烧结工艺及设备

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将不同品种或同品种不同质量的原料,按一定比例借助某种机械进行混合, 使成分、物理性质、化学性质趋近均一
可在原料场、原料仓库进行中和作业
原料场的组成: 原料输入系统 一次料场(贮存料场) 破碎筛分系统 配料系统 二次料场(混匀料场) 混匀料输出系统
6.1.2烧结原料的粒度要求 (1)精粉、粉矿的粒度
2. 简易理论计算法 ●特点
准确 快 适用于少量原料种类(≤3) ●原理 物质守恒定律 ●计算的内容 计算:生产100 kg烧结矿需各种原、燃料的用量 计算:用上述原、燃料配比生产出烧结矿的化学成分,并校核 计算:配料室内各矿槽下电子皮带秤的每米皮带料量
●计算前须具备的条件 原、燃料的化学成分(其中元素含量按其存在形态折算成相应化合物含量) 由烧结试验、生产实践提供的有关经验数据 产品烧结矿的质量指标
制粒效果
制粒前后某一粒级产率的增量来表示 制粒前后混合料平均粒度的增值来表示
6.4烧结操作制度
6.4.1布料要求与方法 (1)布铺底料
粒度: 一般10~20mm的烧结矿
厚度: 约20~40mm
作用: ●防止燃烧带高温与篦条直接接触,既保证烧好烧透,又保护篦条、 延长篦条使用寿命、减少篦条消耗 ●防止细粒料、烧结矿堵塞或粘结篦条,减少散料,减轻清理篦条的 劳动强度 ●保持篦条的有效抽风面积不变,均匀气流分布,减少抽风阻力 ●起过滤作用,防止细粒料进入抽风系统,减少烟气含尘量,降低除 尘负荷,延长风机转子使用寿命
(2)设备状况 矿槽及闸门堵否 圆盘中心与料槽中心不重合(平行) 圆盘面不水平(圆盘中心与料槽中心相交) 圆盘面的粗糙度 电子皮带秤的好坏
(3)操作因素 矿槽料位高低 操作人员的技术水平
6.2.3烧结配料计算
常用的方法简易理论计算法和现场经验计算法
1.现场经验计算法 ●特点 快 误差大(经验) ●思路 设置配料比(根据原料种类、化学成分和烧结矿化学成分设置) 例:铁矿72% 生石灰 1.5% 石灰石10% 白云石7% 焦粉5.7% ●验证 用烧结矿化验结果来验证 ●调整 根据上一个班生产情况、现在生产情况,再估计一个配比,进行调整 ●确准 当验算结果与烧结矿质量指标相符合,确定为最终配比
烧好、烧透是获得良好返矿的重要前提 良好返矿又为烧好、烧透奠定了基础
(5)其他烧结物料粒度 往往含有砖、石等夹杂物,应筛除,使之<10mm,以利配料、混匀
6.2烧结配料
6.2.1配料目的、要求、方法
目的: 使烧结矿的成分、物理性能、化学性能符合要求且稳定 控制配合料有害元素含量 使烧结料具有良好透气性,以获得较高的生产率
避免圆筒内壁粘料,避免破坏料的运动轨迹,利于更好成球
(3)圆筒混合机工艺参数
●混合机倾角 倾角决定物料在混合机内停留时间 倾角越大,物料混合的时间越短 ,混匀制粒效果越差 一次混合机的倾角:一般2.5 °~ 4.0° 二次混合机的倾角:一般1.5 °~ 2.5°
●混合机转速 混合机转速决定着物料在圆筒内的运动状况
一般:一次混合机的充填率为15%± 二次混合机的充填率要低些
6.3.3强化混匀与制粒的措施
●延长混合造球时间 ●寻求高效混合机 ●控制加水量,改进加水方式 ●预先制粒法 ●添加粘结剂 ●采用磁化水润湿混合料
6.3.4 混合作业效果
以混合前后混合料各组分的波动幅度来衡量(混匀效率) 以混合前后混合料粒度组成的变化 来衡量(制粒效果)
