烧结生产工艺完全版本word资料28页

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第一篇烧结生产工艺1.1烧结常用名词解释I、品位一一物料中有用成份的重量与该种物料总重量之比的百分数，称该种物料的品位，如铁品位等2、堆重比一一包括孔隙体积的单位体积物料的重量3、料度——物料块度大小的量度4、合格率一一符合质量要求的物料重量占物料总重量的百分含量5、生产能力一一设备在单位小时内生产或运输物洋量6、烧结矿碱度一一烧结矿中碱性氧化物与酸性氧化物的比值，通常用二元碱度CaO/SiO2来衡量7、稳定率一一物料中的某种成分波动符合规定标准的数量与物料中该种成分的总数量之比的百分数，如品位稳定率等8、粒级一一松散物料借用某种方法分成若干粒度级别9、烧结一一将细粒（精矿）和粉状（粉矿）物料按一定比例配合起来，加水制粒后，经过高温作用在不完全熔化的条件下结成块状物料（烧结矿）10、作业率一有效作业时间与有效日历作业时间的比值II、烧结机利用系数一单位时间内烧结机每单位面积所生产的烧结矿的数量烧结机生产能力一Q=qXA q —利用系数t/m2・hA一有效烧结面积，m212、有效烧结面积一A=烧结矿年产量/365X作业率13、烧结矿质量合格率总厂量一未验品量一试验品量一出格品量烧结矿合格率= X100%总产量一未验品量一试验品量1.2生产工艺流程根据原料特性，选择相应的烧结方法、加工程序及工艺流程，以获得预期的产品，这一过程谓之烧结生产工艺选择过程。

选择生产工艺必须保证其技术上先进可靠、经济上合理，以获得先进的技术经济指标为目的在生产实践中，烧结生产工艺随原料条件，对产品质量要求和生产规模不同，其工艺流程也有差异图1—1所示为现行常用的烧结生产工艺流程烧结生产工艺流程通常由下列几部分组成：含铁原料、燃料和溶剂的接受和贮存；原料、燃料和溶剂的破碎筛分；烧结料的配制、混合制粒、布料、点火与烧结；烧结矿的破碎和筛分、冷却、整粒和铺底料对于大型中和料场，以保证所供原料物理性质、化学成分稳定烧结生产工艺流程大体可分为8个工序系统及其作用：1、受料工序系统一一主要包括翻车机（卸车机）受料槽、矿粉仓、熔剂仓、燃料仓等，其作用主要是负担原料的接受、运输和贮存2、配料准备工序系统一一包括燃料、熔剂的破碎、含铁原料的中和，其目的是为了准备好烧结原料3、配料工序系统一一包括配料仓、圆盘给料机、电子皮带秤，其目的是为了获得合乎要求的烧结矿4、混合工序系统一一包括热返矿圆盘、两次圆筒混合机，其目的是加水润湿、混云、预热和制粒5、烧结工序系统一一包括布料、点火、烧结，其任务是将混合烧结成合格的烧结矿6、抽风工序系统一一包括风箱、集尘管、除尘器、抽风机、烟囱等。

7、成品处理系统一一包括热破碎、热筛分、冷却、冷筛分，其任务在于分出返矿、冷却热矿获得粒度、温度适宜的烧结矿8、保除尘工序系统一一包括除尘管道、除尘器，其作用在于将各处扬尘点的废气，经过除尘器净化后排入大气，保护烧结厂区环境铁矿熔剂燃料高炉灰返矿 •成品烧结图1-1烧结生产工艺流程图1.2.1烧结原料基本知识1.2.1.1铁矿石种类合体根据含铁矿我厂烧结铁矿石主要由一种或几种含铁矿物和脉石组成，是各种矿物的机构组铁矿物的性质、铁矿主要有以下四种类型：磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿和菱用含铁原料主要是赤铁矿、褐铁矿和菱铁矿1、磁铁矿磁铁矿为主要压住含铁矿物，其化学分子式为Fe3O4也可以看作FeO・Fe2O3，理论含铁量为72.4%磁铁矿晶体为八面体，组织致密坚硬，外表颜色为钢灰色或黑灰色，难还原和破碎其显著特点是具有磁性当含铁量大于45%粒度小于5mm可用于烧结，含铁量小于45%或有害杂质含量超过规定范围时须经选矿处理方可用于烧结2、赤铁矿又称红矿，化学式为FeO3,理论含铁量70%赤铁矿组织结构多种多样，由致密的结晶组织到疏松分散的粉状，外表颜色为暗红色，其冶金性能较磁铁矿优越，当粒度V 5mm含铁量〉40%，可用于烧结。

