小球团烧结技术

武汉科技大学

高等造块学课程论文

题目：小球团烧结工艺概述

学院：资源与环境工程学院

专业：矿物加工工程

年级：2008级研究生

姓名：汪彬

学号：08112017

指导老师：张一敏

日期：2009年7月20日

小球团烧结工艺概述

汪彬

（武汉科技大学资源与环境工程学院，武汉430081）

摘要：本文简要介绍了小球团烧结工艺特点以及其与球团烧结的区别，并详细叙述了小球团烧结的工艺参数与设备的选择，且对其工艺生产中存在的不足做了简单分析。概述了我国小球团烧结的工艺研究与应用。

关键词：小球团烧结；工艺特点；雾化加水；偏析布料；

前言

烧结工艺和球团工艺各有长处，同时都具有工艺本身难以克服的缺陷，开发新型的造块工艺是十分必要的。新型的人造块矿应该保持有利于高炉布料控制的烧结矿宏观外形，同时也能象球团工艺一样，可以处理粒度越来越细的精矿粉。而小球团烧结工艺就是近年来开发的烧结新工艺。该工艺集中了球团与烧结两种造块工艺的优点，强化制粒并改善混合料透气性，减少了烧结过程中料层的阻力。因此改变了烧结矿的生产指标：

(1)提高了垂直烧结速度，提高烧结矿产量。

(2)增加了氧化性气氛，有利于铁酸钙(FSCA)的大量生成，改善了烧结矿的矿物组成，提高烧结矿强度和还原性。

(3)可进一步提高料层厚度，更加有效地利用热能，降低能耗，并使烧结过程反应更加充分，使烧结矿的矿物组成和结构更加均匀。因此小球团烧结工艺是强化烧结生产。提高烧结矿产量和质量，降低能耗的有力措施。为高炉提供优质炉料，为我国以细精矿为主要原料的烧结工艺开辟了一条新的途径。

1小球团烧结法的工艺特点

（1）原料的适应范围宽。从普通烧结用原辫到高水分的l全精矿烧结，则晤碱崖刘高碱度，燃料采用焦粉或无烟煤粉一，都能适应。

（2）增加丁强化制粒和外滚煤粉工艺环节。在一、二混之间增加面盘造璩机，将混合料粒度造成5～l0mm的小球。采用燃料分加技术，在配料室内配2O%，造球后外滚80%。通过强化制粒使外滚煤包裹在生球表面，改变烧结过程中燃料的燃烧条件。改善了料层透气性，使生产能力提高．燃料消耗降低。

（3）燃料粒度要求较细特别是内配煤要求更严(<1mm)，需磨煤设备。

（4）为避免生球破碎．融台带式球团焙烧机布料系统，在烧结机前不设混合料矿槽。而是采用摆式皮带和宽皮带联合布料方式。

（5）烧结点火前。利用环玲机亲热进行抽风干燥。以减少过湿层的影响和点火时生球破裂。该工艺的实质是：将烧结混合料全部造成5～lOmm的小球，外滚煤粉后进行烧结，以得到新型烧结矿。

2球团烧结法与小球烧结法的区别

球团烧结法与小球烧结法有共同点和差别。球团烧结法是烧结和球团工艺的结合，从固结机理分析，烧结矿带有球圃矿和烧结矿两者的特点，上部及边缘带呈球状，以固相扩散型为主，磁铁矿部分氧化，产生赤铁矿"连结桥"，中、下部有一部分小球烧结矿呈葡萄状结构。还有液相熔结块。小球烧结法则完全属于烧结矿范畴，宏观结构与普通烧结矿无明显差别，微观结构铁酸钙和磁铁矿呈交织、熔蚀结构，铁酸钙量比普通烧结矿明显增多。从工艺设备上讲，球团烧结法需要圆盘造球机造球，外滚燃料粒度要求小于l mm，而小球烧结法可以利用现有的圆筒混合机加以改造进行造球，外滚燃料粒度一般小于3mm。球团烧结法已在酒钢、安钢烧结厂投产。由钢铁研究总院开发的小球烧结法在山东泰山钢铁公司应用。由于两法的共同点都是强化制粒，提高混合料透气性，从这个意义来讲本文把它们统称为小球团烧结法。

3小球团烧结工艺参数与设备的选择

3.1工艺参数的选择

3.1.1造球粒度的选择

由于原料的特性和工艺条件不同，造球粒度也各不相同。安钢与泰钢烧结厂小球直径为

3-10mm的达到80左右。酒钢烧结厂的小球直径为5-12mm，鞍钢烧结厂实验室试验小球烧结直径为8-5mm。生产实践证明球径控制在上限而不要过大，球径过大，球外壳和其核心内部的温度就会相差较大，出现烧不透的现象，烧结反应不充分，烧结矿强度差，并在点火时小球出现爆裂，影响料层透气性。

