烧结球团厂设计第三讲

破碎、筛分的一般流程
• ① 一次开路破碎
•
特点：a. 流程简单（优）
•
b. 粒度难保证（缺）
•破
• 产品
• ② 有检查筛分的开路破碎
•
特点：a.粒度能保证（优）
•
b.粒度要求以上的
部分浪费（缺）
• ③ 有预先筛分的开路破碎
•
特点：a. 防止过粉碎
•
b. 减轻破碎机负荷
•
c. 原矿符合粒度要求的≥40%
增产、高质、节能和提高作业率的 要求：生石灰、料高等。
④ 操作经验：类似厂的生产数据
3.3 烧结（球团）工艺流程的选择与 论证
• 3.3.1 原料及原料准备 • 3.3.2 烧结工艺
3.3.1 原料及原料准备
• （1）原料种类和要求 • （2）原料的接受与贮存 • （3）熔剂和燃料准备
3.3.1.1原料种类和要求
化学性质决定配料量，进而决定配 料矿槽、混合等工艺；
精矿（粒度细，考虑制粒时间长）、粉矿；
原料、熔剂、燃料的物化性质
② 产品方案：即冶炼部门对产品的物理、 化学性质及产品运输方式的要求来确定；
产品物化性质 例：粒度5~50mm： 整粒系统； <150℃：冷矿工艺
产品运输方式：皮带运输
③ 试验结论 特殊要求——烧结机球团焙 烧：造球、布料、干燥； 攀钢钛精矿：润 磨；
• 含铁原料 • 熔剂 • 燃料
含铁原料
• ① 种类 • • • 主要含铁原料 • • • • 其它含铁原料 • •
赤铁矿 富矿粉 磁铁矿
褐铁矿mFe2O3.nH2O 菱铁矿（FeCO3）
铁精矿 钒钛磁铁矿 高炉灰 轧钢皮 钢渣 含铁尘泥
褐铁矿：一般含铁量为37-55%，S、 P较高；因含结晶水和气孔多，烧结 球团造块时，收缩率大，产品质量降 低，燃料消耗增大，加工成本提高。
（3）要求：
①在确保产品质量要求的前提下，能最大限 度地利用各种含铁原料，并获得高的生产率 和设备利用率，尽可能节省能源从而节省成 本，为企业谋取最大利润；
②并能利用现代化的生产手段，减轻工人劳 动强度，改善操作和管理水平；
③还应考虑根治“三废”的污染，保护环境 卫生，保护工人的身体健康。
图3-1、图3-2 （P20~21） 图3-3、图3-4 （P22~23）
比时不会发生紊乱，计算机延迟处理）
• 提问：配料的启动和停机顺序？ • b. 便于操作管理，利于实现配料自动化 • c. 配合料输送设备少，有利于提高作业率。 • 分散配料时，矿仓位置的差异对配料带来
的影响不易消除。
• 新建烧结厂一般采用集中配料方式。
• （4）配料顺序
位的不同而有变化，配料比易产生较大误差。经 过混匀的原料，品位波动范围很小，尤应采用重 量配料法。 • （3）配料方式 • 集中配料与分散配料 • ① 定义： • 集中配料：把准备好的各种烧结原料全部集中到 配料室配料；
• 分散配料：把烧结原料分为若干类，各类原料在 不同的地方配料。
• ② 比较 • 与分散配料相比，集中配料有如下优点： • a. 配料准确。（起动和停机时或改变配
3.2 工艺流程（确定）的原则和 依据
• （1）原则
• ① 技术上先进、成熟、可靠，设备易于 制造和维修；各种熔剂、燃料易就地解决， 因地制宜；
• 先进：查阅文献，实地考察，了解国内外 现状
• 成熟、可靠：了解某项新技术，应用情况 如何
②对原料有较强的适应性，不致因原料成 分变化，引起产量降低，质量变坏，使企 业处于被动局面；
（混匀）
• ③ 原料场作用
• a. 贮存： 国外一般45-60天
•
•
国内 上海宝钢50天
•
武钢进口矿50天
• 堆存外来原料；稳定供给各厂的原料(数量大、品种多、 原料基地远)
• b. 控制原料粒度（破碎、筛分）；
• c. 混匀（化学成分、粒度）
• d. 简化烧结配料系统
• 例；混匀工艺对烧结矿质量的影响
烧结矿强度略有提高，而河砂却使烧结矿质 量恶化，即使河砂粒度磨至1-0mm占96.65%， 质量还是未改善。
燃料
• ① 种类
• 固体燃料：焦粉、无烟煤
•
高炉煤气： 低发热值
3559~4600KJ/m3
• 气体燃料： 焦炉煤气：17166-18003
KJ/m3
•
混合煤气： 5862~9211KJ/m3
