含铁量高、气孔率大、易还原、有害杂质少、含碱性熔剂等。

2、铁矿石分类：按照铁矿物不同的存在形态，分为磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿四大类。

1）磁铁矿：磁铁矿化学式为Fe3O4，也可以视为Fe2O3与FeO的固溶体。

比密度为4.9--5.2t/m3，硬度为5.5--6.5，难还原和破碎，有金属光泽，具有磁性。

其理论含铁量为72.4%。

磁铁矿晶体为八面体，组织结构较致密坚硬，一般成块状和粒状，表面颜色由钢灰色到黑色，条痕均是黑色，俗称青矿。

2）赤铁矿：赤铁矿俗称“红矿”，化学式为Fe2O3，其矿物成份是不含结晶水的三氧化二铁，密度为4.8—5.3，硬度不一，结晶完整的赤铁矿硬度为5.5—6.0，理论含铁量70%。

赤铁矿由非常致密的结晶组织到很分散的粒状，结晶的赤铁矿外表颜色为钢灰色和铁黑色，其它为暗红色，但条痕均为暗红色。

3）褐铁矿：褐铁矿石（mFe2O3. nH2O）是一种含结晶水的Fe2O3，按结晶水含量不同，褐铁矿分为五种，其中以2Fe2O3. 3H2O形式存在的较多。

4）菱铁矿：菱铁矿石的化学式为FeCO3，理论含铁量为48.2%。

自然界中常见的是坚硬致密的菱铁矿，外表颜色为灰色和黄褐色，风化后变为深褐色，条痕为灰色或带黄色，由玻璃光泽。

菱铁矿的比重为3.8吨/米3，无磁性。

3、铁矿粉分类：1）精矿粉：也称选粉。

是天然矿石经过破碎、磨碎、选矿等加工处理，除去一部分脉石和杂质，使含铁量提高后的极细的矿粉叫精矿粉。

精矿粉按照选矿方法的不同分为多种精矿粉，如磁选、浮选、重选等精矿粉。

2）富矿粉：是铁矿石受到自然界的风化作用，或在开采、运输、处理过程中产生粉末，其粒度为0～10mm。

4、烧结生产对含铁原料有那些要求：铁矿粉是烧结生产的主要原料，它的物理化学性质对烧结矿质量影响最大，主要要求铁矿粉品位高、成分稳定、杂质少、脉石成分适用于造渣，粒度适宜。

烧结用的精矿粒度不宜太细，一般小于0.074mm（－200目）的量小于80%。

5、常用熔剂的性能、成分及表示符号烧结过程中通常使用的碱性熔剂有石灰石（CaCO3）、消石灰[Ca(OH)2]、生石灰（CaO）、白云石[Ca. Mg(CO3)2]和菱镁石(MgCO3) 。

纯石灰石CaO理论含量56%；生石灰一般含CaO85%左右；消石灰又称熟石灰，理论含CaO为75.68%；菱镁石(MgCO3)的理论含MgO为47.6%。

烧结过程中又有的也使用一些酸性熔剂，主要有：橄榄石、蛇纹石、石英石。

橄榄石的化学式为（Mg. Fe）2. SiO2，蛇纹石的化学式为3MgO.2SiO2.H2O。

对酸性熔剂，要求其含SiO2含量在90%以上，Al2O3在2%以上。

6、常用燃料：无烟煤、焦粉。

二、烧结理论与工艺内容1、烧结的含义：铁矿粉在一定的高温作用下，部分颗粒表面发生软化和融化，产生一定量的液相，并与其它未熔矿石颗粒作用，冷却后，液相将矿粉颗粒粘结成块，这个过程称为烧结，所得的矿块叫做烧结矿。

2、烧结的意义和作用：（1）通过烧结可为高炉提供化学成份稳定、粒度均匀、还原性好、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；可利用工业生产的废弃物，如高炉炉尘、轧钢皮、硫酸渣、钢渣等。

