烧结工艺介绍

烧结工艺的简单介绍

目前，随着市场竞争的加剧，钢铁工业设备向大型化发展，对原料的要求日益提高，而高炉炼铁生产技术指标的提高，主要依靠入炉原料性质的改善，烧结矿是我国高炉的主要入炉料，因此，保证和提高烧结矿的质量，是保证钢铁工业稳定发展的重要手段。

一、烧结的概念

烧结是钢铁生产工艺中的一个重要环节，它是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、烧结矿的来源以及意义

铁矿粉造块目前主要有两种方法：烧结法和球团法。两种方法所获得的块矿分别为烧结矿和球团矿。球团法通常在选贫矿的地区采用，尤其是北美地区。而在有天然富矿可以开采使用的地方，烧结法则是一种成本较低的方法，在世界的其它地区被广泛采用。虽然新的炼铁方法会不断出现，但是烧结矿的需求在很长一段时间内仍将保持在较高的水平。在我国，高炉入炉的炉料90%^上都是靠烧

结法提供的。因此，铁矿石烧结对我国的钢铁工业有重大的意义。

三、烧结工艺流程介绍

经烧结而成的有足够强度和粒度的烧结矿可作为炼铁的熟料。利用烧结熟料炼铁对于提高高炉利用系数、降低焦比、提高高炉透气性保证高炉运行均有一定意义。烧结生产的工艺流程如下图所示。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。

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1、烧结的原材料准备：

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。

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MgQ 对烧结过程有良好的作用，可以提高烧结矿的质量。

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 勺占95%以上。

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目前生产上广泛采用带式抽风烧结工艺流程:

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2、烧结的配料与混合：

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。

配料方法：质量配料法，即按原料的质量配料；通过电子计量设备，按一定比例配兑原材料。

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。

混合的方法：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。用粒度10〜Omr的富矿粉烧结时，因其粒度已经达到造球需要，采用一次混合，混合时间约50s。使用细磨精矿粉烧结时，因粒度过细，料层透气性差，为改善高炉透气性，必须在混合过程中造球，所以采用二次混合，混合时间一般不少于2. 5〜3min。

我国烧结厂大多采用二次混合。

3、配料与混合的主要设备：

电子计量称：对放置在皮带上并随皮带连续通过的松散物料进行自动称量的衡器。主要有机械式（常见的为滚轮皮带秤）和电子式两大类。电子皮带秤是使用最广泛的皮带秤。由承重装置、称重传感器、速度传感器和称重显示器组成

主要用到的自动化产品：称重传感器、速度传感器、数显表、变频器、电动机

混合机：混合机械是利用机械力和重力等，将两种或两种以上物料均匀混合起来的机械。混合机械广泛用于各类工业和日常生活中。常用的混合机械分为气体和低粘度液体混合器、中高粘度液体和膏状物混合机械、热塑性物料混合机、粉状与粒状固体物料混合机械四大类。

4、烧结工艺简述：

1）原料准备与配料

烧结原料包括含铁原料（原矿及精矿粉）、熔剂（生石灰、石灰石）、燃料（焦炭或无烟煤）、附加物（轧钢皮、钢铁厂回收粉尘）及返矿。这些原料除要求一定化学成分外，还要求一定的化学成分稳定性。

经机械强制混合后的物料形成了不同粒径的小球，使物料具有良好的透气

性。

返矿的加入，有利于增加混合料的透气性。

2）混合布料：

配好的各种粉料进行混匀制粒，以保证获得质量比较均一的烧结矿，在混合过程中加入必须的水分使烧结料充分润湿，以提高烧结料的透气性，我们采用的是二次混合工艺，在一次混合主要是混匀并加入适当水润湿，二次混合时补足到适宜水分使混合料中细

粉造成小球。

采用宽皮带给料机沿台车宽度上均匀布料，以保证透气性一致，同时保证料

面平正，并有一定松散性。

3）点火控制

烧结台车上的物料，经点火炉进行料面点火，从料面开始烧结，并在强制通风的情况下使混合料中配入的燃料从上至下燃烧达到烧结的目的。点火炉采用高

炉煤气点火，节约了烧结矿的能耗，降低了成本。点火温度取决于烧结生成物的熔化温度。常控制在1250 ± 50 C。

点火时间通常40〜60s。

点火真空度4〜6kPa。

点火深度为10〜20mm

4）烧结矿的处理：

对烧结矿进行破碎筛分，使烧结矿粒度均匀和除去部分夹生料，为高炉冶炼创造有利条件，筛子选用双层筛，其中6mm以下的作为返矿进入配料，6-20mm

作为铺底料，20mm以上进入高炉矿仓。

四、烧结过程中的基本化学反应

①固体碳的燃烧反应

固体碳燃烧反应为：

2C*O；= 2CO 和C+ZCQi

反应后生成C0和C02,还有部分剩余氧气，为其他反应提供了氧化还原气体和热量。燃烧产生的废气成分取决于烧结的原料条件、燃料用量、还原和氧化反应

的发展程度、以及抽过燃烧层的气体成分等因素。

②碳酸盐的分解和矿化作用

烧结料中的碳酸盐有CaC03 MgC03 FeC03 MnC03等，其中以CaC03为主。在烧结条件下，CaC03在720C左右开始分解，880C时开始化学沸腾，其他碳酸盐

相应的分解温度较低些。碳酸钙分解产物CaO能与烧结料中的其他矿物发生反

应，生成新的化合物，这就是矿化作用。反应式为：

CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2

CaCO3+Fe2O3=CaOFe2O3+ CO2

如果矿化作用不完全，将有残留的自由CaO存在，在存放过程中，它将同大气中的水分进行消化作用：

CaO+H2O=Ca(OH)2

使烧结矿的体积膨胀而粉化。

③铁和锰氧化物的分解、还原和氧化