烧结基础知识

1. 烧结基础知识

2. 烧结的含义

将含铁粉状料或细粒料进行高温加热，在不完全熔化的条件下烧结成块的过程。铁矿粉烧结是一种人造富矿的过程。

2.1. 烧结的方法

(1)鼓风烧结：烧结锅，平地吹；

(2)抽风烧结：

(a)连续式：带式烧结机和环式烧结机等；

(b)间歇式：固定式烧结机，如盘式烧结机和箱式烧结机；移动式烧

结机，如步进式烧结机；

(3)在烟气中烧结：回转窑烧结和悬浮烧结。

2.2. 烧结生产的工艺流程

一般包括：原燃料的接受、贮存，溶剂、燃料的准备，配料，混合，制粒，布料，点火烧结，热矿破碎，热矿筛分，热矿冷却，冷矿筛分，铺底料、成品烧结矿及返矿的贮存、运输等工艺环节。

机上冷却工艺不包括热矿破碎和热矿筛分。

现代烧结工艺流程不再使用热矿工艺，应使用冷矿工艺。在冷矿工艺中，宜推广具有铺底料系统的流程。

2.3. 烧结厂主要技术经济指标

烧结厂的主要技术经济指标包括利用系数、作业率、质量合格率、原材料消耗定额等。

2.3.1. 利用系数

每台烧结机每平方米有效抽风面积(m2)每小时(h)的生产量(t)称烧结机利用系数，单位为t/(m2*h)。它用台时产量与烧结机有效抽风面积的比值表示：

利用系数=台时产量(t/h)

有效抽风面积(m²)=总产量(t)

总生产台时(t)×总有效面积(m²)

台时产量是一台烧结机一小时的生产量，通常以总产量与运转的总台时之比值表示。这个指标体现烧结机生产能力的大小，它与烧结机有效面积的大小无关。

利用系数是衡量烧结机生产效率的指标，它与烧结机有效面积的大小无关。

2.3.2. 烧结机作业率

作业率是设备工作状况的一种表示方法，以运转时间占设备日历时间的百分数表示：

设备作业率=运转台时

日历台时

×100%

日历台时是个常数，每台烧结机一天的日历台时即为24台时。它与台数、时间有关。

日历台时=台数×24×天数

事故率是指内部事故时间与运转时间的比值，以百分数表示：

事故率=事故台时

运转台时

×100%

设备完好率是衡量设备良好状况的指标。按照完好设备的标准，进行定期检查。设备完好率是全厂完好设备的台数与设备总台数的比值，用百分数表示：

设备完好率=完好设备台数

×100%

设备总台数

2.3.3. 质量合格率

烧结矿的化学成分和物理性能符合原冶金部YB/T421标准要求的叫烧结矿合格品，不符合的烧结矿叫出格品。

根据部颁标准的规定，实际生产检验过程及工艺试验中出现的一部分未检验品和试验品，不参加质量合格率的计算。因此：

质量合格率=总产量−未验品量−试验品量−出格品量

×100%

总产量−未验品量−试验品量

质量合格率是衡量烧结矿质量好坏的综合指标。

烧结矿合格品、一级品或出格品的判定根据其物理化学性能的检验结果而定，主要包括烧结矿全铁(TFe)、氧化亚铁(FeO)、硫(S)含量、碱度(CaO/SiO2)、转鼓指数(≥6.3mm)、粉末(<5mm)等，有的厂还包括氧化镁(MgO)、氟(F)、磷(P)等。

一级品率=一级品量

×100%

合格品量

×100%

转鼓指数=检测粒度(≥5mm)的重量

试样重量

×100%

筛分指数=筛分后粒度(≤5mm)的的重量

试样重量

2.3.4. 烧结矿的原料、燃料、材料消耗定额

生产一吨烧结矿所消耗的原料、燃料、动力、材料等的数量叫消耗定额，包括含铁原料、熔剂料、燃料、煤气、重油、水、电、炉蓖条、胶带、破碎机锤头、润滑油、蒸气等。

2.3.5. 生产成本与加工费

生产成本是指生产一吨烧结矿所需的费用，由原料费及加工费两部分

构成。

加工费是指生产一吨烧结矿所需的加工费用(不包括原料费)。它包括辅助材料费(如燃料、润滑油、胶带、炉蓖条、水、动力费等)，工人工资，车间经费(包括设备折旧费、维修费等)。

2.3.6. 劳动生产率

劳动生产率是指每人每年生产烧结矿的吨数。这个指标反映工厂的管理水平和生产技术水平，它又称全员劳动生产率(全员包括工人和干部)。另外，还有工人劳动生产率，即每个工人每年生产烧结矿的吨数。

3. 烧结物理化学过程

3.1. 基本概念

烧结过程是许多物理化学变化的综合过程。这个过程不仅错综复杂，而且瞬息万变，在几分钟甚至几秒钟内，烧结料就因强烈的热交换而从70℃以下被加热到1200~1400℃，与此同时，它还要从固相中产生液相，然后液相又被迅速冷却而凝固。这些物理化学变化包括：

(1)燃料的燃烧和热交换；

(2)水分的蒸发及冷凝；

(3)碳酸盐的分解，燃料中挥发分的挥发；

(4)铁矿物的氧化、还原与分解；

(5)硫化物的氧化和去除；

(6)固相间的反应与液相生成；

(7)液相的冷却凝结和烧结矿的再氧化等。

3.2. 燃料的燃烧和热交换

3.2.1. 烧结矿生产使用的燃料

烧结生产使用的燃料分为点火燃料和烧结燃料两种。

3.2.1.1. 点火燃料

现在烧结使用的点火燃料有气体燃料(高炉煤气、焦炉煤气、发生炉煤气和天然气等)和液体燃料(重油)两种，发生炉煤气在这里不再介绍，因固体燃料已经不再使用，在这里也不做介绍。

3.2.1.1.1.气体燃料

3.2.1.1.1.1.高炉煤气

高炉煤气是高炉冶炼时的一种副产品。高炉每炼一吨生铁可以获得3500~4000m³的高炉煤气。其成分随冶炼时所采用的燃料种类及高炉操作条件而不同。一般含有大量氮、二氧化碳等气体(约占63~70%)。因此，它的发热量不高，约为850~1100千卡/标m³(其成分见表2-1)，若不经过预热，高炉煤气燃烧温度达不到1250，高炉煤气中一般含尘量为50~80毫克/m³，所以必须除尘后才能应用。做为烧结点火用的煤气含尘量不应大于30毫克/m³，经过除尘后高炉煤气含尘量可以降至5~20毫克/m³，煤气温度在40℃以下。输送到烧结厂的煤气压力一般为300毫米水柱左右。

表3-1高炉煤气成分

3.2.1.1.1.2.焦炉煤气

焦炉煤气是炼焦过程产生的副产品。平均每吨干煤炼焦时可产生320m ³的焦炉煤气，约占全部产品的17.6%，经过洗涤后的煤气含焦油量为

0.00~0.02克/标m³，用于烧结的焦炉煤气的发热量为4000×4.1868kJ/m³左右(其成分见表2-2)。