铁矿石烧结技术的应用及其作用
铁矿石烧结粗钢
▪ 根据磁铁矿和假象赤铁矿在矿石中含量不同，一般用磁 性率，即FeO/TFe的百分率来分类： 磁性率=TFe/FeO 式中：FeO——矿石中氧化铁含量，%； TFe——矿石中全铁含量，%。 磁性率=2.33为纯磁铁矿； 磁性率 <3.5为磁铁矿； 磁性率=3.5～7.0为半假象赤铁矿； 磁性率>7.0 为假象赤铁矿。
▪ 磁铁矿石主要的化学成分为Fe3O4，理论含铁量为 72.4%。
▪ 磁铁矿也可看作FeO·Fe2O3，磁铁矿的晶体多成八 面体，它的组成结构比较致密坚硬，一般成块状或 粒状。
▪ 它的外表颜色为钢灰色和黑灰色，条痕色为黑色。
各类铁矿石图
磁铁矿
褐铁矿
赤铁矿
菱铁矿
什么是磁性率
▪ 地表层的磁铁矿由于氧化作用部分被氧化成赤铁矿，但
4.透明度
▪ 矿物容许可见光透过的能力，称为透明度。透明 度取决于矿物的化学性质与晶体构造，但又明显和厚 度有关。因此，有些看来是不透明的矿物，当其磨成 薄片时(o．03mm)，却仍然是透明的。据此，透明度 可分为如下三级；
▪ (1)透明的 绝大部分光线可以通过矿物，因而隔 着矿物的薄片可以清楚地看到对面的物体。如无色水 晶、冰洲石(透明的方解石)等。 (2)半透明的 光线可以部分通过矿物，因而隔着 矿物薄片可以模糊地看到对面的物体，如闪锌矿、辰 砂等。 (3)不透明的 光线几乎不能透过矿物，如黄铁矿、 磁铁矿、石墨等。
即矿物粉末的颜色。条痕显示自色，例如赤铁矿有红色、 钢灰色、铁黑色等多种颜色，而条痕总是撄红色。故条痕 具有重要的鉴定意义。 ▪
3.光泽
▪ 这是指矿物表面对可见光反射的能力。根 据矿物光泽的强弱分为：金属光泽、半金属光 泽和非金属光泽。
烧结工艺流程图
烧结工艺流程图：图片：烧结工艺流程图：烧结是钢铁生产工艺中的一个重要环节，它是将铁矿粉、粉(无烟煤）和石灰按一定配比混匀。
经烧结而成的有足够强度和粒度的烧结矿可作为炼铁的熟料.利用烧结熟料炼铁对于提高高炉利用系数、降低焦比、提高高炉透气性保证高炉运行均有一定意义。
由于烧结技术具体的作用和应用太广泛了，以下介绍一下烧结生产在钢铁工业粉矿造块的意义和作用我国的铁矿石大部分都是贫矿，贫矿直接入炉炼铁是很不合算b，因此必须将贫矿进行破碎、选出高品位的精矿后,再将精矿粉造块成为人造富矿才能入高炉冶炼.所以，粉矿造块是充分合理利用贫矿的不可缺少的关控环节。
富矿的开采过程中要产生粉矿,为了满足高炉的粒度要兔在整较过程中也会产生粉矿，粉矿直接入炉会51起高炉不顺。
恶化高炉技术经济指标,因此粉矿也必须经过造块才能入炉。
粉矿经过迭决后,可以进一步控制相改善合铁原料的性肠获得气孔串高、还原性好、强度合适、软熔温度较高、成份稳定的优质冶金原料,有助于炉况的稳定和技术经济指标的改善。
粒矿造块过程中，还可以除去部份有害杂质，如硫、氟、砷、锌等,有利于提高生铁的质量。
因为人造富矿比天然富矿更具有优越性,成为了现代商炉原料的主要来源。
粉矿迭块还可综合利用含铁、合被、台钙的粉状工业废料，如高炉炉尘、钢迢、轧钢皮、均热炉渣、硫酸渣、染料铁红、电厂烟尘灰笔适当配入可以成为廉价的高炉好原料,又可以减少环境污染,取得良好的经济效益和社会效益。
粉矿造铁是现代高炉冶炼并获得优质高产的基础，对于高炉冶炼有君十分重要的意义，是钢铁工业生产必不可少的重要工序，对钢铁生产的发展起着重要作用。
1．2 粉矿造块的方法粉矿造块方法很多,主要是烧结矿和球团矿.此外，还有压制方团矿、辊压团矿、蒸养球团t碳酸化球团,其成球方式和固结方法与球团矿不同，还有小球烧结，国外称为HPs球团化挠结矿,界于球团和烧结之间;还有铁焦生产，是炼焦和粉矿造块相结合。
球团矿的焙烧方法主要乞竖队带式焙烷仇链蓖机—回转窃。
炼铁工艺中的烧结与球团化技术
焙烧：在高温下焙烧球团，
使其发生化学反应，形成具
配料：根据生产需求和原料
有一定强度的球团矿
性质进行配料
分选：根据球团矿的粒度和
造球：通过造球机将混合料 制成球团
成分进行分选，保证产品质 量
原料准备：选择合适的铁矿 石、燃料和熔剂
干燥：将球团干燥至一定湿 度，便于后续处理
成品：将分选后的球团矿包 装入库，供后续使用
新型烧结剂：提高烧结效率，降低能耗
新型球团化工艺：提高球团化效率，降 低能耗
新型球团化剂：提高球团强度，改善球 团质量
新型烧结设备：提高生产效率，降低能 耗
新型烧结工艺：提高烧结速度，降低生 产成本
新型球团化设备：提高球团化效率，降 低能耗
提高产品质量： 通过改进工艺 和设备，提高 烧结与球团化 产品的质量， 降低废品率。
降低生产成本： 通过优化生产 流程和采用节 能技术，降低 生产成本，提 高产品竞争力。
提高生产效率： 通过采用自动 化和智能化技 术，提高生产 效率，缩短生
产周期。
开发新产品： 通过研发新技 术和新材料， 开发具有更高 附加值的新产 品，满足市场
需求。
