炼铁原料对烧结矿的影响

本科毕业论文（设计）炼铁原料对烧结矿的影响

作者姓名：殷彤

指导教师：**

学院名称：东北大学

专业名称：冶金工程

2014年3月23日

毕业设计（论文）任务书

摘要

随着钢铁工业的发展，天然含铁富矿从产量和质量上都不能满足高炉冶炼的要求，而大量含铁贫矿和多金属共生矿经选矿获得含铁量高的铁精矿粉以及天然含铁富矿粉都不能直接入炉冶炼。为了解决这一矛盾，人们通过人工方法，将这些矿粉制成块状的人造富矿，共高炉使用。这样既解决了天然富矿的不足，开辟和利用了铁矿资源，又通过改善人造富矿的冶金性能，为进一步发展钢铁工业开创了新的优质原料的途径。但是由于钢铁市场的没落，炼铁原料的低成本成为了钢铁企业继续发展的基础。本文介绍了炼铁厂在原燃料烧结生产中采取的有效措施，如铁矿物的选矿，混匀料的处理、烧结矿生产、焦炭要求以及烧结生产的自动化配置。通过这些工作的开展，为炼铁生产提供良好的原料条件，实现烧结、高炉稳定高效生产并实现降本增效。

关键词：原燃料处理，厚料层烧结，自动化控制，烧结矿，焦炭

目录

毕业设计（论文）任务书 (1)

摘要 (2)

绪论 (5)

一、铁矿物的选矿及要求 (6)

（一）选矿的目的和意义 (6)

（二）选矿前的准备作业 (6)

1、矿石的破碎 (6)

2、矿石的筛分 (6)

3、细磨与分级 (6)

（三）选矿方法 (6)

1、重力选矿法 (6)

2、磁力选矿法 (6)

3、浮游选矿法 (6)

（四）含铁原料的分类 (7)

1、磁铁矿 (7)

2、赤铁矿 (7)

3、褐铁矿 (7)

4、菱铁矿 (8)

（五）烧结生产对含铁原料的要求 (8)

（六）铁矿粉的技术经济评估 (9)

二、烧结矿形成过程 (9)

（一）烧结矿层 (10)

（二）燃烧层 (10)

（三）预热层 (10)

（四）干燥层 (10)

（五）过湿层 (10)

三、实现稳产优质的措施 (11)

（一）做好含铁原料的配比优化及预知预控 (11)

（二）保证固体燃料的化学性能及粒度 (11)

1、燃料的化学成分 (11)

2、燃料的粒度 (11)

（三）加强配料操作，提高稳定性 (12)

（四）改善烧结料层的透气性 (13)

1、加强烧结料准备 (13)

2、增加通过烧结料层的有效风量 (13)

（五）强化混合操作，稳定水分 (14)

（六）执行厚料层烧结 (15)

（七）烧结终点的判断与控制 (15)

（八）完善烧结过程的自动化控制 (16)

1、配料的控制 (17)

2、混合料湿度的控制 (17)

3、矿槽料位的自动控制 (17)

4、布料厚度的控制 (17)

四、严格控制各技术指标 (17)

结束语 (18)

参考文献 (18)

绪论

2014年，钢铁业继续在寒冬中煎熬，在产能过剩、价格下滑的现状下，钢铁冶炼的目光只好转向了“经济料”冶炼上，烧结机作为钢铁热线头道工序中的重要工艺，担当了重要的职责。对于炼铁生产而言，原料烧结这一流程十分重要，合理调整混匀配矿，优化烧结工艺，完善烧结自动化，不仅实现了工业废料完全利用，而且在混匀料含铁料80%以上来自进口矿、燃料含碳量底的情况下，保证烧结矿质量相对稳定；在原燃料资源紧张情况下，通过质量管理，进厂原燃料质量呈逐步提高趋势。上述措施的有效实施保证了烧结矿的质量及产量，同时保证了高炉的顺利运行，各项指标也有大幅提升。

