【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ................................................................................. 85 初級(jí)燒結(jié)工職業(yè)技能培訓(xùn)教材 7 第一章 燒結(jié)原燃料 第一節(jié) 概述 所謂燒結(jié)，即是將各種粉狀含鐵原料，按要求配入一定數(shù)量的燃料和熔劑，均勻混合制粒后布到燒結(jié)設(shè)備上點(diǎn)火燒結(jié) ；在燃料燃燒產(chǎn)生高溫和一系列物理化學(xué)反應(yīng)的作用下，混合料中部分 易熔物質(zhì)發(fā)生軟化、熔化，產(chǎn)生一定數(shù)量的液相，液相物 質(zhì)潤(rùn)濕其他未 熔化的礦石顆粒；隨著溫度的降低，液相物質(zhì)將礦粉顆粒粘結(jié)成塊。這個(gè)過程稱為燒結(jié)，所得的塊礦叫燒結(jié)礦。 一、 燒結(jié)的目的和意義 高爐煉鐵冶煉過程中，為了保證料柱的透氣性良好，要求爐料粒度均勻，粉末少，機(jī)械強(qiáng)度（冷強(qiáng)度和熱強(qiáng)度）高。為了降低高爐焦比，要求爐料含鐵品位高、有害雜質(zhì)少，且具有自熔性和良好的還原性能。采用燒結(jié)方法后，上述要求幾乎能全部達(dá)到。 貧礦經(jīng)過選礦后所得到的細(xì)粒精礦，天然富礦在開采過程中和破碎分級(jí)過程中所產(chǎn)生的粉礦，都必須經(jīng)過燒結(jié)成塊 才能進(jìn)入高爐。含碳酸鹽和結(jié)晶水較多的礦石，經(jīng)過破碎后進(jìn) 行燒結(jié)，可以除去揮發(fā)分而使鐵富集。某些難還原的礦石，或還原期間容易破碎或體積膨脹的礦石，經(jīng)過燒結(jié)可以變成還原性良好和熱穩(wěn)定性高的爐料。 鐵礦石中的某些有害元素，如硫、氟、鉀、鈉、鉛、鋅、砷等，都可以在燒結(jié)過程中大部分去除或回收利用。通過燒結(jié)過程。可以利用工業(yè)生產(chǎn)中的副產(chǎn)品，如高爐爐塵、轉(zhuǎn)爐爐塵、軋鋼皮、硫酸渣等，使其變廢為寶，合理利用資源，降低生產(chǎn)成本，并可凈化環(huán)境。 生產(chǎn)實(shí)踐表明，高爐使用燒結(jié)礦和球團(tuán)礦之后，高爐冶煉可以達(dá)到高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗、長(zhǎng)壽的目的。 二、 燒結(jié)技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)狀 燒結(jié)生產(chǎn)起源于英國(guó)和德國(guó) 。大約在 1870年，這些國(guó)家就開始使用燒結(jié)鍋，用來處理礦山開采、冶金化工、化工廠等的廢棄物。 1892年美國(guó)也出現(xiàn)了燒結(jié)鍋。世界鋼鐵工業(yè)第一臺(tái)帶式燒結(jié)機(jī)于 1910年在美國(guó)投入生產(chǎn)。這臺(tái)燒結(jié)機(jī)的面積為初級(jí)燒結(jié)工職業(yè)技能培訓(xùn)教材 8 ㎡（ 179。 ），當(dāng)時(shí)用于處理高爐爐塵，每天生產(chǎn)燒結(jié)礦 140t。它的出現(xiàn)引起了燒結(jié)生產(chǎn)的重大變革，從此帶式燒結(jié)機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用。 我國(guó)鐵礦資源十分豐富。由于歷史原因，建國(guó)前鋼鐵工業(yè)十分落后，燒結(jié)生產(chǎn)更為落后， 1926年 3月在鞍山建成四臺(tái) ㎡（ 179。 ）帶式燒結(jié)機(jī)， 日產(chǎn)量 1200t。 