汇报人：
原料准备：选择合适的原料，如铁矿石、 燃料、熔剂等
混合：将原料按比例混合，形成烧结料
制粒：将混合后的烧结料制成颗粒状， 便于烧结
烧结：将制粒后的烧结料放入烧结设备 中，在高温下进行烧结反应，形成烧结 矿
冷却：烧结完成后，将烧结矿冷却至常 温，便于后续处理
分选：将烧结矿进行分选，去除杂质， 得到合格的烧结矿产品
节能技术的应用：如高效燃烧技 术、余热回收技术等
减排技术的应用：如废气净化技 术、废水处理技术等
铁矿粉烧结技术与应用--袁广仁
22
烧结矿固结理论
硅酸盐系烧结理论 铁酸钙系烧结理论 铁酸钙系烧结理论是烧结矿 固结理论发展的革命，为生产优 质烧结矿奠定了基础。
23
烧结矿固结理论-铁酸钙系
CaO—Fe2O3系。本系中有一个稳定化合物2CaO·Fe2O3，， 熔点为1449℃，两个不稳定化合物：CaO·Fe2O3，和CaO·2 Fe2O3，前者异分熔点为1215℃，后者在1155～1225℃时稳 定，在1155℃时分解为CaO．Fe2O3和Fe2O3。CaO·Fe2O3与 CaO·2 Fe2O3能组成本系中熔点最低的共晶混合物，其熔点 为1205℃。形成铁酸钙的条件是CaO与Fe2O3同时存在，在烧 结过程中需维持较低温度和强氧化性气氛。所以生产熔剂性 24 烧结矿时，烧结温度并不高，也不需要过多的燃料消耗。
燃料配加方式
铁酸钙体系的矿物生成条件要求一定的氧化性气氛，而燃 料的配加量高，必然要造成局部的还原性气氛，不利于烧 结矿质量的改善。降低燃料配加量会造成烧结热量不充分， 烧结矿固结变差的问题。因此在厚料层操作可以降低燃料 的基础上，改变燃料的配加方式，进行燃料部分外加是改 善燃料燃烧、降低燃料消耗，保证烧结矿固结的有效的措 施。 燃料部分外加一方面可以使得一部分燃料不被其它原 料所包裹，改变了燃料燃烧的动力学条件，产生的热量被 有效的利用。另一方面部分燃料在混合料核心，产生的热 量被吸收，有利于核心烧结矿的矿化反应的进行，有利于 19 烧结矿的固结。
铁酸钙系烧结矿的特点
由针状铁酸钙粘结残留多孔赤铁矿组成 的非均质结构。 具有极佳的还原性，可以高炉焦比。 良好的机械强度。 令人满意的还原粉化特性。 优良的高温还原特性和熔融特性。
25
影响针状铁酸钙形成的因素 温度 碱度 气氛 化学成分 保温时间 原料因素
铁矿石烧结过程的热工分析
固相反应
不同矿物颗粒在高温下 发生化学反应，生成新
的矿物相。
液相形成
部分易熔组分熔化，促 进颗粒粘结，形成块状
烧结矿。
气体逸出
分解反应和固相反应过 程中产生的气体逸出， 影响烧结矿的孔隙率和
气孔形状。
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW ERA
03
铁矿石烧结过程的热工分析方法
意义
烧结是钢铁工业中的重要环节， 通过烧结可以大规模地生产高质 量的铁块，满足钢铁生产的需求 。
铁矿石烧结的基本流程
配料与混合
将铁矿石、燃料和溶剂等原料 按照一定比例混合，加入适量
的水搅拌成料浆。
造球
将料浆注入造球机中，通过滚 动和压缩作用形成一定粒度的 球形颗粒。
烧结
将球形颗粒送入烧结机中，在 高温下进行燃烧和熔融，使铁 矿石中的氧化物还原并熔化成 液态。
01
铁矿石烧结过程简介
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
铁矿石烧结的定义
• 铁矿石烧结：将铁矿石、燃料和溶剂等原料按照一定比例混合 ，在高温下进行燃烧和熔融，使铁矿石中的氧化物还原并熔化 成液态，最终冷却凝固成块状铁的过程。
铁矿石烧结的目的和意义
目的
将铁矿石中的氧化物还原成铁， 并去除其中的杂质，提高铁的纯 度和质量。
在新产品开发中的应用
1 2
开发新型烧结矿
通过对铁矿石烧结过程中的热工分析，可以了解 铁矿石的烧结特性，开发新型烧结矿。
优化新产品配方
通过对铁矿石烧结过程中的热工分析，可以了解 不同原料的烧结特性，优化新产品的配方。
3
提高新产品质量
烧结在钢铁冶炼中的重要性
论铁精粉烧结在钢铁冶炼生产中的重要性钢铁产能是一个国家工业化发展的标志，钢铁冶炼是现代化国家的立国之本。
铁精粉烧结是钢铁冶炼流程中的首道综合性生产工艺（以下简称“烧结”）。
烧结就是把各种粉状含铁原料，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，烧结成块，再经整粒、筛分生产出粒度均匀，成分合适的成品烧结矿的过程。
烧结的原材料因具有成本占钢铁冶炼总成本比例高（根据炼铁生产要求，其比例约为40-60%），又能消化绝大部分的钢铁冶炼的副产品（变废为宝，进一步降低钢铁生产成本）的双重特性，故而烧结生产在整个钢铁冶炼生产中起着至关重要的作用。
但是烧结生产受不能直接创造效益、烧结工艺不完全可控、可见程度低、整体工作环境差等诸多客观因素影响，在很多钢铁从业者头脑中形成了一种烧结生产没有炼铁、炼钢生产重要的偏颇观念。