一、铁矿物的选矿及要求

（一）选矿的目的和意义

自然界可供直接冶炼的富矿不多，一般品味较低，如铁矿石含铁品位只有30%左右，直接冶炼技术有困难，经济上也不合算，只有将其经选矿处理，去掉脉石，使有用矿物品位提高，才能在工业上得到合理利用。选矿过程可以将矿石中的几种有用矿物分别回收，选出符合要求的单独精矿，达到充分利用矿产资源。矿石中除了主要有用矿物外，常常还含有有害杂质，如铁矿石中的磷、硫、钾、钠、氟等。这些杂质必须在冶炼前用选矿的方法除去，以净化矿石成分，提高矿石有用矿物含量。

（二）选矿前的准备作业

1、矿石的破碎

根据矿石破碎程度不同可分为：

粗碎：矿石从1000mm破碎到100mm

中碎：矿石从100mm破碎到30mm

细碎：矿石从30mm破碎到5mm

粉碎：矿石从5mm破碎到1mm一下

2、矿石的筛分

将已碎矿石或原矿分成各种力度级别的作业，叫筛分。筛分时，矿石通过一定筛孔的筛面，可得两种产品，小于筛孔的称筛下产品，颗粒大于筛孔的称筛下产品。

3、细磨与分级

细磨：当有用矿物在矿石中呈细粒嵌布时，必须将矿石细磨到0.3mm~0.1mm，甚至达到0.05~0.07mm至更细。

分级：湿式细磨一般与分级机连成闭路进行，磨过的物料进入分级机后可将其矿颗粒分成粗、中、细、粉。

（三）选矿方法

1、重力选矿法

重选时在运动的介质中按比重或颗粒选分矿物粒群的过程。重选常用的方法有：跳汰机、重介质流槽、平面和离心摇床及离心选矿机等。

2、磁力选矿法

磁选是利用矿物和脉石的导磁性不同而进行分选的方法。达到单体分离程度的矿物

颗粒在通过磁选磁场时，由于矿物、脉石颗粒的磁性不同，在磁场作用下，他们的运动途径不同；其中具有磁性的颗粒在磁场中由于磁感作用而磁化，被磁极所吸引，非磁性矿粒在磁场中不受磁力作用，从而达到矿粒分离。

3、浮游选矿法

浮选是指用药剂处理过的矿粒，在空气和水的界面上有选择的附着的一种选矿方法。工业上广泛应用的浮选，实质是泡沫浮选。

（四）含铁原料的分类

烧结生产除部分使用天然富矿粉外，不直接使用铁矿石，但铁矿石是选取铁矿粉的原料，因此，铁矿石的种类、质量对烧结生产十分重要。

自然界中含铁矿物很多，目前已经知道的就有300多种，但是能利用的只有20多种。其中主要是磁铁矿石、赤铁矿石、褐铁矿石和菱铁矿石四中类型。由于它们的化学成分、结晶构造以及地质生成条件不同，所以各种铁矿石都具有不同的外部形态和物理特性。

1.磁铁矿

磁铁矿俗称黑矿，主要含铁矿物为磁铁矿，其化学式为Fe3O4。磁铁矿具有强磁性，晶体常成八面体、少数为菱形十二面体，集合体常成致密块状、它的外表颜色及条痕均为黑色，半金属光泽、密度4.9~5.2t/m³，硬度5.5~6.5，无解理，脉石主要为石英、硅酸盐、碳酸盐。还原性差，有害杂质磷、硫较高。

2、赤铁矿

赤铁矿俗称红矿，赤铁矿为无水氧化铁矿石，其化学式为Fe2O3，理论含铁量为70%，赤铁矿具有半金属光泽，密度为4.8~5.3 t/m³，硬度则不一样，结晶赤铁矿硬度为5.5~6.0，土状和粉末状赤铁矿硬度要很低，无解理，仅有弱磁性，较磁铁矿易还原和破碎。有害杂质硫、磷、砷较磁铁矿和褐铁矿少，冶金性能也比他们优越。

3、褐铁矿

褐铁矿是含水氧化铁矿石，是由其他矿风化后生成的，在自然界中分布的也很广泛，但埋藏量大的并不多见，其化学式为nFe2O3·mH2O（n=1~3，m=1~4）。从分子式可以看出，铁氧化物的水花程度，也就是说和氧化铁成化合状态存在的结晶水的数量是不同的。自然界中褐铁矿绝大部分含铁矿物是以2Fe2O3·3H2O的形式存在，褐铁矿石富矿很少，一般含铁量为37~54%，含有害杂质硫、磷、砷较高，其结构松软，密度较小，吸水强，