有黄褐色、暗褐色及黑色，组织结构松软，比重小，但可烧性差，能耗大3、褐铁矿褐铁矿是含结晶小的Fe2O3,其化学式为mFe2O3・nH2O,外表颜色有黄褐色、暗褐色及黑色，组织结构松软，比重少，但可烧性差能耗大4、菱铁矿：FeCO3,理论含铁48.2%，组织结构坚硬致密、外表颜色呈灰色或黄褐铁，风化后为深褐色，其可烧性差，能耗大烧结生产对于铁矿粉的质量要求如下：①含铁品位高②脉石含量少③有害杂质含量少④粒度适宜强度艰⑤冶金性能好，铁矿粉或铁精矿性质如矿石种类，化学成分亲水性、粒度组成、含水量等对烧结过程及烧结矿的质量有十分重要影响，表1为涟钢烧结主要含铁原料的理化性质表1-1涟钢目前用含铁原料的理化性能原料名1木堆比重t/m水分%粒度0〜10 1一化学成分(％)1111FeSiO2 CaO)Mg() SP烧损纽曼粉2.15>90%64.5:3.50.12:0.140.010.042.5广湖粉1.712>90%63.44.20.91.90.03，0.08；0.00南非粉1.810>90%65.()3.10.12:0.110.13，0.041宝华粉1.810>90%67.5:2.10.1()0.050.010.03，0.75闽精2.312-200 目<80% 654.90.9()1.900.03，0.08；-1.001.2.1.2、碱性熔剂碱性熔剂主要含CaO、MgO是烧结过程和高炉冶炼过程的造渣物质。

烧结用碱性熔剂主要有：石灰石粉、白云石粉、生石灰、消石灰等我厂主要使用石灰石粉、白云石粉1、石灰石粉：其化学成分主要是CaCO3，理论含CaO56%，性脆，外表颜色为灰白色或青灰色，堆比重1.2〜1.6t/m3我厂要求CaON52%，SiO2＜2%，粒度0〜3 mmN90%2、白云石粉：其化学式为CaCO3・MgCO3，理论含CaO30.4%，MgO21.8%，外表颜色为灰白或浅黄色，我厂要求MgON17%，SiOW3%，粒度0〜3哑日90%3、生石灰：其化学式为CaO, 一般含CaO85%左右，外表颜色为白色，表面有裂纹，堆比重 1.4t/m3.4、消石灰：是生石灰与水作用的产物，化学式为Ca (OH) 2，堆比重0.55t/m3，烧结用消石灰含水要求＜15%.烧结生产对碱性熔剂的要求：①碱性氧化含量高；②硫、磷等有害杂质含量少；③粒度和水分适宜.1.2.1.3、固体燃料烧结常用的固体燃料有焦粉、无烟煤.1、焦粉：焦粉一般是在烧结厂由碎焦经对辊机、四辊机加工而成，碎焦来源于高炉用焦炭的筛下物及焦化厂焦炭破碎的筛下物.我厂对碎焦的质量要求有：灰分＜ 20%，挥发分＜ 10%，粒度0〜25哑，焦粉与无烟煤相比具有手感粗糙，发热值高，无光泽性等特点.我厂对于焦粉的质量要求有；灰分＜20%，粒度3〜0mmN85%，且小于0.5哑越少越好.2、无烟煤：无烟煤是各种炭化最好的煤，具有挥发分低的优点，无烟煤性脆好破碎，呈灰黑色，光泽很强，含水量低，无烟煤同其它煤种比较固定碳含量高，一般为70%〜80%，灰分为15〜20%，烧结使用的粒度要求小于3哑.烧结生产对于固体燃料的要求有：①固体碳含量高；②挥发份分低；③灰分低；④有害杂质含量少；⑤粒度要求3〜0哑粒级N85%.表1-2涟钢止前用碱性熔剂、固体燃料的理化性能原料名称石粉堆重比t/m31.2 〜1.6水分％3粒度<3虬 (%)85化学成分(%)Fe —SiO,1.3CaO53.1MgO1.9S—P—白粉1.3 〜1.6288—1.203119.5——焦粉0.610860.5257.730.710.750.1—1.2.2烧结设备知识生产离不开设备，烧结生产设备繁多，性能复杂.要搞好生产，必须了解设备的性能，维护保养好设备.烧结设备大致可分以下几类：1、运输设备一一含胶带机、链板机、振动输送机等，其任务主要是运输各种物料。