为了论证其重要性、使之能更加充分的在钢铁冶炼流程中发挥实效，结合个人从事烧结工艺二十余年的理论与实践经验，特总结观念如下：一、烧结生产的重要性对于钢铁冶炼的所有工序来讲（烧结→炼铁→炼钢→轧钢），越往后的生产环节越精细，越可控，越能更直观的产生效益，越容易引起重视，因而也有更多的人力物力参与生产和研究。
然而，炼铁是炼钢优质、高产的基础保障，烧结就是所有钢铁冶炼的源头。
没有烧结生产，仅仅使用天然富矿的冶炼，这在中国是不切合实际更是行不通的。
可以说没有烧结生产就不能进行大规模的钢铁冶炼。
但是国家和生产单位对于烧结生产的重视程度远低于炼铁和炼钢，以至于烧结的生产技术没有达到更加深入的理论研究高度，对于烧结精细化生产的指导远远不够，很难做到在任何物料条件下都能生产优质、高产、低耗的烧结矿以满足炼铁冶炼的需要。
巧妇难为无米之炊，炼铁没有优质低成本的原料就没办法冶炼出优质、低成本的铁水以满足炼钢生产的需要。
所以烧结生产应该是钢铁冶炼的重中之重，不容忽视。
二、成本控制的重要途径1、含铁物料配比的精算为了实现烧结成本控制，配料计算中含铁原料高品位①配低品位、高硅②配低硅、高亲水性③配低亲水性、严格控制综合铁料的粒度组成、调整好铁料里各种铁氧化物的比例和吸放热反应等等精准预算都至关重要。
铁矿石的烧结与冶炼
04
铁矿石烧结与冶炼的环境 影响与控制
大气污染物排放与控制
大气污染物排放
在铁矿石的烧结和冶炼过程中，会产生大量的烟尘、二氧化硫、氮氧化物等大气污染物。这些污染物不仅对环境 造成严重污染，还会对人类健康产生严重影响。
02
铁矿石烧结过程
原料准备
01
02
03
铁矿石
选择品位高、成分稳定的 铁矿石作为原料，确保烧 结矿的质量和产量。
燃料
通常使用焦粉或煤粉作为 燃料，提供烧结所需的热 量。
熔剂
加入适量的熔剂，如石灰 石、白云石等，以调整烧 结矿的矿物组成和化学成 分。
配料与混料
配料
根据原料的化学成分和烧结矿的质量 要求，计算各种原料的配比，确保烧 结矿的品位、碱度和其它化学成分符 合要求。
利用
将处理后的烧结矿作为高炉炼铁的原 料，通过高炉冶炼提取出铁水，进一 步加工成各种钢材和铁制品。
03
铁矿石冶炼工艺
直接还原冶炼
直接还原冶炼是一种将铁矿石在还原气氛下进行高温处理，直接将铁矿石中的铁 氧化物还原成金属铁的过程。该工艺通常使用气体或固体还原剂，如天然气、煤 、焦炭等。
直接还原冶炼工艺具有流程短、能耗低、污染小等优点，但生产出的铁金属品位 较低，通常需要进一步加工处理。
混料
将各种原料按照配比混合均匀，确保 烧结过程中各组分能够均匀反应。
烧结矿的冷却与破碎
冷却
烧结矿从烧结机下来后，通过冷却设备将其冷却至适宜的温度，以利于后续的破 碎和运输。
破碎
烧结矿冷却后，经过破碎设备将其破碎至合适的粒度，以便于高炉冶炼。
炼铁工艺04铁矿粉造块
第四讲 铁矿粉造块一、铁矿粉烧结生产1.烧结生产的意义烧结矿的生产是充分利用自然资源，扩大铁矿石来源。
贫矿必须经过选矿和造块才能使用；富矿加工过程中产生的富矿粉也需造块才能使用。
烧结过程中可以加入高炉炉尘、转炉炉尘、硫酸渣等其它钢铁及化工工业的若干废料，使这些废料得到有效利用，既降低成本又变废为宝，化害为利；经过烧结制成的烧结矿（与天然矿相比），粒度合适，还原性和软化性好，成分稳定，造渣性好，保证了高炉冶炼稳定顺行；烧结过程能去除有害元素。
尤其去硫率高达80%-90%。
此外还能去除部分砷、氟等有害元素。
2.烧结生产流程将经过准备处理（破碎、筛分、混匀）的烧结原料（包括燃料、熔剂、铁矿粉等）按一定比例配比，再经过加水混合造小球，所得混合料由布料器铺到烧结机台车上。
铺料厚一般为500毫米。
为了保护台车篦条，在铺入混合料之前，需要在台车上先垫一层约30毫米厚的粒度为10-20毫米的成品烧结矿作为铺底料。
烧结料层经点火器点火，然后台车在向前移动时依靠抽风机从上向下抽过空气，燃烧其料层中的燃料。
燃烧产生的高温，使矿粉局部熔化或软化，生成一定数量的液相。
液相是烧结矿固结成形的基础。
之后，随着温度降低，液相冷凝，矿物逐渐凝结成块，即为烧结矿。
烧结矿从烧结机尾台车上自动卸下，经过齿式单辊破碎机破碎、冷却机冷却，再进行二次破碎筛分，得到成品烧结矿。
烧结生产工艺流程（以宝钢烧结为例）3.烧结原料的准备烧结生产历来是以原料为基础的。
要保证烧结矿优质高产必须从加强原料的管理开始；在加强原料存放管理的同时，要狠抓原料的中和混匀，使配料用的各种原料，特别是矿粉化学成分的波动尽量缩小。
原料的中和可在原料场和原料仓库进行；在仓库中和时，通常是借助于移动漏矿皮带和桥式起重机抓斗，将来料在指定地段逐层铺放，堆到一定高度后，再用抓斗自上而下垂直取料来完成。
