【文章內(nèi)容簡介】 度和表面張力顯著降低,孔隙含量顯著增大且保持穩(wěn)定,燒結(jié)礦結(jié)構(gòu)以赤鐵礦連晶為主,渣相連接為輔,含F(xiàn) 特殊礦粉燒結(jié)礦的礦物組成和結(jié)構(gòu)特點為: 液相含量不足,低于20%。粘結(jié)相中鐵酸鈣含量很少,槍晶石含量較多。液相粘度和表面張力低,燒結(jié)礦孔隙含量較高。燒結(jié)礦結(jié)構(gòu)以含鐵礦物的連晶為主,渣相連接為輔[4]. 氟含量對自身粘結(jié)相強度的影響燒結(jié)礦由粘結(jié)相與未熔含鐵礦物固結(jié)而成, 含量的增加,燒結(jié)礦粘結(jié)相自身強度下降,燒結(jié)溫度越高,下降速度越快,F 含量降低粘結(jié)相自身強度的影響越大,大約在F %～%時,℃時,F %～%范圍變化時,粘結(jié)相強度隨F 含量增加呈線性降低趨勢,其后變化緩慢。溫度上升為1300 ℃,F %～%范圍變化時,粘結(jié)相強度呈線性降低趨勢,溫度越高, 以CaF2 形態(tài)存在,在燒結(jié)過程中吸收CaO 和SiO2 形成槍晶石(3CaO2SiO2CaF2) ,賦存于粘結(jié)相中1F 含量增加使槍晶石生成數(shù)量增多,與Fe2O3 ,FeO 反應(yīng)的有效CaO ,SiO2 數(shù)量減少,燒結(jié)過程中鐵酸鈣、硅酸二鈣、鈣鐵橄欖石等高強度粘結(jié)相的生成數(shù)量降低. 槍晶石的礦物強度僅為鐵酸鈣的1/ 3 ,槍晶石數(shù)量的增加抑制了鐵酸鈣的生成,降低了燒結(jié)礦的強度另一方面,CaF2 可與CaO 生成低熔點共晶體,作為熔劑促進CaO 礦化和熔解,降低燒結(jié)液相熔點和過熱度, 離子,促進硅氧復(fù)合陰離子團解體,降低硅酸鹽玻璃液相的粘度和表面張力. 當(dāng)F 含量過大時,燒結(jié)液相的粘度、表面張力過低,使得粘結(jié)相在燒結(jié)凝固后期仍然具有較好的流動性,粘結(jié)作用降低,容易形成薄壁多孔結(jié)構(gòu),從而顯著降低燒結(jié)礦粘結(jié)相自身強度.. 由于燒結(jié)溫度越高,液相過熱度越大,F含量降低液相粘度和表面張力的作用越顯著,F 含量使粘結(jié)相自身強度下降的速度越快.%～%時,燒結(jié)礦中槍晶石粘結(jié)相含量幾乎達到最大值,鐵酸鈣粘結(jié)相幾乎消失,燒結(jié)液相粘度和表面張力顯著降低,流動性指數(shù)達到最大,孔隙含量顯著增大,燒結(jié)礦宏觀上呈現(xiàn)薄壁多孔結(jié)構(gòu),微觀上形成以槍晶石為主粘結(jié)相,多種礦物共存結(jié)構(gòu), 含量繼續(xù)增加,由于堿度一定,CaO大多消耗于生成槍晶石,粘結(jié)相主要由槍晶石和玻璃體組成,槍晶石和玻璃體總量相對穩(wěn)定,粘結(jié)相組成及液相性質(zhì)變化不大,粘結(jié)相自身強度變化不大[4]. 國內(nèi)鋼鐵企業(yè)燒結(jié)現(xiàn)狀、比較及新工藝 發(fā)展概況1） 　產(chǎn)量高速增長 21 世紀初期,隨著我國生鐵產(chǎn)量的高速增長,我國燒結(jié)礦產(chǎn)量也迅猛增長，2000 年我國生鐵產(chǎn)量13101萬t ,燒結(jié)礦產(chǎn)量只有16844萬t 。2005 年生鐵產(chǎn)量34375 萬t ,燒結(jié)礦產(chǎn)量達到36923萬t 。 