【正文】 燒結(jié)工藝及原理 第一部分 燒結(jié)概論 第二部分 燒結(jié)工藝 第三部分 燒結(jié)原理 第四部分 結(jié)語 第一部分 燒結(jié)概論 一、造塊 為了保證供給高爐的原料中鐵含量均勻，并且保證高爐的透氣性，需要把選礦工藝產(chǎn)出的鐵精粉制成塊狀原料。并且除去部分有害元素（硫 S、磷 P、砷 As等）。 鐵礦粉造塊目前主要有兩種方法：燒結(jié)法和球團(tuán)法。兩種方法所獲得的塊礦分別為燒結(jié)礦和球團(tuán)礦 。 二、燒結(jié)的定義 燒結(jié)是為高爐冶煉提供“精料”的一種加工方法，是利用鐵精粉等含鐵原料制成塊狀熟料的過程。 其過程實(shí)質(zhì)是：將準(zhǔn)備好的各種物料（含鐵原料、熔劑、燃料、返礦等）按一定比例組成混合料，配以適量水分，經(jīng)混勻及造球后鋪在燒結(jié)設(shè)備上，在負(fù)壓條件下進(jìn)行點(diǎn)火抽風(fēng)等操作，借助碳的燃燒和鐵氧化物的氧化而產(chǎn)生高溫，使混合料中的部分組織軟化或熔化，發(fā)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生一定數(shù)量的液相并潤濕其它未熔化的顆粒，冷卻后粘結(jié)成塊，這個(gè)過程稱為燒結(jié)，所得到的塊狀物體叫燒結(jié)礦。 三、燒結(jié)的作用 現(xiàn)代高爐生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之所以在不斷提高，其中重要的一點(diǎn)就是使用“精料”。燒結(jié)工序就是為高爐提供精料的“廚房”。現(xiàn)代燒結(jié)生產(chǎn)已成為鋼鐵企業(yè)必不可少的重要環(huán)節(jié)，其作用可概括為以下三個(gè)方面： 隨著鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，要求日益擴(kuò)大對貧礦和多種金屬共生復(fù)合礦的利用，這些礦石經(jīng)選礦處理后得到的鐵精粉，以及富礦在破碎過程中產(chǎn)生的富礦粉，不能直接入爐冶煉，都需要通過人工方法將這些基礎(chǔ)原料加工成塊狀的人造富礦（燒結(jié)礦及球團(tuán)礦）供高爐使用。 通過燒結(jié)過程，可以為高爐提供化學(xué)成份穩(wěn)定、強(qiáng)度高、粒度均勻、還原性能好、冶金性能高的優(yōu)質(zhì)爐料。從而強(qiáng)化高爐冶煉過程，提高冶煉效果，是高爐優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗、長壽的主要技術(shù)保證。 通過燒結(jié)過程，可以去除原料中的部分有害元素，如硫、氟、鉀、鈉、鉛、鋅、砷等。同時(shí)，還可以充分利用工業(yè)生產(chǎn)中的副產(chǎn)品，如高爐除塵灰、氧化鐵皮、鋼渣、紅泥等，將返礦納入物料循環(huán)，擴(kuò)大原料來源，變廢為寶，合理利用資源，降低生產(chǎn)成本。 四、燒結(jié)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 臺(tái)時(shí)產(chǎn)量：是指 1臺(tái)燒結(jié)機(jī) 1小時(shí)的產(chǎn)量，該指標(biāo)體現(xiàn)了燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)能力的大小。 臺(tái)時(shí)產(chǎn)量 =燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)總量 /燒結(jié)機(jī)實(shí)際運(yùn)行時(shí)間 單位：噸 /臺(tái) 時(shí) 燒結(jié)機(jī)作業(yè)率：是衡量設(shè)備工作狀態(tài)的指標(biāo)，以設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間占日歷時(shí)間的百分?jǐn)?shù)表示。 作業(yè)率 =運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間 /日歷時(shí)間 100% 利用系數(shù)：燒結(jié)機(jī)每平方米有效面積每 1小時(shí)的生產(chǎn)的產(chǎn)量稱為利用系數(shù)。