1935年， 1937年又相繼建成四臺(tái) 50㎡燒結(jié)機(jī)，每年燒結(jié)產(chǎn)量達(dá) 19萬 t。 建國(guó)后，我國(guó)燒結(jié)工業(yè)有了很大的發(fā)展， 1952年鞍鋼從蘇聯(lián)引進(jìn) 75㎡ 燒結(jié)設(shè)備和技術(shù)，這套在當(dāng)時(shí)具有國(guó)際先進(jìn)水平的設(shè)備，對(duì)新中國(guó)的燒結(jié)工業(yè)起到了示范作用。隨著我國(guó)鋼鐵工業(yè)的不斷發(fā)展，一些鋼鐵公司的燒結(jié)廠相繼建成投產(chǎn)。 目前國(guó)內(nèi)已擁有 13㎡、 18㎡、 24㎡、 36㎡、 50㎡、 75㎡、 90㎡、 130㎡、 182㎡、 265㎡、 450㎡等規(guī)格的帶式燒結(jié)機(jī)。年生產(chǎn)能力已超過 1億 t。 目前廣泛采用帶式抽風(fēng)燒結(jié)機(jī)，因?yàn)樗纳a(chǎn)率高、原料 適應(yīng)性強(qiáng)、機(jī)械化程度高、勞動(dòng)條件好并便于大型化、自動(dòng)化，世界上有 90%以上的燒結(jié)礦是用這種方法產(chǎn)生的。間歇式抽風(fēng)燒結(jié)機(jī)具有投資少，見效快、易掌握和就地取材等優(yōu)點(diǎn)，但生產(chǎn)率低、勞動(dòng)條件差，一些中小型企業(yè)采用這種方法。 三、 燒結(jié)生產(chǎn)工藝流程及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 選擇燒結(jié)工藝流程時(shí)，要考慮原料的性質(zhì)和準(zhǔn)備情況，混料的條件和次數(shù)，點(diǎn)火所用燃料和點(diǎn)火條件，燒結(jié)時(shí)合適的真空度，燒結(jié)礦的處理和運(yùn)輸?shù)馁A存情況，以及環(huán)境保護(hù)等因素。上述各點(diǎn)是互相關(guān)聯(lián)的，要進(jìn)行多方案比較，以保證技術(shù)上先進(jìn)可靠，經(jīng)濟(jì)上合理可行。 燒結(jié)生產(chǎn)工藝流程一般 由燒結(jié)原料的準(zhǔn)備、配料、混合料制備、燒結(jié)作業(yè)和燒結(jié)產(chǎn)品處理等環(huán)節(jié)組成。根據(jù)對(duì)燒結(jié)產(chǎn)品處理方式的不同，又可分為熱礦流程和冷礦流程。目前較為先進(jìn)的燒結(jié)生產(chǎn)工藝流程如圖 11所示。隨著原料條件、對(duì)產(chǎn)品要求和生產(chǎn)規(guī)模的不同，工藝流程會(huì)有所差異，但加強(qiáng)原料的準(zhǔn)備處理和混合料的制備，重視燒結(jié)過程控制和加強(qiáng)成品礦的整粒則是共同的要求。 抽風(fēng)燒結(jié)生產(chǎn)程序是：將經(jīng)過必要準(zhǔn)備處理（破碎、混勻和預(yù)配料）的燒結(jié)原料（包括燃料、熔劑及含鐵原料）運(yùn)至配料室，按一定比例進(jìn)行配料，然后再配入一部分返礦，并送到混合機(jī)進(jìn)行加水潤(rùn)濕、混勻、制粒 ，便得到可以燒結(jié)的混合料?；旌狭嫌刹剂掀麂伒綗Y(jié)臺(tái)車上進(jìn)行點(diǎn)火燒結(jié)。燒結(jié)過程是靠抽風(fēng)機(jī)從上向下抽進(jìn)的空氣，燃燒混合料層中的燃料，自上而下，不斷進(jìn)行。燒結(jié)中產(chǎn)生初級(jí)燒結(jié)工職業(yè)技能培訓(xùn)教材 9 的廢氣經(jīng)除塵器除塵后，由風(fēng)機(jī)抽入煙囪，排入大氣。燒成的燒結(jié)礦，經(jīng)單齒輥破碎機(jī)破碎后篩分，篩上物為成品熱燒結(jié)礦送往高爐，篩下物為返礦，返礦配入混合料重新燒結(jié)。