【文章內(nèi)容簡介】 團法生產(chǎn)工藝的成熟。從單一處理鐵精礦粉擴展到多種含鐵原料。生產(chǎn)規(guī)模和操作也向大型化、機械化、自動化方向發(fā)展。技術(shù)經(jīng)濟指標顯著提高。球團產(chǎn)品也已用于煉鋼和直接還原煉鐵等?！羟驁F礦具有良好的冶金性能：粒度均勻、微氣孔多、還原性好、強度高，有利于強化高爐冶煉。一般包括原料準備、配料、混合、造球、干燥和焙燒、冷卻、成品和返礦處理等工序，如圖26所示。圖26　球團礦生產(chǎn)的工藝流程附件五、帶式焙燒工藝介紹帶式焙燒工藝可以說是受帶式燒結(jié)機的啟示而發(fā)展起來的。1 、帶式焙燒機不同于帶式燒結(jié)機 　　細磨鐵精礦球團的焙燒和鐵礦粉的燒結(jié)，在固結(jié)原理上有著本質(zhì)上的不同，致使其在工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)上也有著很大的不同。因而要想把一般的燒結(jié)機改造成帶式焙燒機將是十分復(fù)雜和困難的。 　　帶式焙燒機從外形上看，和燒結(jié)機十分相似，但在設(shè)備結(jié)構(gòu)上存在很大的區(qū)別。如，臺車的結(jié)構(gòu)和支架的承力，風(fēng)箱的分布和密封的要求．上部爐罩的設(shè)置和密封，風(fēng)流的走向（不像燒結(jié)機那樣是單一的抽風(fēng)，而是既有抽風(fēng)又有鼓風(fēng)），布料方式，成品的排出和臺車運行速度等，都不相同，特別是本體的材質(zhì)更是完全不同。為了能長期安全地承受最高焙燒氣體的溫度（≥1300 ℃），而不得不采用耐高溫性能極好的特殊合金鋼。在國外帶式焙燒機發(fā)展的過程中，曾因材質(zhì)不過關(guān)而一度受挫，而使得同時正在開發(fā)的鏈篦機—回轉(zhuǎn)窯得到了極大的發(fā)展。因為鏈篦機—回轉(zhuǎn)窯工藝是將焙燒過程的最高溫度段放在設(shè)有耐火爐襯的回轉(zhuǎn)窯中進行，這樣就順利解決了在高溫焙燒中的材質(zhì)問題。而帶式焙燒機在使用鋪底鋪邊料和臺車采用耐高溫合金特殊鋼的材質(zhì)后才得以過關(guān)并獲得大發(fā)展。帶式焙燒機工藝的優(yōu)點 　　1）球團焙燒的整個工藝過程——干燥、預(yù)熱、焙燒、冷卻都在一個設(shè)備上完成，具有工藝過程簡單、布置緊湊、所需設(shè)備噸位輕等特點，為工廠縮小占地面積、減少工程量、實現(xiàn)焙燒氣體的循環(huán)利用以及降低熱耗和電耗創(chuàng)造了條件?！　?）能適應(yīng)擴大生產(chǎn)規(guī)模的要求和實現(xiàn)大型化的要求。其最大已達到750 m2，單機產(chǎn)量達500萬t以上?！　?）對原料的適應(yīng)性比豎爐強。這是因為在整個焙燒過程中，球團都處于靜料層狀態(tài)，不會因升溫過程中球團本身強度的變化（時高時低）和球與球之間的相對運動而產(chǎn)生粉末。因而帶式焙燒工藝基本適應(yīng)于所有的礦種。 　　4）由于熱系統(tǒng)的合理設(shè)置和管路短，在理論上講，帶式焙燒機的熱耗可以達到最低水平，而且在實踐中也創(chuàng)造出了最好記錄。3 帶式培燒機的缺點 　　1）耐高溫特殊合金鋼的用量大、檔次高。在目前國產(chǎn)化的條件下有較大的難度，特別在質(zhì)量方面很難保證。 　　2）在生產(chǎn)過程中，對原料的穩(wěn)定性要求高。這是由于焙燒（干燥、預(yù)熱、焙燒、冷卻）的全過程均在同一個設(shè)備上進行，靠調(diào)整機速來改變球團在各階段的停留時間是不可能的。