烧结工艺详解

抽风烧结工艺流程
烧结原料的准备
①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。
②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 MgO，对烧结过程有良好的作 用，可以提高烧结矿的质量。
作制度，利用 现代科学技术 成果，强化烧 结生产过程， 能够获得先进 的技术经济指 标，保证实现 高产、优质、 低耗。本生产 工艺流程有原 料的接受，兑 灰，拌合，筛 分破碎及溶剂 燃料的破碎筛分，配料，混料，点火，抽风烧结，抽风冷却，破碎筛分，除尘等环节组成。
1.低温预烧阶段
在此阶段主要发生金属的回复及吸附气体和水分的挥发，压坯内成形剂的分解和排除 等。
点火真空度4～6kPa。
点火深度为10～20mm。
③烧结
准确控制烧结的风量、真空度、料层厚度、机速和烧结终点。
烧结风量：平均每吨烧结矿需风量为3200m3，按烧结面积计算为(70～90)m3/(cm2． min)。
真空度：决定于风机能力、抽风系统阻力料层透气性和漏风损失情况。
料层厚度：合适的料层厚度应将高产和优质结合起来考虑。国内一般采用料层厚度为 250～500mm。
②燃烧层
燃料在该层燃烧，温度高达1350～1600℃，使矿物软化熔融黏结成块。
该层除燃烧反应外，还发生固体物料的熔化、还原、氧化以及石灰石和硫化物的分解 等反应。
③预热层 由燃烧层下来的高温废气，把下部混合料很快预热到着火温度，一般为400～800℃。 此层内开始进行固相反应，结晶水及部分碳酸盐、硫酸盐分解，磁铁矿局部被氧化。 ④干燥层 干燥层受预热层下来的废气加热，温度很快上升到100℃以上，混合料中的游离水大量 蒸发，此层厚度一般为 l0～30mm。 实际上干燥层与预热层难以截然分开，可以统称为干燥预热层。 该层中料球被急剧加热，迅速干燥，易被破坏，恶化料层透气性。 ⑤过湿层 从干燥层下来的热废气含有大量水分，料温低于水蒸气的露点温度时，废气中的水蒸 气会重新凝结，使混合料中水分大量增加而形成过湿层。 此层水分过多，使料层透气性变坏，降低烧结速度。 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： 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720℃左右开始分解，880℃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 Ca0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：
烧结工艺详解 中文名称：
烧结工艺 英文名称：
sintering process 定义：
通过高温加热粉体材料产生颗粒黏结、再结晶等物理化学过程，得到致密化的具有一定 强度的块状产品的工艺。 应用学科： 材料科学技术（一级学科）；金属材料（二级学科）；钢铁材料（二级学科）；钢铁材料 生产技术（二级学科）
③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 的占95%以上。
对入厂烧结原料的一般要求见表2—2。
入厂烧结原料一般要求
配料与混合
①配料
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。
常用的配料方 法：容积配料法和质 量配料法。
①烧结矿层
经高温点火后，烧结料中燃料燃烧放出大量热量，使料层中矿物产生熔融，随着燃烧 层下移和冷空气的通过，生成的熔融液相被冷却而再结晶(1000—1100℃)凝固成网孔结构的 烧结矿。
这层的主要变化是熔融物的凝固，伴随着结晶和析出新矿物，还有吸入的冷空气被预 热，同时烧结矿被冷却，和空气接触时低价氧化物可能被再氧化。
机速：合适的机速应保证烧结料在预定的烧结终点烧透烧好。实际生产中，机速一般 控制在1.5～4m/min 为宜。
烧结终点的判断与控制：控制烧结终点，即控制烧结过程全部完成时台车所处的位置。 中小型烧结机终点一般控制在倒数第二个风箱处，大型烧结机控制在倒数第三个风箱处。
带式烧结机抽风烧结过程是自上而下进行的，沿其料层高度温度变化的情况一般可分 为5层，各层中的反应变化情况如图2—5所示。点火开始以后，依次出现烧结矿层，燃烧层， 预热层，干燥层和过湿层。然后后四层又相继消失，最终只剩烧结矿层。
1.烧结的概念
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。
2. 烧结生产 的工艺流 程目前生 产上广泛 采用带式 抽风烧结 机生产烧 结矿。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。
2.中温升温烧结阶段
此阶段开始出现再结晶，在颗粒内，变形的晶粒得以恢复，改组为新晶粒，同时表面 的氧化物被还原，颗粒界面形成烧结颈。
3.高温保温完成烧结阶段
此阶段中的扩散和流动充分的进行和接近完成，形成大量闭孔，并继续缩小，使孔隙 尺寸和孔隙总数有所减少，烧结体密度明显增加。
烧结生产工艺流程[1]
CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2 CaCO3+Fe2O3=CaO ·Fe2O3+ CO2 如果矿化作用不完全，将有残留的自由 Ca0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 铁的氧化物在烧结条件下，温度高于 l300℃时，Fe203可以分解 Fe304在烧结条件下分解压很小，但在有 Si02存在、温度大于1300℃时，也可能分解
烧结是粉末或粉末压坯加热到低于其中基本成分的熔点的温度，然后以一定的方法和 速度冷却到室温的过程。烧结的结果是粉末颗粒之间发生粘结，烧结体的强度增加，把粉末 颗粒的聚集体变成为晶粒的聚结体，从而获得所需的物理、机械性能的制品或材料。
烧结工艺是指根据原料特性所选择的加工程序和烧结工艺制度。它对烧结生产的产量 和质量有着直接而重要的影响。本工艺按照烧结过程的内在规律选择了合适的工艺流程和操
容积配料法是基 于物料堆积密度不变，原料的质量与体积成比例这一条件进行的。准确性较差。
质量配料法是按原料的质量配料。比容积法准确，便于实现自动化。
②混合
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。
混合作业：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～Omm 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。 烧结生产 烧结作业是烧结生产的中心环节，它包括布料、点火、烧结等主要工序。 ①布料 将铺底料、混合料铺在烧结机台车上的作业。 当采用铺底料工艺时，在布混合料之前，先铺一层粒度为10～25mm，厚度为20～25mm 的小块烧结矿作为铺底料，其目的是保护炉箅，降低除尘负荷，延长风机转子寿命，减少或 消除炉箅粘料。 铺完底料后，随之进行布料。布料时要求混合料的粒度和化学成分等沿台车纵横方向 均匀分布，并且有一定的松散性，表面平整。 目前采用较多的是圆辊布料机布料。 ②点火 点火操作是对台车上的料层表面进行点燃，并使之燃烧。 点火要求有足够的点火温度，适宜的高温保持时间，沿台车宽度点火均匀。 点火温度取决于烧结生成物的熔化温度。常控制在1250±50℃。 点火时间通常40～60s。