在生產(chǎn)冷燒結(jié)礦的流程中，經(jīng)破碎篩分后的熱燒結(jié)礦再經(jīng)冷卻機(jī)冷卻，通過二次篩分篩去粉末便得到冷的燒結(jié)礦。 燒 結(jié)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 主 要包括：燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)能力指標(biāo)、燒結(jié)礦品質(zhì)指標(biāo)及成本等。 利用系數(shù) [t/（㎡ h ） ]：是指燒結(jié)機(jī)每平方米有效抽風(fēng)面積一小時(shí)的產(chǎn)量。它用燒結(jié)機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量和有效抽風(fēng)面積的比值來表示。 利用系數(shù) =Q/F 圖 11混合礦 焦炭、無煙煤 石灰石、白云石 生石灰、消石灰 雜鐵料破碎破碎余熱回收篩分1 0~0mm2 5~0mm3 ~0mm8 0~0mm3 ~0mm3 mm5 ~0mm 配 料一次混合二次混合混合料冷破碎熱篩分冷 卻一次篩分二次篩分三次篩分四次篩分鋪底料點(diǎn)火燒 結(jié)加水加水除塵 抽煙煙囪粉塵排放熱破碎成品取樣及檢驗(yàn)成品倉(cāng) 高爐礦倉(cāng)1 50~0mm5 ~0mm1 50~5mm1 50~50mm5 0~5mm5 0~0mm5 0~20mm2 0~0mm1 0~0mm1 0~5mm5 ~0mm2 0~10mm5 ~0mm至高爐5 mm并入蒸汽總管蒸汽1 0~0mm熱廢氣初級(jí)燒結(jié)工職業(yè)技能培訓(xùn)教材 10 式中 Q—— 燒結(jié)機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量， t/h； F—— 燒結(jié)機(jī)有效抽風(fēng)面積， ㎡ 。 燒結(jié)機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量：是指一臺(tái)燒結(jié)機(jī)一小時(shí)的產(chǎn)量，這個(gè)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 燒結(jié)機(jī)產(chǎn)量 q（ t/h）： q=60KγCBL=60KγBHV 式中 K—— 燒結(jié)礦產(chǎn)出系數(shù) （ 50%~70%）， K=K1K2K3； K1—— 混合料的干料率， K1=（單位體積中干混合料質(zhì)量 /單位體 積中濕混合料質(zhì)量） 100%； K2—— 干混合料的燒成率， K2=（燒成燒結(jié)礦的質(zhì)量 /進(jìn)行燒結(jié)的干混合料的質(zhì)量） 100%； K3—— 燒結(jié)礦的成品率， K3=[成品礦 /（成品礦 +返礦） ] 100%； γ—— 燒結(jié)礦體積密度（堆密度），取值范圍為 ~； C—— 垂直燒結(jié)速度 ， m/min； B—— 燒結(jié)機(jī)寬度， m； L—— 燒結(jié)機(jī)長(zhǎng)度， m； H—— 燒結(jié)料層高度， m； V—— 燒結(jié)臺(tái)車移動(dòng)速度， m/min。 