【正文】 鐵礦粉、熔劑、燃料、固體廢棄物等 燒結(jié)原料及特性 — 鐵礦粉 礦物種類： 磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦。 燒結(jié)過程 燒結(jié)過程是一個(gè)復(fù)雜的成礦過程 ， 其基本過程原理是以物理化學(xué) 、 傳輸原理 、 結(jié)晶礦物學(xué)為理論基礎(chǔ) 。 生產(chǎn)中采用混合料預(yù)熱等措施可以減少過濕層的影響 。 在相應(yīng)的溫度下 ， 該帶內(nèi)發(fā)生的主要反應(yīng)是水分的蒸發(fā) 、 結(jié)晶水和碳酸鹽分解 ， 鐵礦石的氧化還原以及固相反應(yīng)等 ， 此帶厚度一般為 20～ 40mm。 該帶厚度主要受燃料配加量 、 粒度 、 抽風(fēng)量和鐵礦石融化及液相數(shù)量的影響 。 冷燒結(jié)礦層的表層厚度一般為 40— 50mm。 冷燒結(jié)礦層的表層強(qiáng)度較差 ， 其原因一是燒結(jié)溫度低 ，二是被抽入冷空氣快速急冷 ， 表層礦物來不及釋放能量而析晶 ， 因而玻璃質(zhì)較多 ， 內(nèi)應(yīng)力大而性脆 。 燒結(jié)工藝作業(yè)框圖 燒結(jié)工藝流程圖 燒結(jié)過程示意圖 燒結(jié)過程 燒結(jié)礦帶 （ 即成礦層 ） 主要反應(yīng)是液相凝固 ， 礦物析晶 ， 空氣經(jīng)過此帶得到預(yù)熱 。 燒結(jié)工藝 現(xiàn)代燒結(jié)生產(chǎn)是抽風(fēng)燒結(jié)過程，即將鐵礦粉、熔劑、燃料、代用品及返礦按一定比例配成燒結(jié)混合料，添加適量的水分，經(jīng)過混合和制粒后鋪到燒結(jié)機(jī)臺(tái)車上，在一定負(fù)壓下點(diǎn)火，在強(qiáng)制抽風(fēng)的作用下，料層內(nèi)的燃料自上至下燃燒，產(chǎn)生熱量，混合料在高溫作用下發(fā)生一系列的物理、化學(xué)變化，部分散料熔化生成液相，冷卻后粘結(jié)周圍物料，最終固結(jié)生成燒結(jié)礦。 低溫還原粉化指數(shù) （ RDI） 增加 5%， 焦比增加 %， 產(chǎn)量下降%。 強(qiáng)度； 強(qiáng)度低 ， 5mm的比例增加 1%， 焦比%， 產(chǎn)量 — 1%。 如高爐塵 、 鐵皮和鋼渣等 燒結(jié)礦質(zhì)量對(duì)煉鐵的影響 含鐵品位： 品位增加 1%， 焦比降低 2%， 產(chǎn)量增加3%。應(yīng)當(dāng)指出，在特殊情況下，這個(gè)目的可能成為鐵礦粉造塊的主要任務(wù)。 例如加入某些物質(zhì)以改善鐵礦組成 ，最常用的是加入 CaO或 MgO以提高礦石堿度；在可能條件下加入還原劑碳測(cè)可改善礦石還原性質(zhì)；把鐵礦粉制成一種符合冶煉要求的單一原料是人們長(zhǎng)期研究的課題和追求的目標(biāo) 。 鐵礦粉造塊的意義 爐料在高爐內(nèi)經(jīng)歷物理化學(xué)反應(yīng) ， 要求它具有良好的冶金性能 ， 如還原性 ， 軟化性 ，熔滴性等 。 鐵礦粉造塊的意義 鐵礦粉造塊還要求燒結(jié)礦有很好的性能 ，由于現(xiàn)代煉鐵是大型作業(yè) ， 爐料翻倒次數(shù)多 ， 落差大 ， 制成塊礦要有高的冷強(qiáng)度 ， 如耐壓強(qiáng)度每個(gè)料塊要達(dá)到幾千牛 、落下強(qiáng)度 。 鐵礦粉造塊的意義 環(huán)保和回收 某些冶金工業(yè)粉狀產(chǎn)品及副產(chǎn)品 ， 不適于下一步工序要求或不便于運(yùn)輸 ， 為了使用及保存方便 ， 也常需要制塊操作；冶金工業(yè)中還有大量粉塵和煙灰 ， 為了保護(hù)環(huán)境及回收利用 ， 將這些粉塵造塊也是一常見現(xiàn)象 。 