烧结矿与球团矿生产课程
烧结和球团
烧结和球团富选得到的精矿粉，天然富矿破碎筛分后的粉矿，以及一切含铁粉尘物料（如高炉、转炉炉尘，轧钢皮，铁屑，硫酸渣等）不能直接加入高炉，必须将其重新造块，烧结和球团是最重要最基本的造块方法。
这不仅解决了入炉原料的粒度问题，扩大了原料来源，同时，还大大改善了矿石的冶金性能，提高高炉冶炼效果。
烧结1）烧结生产工艺流程一.烧结的概念将各种粉状含铁原料，配入适量的燃料和熔剂，加入适量的水，经混合和造球后在烧结设备上使物料发生一系列物理化学变化，将矿粉颗粒黏结成块的过程。
二. 烧结生产的工艺流程主要包括烧结料的准备，配料与混合，烧结和产品处理等工序，如下图所示：1.烧结原料的准备①含铁原料含铁量较高、粒度<5mm的矿粉，铁精矿，高炉炉尘，轧钢皮，钢渣等。
一般要求含铁原料品位高，成分稳定，杂质少。
②熔剂要求熔剂中有效CaO含量高，杂质少，成分稳定，含水3％左右，粒度小于3mm 的占90％以上。
在烧结料中加入一定量的白云石，使烧结矿含有适当的MgO，对烧结过程有良好的作用，可以提高烧结矿的质量。
③燃料主要为焦粉和无烟煤。
对燃料的要求是固定碳含量高，灰分低，挥发分低，含硫低，成分稳定，含水小于10％，粒度小于3mm的占95％以上。
2.配料与混合配料目的：获得化学成分和物理性质稳定的烧结矿，满足高炉冶炼的要求。
混合目的：使烧结料的成分均匀，水分合适，易于造球，从而获得粒度组成良好的烧结混合料，以保证烧结矿的质量和提高产量。
混合作业：加水润湿、混匀和造球。
根据原料性质不同，可采用一次混合或二次混合两种流程。
一次混合的目的：润湿与混匀，当加热返矿时还可使物料预热。
二次混合的目的：继续混匀，造球，以改善烧结料层透气性。
3.烧结生产烧结作业是烧结生产的中心环节，它包括布料、点火、烧结等主要工序。
①布料将铺底料、混合料铺在烧结机台车上的作业。
当采用铺底料工艺时，在布混合料之前，先铺一层粒度为10～25mm，厚度为20～25mm 的小块烧结矿作为铺底料，其目的是保护炉箅，降低除尘负荷，延长风机转子寿命，减少或消除炉箅粘料。
《烧结与球团生产的操作与控制》学习领域课程标准
《烧结与球团生产的操作与控制》学习领域课程标准学习领域：烧结与球团生产的操作与控制适用专业：冶金技术专业一、前言1.学习领域定位烧结和球团过程操作控制是高职高专冶金技术专业核心学习领域之一，是本专业的必修课程。
本课程的功能是使学生简单描述烧结球团生产发展的历史、现状和今后的方向，能熟练应用烧结球团的基本理论；能熟练地操作烧结球团设备并能对其进行检查、维护和一般故障的判断和处理；具备烧结、球团的基本技能（包括原材料质量的判别能力、确定各种原料配比的能力、烧结与球团生产过程操作和控制的能力、终点判断和控制的能力等），并能按照生产要求完成烧结矿和球团矿生产的完整操作，使学生初步具备高等技术人才应有的生产操作的技能、独立分析问题和解决现场实际问题的能力，以及对烧结和球团工序会组织安全生产的能力。
本课程构建于“计算机基础知识”、“冶金机械设备的应用”、“冶金电气技术及应用”的学习领域基础上，同时要与“高炉炼铁生产”等学习领域相衔接。
2.学习领域设计思路（1）学习领域开设依据与内容选择标准烧结矿和球团矿生产是高职高专冶金技术专业学生就业后从事的主要工作领域之一，该领域由多个工作岗位组成，根据该岗位群中所面对的工作任务形成的任务领域设置该课程。
本课程的主要功能是使学生懂得烧结矿和球团矿生产的基本理论、对烧结和球团各岗位的设备能熟练操作和进行主要生产设备维护、能完成烧结矿和球团矿生产工艺的完整操作，使之具备烧结、球团操作人员的基本能力。
因此本课程在冶金技术专业中处于非常重要的地位，应当作为专业核心课程和必修课程。