而2006 年生鐵產(chǎn)量達到40417萬t ,燒結(jié)礦產(chǎn)量約45000萬t ,6 年來,我國燒結(jié)礦共增產(chǎn)28156萬t , 平均每年增長高達469217萬t ,這樣的增長速度在世界燒結(jié)發(fā)展進程中也是史無前例的[10]。2） 設(shè)備大型化我國燒結(jié)礦產(chǎn)量不僅在數(shù)量上增長迅猛,在技術(shù)裝備水平上也有一個大飛躍。1985 年寶鋼從日本引進的450 m2 燒結(jié)機投產(chǎn),顯示了諸多的優(yōu)勢,燒結(jié)礦質(zhì)量好、能耗低,技術(shù)經(jīng)濟指標達到了國際先進水平。從1985 年到2006年的21 年間,我國新建和改造了一大批大型燒結(jié)機,截至目前我國已投產(chǎn)的燒結(jié)機中,有28 臺300～495 m2 大型燒結(jié)機,總面積達10616m2 ,平均單機面積379m2 ,如表1 所示。其中2000年以后共增加了22 臺[10]。 我國已投產(chǎn)的面積大于300 m2 燒結(jié)機企業(yè)名稱燒結(jié)機的數(shù)量/臺總面積/M2寶鋼31485鞍鋼41376武鋼41665太鋼1450邯鋼1400馬鋼41320沙鋼31080本鋼1360韶鋼1360安鋼1360天鋼1360承鋼1360南鋼1360湘鋼1360濟鋼1320總計2810616　　20002005 年重點企業(yè)燒結(jié)機的構(gòu)成面積/ m2燒結(jié)機的數(shù)量/ 臺2000年2001年2002年2003年2004年2005年≥13033353845617990～12928374043566336～89646868758811919～359587100102104104 18 267794總計222233253272318369　 從表1 和表2 可以看出,我國大、中型燒結(jié)機所占的比重逐漸增加,相反,小型燒結(jié)機所占比重逐漸減小,但由于小型燒結(jié)機數(shù)量還相當(dāng)大,造成我國燒結(jié)機的單機面積仍然偏小。對燒結(jié)面積來說,我國大中型燒結(jié)機的燒結(jié)面積約占整個燒結(jié)面積的2/3 ,已占明顯優(yōu)勢,這說明燒結(jié)機大型化的發(fā)展速度非常快。3） 燒結(jié)礦質(zhì)量提高,技術(shù)經(jīng)濟指標改善 　我國大中型鋼鐵企業(yè)燒結(jié)工序的主要技術(shù)經(jīng)濟指標技術(shù)經(jīng)濟指標2001年2002年2003年2004年2005年2006年利用系數(shù)燒結(jié)礦品位燒結(jié)礦合格率燒結(jié)機日作業(yè)率全員勞動生產(chǎn)率3847燃料消耗595755545354轉(zhuǎn)鼓強度堿度工序能耗（標煤）2001006 年我國大中型企業(yè)的燒結(jié)主要技術(shù)指標如表3 所示。從表3可以看出,我國燒結(jié)機的日歷作業(yè)率和從業(yè)人員勞動生產(chǎn)率逐年提升,燒結(jié)礦強度和合格率越來越高,固體燃料消耗和工序能耗逐年下降,燒結(jié)機利用系數(shù)和堿度趨于穩(wěn)定,這說明我國燒結(jié)礦的質(zhì)量變好,而能耗指標逐年下降[10]。 技術(shù)進步我國已經(jīng)能夠自主設(shè)計、制造具有國際先進水平的300～500 m2 級的大型燒結(jié)機,這些燒結(jié)機采用了完善的工藝流程,具有原料準備、配料混合、燒結(jié)、冷卻、成品整粒和鋪底料和返礦受料系統(tǒng),在原料混勻技術(shù)、厚料層工藝、節(jié)能和環(huán)保等技術(shù)上取得一系列突破。