鐵礦粉燒結(jié) 馮根生 北京科技大學(xué) 鐵礦粉造塊的意義 對(duì)煉鐵具有重要的作用 煉鐵反應(yīng)大多在氣流與團(tuán)體填充料床之間進(jìn)行 ， 穩(wěn)定的操作要求填充床具有一定透氣性 ， 這就要求爐料必須具有一定粒度且粒度均勻 。 天然或加工的爐料 （ 鐵礦 、 熔劑及燃料 ） 往往不具備這樣的要求 ， 細(xì)粒散料造塊是滿足這一要求最主要的手段 。 鐵礦粉造塊的意義 鐵礦粉造塊規(guī)模大 貧鐵礦富選為鐵精礦粉的生產(chǎn)發(fā)展 ，使鐵礦粉的燒結(jié)及球團(tuán)成為規(guī)模最大的造塊作業(yè) ， 其物料處理量約占鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的第二位 （ 僅次于煉鐵生產(chǎn) ） ， 能耗僅次于煉鐵及軋鋼而居第三位 ， 成為現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)中重要的生產(chǎn)工序 。 燒結(jié)礦需要經(jīng)歷冶煉中的高溫過程 ， 要求一定熱強(qiáng)度 ， 即在高溫還原氣氛下具有耐壓 、 耐磨及耐急熱爆裂性能 。 鐵礦粉造塊的意義 鐵礦粉造塊已不是簡(jiǎn)單地將細(xì)粒礦粉制成燒結(jié)礦 、 球團(tuán)礦 ， 而是在造塊過程中采用一些技術(shù) ， 以生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的冶煉原料 。 鐵礦粉造塊的意義 鐵礦粉的造塊過程中，也可以脫除某些雜質(zhì)，主要是脫硫，在某些條件下可部分或大部分脫除鋅、砷、磷、鉀、鈉等。 鐵礦粉造塊的目的 （ 1） 將粉狀料制成具有化學(xué)成分穩(wěn)定 、 粒度均勻 、 良好的強(qiáng)度 、 還原性好 、 冶金性能優(yōu)良使高爐冶煉指標(biāo)得到改善的塊狀爐料 ， 以適應(yīng)高爐冶煉優(yōu)質(zhì) 、 高效 、低耗和長(zhǎng)壽的要求； （ 2） 通過造塊去除某些有害雜質(zhì) ， 如硫 、鋅等； （ 3） 回收有益元素達(dá)到綜合利用資源和擴(kuò)大煉鐵礦石原料資源 。 FeO含量： FeO含量變動(dòng) 1%， 焦比 1— %， 產(chǎn)量1— %。 燒結(jié)礦質(zhì)量對(duì)煉鐵的影響 還原性 直接還原度增加 10%， 焦比增加 8—9%， 產(chǎn)量下降 8— 9%。 軟化和熔滴性能的改善 改善高爐的透氣性 ， 提高產(chǎn)量 ， 降低焦比 。燒結(jié)是液相粘結(jié)的固結(jié)過程。 成礦層可分為冷燒結(jié)礦和熱燒結(jié)礦兩層 。 在燒結(jié)機(jī)尾部卸礦時(shí) ， 被擊碎而篩去進(jìn)入返礦 。 燒結(jié)過程 燃燒帶 主要反應(yīng)是燃料燃燒 ， 溫度可達(dá) 1100～1500℃ ， 混合料在固相反應(yīng)形成的低熔點(diǎn)礦物在高溫下軟化 ， 進(jìn)一步發(fā)展產(chǎn)生液相 ， 此層厚度在 15～ 50mm， 它對(duì)燒結(jié)礦的產(chǎn)質(zhì)量影響很大 ， 過厚影響燒結(jié)料層透氣性而導(dǎo)致產(chǎn)量降低 ，過薄則燒結(jié)溫度低 ， 液相數(shù)量不足 ， 燒結(jié)礦粘結(jié)不好 ， 燒結(jié)礦強(qiáng)度低 。 燒結(jié)過程 干燥預(yù)熱帶 混合料被燃燒帶下來的熱廢氣干燥和預(yù)熱 ， 特點(diǎn)是熱交換進(jìn)行得迅速劇烈 ，以致廢氣溫度很快從 1100一 1500℃ 降至60～ 70℃ 。 