一期 132㎡ 燒結(jié) 機(jī) 利用系數(shù) （㎡ h ） ；二期 180㎡ 燒結(jié) 機(jī) 利用系數(shù) （㎡ h ） 燒結(jié)機(jī)作業(yè)率：是衡量設(shè)備工作狀態(tài)的指標(biāo)，用設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間占日歷時(shí)間的百分?jǐn)?shù)表示，其計(jì)算公式如下： 作業(yè)率 =（運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)時(shí) /日歷臺(tái)時(shí)） 100% 運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)時(shí)是按臺(tái)計(jì)算的設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間。 日歷臺(tái)時(shí)是一個(gè)常數(shù)，它與臺(tái)數(shù) 、時(shí)間有關(guān)。 日歷臺(tái)時(shí) =臺(tái)數(shù) 24日歷天數(shù) 事故率：是衡量綜合管理水平的指標(biāo)，用事故停機(jī)時(shí)間占日歷時(shí)間的百分?jǐn)?shù)表示： 事故率 =（事故臺(tái)時(shí) /日歷臺(tái)時(shí)） 100% 燒結(jié)礦品質(zhì)指標(biāo)：燒結(jié)礦的化學(xué)成分、物理性能和冶金性能符合YB/T4212020標(biāo)準(zhǔn)的燒結(jié)礦叫燒結(jié)礦的合格品 ，不符合該標(biāo)準(zhǔn)的燒結(jié)礦叫出格初級(jí)燒結(jié)工職業(yè)技能培訓(xùn)教材 11 品 或叫次品。 轉(zhuǎn)鼓指數(shù)（國(guó)際轉(zhuǎn)鼓指數(shù)）指轉(zhuǎn)鼓后大于 的百分?jǐn)?shù)。 抗磨指數(shù)、篩分指數(shù)的測(cè)定按 GB8209規(guī)定。 低溫還原粉化指數(shù)的測(cè)定按 GB/T13242規(guī)定。 還原度指數(shù)的測(cè)定按 GB/T13241規(guī)定。 生產(chǎn)成本：是指生產(chǎn) 1t燒結(jié)礦所需的費(fèi)用。它由原料費(fèi)和加工費(fèi)兩部分構(gòu)成。 原料費(fèi)：主要是含鐵原料和熔劑。 加工費(fèi)：輔助材料費(fèi)（燃料、水、動(dòng)力、爐箅、膠帶等）、工人工資、車間經(jīng)費(fèi)（設(shè)備折舊、維修等）。 工序能耗：是指生產(chǎn) 1t燒結(jié)礦生產(chǎn)和生活（指廠內(nèi)）所 用的全部煤、焦炭、煤氣、重油、電、水、蒸汽、壓縮空氣、氧氣等折合標(biāo)準(zhǔn)煤的量（ Kg/t）。 第二節(jié) 礦物、礦石和巖石的基本概念 一、礦物 礦物是地殼中天然的物理化學(xué)作用和生物作用所產(chǎn)生的天然元素或天然化合物，它們具有均一的化學(xué)成分和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，具有一定的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。地殼中天然元素極少（如自然金 Au、自然銅 Cu等），絕大多數(shù)是天然化合物（如黃鐵銅 FeS黃銅礦 CuFeS2等 ） 。礦物在自然界中多數(shù)以固態(tài)存在，少數(shù)呈膠體（如蛋白石 SiO2nH2O）、液體（如水銀 Hg）及氣體（如硫化氫 H2S）。 礦石和巖石 都是礦物的集合體，它可由單一礦物或多種礦物組成。 礦石是在現(xiàn)有的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下能以工業(yè)規(guī)模從中提取金屬、金屬化合物或有用礦物的物質(zhì)總稱。鐵元素在地殼中約占 5%的數(shù)量，地球上無天然金屬狀態(tài)的鐵，而是以氧化物、硫化物等礦物存在于地殼中，常見含鐵礦物儲(chǔ)量較大的有磁鐵礦（ Fe3O4） 、赤鐵礦（ Fe2O3）、褐鐵礦（ 2Fe2O33H2O）、菱鐵礦（ FeCO3）及黃鐵礦（ FeS2）。 