本课程的设置不同于以往的学科式课程，立足于实际能力培养，对课程内容的选择标准作了根本性改革，即紧紧围绕根据该岗位群任务领域分析出的职业岗位的工作任务和职业能力选择课程内容，从岗位实际需求出发重构了冶金技术专业的课程体系，以便更为有效的培养学生实际工作的能力，提高课程内容的实用性、与工作任务的相关性。
（2）学习情境载体设计本学习领域以形成学生的职业能力为目标，打破以知识传授为主要特征的传统学科课程模式，立足于工作任务分析来选择课程内容、以烧结矿和球团矿生产《岗位技能标准》为依据来设计学习情境。
烧结与团球操作-铁矿粉造球
1 2
3
任务一 球团原料处理 任务二 圆盘造球 任务三 圆筒造球机
任务一
球团原料处理
1.学习目标 2.任务描述 3.相关知识 4.任务实施
学习 目标
了解生产球团矿对原料的要求。能够识别各 种原料，并能够判断原料的品质。了解铁精粉和 膨润土的处理工艺。学会圆筒干燥机的操作。
学习目标 任务描述
任务实施
一、含铁原料的处理
2.含铁原料的干燥 设备：圆筒干燥机。 结构：主要部件是筒体，筒体
上装有齿轮带动筒体回转，筒体两 端是密封装置，防止粉尘泄漏，筒 体前后设有加料与卸料装置，如图 所示。
任务实施
任务实施
一、含铁原料的处理 2.含铁原料的干燥 优点：既能混匀、造球，又能干燥脱水，使混合料的成分均匀，水分适宜。 工作原理：物料因筒体的旋转而不断翻动和推进，气体以一定的速度流过 筒体，完成传热过程。由于物料不断翻动，气体不断和新物料层接触，从而加 速了物料的干燥速度。 干燥方法：一种是将铁精粉或混合料全部经干燥机干燥至造球适宜的水分， 另一种是将部分精矿粉干燥后，与其他未经干燥的铁精粉配合使用。
任务 描述
相关知识
造球是球团生产的一个重要环节。生产实践证明，没有合格的生球，就难以获 得合格的成品球。球团生产要求生球要粒度均匀，强度高，粉末量少。
造球要达到的目标是: （1）合适的粒度和水分生球水分的控制因原料的不同而不同，一般在8%左右，粒 度的控制一般在9～16mm。 （2）满足生球质量的要求即生球的抗压强度、落下强度和破裂温度。每个生球的 抗压强度湿球不小于90N/个，干球不小于450N/个，落下强度自500mm高度落到钢板 上不小于4次，破裂温度应大于400℃。
能够进行含铁原料的再磨、膨润土的加工处理及圆筒干燥机的操作。
炼铁工艺中的烧结与球团化技术
焙烧：在高温下焙烧球团，
使其发生化学反应，形成具
配料：根据生产需求和原料
有一定强度的球团矿
性质进行配料
分选：根据球团矿的粒度和
造球：通过造球机将混合料 制成球团
成分进行分选，保证产品质 量
原料准备：选择合适的铁矿 石、燃料和熔剂
干燥：将球团干燥至一定湿 度，便于后续处理
成品：将分选后的球团矿包 装入库，供后续使用
新型烧结剂：提高烧结效率，降低能耗
新型球团化工艺：提高球团化效率，降 低能耗
新型球团化剂：提高球团强度，改善球 团质量
新型烧结设备：提高生产效率，降低能 耗
新型烧结工艺：提高烧结速度，降低生 产成本
新型球团化设备：提高球团化效率，降 低能耗
提高产品质量： 通过改进工艺 和设备，提高 烧结与球团化 产品的质量， 降低废品率。
降低生产成本： 通过优化生产 流程和采用节 能技术，降低 生产成本，提 高产品竞争力。
提高生产效率： 通过采用自动 化和智能化技 术，提高生产 效率，缩短生
产周期。
开发新产品： 通过研发新技 术和新材料， 开发具有更高 附加值的新产 品，满足市场
需求。
汇报人：
原料准备：选择合适的原料，如铁矿石、 燃料、熔剂等
混合：将原料按比例混合，形成烧结料
制粒：将混合后的烧结料制成颗粒状， 便于烧结
烧结：将制粒后的烧结料放入烧结设备 中，在高温下进行烧结反应，形成烧结 矿
冷却：烧结完成后，将烧结矿冷却至常 温，便于后续处理