是衡量燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)效率的指標(biāo)。 利用系數(shù) =燒結(jié)機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量 /燒結(jié)機(jī)有效抽風(fēng)面積 單位：噸 /米 2 時(shí) 返礦率：燒結(jié)礦經(jīng)篩分，篩上為成品燒結(jié)礦，篩下為返礦，篩下返礦占燒結(jié)礦總產(chǎn)量的百分率為返礦率。 返礦率 =篩下返礦量 /燒結(jié)礦總產(chǎn)量 100% 第二部分 燒結(jié)工藝 一、總工藝流程 二、原料準(zhǔn)備工序 三、配料工序 四、混合造球工序 五、燒結(jié)工序 六、冷卻工序 一、燒結(jié)總工藝流程 燒結(jié)生產(chǎn)過程就是根據(jù)高爐生產(chǎn)的需求，將細(xì)粒的含鐵原料、熔劑、燃料等進(jìn)行配料、混合造球、鋪料點(diǎn)火、抽風(fēng)燒結(jié)，而后降溫固結(jié)，經(jīng)破碎篩分、冷卻整粒后得到成品燒結(jié)礦的過程。大體可分為 7個(gè)工序環(huán)節(jié)。 （ 1）原料儲(chǔ)存及準(zhǔn)備工序 ：包括含鐵原料的入垛、燃料的破碎、熔劑的破碎和篩分，其任務(wù)是為配料工序準(zhǔn)備好符合生產(chǎn)要求的混合料、熔劑、和燃料。 （ 2）配料工序 ：包括配料礦倉或礦槽、圓盤給料機(jī)、稱量設(shè)備等。根據(jù)規(guī)定的燒結(jié)礦化學(xué)成份和使用的原料種類，通過計(jì)算，將各種料按計(jì)算的配比配制成混合料。 （ 3）混合造球工序 ： 該工序通常包含一混、二混兩個(gè)部分。 一次混合的任務(wù)是混合料的混勻和加水濕潤，二次混合的任務(wù)是造球制粒。 一次混合加水 80%，二次混合加水 20%。 （ 4）燒結(jié)機(jī)工序 ：分為鋪底料、布料、點(diǎn)火、燒結(jié)等操作，主要任務(wù)是將混合物料燒結(jié)制成合格的燒結(jié)礦。 （ 5）抽風(fēng)工序 ：包括風(fēng)機(jī)、風(fēng)箱、集塵管、除塵器、抽風(fēng)機(jī)、煙囪等設(shè)備。 （ 6）成品處理工序 ：包含熱破碎、冷卻、冷篩分及成品運(yùn)輸?shù)刃〉沫h(huán)節(jié)。 （ 7）環(huán)保除塵工序 ：常見工藝有機(jī)械除塵、電除塵、旋風(fēng)除塵、布袋除塵等，將生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的粉塵進(jìn)行收集處理，減少環(huán)境污染。我公司燒結(jié)廠采取電除塵工藝。 二、原料準(zhǔn)備 燒結(jié)混合料的組成主要來源于以下四個(gè)部分：鐵礦粉、熔劑、燃料、副產(chǎn)品輔料（返礦 除塵灰 紅泥 氧化鐵皮 鋼渣等） 燒結(jié)對鐵礦粉的要求 ： ，包括鐵礦物和脈石礦物的含鐵總和，越高越好。 （ SiO Al2O3）含量低，堿性氧化物 CaO和 MgO含量高。 。 4. S、 P、 Pb、 As、 Zn等有害雜質(zhì)越少越好。 含鐵原料 鐵精粉 燒結(jié)生產(chǎn)使用的主要含鐵原料是鐵精粉，鐵精粉是通過貧礦礦石粗破、中破、細(xì)破、磨礦，使粒度達(dá)到 1mm以下。經(jīng)磁選、浮選等多種選礦方法去除脈石等雜質(zhì)所獲得的產(chǎn)物。自然界中含鐵礦物很多，可被利用的只有 20余種， 其中主要是磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦和菱鐵礦四種類型 。 ? 磁鐵礦 磁鐵礦外表顏色和條痕均為黑色，俗稱黑礦。其化學(xué)式為 Fe3O4，也可看作 Fe2O3?FeO，其中 Fe2O3為69％， FeO為 31％，理論含鐵量為 ％。有金屬光澤，具有強(qiáng)磁性，晶體呈八面體，組織結(jié)構(gòu)致密堅(jiān)硬，一般為塊狀或粒狀，難于破碎和還原。這種礦石有時(shí)含有TiO2及 V2O5。通常用磁選法得到品位稍高的磁選精礦，我們所使用的國內(nèi)精粉，多屬于此類。 