中和效果将随着中和次数的增多而改善；配料时，首先根据原料成分和高炉冶炼对烧结矿化学成分的要求，进行配料计算，以保证烧结矿的含铁量、碱度、FeO含量和含硫量等主要指标控制在规定范围内，然后选择适当的配料方法和设备，以保证配料的准确性。
烧结矿作用
烧结矿作用全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：烧结矿作为铁矿石的一种，其在炼铁过程中有着非常重要的作用。
烧结矿是由粗矿粉和细矿粉混合后经过烧结而成的一种铁矿石。
它具有高度的机械性能和热稳定性，可在高温条件下经受热变形和破碎。
烧结矿还具有良好的氧化还原性能，能够与其他矿石和还原剂反应生成高品质的铁精矿。
烧结矿主要由铁矿石、燃料、粘结剂和添加剂组成，其中铁矿石是烧结矿的主要成分，其含铁量通常在60%以上。
燃料主要是焦炭，用于提供热量并促使铁矿石还原反应进行。
粘结剂主要是用来粘合烧结矿颗粒的，以提高其机械强度。
添加剂则是用来改善烧结矿的性能，如增强其还原性能、改善其流动性等。
烧结矿在炼铁过程中的作用主要有以下几个方面：烧结矿作为主要的铁矿石原料，其含铁量高，燃料消耗低，热效率高，可大大降低生铁的成本。
烧结矿中的铁氧化物在高温下与焦炭反应生成还原铁，从而得到高品质的铁水。
烧结矿中的硅、锰、磷等杂质也会在炼铁过程中与其他矿石和还原剂共同剥离，降低了生铁的杂质含量。
烧结矿具有一定的流动性和透气性，有利于高炉内物料的均匀分布和气体的顺利流通。
烧结矿颗粒在高炉内受到高温和气流的作用，逐渐软化和熔融，形成一层坚固的“烧结块”，有助于高炉内的均质化和还原反应进行。
烧结矿颗粒之间的空隙也有利于煤气的传递和反应，提高了高炉内反应的效率。
烧结矿中的粘结剂能够使烧结矿颗粒之间紧密结合，增强烧结块的机械强度和抗压性。
这有利于高炉内矿料的顺利下降和保持高炉的稳定操作。
粘结剂还有助于减少烧结矿颗粒之间的空隙，减少煤气的透过和提高反应效率。
烧结矿中的添加剂能够改善烧结矿的性能，如增强其还原性能、降低烧结温度、改善烧结块的熔融性等。
这些添加剂可以根据不同的原料和工艺要求进行选择，以确保烧结矿在炼铁过程中的正常运行和达到预期的成效。
烧结矿在炼铁过程中起着至关重要的作用，其优良的性能和适宜的成分能够大大提高生铁的质量和产量，降低生产成本，提高生产效率。
金属冶炼中的铁矿石烧结技术
THANKS
烧结工艺流程简介
混合与制粒
将预处理的原料进行混合，并 通过制粒机形成一定粒度的矿 粒。
冷却与破碎
烧结矿在冷却和破碎后进行整 粒，得到不同粒度的烧结矿产 品。
原料准备
将铁矿石、燃料、熔剂等原料 进行破碎、筛分、配料等预处 理。
烧结
将矿粒铺在烧结机上进行点火 燃烧，经过高温烧结形成烧结 矿。
质量检测与控制
烧结时间
烧结时间的长短也会影响烧结效果，时间过短会导致烧结不完全，时间过长则 会导致烧结过度。
05
铁矿石烧结技术的优化与 改进
提高铁矿石的利用效率
优化配料方案
通过合理搭配不同品位和类型的铁矿石、溶剂、 熔剂等原料，提高烧结矿的品位和强度。
强化烧结过程
采用先进的烧结工艺和技术，如厚料层烧结、低 温烧结等，提高铁矿粉的烧结效果和利用效率。
金属冶炼中的铁矿石烧结技 术
汇报人：可编辑
汇报时间：2024-01-06
目录
• 铁矿石烧结技术概述 • 铁矿石烧结前的准备 • 铁矿石烧结过程 • 铁矿石烧结技术的影响因素 • 铁矿石烧结技术的优化与改进 • 未来展望
01
铁矿石烧结技术概述
定义与目的
01
02
定义
目的
铁矿石烧结是一种冶金过程，通过加热铁矿石、燃料和熔剂使其发生 物理和化学变化，最终得到具有一定性能的铁矿熟料。
混合
将各种原料进行均匀混合，确保烧结 过程中各组分能够充分反应。
造球与布料
造球
将混合好的原料制成一定形状和大小 的球状物，以便于烧结。
布料
将造好的球状物按照一定的层厚和堆 放方式进行布料，以便于烧结过程中 的气体流动和热量传递。
烧结矿作用
烧结矿作用
烧结矿是指将粉状物料（如铁矿石、煤粉等）经过烧结过程制成的块状矿石。
它在钢铁生产中有以下几个重要作用：
1. 提高矿石品位：烧结过程可以去除矿石中的杂质，提高铁品位，使矿石更适合炼铁。
2. 改善透气性：烧结矿的多孔结构有助于增加炉料的透气性，使炼铁过程中的气体更容易通过，提高冶炼效率。
3. 提高还原性：烧结过程可以改善矿石的还原性，使其在炼铁过程中更容易还原出铁。
4. 改善炉料性能：烧结矿的粒度均匀、强度较高，有利于高炉布料和操作。
5. 节约能源：相比直接使用粉状矿石，烧结矿在炼铁过程中可以减少能耗。
6. 环保：烧结过程可以减少粉尘排放，有利于环境保护。
铁矿粉烧结理论
烧结速度/mm/min
21 20 19 18 17 16 15 14 1.6 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 1.0 29 28 27 26 25 24 23 22 21 4.1 4.0 3.9 3.8 3.7 3.6 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5