分选：将烧结矿进行分选，去除杂质， 得到合格的烧结矿产品
节能技术的应用：如高效燃烧技 术、余热回收技术等
减排技术的应用：如废气净化技 术、废水处理技术等
烧结、球团培训课件
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 ，无磁性。
通常菱铁矿含铁不高，为30%~40%，但经焙烧后，释放出CO2，其 含铁量显著增加，矿石也变得疏松多孔，易破碎，还原性能好，硫、磷 低。
技术经济指标
1）、烧结机有效面积利用系数
定义：
烧结机每平方米有效面积每小时产出的烧结矿量（单位：吨/平米.小时）
公式： 子项：烧结矿产出量（吨） 母项：有效面积×实际作业台时
利用系有 数效烧 面 结 实 积矿 际产 作量 业台
2）、烧结机台时产量
定义：
台时产量是一台烧结机平均一小时的烧结矿生产量，通常以总产量与运转的总
烧结矿质量标准
第二章 原料知识
学习目标 了解烧结主要原料的性质，掌握其作用以及对原料的要求。
知识要求 烧结的主要原料 各种原料的性质 对原料的要求 烧结原料相关设备
第一节烧结原料的特性与要求
烧结原料主要由含铁原料、熔剂、燃料组成。 下面我们分别对这三种原料进行介绍。
钢渣粉
4、钢渣粉：
炼钢钢渣经过加工、磁选后，含有较高铁分的钢渣，主要成份：
FeO:45%左右、SiO2:10%、CaO:30%、MgO:5%。
轧钢皮、硫酸渣
5、轧钢皮： 轧钢过程中剥落下来的氧化
铁皮，主要成份为氧化铁， 铁含量在70％左右。
6、硫酸渣： 化工厂用黄铁矿制硫酸的副
第二节 烧结工序流程简介
烧结生产工艺流程通常由下列几部分组成：
含铁原料、燃料和熔剂的接受和贮存；原料、燃料 和熔剂的破碎筛分；烧结料的配料、混合制粒、 布料、点火和烧结；烧结矿的破碎、筛分、冷却 和整粒。根据原料条件、工厂生产规律和对产品 的要求不同，其流程繁简不一。
烧结、球团生产工艺、安全知识与技术措施
烧结、球团生产工艺、安全知识与技术措施目录一、烧结、球团生产安全知识总则 (3)一、金属分类： (3)二、冶金方法： (3)三、钢铁生产工艺： (4)四、冶金安全生产特点： (4)二、烧结、球团安全技术措施 (5)一、烧结工艺设备： (5)二、烧结球团通用安全技术措施一般安全要求： (5)三、烧结球团通用安全技术措施动力设施安全措施： (7)四、烧结球团通用安全技术措施厂区布置： (7)五、烧结球团通用安全技术措施起重与运输技术： (8)三、储料安全技术知识 (8)1、储料安全技术翻车机安全措施： (8)2、储料安全技术堆取料机安全措施： (9)3、储料安全技术带式输送机安全措施： (10)4、储料安全技术通用技术： (11)四、烧结机安全技术知识 (12)（1）煤气区域 (12)（2）烧结机台车区域 (13)（3）烟道区域 (13)五、烧结安全技术知识 (14)1、烧结机除尘器安全措施 (14)2、球团安全技术干燥窑安全措施 (16)六、球团安全技术知识 (17)1、球团安全技术立式磨煤系统安全措施 (17)2、球团安全技术带式焙烧机安全措施 (18)3、球团矿的生产工艺 (19)一、烧结、球团生产安全知识总则一、金属分类：现代工业上习惯把金属分为黑色金属和有色金属两大类，黑色金属主要包括铁、铬、锰三种，其余的金属都属于有色金属。
有色金属分为重金属、轻金属、贵金属和稀有金属四类。
二、冶金方法：可分为火法冶金、湿法冶金和电冶金三大类。
（一）火法冶金矿石（或精矿）经预备处理、熔炼和精炼等，在高温下发生一系列物理化学变化，使其中的金属和杂质分开，获得较纯金属。
（二）湿法冶金在低温下（一般低于100℃)，用熔剂处理矿石或精矿，使所要提取的金属溶解于溶液中，而其他杂质不溶解，通过液固分离等制得含金属的净化液，然后再从净化液中将金属提取和分离出来的过程。