3、烧结主要技术经济指标烧结主要技术经济指标包括烧结机利用系数、作业率、质量合格率和一级品率、碱度稳定率、铁稳定率、FeO稳定率和原料消耗等。

4、烧结基本理论和工艺内容：烧结理论包括烧结过程的燃料燃烧，烧结过程的热交换，水份在烧结混合料中的行为，化学水和碳酸盐的分解、氧化物的分解、还原和再氧化，烧结料层的气体力学，烧结过程的固相反应，液相形成及冷凝，烧结矿的矿物组成、显微结构及其性质等内容。

烧结工艺包括烧结原料的特性、烧结原料准备、混合料的烧结、烧结矿的处理，烧结过程的强化与节能，烧结除尘，烧结过程控制及自动化等内容。

1）烧结过程的基本原理（1）烧结过程：就是在粉状铁物料中配入适当数量的熔剂和燃料均匀的混合，在烧结机上点火燃烧，借助燃料燃烧产生的高温作用，使部分颗粒表面发生软化和熔化，产生一定量的液相，把其他未熔的烧结料颗粒粘结起来，冷却后成为多孔块矿，这个过程称为烧结过程，所得矿块叫烧结矿。

可见，烧结过程是一个高温物理化学反应过程。

（2）烧结机主要工艺流程：铁矿粉、溶剂和燃料按一定比例配比，并加入一定的返矿以改善透气性，配好的原料按一定配比加水混合，送给料槽，然后到烧结机，由点火炉点火，使表面烧结，烟气由抽风机自上而下抽走，在台车移动过程中，烧结自上而下地进行，当台车移动接近末端时烧结终了，为了保持表面温度和防止及冷，采用延长点火炉或放置保温炉，烧结完了的烧结块由机尾落下，经破碎成适当块度，筛分和冷却，筛上物送往高炉，筛下物作为返矿和铺底料重新烧结。

根据料层中的温度和发生的物化反应可将烧结过程沿料层的高度大致分为五个带，即烧结矿带、燃烧带（烧结带）、预热带、干燥带和过湿带。

在这五个带中，燃烧带、过湿带阻力最大，预热带、干燥带次之，烧结矿带最小。

由于烧结过程具有以上的特点，烧结过程中真空度及温度都随着烧结时间的进行而发生变化，生产中借助风箱的温度或真空度的变化，进行烧结“终点”控制。

三、烧结配料1、什么叫配料作业？烧结的配料作业是根据对烧结矿的质量指标要求和原料成分，将各种烧结料（含铁原料、熔剂、燃料等）按一定的比例组成配合料的工序过程叫做配料作业。