一般来说，碳的燃烧在较低温度和氧含量较高的条件下，以生成CO2为主；在较高 温度和氧含量较低的条件下，以生成CO为主。烧结废气中，碳的氧化物是以CO2为 主，只含少量的CO。
图4－2 在烧结试验过程测得废气中的 氧气、二氧化碳和一氧化碳的变化
(试验所用燃料量为7％)
通常用燃烧比(CO/CO+CO2)来衡量烧结过程中碳的化学能利用程度，用废气成分 来衡量烧结过程的气氛。燃烧比大则碳的利用差，还原性气氛较强，反之碳的利用 好，氧化气氛较强。还原性气氛较强时，CO可以将Fe2O3还原为Fe3O4，因此，烧结 混合料中配碳量越过，烧结矿亚铁含量越高。 影响燃烧比的因素有： a.燃料粒度 (图4-3) b.混合料中燃料含量 (图4-4) c.烧结负压 (图4-5) d.料层高度 (图4-6) e.返矿量 (图4-7)
R
当扩散速率与化学反应同步，即 = 时，整个反应稳定进行， 则碳粒燃烧的总速度为：
V VR KD KR S CO2 KCO2 KD KR
VD
VR
K K K ≈ ，此时，过程的总速度取决于化学 在低温下， K ﹤﹤ ， 反应速度，称燃烧处于“动力学燃烧区”。
R D R
在高温下， ﹤﹤ ， ≈ ，此时，过程的总速度取决于氧的 扩散速度，称燃烧处于“扩散燃烧区”。 当燃烧处于动力燃烧区时，燃烧速度受温度影响较大，随温 度升高而增加，而不受气流速度、压力和固体燃料粒度的影响。 当燃烧处于扩散燃烧区时，燃烧速度取决于气体的扩散速度， 而温度的改变影响不大。 烧结过程在点火后不到一分钟，料层温度升高到1200℃～ 1350℃，故其燃烧反应基本上是在扩散区内进行，因此，一切 能够增加扩散速度的因素，如减小燃料粒度、增加气流速度 （改善料层透气性、增加风机风量）和气流中的氧含量，都能 提高燃烧反应速度，强化烧结过程。
烧结工艺介绍
烧结工艺的简单介绍目前，随着市场竞争的加剧，钢铁工业设备向大型化发展，对原料的要求日益提高，而高炉炼铁生产技术指标的提高，主要依靠入炉原料性质的改善，烧结矿是我国高炉的主要入炉料，因此，保证和提高烧结矿的质量，是保证钢铁工业稳定发展的重要手段。
一、烧结的概念烧结是钢铁生产工艺中的一个重要环节，它是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。
二、烧结矿的来源以及意义铁矿粉造块目前主要有两种方法：烧结法和球团法。
两种方法所获得的块矿分别为烧结矿和球团矿。
球团法通常在选贫矿的地区采用，尤其是北美地区。
而在有天然富矿可以开采使用的地方，烧结法则是一种成本较低的方法，在世界的其它地区被广泛采用。
虽然新的炼铁方法会不断出现，但是烧结矿的需求在很长一段时间内仍将保持在较高的水平。
在我国，高炉入炉的炉料90%以上都是靠烧结法提供的。
因此，铁矿石烧结对我国的钢铁工业有重大的意义。
三、烧结工艺流程介绍经烧结而成的有足够强度和粒度的烧结矿可作为炼铁的熟料。
利用烧结熟料炼铁对于提高高炉利用系数、降低焦比、提高高炉透气性保证高炉运行均有一定意义。
烧结生产的工艺流程如下图所示。
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。
目前生产上广泛采用带式抽风烧结工艺流程：1、烧结的原材料准备: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。
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。
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。
铁矿石烧结新技术
?烧结在高炉炼铁可持续发展中所处的 地位 ?我国烧结工业的现状 ?经济合理的烧结原料结构 ?大配比褐铁矿烧结技术 ?偏析布料技术 ?烧结的环境保护技术
烧结在高炉炼铁可持续发展中所处的地位
? 资源限制：铁矿石的品位下降，必须 细磨深选；容易烧结的矿石储量减少， 必须开采并投放市场越来越多的不容易 烧结的矿石 ? 环境限制：烧结过程是BF-BOF钢铁 生产流程的主要污染源
现在有些厂取消了烧结矿破碎机和一道筛，只留下三 道筛 在第二道筛得到铺底料，在第三道筛筛除小于5mm 的粉末
2 主要烧结设备 2.1 大型化趋势 过去30年一共建设了117 套180~660m2的大、中型烧 结机 总烧结面积：35920m2 许多是对原有小、老烧结机进行的改造 大、中型烧结机的优点： 新型结构，布料均匀，漏风率低，机头和机尾安装链 轮式装置，操作稳定，年日历作业率达到了98%