均匀系数Ki: Ki=Ci / C Ci——某个测定项目在所取试样中的含量, % C ——某一测定项目在此组试样中的平均含量,%
混匀效率η:混匀效率愈接近1,说明混合效果愈好
η=K最小 / K最大 <1
K最小——混合料均匀系数的最小值 K最大——混合料均匀系数的最大值 平均均匀系数K0:平均均匀系数,愈接近零,混匀效果愈好 K0= [∑(Kd-1)+∑(1-Ks)]/n Kd——各试样均匀系数大于1的值 KS——各试样均匀系数小于1的值
烧结生产工艺
中和粉
6.1烧结原料的准备与处理
6.1.1原料的接受、储存、中和 原料的接受:进厂原料必须验货(品名、品种、产地、数量、性能)
(1)处在沿海并主要使用进口原料的大型烧结厂 采用大型专用轮船运输 有专门的卸料码头和大型高效的卸船机 卸下的原料直接由皮带运输机运至原料场
(2)距选矿厂较远的内陆大型烧结厂 采用火车运输或者轮船运输 可采用翻车机接受精矿、粉矿和块状石灰石等原料 生石灰可采用密封罐车或风动运输 辅料可用受料槽接收
远离燃料颗粒区域,温度低,烧结不均匀,出现夹生料, 强度差
布料时易偏析,使下层燃料多,温度过高,过熔、粘结篦条,返矿增多
太细: V燃↑,燃烧带过窄,温度降低,高温反应来不及进行, 烧结矿强度↓ ,返矿量↑ ,生产率↓
焦粉: 0.5~3mm 无烟煤: 0.5~4mm
(4)返矿粒度 来源:强度差的小块烧结矿 未烧透的烧结料 未烧结的 生料
(2)熔剂粒度 石灰石、白云石:粒度<3mm ,以保证其充分分解、矿化 粒度过粗,矿化不完全,烧结矿残存“白点” … 容易生成正硅酸钙 消石灰:粒度<3mm ,以利于混匀 生石灰:粒度<5mm ,以利于消化、混匀
(3)燃料粒度 过大:比表面积小,V燃↓,燃烧带增厚,透气性↓, V┴↓, 产量↓
燃料分布相对稀疏,粗燃料颗粒周围温度高、还原性气氛强、液相过多且流动 性好,形成难还原的薄壁粗孔结构,强度↓
(3)中型烧结厂(年产100~200万吨烧结矿) 采用火车或者汽车运输 可采用原料仓库(接受与贮存合用) 可采用受料槽接受量少、易起灰的原料
(4)小型烧结厂(年产20万吨烧结矿以下的) 采用火车或汽车运输 对原料的接受可因地制宜,采用简便形式 如:用电动手扶拉铲和地沟皮带运输机联合卸车,电耙造堆,原料棚贮存 或设适当形式的料槽,以解决原料接受和贮存问题
●三次混合:延长制粒时间、外裹煤
6.3.2 影响混匀与制粒的因素
(1)原料性质
●物料的粘结性、粒度与粒度组成、颗粒形状、密度 粘结性、润湿性强的物料易制粒、难混匀:褐铁矿>赤铁矿>磁铁矿 含泥质的铁矿粉易制粒 粒度相同的情况下,多棱角、形状不规则的颗粒比圆滑的颗粒易制粒 粒度差别大的物料,在混合时易产生偏析,难于混匀、制粒 各组分间密度相差悬殊时,其在混合机内被带到的高度不同而形成层状 分布,不利于混匀、制粒
分类:热返矿 冷返矿 高炉槽下返矿
作用:因粒度较大、孔隙较多,可↑料层透气性,↑V┴ 因粒度较大,可成为制粒核心、料层骨架料 因含低熔点物质,它有助于液相生成 热返矿可预热混合料
粒度:<5~6mm 过大,混匀中难于冷却、润湿,对成球不利 返矿周围成形条件变坏,很难结成一体,降低强度 降低成品率、产量 过小(特别是<1mm的比例过多),降低透气性
化学成分配料法
方法: 用x萤光分析仪对原料进行化学成分分析 根据化学成分确定各种物料的配比(还是要称重) 再用x萤光分析仪对混合料进行化学成分分析
特点: 可保证化学成分的稳定性
问题: 试样的代表性,在什么位置取样,如何取样?