• 图a中，检查筛分流程筛下为成品，筛上矿返回重 新破碎，一般烧结厂采用这种流程。
•
破碎设备 锤式破碎机（武钢一、二、三
和四烧）（提问）
•
反击式破碎机（宝钢）
• 筛分设备：自定中心振动筛
燃料破碎流程
• 进厂粒度： 25~0mm 80~0mm或40~0mm
• 产 品： 0~3mm >85%
• 常用流程有以下几种：
e. 蛇纹石：粒度40~0mm，水分<5%，CaO+MgO >35%。
d. 硅 砂；粒度3~0mm，水分<5%，SiO2≤90%。
例如：上海宝钢采用；韶钢配矿试验验情况 （2000年12月试验结果）：
原料条件：低硅 （Al2O3/SiO2>0.48）
（
SiO2<4%）,
高
铝
试验结果：R=1.8情况下，转鼓强度 60-65%，
• ①设原料场的原因
• a. 数量大、品种多； （贮存）
• b. 来源广、化学成分、粒度等波动大；
• c. 原料基地远 （贮存）
• ② 原料场规模
（烧结厂）
• 小型 <100万吨/年 ≤50 小型
• 中型 100-200万吨/年 50-200 中型
• 大型 >200万吨/年 200-400 大型
•Leabharlann Baidu
≥400 特大型
SiO2≤2.2%，
b. 消 石 灰 ： 粒 度 ≤ 3 mm， 水 分 1 8 % ~ 2 0 % ， CaO≥60%。
c. 生石灰：粒度≤3mm，CaO≥85%，活性度≥250ml。
活性度：用4M HCl中和滴定至终点时，所消耗的 HCl的体积。
d. 白云石：粒度40~0mm，水分<2%，MgO≥10%， SiO2≤3%。
小型矿：≤ ±1%
熔剂
• ① 种类
•
石灰石（CaCO3）
• 碱性熔剂 消石灰（Ca(OH)2）
•
生石灰（CaO）
•
白云石（CaCO3.MgCO2）
•
硅砂、石英砂、河砂（SiO2）
• 酸性熔剂 蛇纹石（3MgO.2SiO2.2H2O）
•
橄榄石（(Mg.Fe)O2.SiO2）
② 要求
a. 石灰石：粒度40~0mm，CaO≥52%, 水分≤3%。
3.3.2 烧结工艺
• 3.3.2.1 配料 • 3.3.2.2 混合 • 3.3.2.3 烧结 • 3.3.2.4 烧结矿的处理
3.3.2.1 配料
• （1）目的 • ① 满足高炉对烧结矿化学成分的需要；（提问）
• 例如：武钢四烧成分要求为TFe 57%, R 1.75, MgO 2.5-3.2%。
• 种 类 烧结矿合格率/% 一级成品率/% 碱度稳定 率/%
• 未混匀
76.61
32.9
87.17
• 混 匀 99.92
86.22
92.03
3.3.1.3 熔剂和燃料准备
• 1）烧结对原料的粒度要求 • 2）破碎、筛分的一般流程 • 3）熔剂破碎流程 • 4）燃料破碎流程
烧结对原料的粒度要求
• 熔剂粒度 3~0mm >90% • 燃料粒度 3~0mm >85% • （提问：为什么这样要求？）
• 目的和要求：了解湘钢烧结厂和武钢烧结厂的工艺流程特 点，掌握工艺流程的发展趋势以及
• 选择的基本原则和依据。
• 授课特点：本章结合湘钢烧结厂（认识实习基地）、武钢 烧结厂（生产实习基地）、国内新建球团厂和本研究所的
最新研究成果的实践经验，介绍工艺流程是如何选择和论 证的，弄
• 清为什么原料条件、产品要求和试验结论是决定工艺流程 的主要因素。使学生真正理解
• 物质决定意识的观点。
3.1 工艺流程选择的意义和要求
• （1）定义：工艺流程就是生产过程若干工序的总 和。
• （2）意义：工艺流程的选择是设计过程的重要环 节，一个新建烧结厂的全部设计内容都是围绕着 确定的工艺流程而展开的。
• 合理的工艺流程，是充分发挥设备能力，合理组 织生产，保证生产连续进行，获得先进的技术经 济指标的重要因素。所以，工艺流程的选择必须 全面考虑，进行多方案比较。
• ④ 带检查筛分的闭路流程 • 特点：a.产品粒度能保证(优) • b.增加了筛分负荷和一段破碎负荷（缺）
• ⑤ 检查筛分和预先筛分结合的破碎流程 • 特点：a. 保证产品粒度 （优） • b. 减轻破碎机负荷 （优） • c. 增加筛分负荷 （缺） • d. 原矿符合粒度要求的≥40%