（三）电冶金电热冶金：利用电能转变为热能，在高温下提炼金属。
烧结与团球操作烧结新技术课件
项目总结
本项目主要讲解了目前世界上几种已应用于工业或部分应用于工业的烧 结新工艺，并分别叙述了它们各自的工艺特点和其应用的关键条件，重点要 理解小球、球团烧结、低温烧结和低SiO2高还原性烧结矿的烧结工艺特点和 应对措施。要求熟练掌握烧结工艺流程，并要对传统烧结理论有所认识。
THANKS!
一、小球、球团烧结工艺
相关知识
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一、小球、球团烧结工艺 将烧结原料和溶剂的粒度<3mm粒级控制在60%～70%，并在配料室内加雾化水进行润湿。
按球团造球无水长大，无水密实理论，根据混合机内不同区域对加水强度的要求，在一次 混合机内进行三段加水，在二次混合机内进行一段加水，当一混加水不足时进行补充，小 球烧结工艺流程见图10-1。
知识拓展
EOS（Emission Optimized Sintering）工艺是德国的蒂森、日本新日铁及荷兰 的霍戈文等烧结厂都有使用的降低NOx和SO2排放的烧结工艺。EOS烧结工艺和传统烧 结工艺的比较见图10 2。EOS系统利用部分废气循环，可减少烟囱排除的粉尘、NOx 和SO2，同时降低工序能耗，并可不同程度地改善烧结矿质量、产量。
优点：不仅能生产具有较高机械强度和良好冶金性能的优质烧结原性烧结矿的烧结生产新工艺 定义：低SiO2烧结矿一般是指烧结矿中SiO2含量低于5.0%的烧结矿。 优点：使入炉品位提高，渣量减少;改善烧结矿冶金性能，尤其是其软熔温度升高、
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白点
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碳酸盐分解产物的矿化 • 不仅要求碳酸盐特别是碳酸钙完全分解 • 而且要求分解产物与其它组分完全化合
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烧结矿与球团矿生产精品课程
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白云石
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石灰石
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生石灰
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消石灰
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（2）酸性熔剂
• 酸性熔剂主要为石英（SiO2）和蛇 纹石（3MgO2·2 SiO2 ·2H2O）。
• 当使用含碱性脉石的铁矿石冶炼时，
就需要加入酸性熔剂。由于铁矿石
石灰石粒度 矿化度随石灰石粒度减小而提高
磁铁矿粒度 矿化度随磁铁矿粒度减小而提高
碱度
碱度降低可提高CaO的矿化度
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从第三个图看出：
• 矿石或精矿的粒度对CaO的矿化度也有很大影 响
• 精矿烧结使用的石灰石粒度可粗一些(如3 ~ 0mm) 粉矿烧结使用的石灰石粒度要细一些(如 2 ~ 0mm甚至1 ~ 0mm)
影响 CaO矿化程度的因素
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碱度、石灰石粒度对CaO 矿化程度的影响