燒結(jié)過程 水分冷凝帶 (即過濕層 ) 由于上層廢氣中帶入較多的水分 ， 進(jìn)入本層時(shí) ， 溫度降到露點(diǎn)以下而冷凝析出 ， 料層過濕 ， 過濕出現(xiàn)的重力水破壞已造好的混合料小球 ， 從而影響燒結(jié)透氣性 。 燒結(jié)過程 混合料帶 處于料層的最下部 ， 在此帶的燒結(jié)混合料的物理化學(xué)性質(zhì)基本保持不變 。 運(yùn)用物理化學(xué) （ 熱力學(xué) 、 動(dòng)力學(xué) ） 研究燒結(jié)過程中固體燃料的燃燒 、 結(jié)晶水及碳酸鹽分解 、 鐵礦物的氧化還原 、 水分的蒸發(fā)和冷凝等基本反應(yīng)規(guī)律； 運(yùn)用傳輸原理 （ 流體力學(xué) 、 傳熱學(xué) ）研究燒結(jié)過程的氣體運(yùn)動(dòng)規(guī)律 、 料層透氣性和影響因素 ， 分析料層的溫度分布規(guī)律 、 蓄熱現(xiàn)象等熱量傳輸規(guī)律； 運(yùn)用結(jié)晶礦物學(xué)和物理化學(xué) 研究燒結(jié)過程的固相反應(yīng) 、 液相生成 、 冷凝固結(jié)的成礦過程規(guī)律 。 按粒度分類： 精礦粉、富礦粉。 燒結(jié)原料及特性 — 磁鐵礦 存在形態(tài)： Fe3O4；比密度 ，有金屬光澤，有磁性，理論含鐵量 %。表面顏色為銀灰或黑色，條痕為黑色。采用磁性率表示 百分比表示氧化程度。 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 ，平滑如鏡為鏡鐵礦 ， 條痕色為紅色 。 常見的碳酸鹽堅(jiān)硬 、 致密 ，密度為 ， 硬度為 ， 在空氣和水的作用下 ， 易轉(zhuǎn)變?yōu)楹骤F礦 。 燒結(jié)原料及特性 — 鐵精礦 天然礦石經(jīng)過破碎 、 磨碎 、選礦等加工處理的礦粉叫鐵精礦粉 。 鐵礦石的冶煉性能 強(qiáng)度 還原性 可燒性赤鐵礦 55 70 少 較好 軟、易破碎 易還原 差磁鐵礦 45 70 S 、 P 高 差 堅(jiān)硬、致密 難還原 良好褐鐵礦 37 62 P 高 好 軟、疏松 易還原 差菱鐵礦 30 45 少 差 易破碎 燒后易還原 差冶煉性能有害物質(zhì)實(shí)際含鐵量名稱 親水性燒結(jié)對(duì)鐵礦粉的要求 燒結(jié)對(duì)鐵礦粉的要求： 含鐵品位高、脈石含量少適宜造渣、有害雜質(zhì)地低、成分穩(wěn)定和粒度適宜。越高越好。越少越好。 富礦粉： 8mm 燒結(jié)原料及特性 — 熔劑 燒結(jié)加入熔劑的作用： 燒結(jié)加入堿性熔劑 ， 可以使得燒結(jié)礦熔劑化 ， 將煉鐵加入的部分熔劑在高爐內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)移到燒結(jié)中 ， 可以強(qiáng)化高爐冶煉 、 高爐造渣和降低焦比 。 燒結(jié)熔劑種類 堿性熔劑：含有 CaO和 MgO等堿性物質(zhì)的熔劑。 中性熔劑：含 Al 2 O 3的熔劑。 堿性熔劑： 有效熔劑性 = 簡(jiǎn)化可得有效熔劑性 = ? ? ? ?燒結(jié)礦熔劑熔劑 ????????????322322 OAlS i OM g OC a OOAlS i OM g OC a O? ? ? ?燒結(jié)礦熔劑熔劑 ????????22 S i OC a OS i OC a O燒結(jié)對(duì)熔劑的質(zhì)量要求 生石灰要求有一定活性度 ， 避免生燒和過燒 。 生燒：生石灰含有的未分解生石灰 。 燒結(jié)對(duì)熔劑的質(zhì)量要求 CaO含量： 石灰石： 5054%； 生石灰： 8085%； 消石灰： 6065%； CaO及 MgO含量： 白云石： 4552%； 輕燒白云石： 7080% 燒結(jié)對(duì)熔劑的質(zhì)量要求 SiO2