熔剂破碎流程
第三讲
烧结球团工艺设计
3 烧结球团工艺设计
• 概述 • 3.1 工艺流程选择的意义和要求 • 3.2 工艺流程（确定）的原则和依据 • 3.3 烧结（球团）工艺流程的选择与论证 • 思考题
概述
• 重点：（1）分析、掌握工艺流程的特点和发展趋势；
•
（2）掌握工艺流程选择的基本原则和依据。
• 难点：工艺流程的论证和选择。
• b. 无烟煤反应性较差，使烧结速度下降。
• 以煤代焦采取的措施： • a. 降低燃料的平均粒度； • b. 改善料层透气性； • 部分替代（20-25%）
3.3.1.2 原料的接受与贮存
• 1）接受 • 2） 贮存—原料场
接受
水运：码头、卸船机
陆运 火车：翻车机、受矿槽 汽车：受矿槽
贮存—原料场
例如：竖炉混合料干燥问题
杭钢：配→干→造球（影响配料的准确性， 膨润土的性能）
大冶：干→配→造球
③ 所选择的工艺流程应保证做到工程投资 少，占地面积小，建设周期短；
④ 投产后经济效益大、利润高。
（2）依据 ① 原料条件：即入厂原料、熔剂、燃料 的物理、化学性质；
熔剂、燃料的物理性质粒度、水分 决定破碎、筛分流程；
• 入厂：80~0mm 或40~0mm
• 产品：3~0mm >90%
• 常用的熔剂破碎筛分流程有以下两种：
•
原矿 80~0mm
原矿 80~0mm
•
•
破
•
破
•
成品
• a.带检查筛分的闭路流程
• 流程
成品 b.检查筛分和预先筛
分相结合的闭路
• 上述两种流程均能保证产品粒度3~0mm，但流程b 适用于给矿中3~0mm粒级含量40%以上。我国进厂 石灰石原矿含3-0mm粒级较少，一般在20%以下， 故设置预先筛分作用不大。一般不利用预先筛分 流程。
利用系数 1.6-1.7t/m2.h,添加1%石英砂，强度
稍微提高，但是铁品位由55.82%降为53.47%，
而添加1%河砂时，质量明显恶化。
例如：粒度对烧结矿质量的影响：韶钢配矿 试验中，石英砂粒度1-0mm占97.47%，30mm占99.07%，而河砂3-0mm占71%，因此， 添加相同比例的石英砂和河砂时，石英砂使
• ② 减少成分的波动，保证高炉顺行；国内： TFe±0.5~1.0% Ro±0.05~0.1（加强自动配料 系统的控制）
• ③ 稳定烧结生产 （a.贮存作用，保证原料具有一 定的稳定性；b.根据原料供应情况，改变配比）
• （2）配料方法 • 容积配料法与重量配料法 • 容积配料法由于原料堆放密度随其水分及料仓料
•
25~0mm
•
（四辊）
破
碎
• （四辊）
•
产品
•
0~3mm
•
a
式替代上图对辊
• 80~0或40~0mm
破
碎
破
碎
破 碎
c
80~0mm或40~0mm （对辊）
破
碎
15~0mm
破 碎
产品 0~3mm b武钢用反击
干熄焦
破 碎
d
• 进厂粒度25mm以下时，燃料细碎采用（a） 流程；进厂粒度>25mm时，利用两段破碎。 燃料含水量较低时，可考虑利用流程（c）， 以防止燃料过粉碎（如北方天气干燥，可 考虑）。但我国烧结用焦粉的来料都含有 相当高的水分，采用筛分作业时，筛孔易 堵，降低筛分效率，因此，可采用流程 （b）。流程(d)是宝钢以干熄焦为原料所采 用的流程，二段破碎采用棒磨机。
• ② 要求
• a. 焦粉：粒度25~0mm，固定碳≥80%，水分 <15%
• b. 无烟煤：粒度80~0mm，固定碳≥75%，水分 <7%，灰分<15%，挥发分<8%，硫<1%
• 提问：焦粉和无烟煤烧结性能有什么不同？提问： 焦粉和无烟煤烧结性能有什么不同？
• a. 无烟煤空隙率小得多，同样质量的情况下，其 体积小，因此，影响料层透气性和燃料分散度；
菱铁矿：含铁量低，理论量为48.2%， 烧结球团造块时，因收缩量大，导致 产品强度降低和设备生产能力低，燃 料消耗也因碳酸盐分解而增加。
（褐铁矿烧结性能，菱铁矿烧结性能）
② 要求（进入烧结厂的条 件）
粒度：富矿粉 8~0mm
SiO2 波动≤±0.2% 大型矿：≤ ±0.5%
TFe 中型矿：≤ ±0.75%