如要改變，除非改變上部爐罩的分段和風(fēng)箱的配置，這將是十分麻煩的。 　　因而帶式焙燒機的建設(shè)一般適合于大型礦業(yè)公司和原料供應(yīng)長期相當(dāng)穩(wěn)定的鋼鐵廠，例如南美的一些廠家等。在日本，鋼鐵工業(yè)發(fā)展早期建設(shè)球團廠時，由于考慮到了原料來源的復(fù)雜性，在設(shè)計和制造了帶式焙燒機后，也沒有采用。這是值得我們注意和思考的。 　　3）成品球團的質(zhì)量有不均勻的現(xiàn)象。由于球團在升溫過程中，上下料層在各段爐罩的最高溫度下停留時間的長短相差很大，因而會影響到成品球團礦的最終強度。另外．爐罩內(nèi)溫度和在臺車上多多少少存在的邊緣效應(yīng)，也會影響成品球團礦的質(zhì)量。 　　4）必須使用高熱值的煤氣和重油作燃料。使用煤的實踐在工業(yè)上沒有長期成功的經(jīng)驗。魯奇公司曾研究過一項在上部風(fēng)罩中噴煤燃燒的專利技術(shù)，但僅在印度德穆克雷得廠使用了一個月后就不再繼續(xù)了。 　　帶式焙燒機工藝是一項十分成熟的球團生產(chǎn)工藝，但也受到一些條件（如原料、燃料和設(shè)備制造材料）的制約，在采用該工藝時，需要十分認真地對待。[燒結(jié)設(shè)備]配料計量秤圖片： 配料皮帶秤皮帶秤對放置在皮帶上并隨皮帶連續(xù)通過的松散物料進行自動稱量的衡器。主要有機械式(常見的為滾輪皮帶秤)和電子式兩大類?！　L輪皮帶秤 　由重力傳遞系統(tǒng)、滾輪、計數(shù)器和速度盤組成（圖1 ）。速度盤轉(zhuǎn)速正比于皮帶速度。滾輪滾動的角速度正比于皮帶上通過的物料量。滾輪在速度盤上滾動的位置由物料的重力大小來調(diào)整。當(dāng)皮帶上沒有物料時，滾輪靠近速度盤中心，轉(zhuǎn)速為零，計數(shù)器不累計；當(dāng)皮帶上有物料時，滾輪隨著重力變大向周邊移動，并帶動計數(shù)器記下皮帶上通過的物料總量。　　電子皮帶秤 　使用最廣泛的皮帶秤。由承重裝置、稱重傳感器、速度傳感器和稱重顯示器組成（圖2 ）。稱重時，承重裝置將皮帶上物料的重力傳遞到稱重傳感器上，稱重傳感器即輸出正比于物料重力的電壓(mV)信號，經(jīng)放大器放大后送模／數(shù)轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字量A，送到運算器；物料速度輸入速度傳感器后，速度傳感器即輸出脈沖數(shù)B，也送到運算器；運算器對A、B進行運算后，即得到這一測量周期的物料量。對每一測量周期進行累計，即可得到皮帶上連續(xù)通過的物料總量?！　‰娮悠С映兄匮b置的秤架結(jié)構(gòu)主要有雙杠桿多托輥式、單托輥式、懸臂式和懸浮式 4種。雙杠桿多托輥式和懸浮式秤架的電子皮帶秤計量段較長，一般為2～8組托輥，計量準確度高，適用于流量較大、計量準確度要求高的地方。單托輥式和懸臂式秤架的電子皮帶秤的皮帶速度可由制造廠確定，適用于流量較小的地方或控制流量配料用的地方?！　‰娮悠С佑欣塾嫼退矔r流量顯示，具有自動調(diào)零、半自動調(diào)零、自檢故障、數(shù)字標定、流量控制、打印等功能。鐵礦粉燒結(jié)生產(chǎn)工藝流程將各種粉狀含鐵原料，配入適量的燃料和熔劑，加入適量的水，經(jīng)混合和造球后在燒結(jié)設(shè)備上使物料發(fā)生一系列物理化學(xué)變化，將礦粉顆粒黏結(jié)成塊的過程。2. 燒結(jié)生產(chǎn)的工藝流程目前生產(chǎn)上廣泛采用帶式抽風(fēng)燒結(jié)機生產(chǎn)燒結(jié)礦。