2、配料工序在烧结生产中的作用配料工序是烧结生产的主要工序之一，配料工作直接影响到产质量，是获得优质烧结矿的前提，所以，做好配料工作是十分重要的。

3、配料计算方法及操作技术1）配料方法：配料方法通常有容积配料法、重量配料法、成分配料法三种。

2）配料目的和要求配料是烧结生产的主要工序之一，配料工作直接影响到产质量，所以，做好配料工作是十分重要的。

配料的目的和要求概括如下：（1）为适应连续性生产的要求，满足炼铁对烧结矿成分的要求，必须使烧结矿的化学成分和物理性能稳定。

（2）为生产还原性能好和高强度的烧结矿，要严格的控制燃料的配入量。

确定合适的铁料配比和添加熔剂的数量。

（3）为使混合料有足够的透气性，以获得较高的烧结生产率，要求把各种含铁原料、熔剂、燃料，在原料条件允许的条件下，做以适当搭配。

由此可见，配料在烧结生产工艺中是非常重要的。

配料的精确程度直接影响到烧结矿的产量和质量，因此要根据烧结过程的要求和烧结矿质量的要求来进行精确的配料。

四、烧结矿的破碎1. 烧结矿为什么要进行破碎筛分从烧结机尾卸出的烧结矿，多数是300～500毫米的大块，而且其中还夹杂着未烧结的夹生料。

将大块破碎到150毫米以下（单齿辊），不仅可以减少堵漏斗的事故，便于储存和运输，而且可以将大块中的夹生料分离出来，使烧结矿质量均匀。

烧结矿经破碎筛分后，筛出细粒，减少了转运过程中的扬尘；这种烧结矿送到高炉，可以减少炉尘吹出量，改善了劳动环境。

经过破碎筛分的烧结矿，粒度组成均匀，进入冷却机后，改善了冷却机中矿层的透气性，不仅可以提高冷却效果，而且可以提高电耗，减少冷却机面积。

此外，烧结矿破碎筛分后分出的热返矿，又可以直接用于混合料预热，有利于烧结生产率的提高。

简单地说，烧结矿之所以要破碎筛分，一方面是便于冷却，另一方面是强化高炉作业，再就是造成热返矿提高烧结料的透气性和料温。

从而强化烧结过程。

2、高炉对烧结矿质量的要求通过长期的高炉生产实践，总结出一条规律，即强化高炉生产应以精料为基础。

也就是说，高炉生产的技术指标与烧结矿的质量有直接关系。

因此，对烧结矿总的要求是：含铁高、化学成分稳定，强度好，粉末少，粒度均匀，还原性好。

（1）烧结矿化学成分对对高炉生产的影响烧结矿品位高低及波动大小，对高炉冶炼的影响很大。

品位提高，单位炉容装入的铁量增加，高炉渣量减少，有利于提高高炉利用系数和焦比降低。

鞍钢高炉生产实践证明，烧结矿品位提高1%，可降低焦比2%，高炉增产3%。

（2）烧结矿的物理性能对高炉冶炼的影响强度好、粉末少、粒度均匀的烧结矿有利于强化高炉的冶炼。

烧结矿在运往炼铁，装入高炉的过程中及在炉内的运动都受到冲击、摩擦、挤压等作用而使其破碎。

强度差的烧结矿产生大量的粉末，使炉料透气性恶化，破坏顺行，影响生产。

实践证明，烧结矿中小于5毫米粉末每增加10%，高炉减产6%～8%，焦比升高。

烧结矿粒度均匀，可以增加料柱空隙度，增加透气性和改善气流分布，有利于增产节焦。

（3）烧结矿还原性对高炉冶炼的影响烧结矿中FeO含量的高低，是高炉原料还原性能好坏的重要标志。

一般来说，在同一原料和生产工艺条件下生产的烧结矿，FeO越低，还原性越好。

通常情况下，烧结矿FeO降低1%，而强度变化不大时，可降低焦比1%。

但烧结矿的FeO含量降低至一定范围后会使烧结矿强度变差。

所以不能单一追求降低FeO含量。

五、烧结矿的冷却1 、烧结矿冷却的目的和意义烧结矿在烧结机上烧成之后从机尾卸下时其温度大约在750～800℃左右，对这样赤热的烧结矿，一般都要将其冷却到150℃以下，这是因为有以下几个原因。

（1）保护运输设备，使厂区培植紧凑。

如果烧结矿不冷却，运送赤热的烧结矿就需要使用较多的专用矿车来装载，当烧结配比不当、残炭较多时，烧结矿还会在专用的矿车中继续燃烧，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的很远。

若将烧结厂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。

烧结矿如不冷却储存在高炉矿槽中，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。

使用不经冷却的烧结矿，高炉炉顶温度高（500～600℃），为了保护炉顶设备，一般炉顶压力不敢提高，大都控制在49～78kPa(4.9～7.8N/cm2),而使用冷烧结矿的炉顶，由于烧结矿的温度低（350℃以下，实际烧结矿的温度在150℃左右），炉顶压力可提高到98～127 kPa(9.8～12.7N/cm2),对强化高炉冶炼有利，而且使用过的冷却烧结矿，高炉的上料系统及炉顶设备不易损坏，使用寿命大大提高。

（3）改善高炉、烧结厂的劳动条件。

由于烧结矿冷却后可以筛出粉末，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转运过程中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。