關(guān)于用針鐵礦或褐鐵礦進行燒結(jié)生產(chǎn), 其他國家和國內(nèi)的一些生產(chǎn)廠家也總結(jié)了許多可貴的經(jīng)驗。法國鋼鐵研究院曾對法國洛林地區(qū)的褐鐵礦進行了詳細研究。試驗結(jié)果如下。 A 提高料層厚度, 返礦量增加, 則產(chǎn)量下降, 但在不同料層厚度的情況下, 隨著返礦量的增加, 產(chǎn)量下降幅度相同。B 料層厚度提高, 返礦量增加, 使固體燃料消耗升高。試驗結(jié)果, 最佳的料層厚度為450mm,此時返礦量500kg/t,固體燃料用量83kg/t。C 采用高供熱強度點火器有助于降低固體燃料用量。D 利用燒結(jié)過程中的余熱進行燒結(jié)混合料預(yù)熱, 有利于降低固體燃料用量, 并可提高產(chǎn)量和改善[11]。冷強度。1） 原料混勻技術(shù)目前，世界上除中國外已建成燒結(jié)機近600臺，總燒結(jié)面積約71000M2，年產(chǎn)燒結(jié)礦7億噸[12]。近年來,我國鋼鐵工業(yè)快速發(fā)展造成我國自產(chǎn)鐵礦石嚴重不足,進口的鐵礦石量逐年大幅度增加,見表4 。 　20002006 年我國進口、自產(chǎn)鐵礦石量和消耗量項目2000年2001年2002年2003年2004年2005年2006年進口鐵礦石/萬T699792311115014813208092752632631自產(chǎn)鐵礦石/萬T22256217012326226272311314204958817消耗量/萬T29253303923441241085519406957591448進口量與消耗量之比　 由于鐵礦石來源廣,品位波動大,導(dǎo)致燒結(jié)礦品位波動大,影響高爐冶煉指標。建設(shè)原料混勻料場是實現(xiàn)原料成分穩(wěn)定的有效辦法。一般燒結(jié)用的含鐵原料來源廣泛,品種較多,品位波動在177。 %～177。3 % ,建設(shè)原料場后,含鐵原料經(jīng)過分堆堆存、混勻工藝處理后,品位波動可以穩(wěn)定在177。 %以下。國內(nèi)外有關(guān)廠的經(jīng)驗數(shù)據(jù)表明,%時,%～ %,%～% , %～%。現(xiàn)在,國外一些鋼鐵企業(yè)混勻礦品位波動可達到177。%以下,國內(nèi)企業(yè)2000—2006年間建設(shè)了一批現(xiàn)代化的混勻料場,有效克服了礦石成分波動大的問題。部分先進鋼鐵企業(yè)如寶鋼、馬鋼等混勻礦品位波動也已控制在177。 %以下。2006年由于世界鐵礦資源緊張,礦石價格節(jié)節(jié)攀升,因此,一些企業(yè)由于經(jīng)濟效益的原因大量使用國內(nèi)低品位礦石,導(dǎo)致國產(chǎn)礦石增加了16768萬t ,從而燒結(jié)礦品位有所下降。2） 厚料層技術(shù)2000—2006 年我國燒結(jié)機料層厚度逐年增加,國內(nèi)大中型燒結(jié)機料層厚度已達到600～800mm。厚料層的發(fā)展主要得益于我國燒結(jié)設(shè)備的大型化、工藝流程的完善和原料條件的改善。為了提高料層厚度,可在改善原料結(jié)構(gòu)、強化混合料制粒、改善料層透氣性和降低漏風(fēng)率等方面采取有效措施。增加料層厚度,使表層燒結(jié)礦所占比重較低,成品率相應(yīng)提高,返礦率下降,減少FeO 含量,并可充分利用燒結(jié)過程的自動蓄熱,減少固體燃料消耗。