燒結(jié)生產(chǎn)的工藝流程如圖2—4所示。主要包括燒結(jié)料的準備，配料與混合，燒結(jié)和產(chǎn)品處理等工序。圖24 抽風(fēng)燒結(jié)工藝流程 ◆燒結(jié)原料的準備 ①含鐵原料含鐵量較高、粒度5mm的礦粉，鐵精礦，高爐爐塵，軋鋼皮，鋼渣等。一般要求含鐵原料品位高，成分穩(wěn)定，雜質(zhì)少。②熔劑要求熔劑中有效CaO含量高，雜質(zhì)少，成分穩(wěn)定，含水3％左右，粒度小于3mm的占90％以上。在燒結(jié)料中加入一定量的白云石，使燒結(jié)礦含有適當(dāng)?shù)腗gO，對燒結(jié)過程有良好的作用，可以提高燒結(jié)礦的質(zhì)量。③燃料 主要為焦粉和無煙煤。對燃料的要求是固定碳含量高，灰分低，揮發(fā)分低，含硫低，成分穩(wěn)定，含水小于10％，粒度小于3mm的占95％以上。對入廠燒結(jié)原料的一般要求見表2—2。表22　入廠燒結(jié)原料一般要求◆配料與混合①配料配料目的：獲得化學(xué)成分和物理性質(zhì)穩(wěn)定的燒結(jié)礦，滿足高爐冶煉的要求。常用的配料方法：容積配料法和質(zhì)量配料法。容積配料法是基于物料堆積密度不變，原料的質(zhì)量與體積成比例這一條件進行的。準確性較差。質(zhì)量配料法是按原料的質(zhì)量配料。比容積法準確，便于實現(xiàn)自動化。②混合混合目的：使燒結(jié)料的成分均勻，水分合適，易于造球，從而獲得粒度組成良好的燒結(jié)混合料，以保證燒結(jié)礦的質(zhì)量和提高產(chǎn)量。混合作業(yè)：加水潤濕、混勻和造球。根據(jù)原料性質(zhì)不同，可采用一次混合或二次混合兩種流程。一次混合的目的：潤濕與混勻，當(dāng)加熱返礦時還可使物料預(yù)熱。二次混合的目的：繼續(xù)混勻，造球，以改善燒結(jié)料層透氣性。用粒度10～Omm的富礦粉燒結(jié)時，因其粒度已經(jīng)達到造球需要，采用一次混合，混合時間約50s。使用細磨精礦粉燒結(jié)時，因粒度過細，料層透氣性差，為改善透氣性，必須在混合過程中造球，所以采用二次混合，混合時間一般不少于2．5～3min。我國燒結(jié)廠大多采用二次混合?！魺Y(jié)生產(chǎn)燒結(jié)作業(yè)是燒結(jié)生產(chǎn)的中心環(huán)節(jié)，它包括布料、點火、燒結(jié)等主要工序。①布料 將鋪底料、混合料鋪在燒結(jié)機臺車上的作業(yè)。 當(dāng)采用鋪底料工藝時，在布混合料之前，先鋪一層粒度為10～25mm，厚度為20～25mm的小塊燒結(jié)礦作為鋪底料，其目的是保護爐箅，降低除塵負荷，延長風(fēng)機轉(zhuǎn)子壽命，減少或消除爐箅粘料。鋪完底料后，隨之進行布料。布料時要求混合料的粒度和化學(xué)成分等沿臺車縱橫方向均勻分布，并且有一定的松散性，表面平整。目前采用較多的是圓輥布料機布料。②點火　點火操作是對臺車上的料層表面進行點燃，并使之燃燒。點火要求有足夠的點火溫度，適宜的高溫保持時間，沿臺車寬度點火均勻。 點火溫度取決于燒結(jié)生成物的熔化溫度。常控制在1250177。50℃。 點火時間通常40～60s。 點火真空度4～6kPa。點火深度為10～20mm。③燒結(jié)準確控制燒結(jié)的風(fēng)量、真空度、料層厚度、機速和燒結(jié)終點。燒結(jié)風(fēng)量：平均每噸燒結(jié)礦需風(fēng)量為3200m3，按燒結(jié)面積計算為(70～90)m3／(cm2．