2.3 强制通风环冷机 一般的方式：摩擦驱动紧凑布置，台车的两侧和风箱 的密封采用用2层橡胶密封装置，缺点是漏风率高， 30%~45% 改进：将内侧的橡胶板由锥形改为垂直形 中冶长天公司最佳开发了一种液体密封技术，漏风率
降到5%或更低，因此可节省电能20%
这种环冷机需要特殊的台车，结构简单，在实际生产中 已经得到了应用
1.8 广泛采用铺底料
不仅可以保护烧结设备，而且能够稳定生产，提高产 量，改善质量，减少粉尘排放
1.9 燃料分加
精矿烧结采用燃料分加技术，能够提高产量，降低燃 料消耗
1.10 超厚料层烧结 采用以上这些措施，料层厚度可以提高到700 ~ 800 mm
这可以显著地改善烧结矿的质量，降低混合料水分和 返矿率，节能和环保
铁矿石烧结性能的研究方法
? 基础特性指标法：除了通常的化学成分、 粒度组成、制粒性能以外的高温物理化 学性能，包括：同化性能、液相流动性 能、粘结相强度性能、铁酸钙生成性能、 连晶性能、粘附粉／核矿石的高温结合 性能等
基于烧结矿的应用基础分析
基于烧结矿的应用基础分析
烧结矿是一种高品质铁矿石，其成分和物理特性适合用于冶炼高品质的铁合金和钢铁。
烧结矿在钢铁生产中具有广泛应用，可以用于炼钢、铸铁、合金制造等领域。
烧结矿的成分主要由铁氧化物、矿物质、灰分和粘结剂组成。
其中，铁氧化物含量高达60%以上，铁的使用效率高，是一种非常优质的铁矿石。
在烧结过程中，粉末状的铁矿石和燃料通过高温热顶矿机制成为熔融状态，然后通过冷却和固化来形成烧结矿。
烧结矿具有高强度、高耐磨和耐高温等特点，因此在钢铁生产过程中被广泛应用。
在炼钢过程中，烧结矿被用作主要原料，其优点在于起初铁氧化物含量高，熔点低，加热速度快，便于颗粒分散和高反应物转化效率。
特别是在高炉冶炼过程中，烧结矿的使用可以降低炉底温度，降低燃料消耗量，并提高炉的出钢量和钢质品质。
此外，烧结矿还可以用作原料加工，生产烧结球，用于矿物熔炼、液态钢水冷却和其他相关方面的应用。
在铸铁生产中，烧结矿与铸造砂构成的复合材料是铁合金的一种重要原料。
这种复合材料不仅可靠，而且价格经济。
大多数情况下，烧结矿能够替代高价铸铁矿石的应用，节省成本。
同时，烧结矿还可以用于制造耐磨合金、矿山机械和光学玻璃等领域。
在高温和高压环境下，烧结矿具有很好的耐蚀性，可以替代一些高成本的合金和金属材料的应用。
总之，烧结矿是一种非常重要的铁矿石，具有广泛的应用前景。
基于烧结矿的应用分析可以为冶金、机械、电力、化工等行业提供合理的建议和技术支持。
随着科学技术的不断发展和进步，烧结矿的应用前景将会越来越广泛和广泛，为各行业的发展和进步做出积极贡献。
《钢铁冶金》第二章 铁矿烧结分析
节省燃料10%。
随着烧结料层的增厚，自动蓄热量增加，有利于降低燃料
消耗，但随着料层厚度增加，蓄热量的增加逐渐减少，所
改善了高炉冶炼效果。烧结中可广泛利用各种含铁粉尘和废
料，扩大了矿石资源，又改善了环境。因此自上世纪50年代
以来，烧结生产获得了迅速发展。
2.1.2 烧结矿质量评价
烧结矿质量对高炉冶炼效果具有重大影响。改善其质量是 “精料”的主要内容之一。
对烧结矿质量的要求是：品位高，强度好，成分稳定，还原
性好，粒度均匀，粉末少，碱度适宜，有害杂质少。
四、燃料燃烧和传热
烧结料中固体碳的燃烧为形成粘结所必须的液相和进行
各种反应提供了必要的条件(温度、气氛)。烧结过程所需
要的热量的80~90%为燃料燃烧供给。然而燃料在烧结混 合料中所占比例很小，按重量计仅3~5%，按体积计约 10%。在碳量少，分布稀疏的条件下，要使燃料迅速而 充分地燃烧，必须供给过量的空气，空气过剩系数达
一、抽风烧结过程
抽风烧结过程是将铁矿粉、熔剂和燃料经适当处理，按一定 比例加水混合，铺在烧结机上，然后从上部点火，下部抽风，
自上而下进行烧结，得到烧结矿。取一台车剖面分析，抽风
烧结过程大致可分为五层(图2-2)，即烧结矿层、燃烧层、预 热层、干燥层和过湿层。
这五层并不是截然分开的。点火烧结开始，各层依次出现， 一定时间后，各层又依次消失，而最终剩下烧结矿层。
铁矿石空心球烧结研究及其对行为的影响
铁矿石空心球烧结研究及其对行为的影响铁矿石空心球是指一种由铁粉、炭粉等材料制成的空心球体，它们是高炉烧结中的一种原料。
随着钢铁工业的发展，对铁矿石空心球的制备和研究也越来越深入。
本文旨在探讨铁矿石空心球烧结研究及其对行为的影响。
一、铁矿石空心球的烧结原理及工艺空心球的制备工艺分为两种：湿法和干法。
湿法中所用的材料比较简单，常用的为铁粉、炭粉、湿法酚醛树脂、环氧树脂等。
首先将铁粉和炭粉混合，并加入一定量的润湿剂，制成水分含量为12%~14%的颗粒状物料。
然后将物料放入可旋转的球形制粒机中，通过旋转制成颗粒状空心球。
对于干法来说，材料复杂度略高一些，常用的原料有铁粉、炭粉、氯化胆红素、聚丙烯酸钠等。
在制备空心球的过程中，还需要进行球形塑性变形和热模压成型。
通过这两个步骤制备出来的空心球较为坚硬，表面质量也较高。