磁性率 =Teo/TFe 100%, 磁性率 =%為純磁鐵鐵礦； 磁性率 %為磁鐵礦； 磁性率 =%%為半假相磁鐵礦； 磁性率 %為假相磁鐵礦。 磁鐵礦的特點(diǎn)：在燒結(jié)過程中，由于受氧化作用要放出一定的熱量。所以該礦粉在溫度不高和燃料用量較少的情況下，即可得到還原性和強(qiáng)度好的燒結(jié)礦。 ? 赤鐵礦 赤鐵礦僅有弱磁性，顏色及條痕色為紅色或暗紅色，俗稱紅礦。其化學(xué)式為 Fe2O3，主要存在形態(tài)為不含水的三氧化二鐵，密度 ，硬度不一，完整晶型赤鐵礦硬度為 ，理論含鐵量為 70%。赤鐵礦在自然界中常形成巨大礦床，從埋藏量和開采量來說，都是冶金工業(yè)生產(chǎn)的主要礦石，我國所進(jìn)口的國外富礦粉，多屬于此類。 赤鐵礦的特點(diǎn)：晶型組織多種多樣，從非常致密到松軟的粉狀，片狀組織表面具有金屬光澤。它的軟溶溫度較高，在燒結(jié)料中成球性比較好，在生產(chǎn)高堿度燒結(jié)礦時(shí)， Fe2O3和熔劑中的 CaO和 MgO發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，降低熔點(diǎn)，易于燒結(jié) 。 ? 褐鐵礦 褐鐵礦化學(xué)式為 nFe2O3?mH2O，是含有大量的結(jié)晶水的礦石。自然界中褐鐵礦絕大部分是以2Fe2O3?3H2O的形式存在，一般含鐵量在 37～ 54％，焙燒后可析出結(jié)晶水。其外表顏色為黃褐色，條痕為褐色，無磁性。 褐鐵礦的特點(diǎn)：含有害雜質(zhì)硫、磷、砷較高，密度小，結(jié)構(gòu)松散，孔隙度大，燒損大，燒結(jié)過程中燃料消耗大，形成大蜂窩式結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度不好。故此使用該礦粉時(shí)應(yīng)考慮合理搭配使用，避免造成燒結(jié)礦質(zhì)量下降。 ? 菱鐵礦 菱鐵礦為碳酸鹽鐵礦石，化學(xué)式為 FeCO3，理論含鐵量為 ％， CO2為 ％。外表顏色為灰色和褐色，風(fēng)化后變?yōu)樯詈稚瑮l痕為灰色或綠色。具有玻璃光澤，密度 ，硬度 ～ ，無磁性，含硫低，含磷較高，脈石中含堿性氧化物。 菱鐵礦的特點(diǎn)：燒結(jié)性能和磁鐵礦相似，礦相結(jié)構(gòu)中往往與其它金屬的碳酸鹽共生。經(jīng)過焙燒后，分解出CO2氣體，含鐵量顯著增加，礦石也變得疏松多孔，易破碎，還原性好。 熔劑 熔劑按其性質(zhì)可分為酸性熔劑、中性熔劑和堿性熔劑三類。由于國產(chǎn)鐵礦石內(nèi)含的脈石多數(shù)是酸性氧化物，所以我國燒結(jié)廠普遍使用堿性熔劑。我公司燒結(jié)廠也不例外，使用的熔劑主要有生石灰、高鎂粉、輕燒白云石等。 ： a、 酸性熔劑：有效成分當(dāng)中 SiO2含量高的熔劑 橄欖石 — (Mg， Fe)2SiO 蛇紋石 — 化學(xué)成分通式為 A6[Si4O10]（ OH） 8， A 主要為 Mg2+， Fe2+ 石英石 — SiO2 b、中性熔劑：含 Al2O3的熔劑。 c、堿性熔劑：含有 CaO和 MgO等堿性物質(zhì)的熔劑。 石灰石 CaCO3，純石灰石含 CaO： 56％， CO2： 44％； 生石灰 — CaO消化后變成 Ca(OH)2即平時(shí)常說的白灰； 消石灰 — Ca（ OH） 2； 白云石 — [（ CO3） 2](理論上 CaO含量 %, CO2含量 %,MgO2含量 %)； 菱鎂石 — MgCO3 ； 生鎂粉 — 是菱鎂石經(jīng)過破碎加工后的產(chǎn)物，主要化學(xué)成份是 MgCO3，純菱鎂石理論上含 MgO： %，外表呈白黃色； 高鎂粉 — 由菱鎂石焙燒而來，主要成分是 MgO； 輕燒白云石 — 以白云石為原料在 1000℃ 左右煅燒而成。 燒結(jié)過程配加熔劑目的 : a、混合料中加入堿性熔劑，可以使得燒結(jié)礦熔劑化，將煉鐵需要的部分熔劑在高爐內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)移到燒結(jié)過程中，可以強(qiáng)化高爐冶煉、改善高爐造渣過程和降低焦比。同時(shí)改善燒結(jié)性能，強(qiáng)化燒結(jié)過程和改善透氣性，提高燒結(jié)礦的產(chǎn)質(zhì)量指標(biāo)。 b、熔劑