min)。真空度：決定于風(fēng)機能力、抽風(fēng)系統(tǒng)阻力、料層透氣性和漏風(fēng)損失情況。料層厚度：合適的料層厚度應(yīng)將高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)結(jié)合起來考慮。國內(nèi)一般采用料層厚度為250～500mm。 機速：合適的機速應(yīng)保證燒結(jié)料在預(yù)定的燒結(jié)終點燒透燒好。實際生產(chǎn)中，～4m／min為宜。 燒結(jié)終點的判斷與控制：控制燒結(jié)終點，即控制燒結(jié)過程全部完成時臺車所處的位置。中小型燒結(jié)機終點一般控制在倒數(shù)第二個風(fēng)箱處，大型燒結(jié)機控制在倒數(shù)第三個風(fēng)箱處。 帶式燒結(jié)機抽風(fēng)燒結(jié)過程是自上而下進行的，沿其料層高度溫度變化的情況一般可分為5層，各層中的反應(yīng)變化情況如圖2—5所示。點火開始以后，依次出現(xiàn)燒結(jié)礦層，燃燒層，預(yù)熱層，干燥層和過濕層。然后后四層又相繼消失，最終只剩燒結(jié)礦層。圖25燒結(jié)過程各層反應(yīng)示意圖①燒結(jié)礦層 經(jīng)高溫點火后，燒結(jié)料中燃料燃燒放出大量熱量，使料層中礦物產(chǎn)生熔融，隨著燃燒層下移和冷空氣的通過，生成的熔融液相被冷卻而再結(jié)晶(1000—1100℃)凝固成網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)的燒結(jié)礦。這層的主要變化是熔融物的凝固，伴隨著結(jié)晶和析出新礦物，還有吸入的冷空氣被預(yù)熱，同時燒結(jié)礦被冷卻，和空氣接觸時低價氧化物可能被再氧化。②燃燒層 燃料在該層燃燒，溫度高達1350～1600℃，使礦物軟化熔融黏結(jié)成塊。該層除燃燒反應(yīng)外，還發(fā)生固體物料的熔化、還原、氧化以及石灰石和硫化物的分解等反應(yīng)。③預(yù)熱層 由燃燒層下來的高溫廢氣，把下部混合料很快預(yù)熱到著火溫度，一般為400～800℃。此層內(nèi)開始進行固相反應(yīng)，結(jié)晶水及部分碳酸鹽、硫酸鹽分解，磁鐵礦局部被氧化。④干燥層 干燥層受預(yù)熱層下來的廢氣加熱，溫度很快上升到100℃以上，混合料中的游離水大量蒸發(fā)，此層厚度一般為l0～30mm。實際上干燥層與預(yù)熱層難以截然分開，可以統(tǒng)稱為干燥預(yù)熱層。該層中料球被急劇加熱，迅速干燥，易被破壞，惡化料層透氣性。⑤過濕層從干燥層下來的熱廢氣含有大量水分，料溫低于水蒸氣的露點溫度時，廢氣中的水蒸氣會重新凝結(jié)，使混合料中水分大量增加而形成過濕層。此層水分過多，使料層透氣性變壞，降低燒結(jié)速度。 燒結(jié)過程中的基本化學(xué)反應(yīng) ①固體碳的燃燒反應(yīng)固體碳燃燒反應(yīng)為：反應(yīng)后生成C0和C02，還有部分剩余氧氣，為其他反應(yīng)提供了氧化還原氣體和熱量。燃燒產(chǎn)生的廢氣成分取決于燒結(jié)的原料條件、燃料用量、還原和氧化反應(yīng)的發(fā)展程度、以及抽過燃燒層的氣體成分等因素。②碳酸鹽的分解和礦化作用 燒結(jié)料中的碳酸鹽有CaC0MgC0FeC0MnC03等，其中以CaC03為主。在燒結(jié)條件下，CaC03在720℃左右開始分解，880℃時開始化學(xué)沸騰，其他碳酸鹽相應(yīng)的分解溫度較低些。