但料層厚度過大,會增加上下層燒結(jié)礦的不均勻性,且阻力增大,產(chǎn)量下降。因此,各企業(yè)應(yīng)根據(jù)自身的實際情況選擇合適的料層厚度。應(yīng)用了厚料層燒結(jié)技術(shù)。厚料層燒結(jié)有利于改善燒結(jié)礦質(zhì)量和降低燒結(jié)固體燃料消耗, 是燒結(jié)企業(yè)追求的重要指標。目前, 鞍鋼大部分的系統(tǒng)料層厚為600～700mm (含鋪底料) , 屬國內(nèi)先進水平。鞍鋼煉鐵總廠三燒車間料層厚將達到750mm (含鋪底料) , 屬國內(nèi)一流水平[13]。3） 節(jié)能技術(shù)鋼鐵工業(yè)是能耗大戶,而燒結(jié)工序能耗一般占噸鋼能耗的10 %左右,研究節(jié)能技術(shù)和開發(fā)余熱利用技術(shù)是目前燒結(jié)研究的重點。2000 —2006 年間,我國燒結(jié)工序能耗逐年下降, kg (標煤) / kg (標煤) / t , kg 標煤,降幅接近20 %。燒結(jié)的節(jié)能方向主要是降低電耗、固體燃料消耗、點火煤氣消耗以及余熱回收利用。在降低電耗方面,我國在降低抽風(fēng)系統(tǒng)的漏風(fēng)率和變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用方面取得一些進步、但還不夠。 各種先進的、節(jié)能效果顯著的點火器已在很多燒結(jié)廠得到推廣應(yīng)用,使燒結(jié)點火煤氣的消耗逐漸下降, gJ / t 。固體燃料消耗從2001年的59kg/ t 降低到2006 年的54kg/ t ,逐年穩(wěn)步下降,這主要得益于燒結(jié)機的大型化,厚料層燒結(jié)和工藝流程更加完善。燒結(jié)余熱回收是鋼鐵企業(yè)開展節(jié)能減排、降耗增效的有效措施,也是鋼鐵企業(yè)實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟的必由之路。鋼鐵產(chǎn)業(yè)作為一個高耗能、高污染的產(chǎn)業(yè),是節(jié)能減排潛力最大的行業(yè)之一,在我國能源問題日益嚴峻的情況下,燒結(jié)系統(tǒng)中開展節(jié)能工作,增加余熱回收裝置,對節(jié)能減排、提高企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益具有重要意義[14]。4） 環(huán)保技術(shù)Ⅰ 除塵技術(shù) 燒結(jié)生產(chǎn)過程的塵源, 目前一般認為源于以下幾個方面①原料準備過程包括熔劑、燃料破碎、篩分、生石灰輸送配料等②原料、混合料、成品的運輸過程③燒結(jié)生產(chǎn)過程的主抽風(fēng)及冷卻抽風(fēng)、鼓風(fēng)過程④燒結(jié)礦的卸礦、冷熱破、冷熱篩過程⑤冷熱返礦參入配料混合過程⑥設(shè)備、地面清掃等二次揚塵⑦干式除塵設(shè)備的卸灰運輸過程[15]。近年來,我國新建或改造的大中型燒結(jié)機的燒結(jié)煙氣除塵幾乎全部采用高效干式電除塵,除塵效率達99 %。環(huán)境除塵也都采用了高效布袋除塵器或干式電除塵器,取代了落后的多管和旋風(fēng)除塵器。另一方面,燒結(jié)設(shè)備的大型化和自動化,采用鋪底料、氣力輸送除塵灰等措施減少了粉塵的產(chǎn)生。除塵技術(shù)的發(fā)展使我國燒結(jié)車間環(huán)境大大改善。Ⅱ 脫硫技術(shù) 20002005 年間,%的情況下,燒結(jié)工序外排SO2 只增