1—— 碱度0.8； 2—— 碱度1.3； 3—— 碱度1.5； 虚线——石灰石粒度1~0mm； 实线——石灰石粒度3~0mm
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温度、石灰石粒度对CaO矿化程度的影响
烧结矿与球团矿生产
第一章烧结原燃料1．1概述所谓烧结，即是将各种粉状含铁原料，按要求配入一定数量的燃料和熔剂，均匀混合制粒后布到烧结设备上点火烧结，在燃料燃烧产生高温和一系列物理化学反应作用下，混合料中部分易熔物质发生软化、熔化，产生一定数量的液相，液相物质润湿其他未熔化的矿石颗粒；随着温度的降低，液相物质将矿粉颗粒粘结成块。
这个过程称为烧结，所得的块矿叫烧结矿。
目前，生产人造富矿的方法主要有烧结法和焙烧球团法。
由于烧结矿和球团矿都是经过高温制成的，因此又统称为熟料。
1．1．1 烧结的目的和意义高炉冶炼过程中，为了保证料柱的透气性良好，要求炉料粒度均匀，粉末少，机械强度高。
为了降低高炉焦比，要求炉料含铁品味高，有害杂质少，且具有自熔性和良好的还原性能。
采用烧结方法后，上述要求几乎能全部达到。
贫矿经过选矿后所得到的细粒精矿，天然富矿在开采过程中和破碎分级过程中所产生的粉矿，都必须经过烧结成块后才能进入高炉。
含碳酸盐和结晶水较多的矿石，经过破碎进行烧结，可以除去挥发分而使铁富集。
某些难还原的矿石，或还原期间容易破碎或膨胀的矿石，经过烧结可以变成还原性良好的热稳定性高的炉料。
铁矿石中的某些有害元素，如硫、氟、钾、钠、铅、锌、砷等，都可以在烧结过程中大部分去除或回收利用。
通过烧结过程，可以利用工业生产中的副产品，如高炉炉尘、转炉炉尘、轧钢皮、硫酸渣等，使其变废为宝，合理利用资源，降低生产成本，并可净化环境。
生产实践证明，高炉使用烧结矿和球团矿之后，高炉冶炼可以达到高产、优质、低耗、长寿的目的。
1．1．2 烧结技术的发展及现状烧结生产起源于英国和德国。
大约在1870年，这些国家就开始使用烧结锅，用来处理矿山开采、冶金工厂、化工厂等的废弃物。
1892年美国也出现了烧结锅。
世界钢铁工业第一台带式烧结机于1910年在美国投入生产。
这台烧结机的面积为8.325m2当时用于处理高炉炉尘，每天生产烧结矿140 t。
它的出现引起了烧结生产的重大变革，从此带式烧结机得到了广泛的应用。
球团矿生产原理及工艺培训课件
配加白云石对结圈发生比的影响
球团质量指标
各种条件的球团矿质量
球团矿生产设备
原料准备处理设备
干燥机 混料机 润磨机
造球设备
圆盘造球机 圆筒造球机
干燥和焙烧设备
竖炉焙烧装置 环形焙烧装置 带式机焙烧装置 链箅机—回转窑焙烧装置
各种混合机
造球机规格
圆筒造 球机
圆盘造 球机
氧化球团竖炉
环形焙 烧机
造球工艺
圆盘造球机特点
能够自动分级，返回量少。 设备简单。 单台产量低。 占地面积小
圆筒造球机特点
不能自动分级，返回量大。 单台产量大 占地面积大
圆筒造球机工艺配置
圆盘造球机工艺配置
圆筒造球机和圆盘造球机的比较
造球 的操 作要
点
皂土的膨润度和落下强度的关系
球团矿焙烧工艺
竖炉焙烧工艺 环形焙烧机工艺 带式机焙烧工艺 链箅机—回转窑焙烧工艺
谢谢大家！
粉料粒 度对造 球时间 的影响
粉矿粒 度对抗 压强度 的影响
粉矿粒 度对落 下强度 的影响
生球的干燥与预热
生球干燥的要点
影响生球干燥的因素
温度： 风速： 料层厚度 球的粒度
干燥过程生球的爆裂
爆裂原因：水分的蒸发 影响因素：生球含水、粉矿粒度、生球密实程度、粘结剂。
生球的过湿与裂纹
抽风干燥 鼓风干燥 干燥速度与裂纹 过湿与压裂
特点：
使用细颗粒原料。 强度高，易还原。 粒度均匀。 耐贮存，耐运输，可以将工厂设置在矿山，也可以设置在钢 铁厂。
烧结矿与球团矿的比较