在烧结方面，铁矿石空心球在高炉中热解后释放的二氧化碳会将空心球的表面烧结，从而使烧结后球体的力学性能和耐火性能都得到提高。
二、铁矿石空心球烧结对行为的影响1.铁水渗透性铁矿石空心球的热解过程所释放的二氧化碳可使它们的表面烧结，并增强整个球体的强度。
然而，烧结过程必须使空心球内的松散物料粘结成坚固的团块。
如果这些团块未能充分烧结，那么在高温高压的条件下，气体便可进入烧结土壤和空心泡孔之间的松隙中，以影响铁水的渗透性。
2.高炉冶炼能力由于铁矿石空心球的表面烧结，铁水渗透性得到了提高，因此可使高炉冶炼能力增强。
此外，铁矿石空心球的应用也可取代部分钙质矿物，从而减少下料量，缩短下料时间，提高炉效。
3.灰化度灰化度是指一种物质燃烧后留下的不可燃灰分的重量与该物质的总重量之比。
铁矿石空心球的表面经过烧结处理后，它们的燃烧和着火阶段不同于普通铁矿石，呈现出较长时间的燃烧和着火阶段，并留下不包括球体外表面的不可燃残渣。
4.球形度空心球的球形度是指空心球的表面与理想球面的接触程度。
空心球表面的不规则和不平滑直接导致其球形度降低。
泰州炼钢用铁矿石用途
泰州炼钢用铁矿石用途
铁矿石是钢铁工业的主要原材料之一，也是泰州炼钢企业必不可少的原料。
泰州市是中国东部重要的钢铁产业基地之一，其炼钢企业对铁矿石的需求量也相对较大，下面就其应用方面进行详细解析。
首先，铁矿石可以用于高炉生产，高炉生铁产量占国内生铁总产量的80%以上。
而泰州炼钢企业常用的高炉生产工艺之一便是高炉炼铁。
这种工艺利用铁矿石、焦炭、集料等原料组成原料熔体，在高炉内进行还原反应，最终得到铁水和炉渣等产品。
因此，铁矿石在泰州炼钢企业的高炉生产过程中，是不可或缺的重要原材料之一。
其次，铁矿石可以直接用于烧结生产中。
烧结是指将铁矿石、焦炭、烧结助剂等原料烧结成球形或脆性烧结块，然后进行冷却、破碎、筛分等后续处理。
烧结块可以直接用于高炉生产，也可以作为某些铁合金冶炼的原料。
在泰州炼钢企业的生产过程中，铁矿石还常用于直接烧结中，以提高其生产效率和经济效益。
此外，铁矿石还可作为氧化剂用于炼钢生产中。
在某些特殊的炼钢工艺中，铁矿石可以直接加入到钢水中，充当氧化剂的作用，从而去除钢污染物，提高钢的质量和性能。
在泰州炼钢企业的高端钢铁产品制造过程中，铁矿石的应用形式较为多样化，其中包括在钢水中加入铁矿石，或将其加入转炉中等。
总之，铁矿石是泰州炼钢企业炼制高品质钢铁的基础原料之一。
无论是用于高炉
生产、烧结生产，还是作为氧化剂用于炼钢生产中，都发挥着不可替代的重要作用。
同时，随着工艺技术的不断进步和市场需求的日益增长，泰州炼钢企业对铁矿石的需求也在不断扩大，更加需要不断研究和开发新的铁矿石资源，以满足企业生产的不断增长需求。
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铁矿石烧结技术的应用及其作用
一：烧结的原理及应用：
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：燃料的燃烧和热交换；水分的蒸发及冷凝；碳酸盐的分解，燃料中挥发分的挥发；铁矿物的氧化、还原与分解；硫化物的氧化和去除；固相间的反应与液相生成；液相的冷却凝结和烧结矿的再氧化等。
原理
燃烧和传热---烧结料层中的气流运动---水分的蒸发与凝结分解---氧化和还原---非铁元素在烧结过程中的行为---矿粉的熔融和凝固
烧结工艺
熔剂和燃料的加工---配料---混合和制粒---点火燃烧---烧结矿的热破碎和筛分---烧结矿的冷却---烧结矿整理---烧结厂的余热利用
铁矿石造块的主要方法之一。
将贫铁矿经过选矿得到的铁精矿，富铁矿在破碎和筛分过程中产生的粉矿，生产中回收的含铁粉料(高炉和转炉炉尘，轧钢铁皮等)、熔剂(石灰石、生石灰、消石灰、白云石和菱镁石等)和燃料(焦粉和无烟煤)等，按要求比例配合，加水混合制成颗粒状烧结混合料，平铺在烧结台车上，经点火抽风烧结成块。
简史1887年英国人亨廷顿(T．Huntington)和赫伯莱茵(F．Heberlein)首次申请了硫化矿鼓风烧结法和用于此法的烧结盘设备的专利。
1906年美国人德怀特(A．Dwight)和劳埃德(R．Lloyd)在美国取得抽风带式烧结机的专利。
1911年第一台有效面积为8m2的连续带式抽风烧结机(亦称DL型烧结机)在美国宾夕法尼亚州的布罗肯钢铁公司建成投产。
这种设备一出现就很快取代了压团机(见方团矿)和烧结盘(见烧结盘烧结)等造块设备。
随着钢铁工业的发展，烧结矿的产量也迅速增加，到80年代全世界烧结矿的产量达到5亿多吨。
中国最早的带式抽风烧结机于1926年在鞍山建成投产，烧结机有效面积为21．81m2。
1935～1937年又有4台50m2烧结机相继投产，1943年烧结矿最高年产量达24．7万t。
中华人民共和国成立后，钢铁工业迅速发展，烧结能力和产量均有很大提高。