3.1.2料层高度和负压的选择

由于小球团结烧工艺是将混合料预先造球，从而改善了烧结料层的透气性。使得小球团烧结工艺能以较低的抽风负压取得较高的生产率，同时也为进一步提高料层厚度创造了条件。鞍钢小球烧结试验表明，料层每提高10ram，焦粉消耗降低0.31kg/t。安钢小球团烧结料层高度为500mm，烧结负压10kPa．焦粉消耗降到47.29kg/t。包钢试验结果料层为550mm，烧结负压5．30kPa，煤耗为62.6kg/t。

3.1.3不同焦粉用量的选择

料层中的物料实现熔融和烧结是靠料层中的焦炭的燃烧来完成的。焦炭的不同配量对小球强度，利用系数有较大的影响。配炭过高造成铁酸钙大量分解，影响产品质量和烧结速度。安钢与泰钢小球烧结焦粉用量为4.5-5.0。试验结果认为焦粉用量过多，烧结矿FeO含量提高，还原性变差。选择合适的配炭量是小球烧结工艺的关键。

3.1.4焦粉分加和粒度的选择

在普通烧结工艺中，燃料全部加在混合料中，矿粉容易附着在焦粉上并包裹着焦粉，阻碍焦粉颗粒的燃烧，影响料层高温带的透气性。燃料分加是将少部分焦粉在制粒前加到烧结混合料中，而余下大部分焦粉加到圆筒混合机中，使焦粉包裹在生球表面采用这种分加工艺后，改变以往固体燃料在混合料中的分布状态，从而改善燃料在烧结过程中的燃烧条件，在较短的时间内使焦粉产生有效的燃烧，提高燃烧速度，起到节能增产的作用。安阳水冶烧结厂小球团工艺内配占总燃料量1.5%-2.0%。外配为2.0%-2.5%。泰钢烧结厂内配焦分占总加入量的3O%-4O%，外配为6O%-7O%。内外配的燃料粒度为-3mm占75%。安阳水冶烧结厂小球团烧结工艺原设计内配燃料采用棒磨机制粉，粒度控制在小于1mm，固棒磨机不能投入运行，燃料粒度全部为外部筛分小于3mm粒度控制在74%左右。酒钢精矿粒度细，水分高达15%-16%粘性大，内外配的燃料粒度希望小于lmm，限于条件控制在小于2mm，燃料量以3.5%-3.7%为宜。制粒小球的水分为9.5%左右(而其它烧结厂制粒小球的水分为8%左右)。所以在点火烧结前设置占烧结面积的10%干燥段。

3.2小球团烧结工艺设备的选择

3.2.1增加造球设施

泰钢烧结厂将原来φ2.8×6m一次圆筒混合机改为强力混合造球机，混合料在圆筒内停留时间由原来53秒提高到3分44秒，由原来单一混匀变为混匀和造球双重作用。

安阳钢厂水冶烧结厂选用似φ4.2m圆盘造球机共8台造球，造成3-10mm的小球，球盘倾角可调。混合料经造球后小于3mm部分由75.14%降至48.18%。

酒钢选用φ6.0m圆盘造球机6台造球，混合料经造球后小于3mm占5O%-7O%。3.2.2增加外滚燃料工艺环节

小球团烧结工艺的燃料添加方式是以小球外滚燃料(二次配加)为主。泰钢的二次配加焦分采用φ1．5m圆盘给料机给料，将全部焦粉用量的6O%-70%加到一混和二混之间的混合皮带上，与生球一起进入圆筒混合机，随着生球在圆筒内滚动，使燃料均匀地粘附在生球表面，同时可使在造球时对未成球的粉料进一步成球。安钢外滚煤粉的设备为φ3.0m×9.0m 的胶轮传动圆筒混合机，酒钢采用转速可调的φ3.0m×12.0m胶滚圆筒混合机，滚煤时间为3分钟。

3.2.3采用雾化加水器

一、二次混合机采用雾化加水，目的在于改变以往加滴状水分布不均匀情况。在造母球阶段，为使母球迅速长大，将水以雾状喷向母球表面，其关键是严格控制加水量。泰钢在一、二次混合机采用雾化加水器，适宜水分严格控制在9%-1O%之间，水分不能超过1O%，水分过高容易滚成新的3mm的小粒级生球，破坏透气性。

3.2.4改进布料系统达到偏析布料

改进布料设备的目的是为了使烧结混合料和燃料粒度达到一定程度的合理偏析，尽量使含炭高的小粒级烧结物料布于台车上部，以弥补表层热量的不足，含炭低的大颗粒尽量布手台车下部，避免下部过热，并充分利用料层蓄热。泰钢的布料方法是将布料泥辊向上抬高400mm，调整反射板的倾角，延长反射板长度600mm，采用这些技术措施，混合料平均粒径由原来的3.54mm增至5.48mm，料层透气性由原来的28.38JPU提高到37．13JPU。酒钢的布料方法改进是对球团的布料系统作了必要改动，先把生球经摆动胶带机均匀地布在与台车同宽的胶带机上，然后再布到辊式偏板布料机上。

4小球团烧结生产中存在的问题

4.1水分对生产的影响

小球团烧结工艺需要将混合料造成一定粒度的小球,由于造球的合适水分要高于烧结