原料粒度 废弃物处理 产品化学成 分 产品粒度 耐储藏性能 还原性 强度和膨胀 性
球团生产能力的变化
《烧结矿与球团矿生产》课程标准
《烧结矿与球团矿生产》课程标准一、课程性质烧结工根据高炉对烧结矿产量、质量的要求，通过对烧结工序（原料指标、配料、混合制粒、带式烧结及成品处理）的控制、判断、调整，以最低的成本，按照专业要求生产出化学成分稳定、物理冶金性能优良的成品烧结矿，在生产过程中正确使用、维护生产设备，对设备进行监控及时发现设备问题，提出检修项目，并能对烧结机所用设备不合理处提出整改意见，烧结工指导、协调配料、混料、看火工、成品工的工作，依据原料条件、烧结矿化学成分、冶金性能的波动情况及烧结工艺参数的变化情况，对烧结过程进行判断和控制。
烧结过程的操作、判断、控制和组织及设备维护、检修等工作按照标准规范（安全操作规程、技术操作过程、设备维护过程）。
对已完成的工作进行记录存档（生产记录、设备、安全记录），自觉保持6S（清理、清洁、整理、整顿、素养、安全）工作要求。
《烧结矿与球团矿生产》是冶金技术专业一门核心学习领域，构建于《冶炼基础知识》、《冶金机械设备基础》、《金属材料与热处理》、《冶金电气技术及应用》等学习领域基础上，后续学习领域为《转炉炼钢生产》、《电弧炉炼钢生产》、《炉外精炼》、《连续铸钢生产》等。
该学习领域的实践性很强，是学生就业的主要工作领域，对学生毕业后工作具有重要的作用。
二、课程目标（一）总体目标学生在教师指导下或借助烧结生产技能知识问答等资料，找出影响烧结、球团生产工艺过程的因素，并确定合理的工艺参数，在生产条件发生变化时，能根据所掌握的知识正确的加以调整。
对于生产过程常见的设备故障能提出正确的处理方法。
在使用工具、设备、燃料和材料输送过程中，严格遵守安全生产制度，工艺操作规程，注意与他人合作，并自觉保持工作环境卫生，防止环境污染。
学习完本课程后，学生应当能够对烧结过程的工艺参数进行判断与控制，对烧结用主体设备进行正确的使用和维护，包括：1.进行烧结、球团配料计算与调整；2. 控制混合制粒水分与粒度，控制造球工艺参数；4.控制烧结点火、风量、负压、终点；5.控制烧结返矿与混合料仓料位平衡 6.控制竖炉冷却风量压力、助燃风量与压力等工艺参数；7.处理烧结配料室、混合机、烧结本体、圆盘造球机、竖炉本体常见的设备故障及对其维护。
球团生产工艺课程
立式强力混合机 Ø1.6m
10
—
500t/h
圆盘造球机
Ø6m
1
5.8-8.0r/min 65～75t/（台·h）
链篦机
4.5×50m 1 1.14-3.42m/min
350t/h
回转窑
Ø6.1×40m 1 0.45-1.35r/min
315t/h
环冷机
中径22m
1
0.3-1.5m/min
350t/h
4、生产过程中能耗问题的攻关与技术进步，降低了球 团生产过程中能源的消耗。
5、新型粘结剂工业试验的初步成功，解决了链篦机-回 转窑工艺中粘结剂配加量大的问题，对球团工业的发展具有 显著意义。
（二）弓矿链篦机－回转窑工艺流程简述
铁精矿 膨润土 除尘灰
干燥
配料
生球粉碎
强力混合 水
造球 筛分
直径＜5mm；＞16mm
喷煤系统
煤粉
9－16mm 链篦机
回转窑
环冷机
多管除尘器
成品堆场 成品矿仓
（三）弓矿链篦机－回转窑生产中的自动化控制
目前，现场总线结合以太网技术是实现全厂自动化 及CIMS系统的捷径。其优点如下：
2、分类
按固结温度 和气氛差异
球团矿
按碱度
按生产工艺
氧化球团矿 冷固球团矿 金属化球团矿 酸性球团矿 熔剂性球团矿（碱性球团矿） 竖炉工艺 带式焙烧机工艺 链篦机－回转窑工艺
（二）铁矿球团原料与燃料
1、原料
铁精矿粉 粘结剂
磁铁精矿 赤铁精矿 褐铁精矿
无机粘结剂
膨润土 水玻璃 消石灰
有机粘结剂：由化工原料提炼出的产品