6.2.2影响配料准确性的因素分析
(1)原料条件 原料粒度 原料水分 原料含泥量 原料稳定性
准颗粒
=
核颗粒
+
>0.7mm,最好1~3mm
粘附细粒 <0.2mm
0.25~1mm的中间颗粒越少越好
●返矿质量与数量 返矿疏松、多孔、较粗,可成为制粒核心 过大:易偏析,影响混匀制粒; 过小:不能成为核颗粒 温度高:利于预热,不利于制粒 适宜数量:利于混匀制粒
●粘结剂 如: 生石灰、消石灰、皂土、腐植酸类、聚丙烯酸酯类、羧甲基纤维素类
原料的贮存并中和:
原料场
(应考虑烧结厂原料场与整个钢铁厂原料场合用)
原料仓库
主要根据原料种类、数量、运距来定哪种设施贮存
选用原料场贮存的情况: 原料种类多、数量大、仓库容纳不下; 来料零散、成分复杂,需贮存到一定数量后集中使用; 原料基地远、受运输条件限制不能按期运来,需有保证连续生产的料;
中和:
要求: 通过混合设备实施混合,达到混合目的
段数: 生产中采用的有一段混合和两段混合,有的还有三段混合 根据原料性质合理选择混合段数
●一次混合:加水润湿、混匀,使混合料的水分、粒度、组分分布均匀 当加入热返矿时,可预热混合料 当加入生石灰时,可使CaO消化、预热混合料、制粒
●二次混合:混匀、制粒 (使细粒物料粘附在核粒子上,形成粒度大小一定的拟似粒子) 还可通蒸汽预热混合料
要求: 准(按确定的配比,连续稳定地配料,把实际下料量控制在允许范围内)
配料方法
容积配料法 质量配料法 化学成分配料法(实质就是质量配料法)
配料设备
料槽→给料设备→计量设备→配合料皮带
配料室的圆盘给料机
容积配料法
方法: 假设物料堆积密度不变,借助给料设备控制其容积从而控制物料质量 辅以质量检查
粒度细、比表面积大、亲水性好、粘结性强, 加快造球速度,提高干、湿球强度与热稳定性
消石灰不仅形成胶体溶液,而且还有凝聚作用
(2)(水的性质、水的状态、)加水多少、加水方式、加水地点
混合料的适宜水分值与原料粒度、孔隙率、亲水性有关 磁铁矿 6~10% 赤铁矿 8~12% 褐铁矿 24~28%
当料粒度小,又配加高炉灰、生石灰时,水分可大一些
特点: 设备简单 准确性差(物料粒度、湿度、料位都影响物料堆积密度) 操作方便 调整时间长 劳动强度大 难于实现自动配料
质量配料法
方法: 电子皮带秤按质量计量物料流量,由自动调节系统控制圆盘转速, 从而控制物料流量
特点: 自动配料 精确度高:当负荷50%时,质量法精确度 1.0%,容积法精确度 5%
一次混合机加水:沿混合机长度方向均匀加水, 加水量占总水量的80~90%。
二次混合机加水:在给料端,对准料面、均匀稳定地喷射水流, 继而自给料端至距排料端1m±处,加高压雾状水, 加水量占总水量的20~10%。
(二次混合采用分段加水)
情况说明: 尽早给烧结料加水,使料的内部充分润湿,有利成球 → 一次混合加水 雾状水:增加给水面积,利于均匀加水和母球长大 → 二次混合加雾状水
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i
Leabharlann Baidu
MgO平衡方程
10•0 Mg烧O Qi •Mgi O i
③解方程 ④计算烧结矿化学成分,并校核有关指标 ⑤配料室内各矿槽下电子皮带秤的每米皮带料量
6.3混合料制备
6.3.1混合的目的、要求 目的:
使配合料中各组分分布均匀 加水润湿、制粒,以得到粒度适宜、具有良好透气性的混合料 预热混合料
精矿: 粒度取决于选矿工艺 应强化制粒作业
粉矿: 粒度适当增大,以改善料层透气性 粒度不宜过大,原因: 矿粒不易熔融粘结,烧结矿强度降低; V┴过快,出现“夹生”现象,返矿率增大,产量下降; 布料时易引起粒度偏析,烧结不均匀; 影响脱硫; 一般:<8~10mm 高硫矿:< 6~8mm,以利于硫的去除 高碱度烧结矿生产: < 6~8mm,以利于铁酸钙系液相生成
增加混合机长度,无疑延长混合时间,有利于混匀和制粒。 一次混合机长度 9~14m 二次混合机长度12~18m 大型混合机长度21~26m,直径4~5m
混合时间共约5min:一次混合约2min,二次混合约3min 也有9min的
●混合机充填率
充填率——圆筒混合机内物料占圆筒体积的百分数 充填率过小:产量低,且物料间相互作用力小,不利于混匀制粒。 充填率过大:在混合时间不变时,产量提高; 但增厚的料层,限制和破坏物料的运动,不利于混匀制粒。
转速过小:筒体所产生的离心力较小,物料带不到一定的高度, 形成堆积状态,混匀制粒效果差。
转速过大:筒体所产生的离心力太大,使物料紧贴在筒壁上, 以致完全失去混匀制粒作用。
转速适当:物料在离心力作用下带到一定的高度, 而后在自身重力作用下跌落下来, 如此反复滚动,以达到最佳的混匀制粒效果。
●混合机长度与混合时间
●步骤 ① 设生产100 kg烧结矿需各种原、燃料的用量为Qi ② 列平衡方程 TFe平衡方程
10•0TF烧e Qi •TFi e i
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Q i • CaO i
R 烧
i
Q i • SiO 2 i
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总质量平衡方程
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