在礦石中用來提取金屬或金屬化合物的礦物稱為有用礦物，而那些不含有用礦物或含量過少，不宜以工業(yè)規(guī)模進(jìn)行加工提煉的礦物稱為脈石礦物，通常在 礦石處理過程中被廢棄掉。 初級(jí)燒結(jié)工職業(yè)技能培訓(xùn)教材 12 二、礦物的形態(tài) 自然界礦物的形態(tài)是多種多樣的，這是由于礦物的化學(xué)成分、內(nèi)部結(jié)晶構(gòu)造以及生產(chǎn)環(huán)境不同所造成的。礦物的形態(tài)可分為單體形態(tài)和集合體形態(tài)，礦物呈單體 形態(tài)出現(xiàn)較少，通常以集合體形態(tài)出現(xiàn)。常見的集合體形態(tài)有： 葡萄狀集合體：有許多圓球狀礦物集聚而成，形似 葡萄，如硬錳礦。 鮞狀集合體：有許多像魚子一樣的顆粒集聚而成，如鮞狀赤鐵礦。 腎狀集合體：由放射狀晶群密集而成的外表光滑如腎臟的塊體，如腎赤鐵礦。 豆?fàn)罴象w：由大小像豆?fàn)畹那蛐晤w粒聚集而成，如鉻鐵 礦粒狀集合體。 致密塊狀集合體 ：由極細(xì)小的礦物顆粒組成的致密塊體。 針狀及柱形集合體：由細(xì)長(zhǎng)狀的礦物組成。 土狀、粉末狀集合體：由均勻而細(xì)小的物質(zhì)組成的疏松塊體，外形與土壤相似。 葉片狀集合體：由許多片狀晶體所組成的集合體。 結(jié)合狀集合體：球形或瘤形的礦物聚集體。 樹枝狀集合體：形如樹枝的礦物聚集體。 三、礦物的物理性質(zhì) 由于不同的礦物具有不同的 化學(xué)成分和內(nèi)部構(gòu)造，因此不同的礦物必然反映出各種不同的物理性質(zhì)。根據(jù)這些不同礦物的性質(zhì)來鑒定礦物。 礦物的光學(xué)性質(zhì)是礦物對(duì)光線的吸收、折射和反射所表現(xiàn)的各種性質(zhì)。 （ 1）顏色 ：礦物有各種各樣的顏色，這是由于礦物的組成部分含有某種色素離子（即有顏色的化學(xué)元素）所引起的。如色素離子 Fe2+為綠色， Fe3+為褐色或紅色。當(dāng)?shù)V物中含有雜質(zhì)時(shí)，由于雜質(zhì)的影響，礦物的顏色也會(huì)改變。 （ 2） 條痕：礦物的條痕就是礦物粉末的顏色。礦物的顏色常有變化，但礦物的條痕則較為固定。如赤鐵礦的條痕色是鐵黑色，赤鐵礦的條痕色是磚紅色。礦物的條痕也是可靠的鑒定礦物的方法之一。 （ 3）光澤：光線投到礦物表面時(shí)，一部分光被折射和吸收，而另一部分則從其表面反射出來，這種反射光就構(gòu)成了礦物的光澤。根據(jù)光澤的強(qiáng)弱可分為 ： 金屬光澤：光澤較強(qiáng)，像新的金屬制品那樣光亮，如自然金、方鉛礦。 初級(jí)燒結(jié)工職業(yè)技能培訓(xùn)教材 13 半金屬光澤：較金屬光澤弱，像用久了的金屬制品那樣，如赤鐵礦、赤鐵礦。 非金屬光澤：反光的能力很弱，具有此種光澤的礦物多為透明和半透明礦物，如云母、金剛石。 （ 4）透明度：礦物透光的能力叫透明度，根據(jù)礦物透光的能力不同可分為 ： 透明礦物：能允許絕大部分光線通過，隔之可以清晰地透視另一物體，如水晶、螢石。 半透明礦物：光可以部分通過，但隔之不能透視另一物體，如閃鋅礦、砷砂。 不透明礦物：光不能透過，如赤鐵礦。 礦物在外力作用 下所呈現(xiàn)的性質(zhì)稱為礦物的力學(xué)性質(zhì)。 （ 1）解理與斷口：礦物被敲打后，如果沿著一定方向有規(guī)則地裂開成光滑平面的性質(zhì)叫解理，另外也有一些礦物敲打后呈無規(guī)則的裂開，叫斷口。 （ 2）硬度：礦物的軟硬程度叫硬度。 （ 3）密度：礦物的質(zhì)量與其體積的比值。 （ 4）韌性：受壓軋、切割、捶擊、彎曲或拉引等外力作用時(shí)，礦物所呈現(xiàn)的抵抗性能，叫做礦物的韌性。 礦物的磁性是礦物可被磁鐵吸引或排斥的性質(zhì)。絕大多數(shù)磁性物質(zhì)與其中的鐵、鈷錳、鉻等元素有關(guān)。按磁性來說，一般礦物可分為兩類，一類稱為順磁性礦物，即能為磁石 所吸引