碳酸鈣分解產(chǎn)物Ca0能與燒結(jié)料中的其他礦物發(fā)生反應(yīng)，生成新的化合物，這就是礦化作用。反應(yīng)式為：CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2CaCO3+Fe2O3=CaO Fe2O3+ CO2如果礦化作用不完全，將有殘留的自由Ca0存在，在存放過程中，它將同大氣中的水分進行消化作用：CaO+H2O=Ca(OH)2使燒結(jié)礦的體積膨脹而粉化。 ③鐵和錳氧化物的分解、還原和氧化 鐵的氧化物在燒結(jié)條件下，溫度高于l300℃時，F(xiàn)e203可以分解：Fe304在燒結(jié)條件下分解壓很小，但在有Si02存在、溫度大于1300℃時，也可能分解：燒結(jié)工藝流程圖：圖片： 燒結(jié)工藝流程圖： 燒結(jié)是鋼鐵生產(chǎn)工藝中的一個重要環(huán)節(jié)，它是將鐵礦粉、粉（無煙煤）和石灰按一定配比混勻。經(jīng)燒結(jié)而成的有足夠強度和粒度的燒結(jié)礦可作為煉鐵的熟料。利用燒結(jié)熟料煉鐵對于提高高爐利用系數(shù)、降低焦比、提高高爐透氣性保證高爐運行均有一定意義。由于燒結(jié)技術(shù)具體的作用和應(yīng)用太廣泛了, 以下介紹一下燒結(jié)生產(chǎn)在鋼鐵工業(yè)粉礦造塊的意義和作用 我國的鐵礦石大部分都是貧礦，貧礦直接入爐煉鐵是很不合算b，因此必須將貧礦進行破碎、選出高品位的精礦后，再將精礦粉造塊成為人造富礦才能入高爐冶煉。所以，粉礦造塊是充分合理利用貧礦的不可缺少的關(guān)控環(huán)節(jié)。 富礦的開采過程中要產(chǎn)生粉礦，為了滿足高爐的粒度要兔在整較過程中也會產(chǎn)生粉礦，粉礦直接入爐會51起高爐不順。惡化高爐技術(shù)經(jīng)濟指標，因此粉礦也必須經(jīng)過造塊才能入爐。粉礦經(jīng)過迭決后，可以進一步控制相改善合鐵原料的性腸獲得氣孔串高、還原性好、強度合適、軟熔溫度較高、成份穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)冶金原料，有助于爐況的穩(wěn)定和技術(shù)經(jīng)濟指標的改善。粒礦造塊過程中，還可以除去部份有害雜質(zhì)，如硫、氟、砷、鋅等，有利于提高生鐵的質(zhì)量。因為人造富礦比天然富礦更具有優(yōu)越性，成為了現(xiàn)代商爐原料的主要來源。 粉礦迭塊還可綜合利用含鐵、合被、臺鈣的粉狀工業(yè)廢料，如高爐爐塵、鋼迢、軋鋼皮、均熱爐渣、硫酸渣、染料鐵紅、電廠煙塵灰筆適當(dāng)配入可以成為廉價的高爐好原料，又可以減少環(huán)境污染，取得良好的經(jīng)濟效益和社會效益。 粉礦造鐵是現(xiàn)代高爐冶煉并獲得優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的基礎(chǔ)，對于高爐冶煉有君十分重要的意義，是鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)必不可少的重要工序，對鋼鐵生產(chǎn)的發(fā)展起著重要作用。 1．2 粉礦造塊的方法 粉礦造塊方法很多，主要是燒結(jié)礦和球團礦。此外，還有壓制方團礦、輥壓團礦、蒸養(yǎng)球團t碳酸化球團，其成球方式和固結(jié)方法與球團礦不同，還有小球燒結(jié)，國外稱為HPs球團化撓結(jié)礦，界于球團和燒結(jié)之間；還有鐵焦生產(chǎn)，是煉焦和粉礦造塊相結(jié)合。球團