竖炉焙烧设备
带式机焙烧设备
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烧结矿与球团矿生产精品课程
蛇纹石
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（3）中性熔剂
当矿石和焦炭灰分中Al2O3很少， 渣中 Al2O3含量很低，炉渣流动 性很差时，须在高炉中加入高铝 原料做熔剂，生产上极少遇到这 种情况。
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石灰石的分解
主要发生在燃烧带，烧结过程中碳酸盐的 分解与纯碳酸盐的分解是有区别的——
分解产物可与其它矿物进行化学反应，生 成新的化合物，使得碳酸盐在相同温度下 分解压力增大，分解变得更容易一些。 CaCO3→ CaO ＋CO2 CaO ＋SiO2 → 2CaO •SiO2
避免游离CaO在烧结矿储存过程中，吸 收空气中的水分发生消化反应生成Ca(OH)2 导致体积膨胀，引起烧结矿粉化。
烧结矿与球团矿生产精品课程
① 碳酸盐分解的热力学
MeCO3 →MeO＋CO2—Q
碳酸盐的分解压PCO2 ： 一定温度下，分解 反应达到平衡状态时，气相产物CO2的平衡 压力。 温度越高，分解压越大，化合物越不稳定。
烧结矿与球团矿生产精品课程
碳酸盐分解与温度的关系
烧结矿与球团矿生产精品课程
开始分解的热力学条件： 气相中CO2的分压≤碳酸盐的分解压
（ 开始分解温度）
分解反应达到化学沸腾的条件： 气相总压 ≤碳酸盐的分解压
（ 化学沸腾温度）
CaCO3（烧结条件下）
750℃
900℃
碳酸盐在一定温度下都有一定的分解压并随温度升高而升高。
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碳酸盐分解 由易到难的顺序
FeCO3 ， MnCO3， MgCO3， CaCO3
某些碳酸盐矿物的分解压与温度的关系
度较低的易熔体。
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2.2 熔剂的种类
根据铁矿石中脉石和焦炭中灰分成分的不同， 高炉冶炼使用的熔剂可分为碱性、酸性和中性 熔剂三种。 （1）碱性熔剂 常用的碱性熔剂有石灰石（CaCO3）、白云石 ( CaCO3·MgCO3）、菱镁石（MgCO3）、生 石灰（ CaO ）和消石灰（ Ca(OH)2）。 当矿石中主要为酸性氧化物时，则使用碱性熔 剂。由于燃料灰分的成分和绝大多矿石成分都 是酸性的，因此，普遍使用碱性熔剂。
2 熔剂加工
烧结矿与球团矿生产精品课程
主要内容
2.1 熔剂的作用 2.2 熔剂的种类 2.3 高炉冶炼对碱性熔剂的要求 2.4 碳酸盐的分解及氧化钙的矿化作用 2.5 熔剂的破碎与筛分
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2.1 熔剂的作用
改善烧结过程，强化烧结，提高烧结矿的 产量和品质。
向高炉提供自熔性和高碱度烧结矿。 熔剂与矿石中的高熔点脉石能生成熔化温
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碳酸盐分解不完全的原因
A.反应界面温度因反应吸热而下降，供热速度跟不上 B.随着分解的进行，产生的CO2增多，气相中CO2分压增
大，分解温度就升高，特别是碳酸盐数量较大时 C.燃烧层很薄，烧结速度快，碳酸盐分解的时间很短，一
般仅2min D.碳酸盐粒度大