到1991年末，全国烧结机总有效面积达到9064m2，烧结矿年产量达到9654万t，重点企业高炉熟料率达90％。
带式抽风烧结法出现后，不仅烧结矿的生产规模和产量有了很大提高，而且生产技术有了很大进步：(1)加强了烧结原料的加工处理，如矿粉混匀，燃料和熔剂的破碎、混合料的准确配料、制粒和预热等；(2)开发了各种增产、节能和
改善质量的新工艺，如厚料层烧结、低温烧结、小球烧结、双球烧结、细精矿烧结、双层烧结、热风烧结、新点火工艺、烧结矿整粒等；(3)烧结设备大型化、机械化和自动化，计算机用于生产管理和操作控制；(4)应用了除尘、脱硫和去除氮的氧化物等环保技术。
原理矿粉烧结包括许多物理和化学反应过程。
无论采用何种烧结方法，烧结过程基本上可以分为：干燥去水、烧结料预热、燃料燃烧、高温固结和冷却等阶段。
这些过程是在烧结料中分层依次进行的。
图1示出抽风条件下烧结过程各层的反应。
抽入的空气通过已烧结好的热烧结矿层被预热，在燃烧层中使固体燃料燃烧，放出热量，获得高温(1250～1500℃)。
从燃烧层抽出的高温废气将烧结料预热和脱水干燥。
根据温度和气氛条件，在各层进行着不同的物理和化学反应：游离水和结晶水的蒸发和分解，碳酸盐的分解，铁氧化物铁tie的分解、还原和氧化，硫、砷等杂质的去除，一些氧化物(CaO、SiO2,FeO,Fe2O3,MgO)的固相和液相反应；液相的冷却结晶和固结等。
燃烧和传热固体碳的燃烧可以提供烧结过程热收入中80％以上的热量和1250～1500℃的高温(在燃烧层)，保证了烧结过程中脱水、石灰石分解、铁氧化物的分解和还原、去硫、液相生成和固结等物理和化学反应的进行。
燃烧反应对烧结机产量也有影响。
烧结料层中碳的燃烧反应较复杂，一般可表示为：C+O2=CO2；2C+O2=2CO；CO2+C=2CO；2CO+O2=2CO2。
在碳集中的区域，气相中CO浓度高，CO2浓度低，气氛呈还原性；在少碳和无碳的区域，CO浓度低，CO2浓度高，气氛呈氧化性。
料层中碳燃烧应具备两个最重要的条件是燃料颗粒表面加热到着火温度和灼热的燃料表面需接触有足够氧浓度的气流。
提高气流中氧的浓度、气流温度、气流速度和增加燃料的反应表面积等均有助于提高燃烧反应速度。
烧结常用的燃料是焦粉和无烟煤；高挥发分的煤种，因大量挥发分在着火前挥发，容易堵塞管道，故不宜用于烧结。
烧结过程中传热速度很快。
烧结料都是小颗粒物料，传热效率很高，而且还存在水分蒸发、分解等吸热过程，所以热传导在烧结料中进行得很快。
烧结过程中热量利用好，主要表现在废气温度低和烧结过程的“自动蓄热作用”。
后者是指被抽空气通过灼热的烧结矿层(相当“蓄热室”作用)时被预热到1000℃以上，增加了燃烧层中的热收入量(约占燃烧层总热收入的40％至60％)，提高了燃烧层的温度，随烧结矿层的增厚，这部分热收入增多；燃烧层温度升高，烧结液相增多，烧结矿强度提高，但烧结速度降低。
燃烧层温度受燃料配加量和自动蓄热作用，以及燃烧层中各种化学反应的热效应等因素所影响。
增加配碳量、增加放热反应和减少吸热反应有利于提高燃烧层温度，提高料层也有同样的作用。
二：烧结技术作用：
⑴烧结生产是一种人造富矿的生产过程，自然界中大量存在的贫矿可通过选矿和烧结成为能满足高炉冶炼要求的优质人造富矿，从而使自然资源得到充分利用。
⑵烧结过程中可以利用高炉炉尘、转炉炉尘、轧钢皮、铁屑等其它钢铁及
化工工业的若干含铁废料，使这些含铁废料得到有效利用，做到变废为宝，变害为利。
⑶经过烧结制成的烧结矿，与天然矿相比，粒度合适，还原性好，成分稳定，造渣性能良好。
具体表现在一下几个方面：
(1)烧结矿品位每升高1%，高炉焦比降低2%、产量提高3%；
(2)烧结矿FeO变动，影响高炉焦比和产量，同时影响烧结矿的还原性和软容性能；
(3)烧结矿碱度稳定是稳定高炉炉况的重要条件之一；
(4)烧结矿强度对高炉冶炼有较大影响。
入炉矿含粉率升高，将导致高炉焦比升高、产量降低；
(5)烧结矿还原性对高炉的影响，主要体现在烧结矿FeO含量，FeO高低影响着高炉冶炼的直接还原度（rd）。
直接还原度增加，焦比升高、产量降低；
(6)烧结矿的低温还原粉化率（RDI）升高，高炉产量下降、焦比升高；
(7)烧结矿荷重软化温度升高，高炉的透气性改善，产量提高；
(8)熔滴性能直接影响高炉内熔滴带的位置和厚度，影响Si、Mn等元素的直接还原，从而影响生铁的成分和高炉技术经济指标。
(9)通过烧结，可为高炉提供化学成分稳定、粒度均匀、还原性好、冶金性能高的优质烧结矿，为高炉优质、高产、低耗、长寿创造良好的条件；
（10）可去除硫、锌等有害杂质；
（11）可利用工业生产的废弃物，如高炉炉尘、炼钢炉尘、轧钢皮、硫酸渣、钢渣等；
（12）可回收有色金属和稀有、稀土金属。
具体来说，烧结技术在钢铁生产中有不可代替的作用，烧结技术的进步关系到我国钢铁生产的进步，关系国民经济的健康稳定的发展，是国民经济中不可或缺的一个环节。