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分解过程由CO2在产物层MeO中的扩散（内扩散）控制 力分将压增 将随加 提着， 高反粒 。应度向较颗大粒时内尤部甚推。移反，应C界O2面的上内C扩O散2的阻 定的必分须解把温矿度块更加高热的到温比度气。流的CO2的分压所确 矿块越大，完全分解的温度越高，时间也越 长，分解反应速度越慢。
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②碳酸盐分解动力学 碳酸盐的分解为多相反应 相界面上的结晶化学反应 CO2在产物层 MeO 中的扩散 （内扩散） CO2在矿块外边界层的扩散 （外扩散） 碳酸盐分解的限制环节与温度、粒度、气相中 CO2浓度、气流速度、孔隙度等有关。
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分解过程由界面上结晶化学反应控制 温度较低时发生
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白云石
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石灰石
生石灰
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消石灰
（2）酸性熔剂 酸性熔剂主要为石英（SiO2）和蛇
纹石（3MgO2·2 SiO2 ·2H2O）。 当使用含碱性脉石的铁矿石冶炼时，
就需要加入酸性熔剂。由于铁矿石中 的脉石绝大部分是酸性的，所以实际 上酸性熔剂很少物质，主要成分是二氧化硅，常含有少 量杂质成分如Al2O3 、CaO、MgO等，为半透 明或不透明的晶体，一般乳白色。
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蛇纹石
蛇纹石是一种含水的富镁硅酸盐矿物的总称， 如叶蛇纹石、利蛇纹石、纤蛇纹石等。它们 的颜色一般常为绿色调，但也有浅灰、白色 或黄色等。因为它们往往是青绿相间像蛇皮 一样，故此得名。
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2.3 高炉冶炼对碱性熔剂的要求
(1)有效熔剂性高 有效熔剂性是指熔剂按烧结矿碱度的要求，除去自身 酸性氧化物含量所消耗的碱性氧化物外，剩余部分的 碱性氧化物含量。它是评价熔剂最重要的质量指标， 可用下式表示：
有效熔剂性=w（CaO熔剂 +MgO熔剂）-w（SiO2熔剂）gR =w（CaO熔剂 +MgO熔剂）-w（SiO2熔剂）gw（Caw（O烧S结i矿O2+烧M结g矿O）烧结矿）
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(2)要求其有害元素硫、磷含量要少； ω(S)=0.01%~0.08%； ω(P)=0.01%~0.03%；
(3)要求机械强度高，粒度要均匀适中 （0~3㎜）。 (4)水分。
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2.4 碳酸盐的分解及氧化钙 的矿化作用
（1）碳酸盐的分解
混合料中通常含有碳酸盐，如石灰石、 白云石、菱铁矿等，这些碳酸盐在烧结过程 中必须分解后才能最终进入液相，否则降低 烧结矿的质量。
分解过程CO2的扩散还可受到矿块外边界层扩 散阻力的影响
气流速度比较小时发生 分解过程由多个环节控制
一般条件下，石灰石的分解不同程度地由 界面反应、 CO2的扩散控制着。
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（2）CaO的矿化作用
定义 CaO与其它矿物，如Fe2O3、 SiO2、
Al2O3等化合生成新矿物的作用。 意义：