2、电气设备一一含电机、主要用于将电力转化为机械力使各种设备生产各种规定的运动或动作3、给料设备一一含圆盘给料机、圆辊布料器，其作用主要用于给料4、工艺设备一一含电子皮带科、圆筒混合机、烧结机、点火机、单辊破碎机、热矿振动筛、冷却机、主抽风机等，主要用于完成各项规定工艺任务以获得合乎高炉需要的烧结矿5、除尘设备一一含各种除尘器，主要用于烧结厂区的环保，确保职工的身体健康和保护自然环境1.2.3烧结原料准备烧结原料数量大，品种繁多，粒度及化学性质不均一为保证获得高产、优质烧结矿，精心准备烧结原料是一十分重要的生产环节原料准备一般包括：接受、贮存、中和混匀、破碎、筛分等作业1.2.3.1原料接受、贮存及中和混匀1、原料要求根据烧结厂所用原料来源及生产规模的不同，原料接受方式大致可分为四种1）沿海并主要使用进口原料的大型烧结厂，其所需原料用大型专用货船运输因此应有专门的卸料码头和大型'高效的卸料机，卸下的原料由皮带机运至原料场卸料机一般为门式，有卷扬滑车工绳索滑车工抓斗滑车和水平滑牵入式卸料车等2）距选矿厂较远的内陆大型烧结厂，可采用翻车机接受精矿粉和块状石灰等原料。

来自冶金厂的高炉灰，轧钢皮，碎焦及无烟煤，消石灰等辅助，以及少量的外来原料则用受料槽接收，受料槽的容积能满足10小时烧结用料量即可受料槽常用螺旋卸料机卸料生石灰可采用密封罐车或风动运输3）中型烧结厂（年产100〜200万吨烧结矿），可采用接受与贮存合用的原料仓库这种原料仓库一则，采用门型刮板，桥式抓斗式或链斗式卸料机，接受全部原料如果原料数量品种较多时，可根据实际情况，采用受料槽接受数量少和易起灰的原料4）小型烧结厂（年产20万吨以下的烧结厂）对原料的接受可因地制宜，采用简便形式；如用电动手扶拉铲和地沟胶带机联合卸车，电耙造堆，原料棚贮存；或设适当形式的容积配料槽，以解决原料接受贮存问题也可以在铁路的一侧挖一条深约2m的地沟，安装皮带机，用电动手扶拉铲直接将原料卸在皮带机上，再转运到配料矿槽或小仓库内2、原料贮存、中和混匀烧结厂用原料种类多，数量大，原料基地远且分散为了保证烧结生产连续稳定进行，烧结厂都设有原料场或原料仓库，贮存原料并进行中和混匀原料场的大小根据其生产规模，原料基地远近，运输条件及原料种类等因素决定图1—2所示为原料场的堆存，中和混匀作业示意图，它包括如下作业；图1-2原料场中'和混匀示意图 1〜8一配料槽；〜10—中和混匀矿5 4 3 2 1堆场；11—入槽皮带机系"12—定量给料装置；13〜14一堆料机；大多烧结厂都设有一次堆料场，各种物料从原料码头卸下后，直接用皮带运往一次料场，按品种，成份不同分别堆放并初步混匀。

1)设有中和料槽由取料机并通过皮带运输机将一次料场中的各种原料送入中和料槽，起贮存，配料，控制送料量提高混匀作业的效果2)设有混匀料通过配料槽进行中和作业的混和料，送往混匀料场，由堆料机沿料场的长度方向进行平辅堆积，堆积层数为2581(堆料机单程行走次数X同时切出槽数)然后沿料堆垂直面，用取样机切取料堆成对配制，一个在辅堆时另一个取样送烧结厂与矿槽设置原料场，可以简化烧结厂的贮矿设施及给料系统，也取消了单品种料仓，使场地和把中和料卸入料斗送往配料室原料仓库平辅载取示意图示1-3所示2541—漏矿设备的利用率得到善烧结厂的原料仓库，其中和作业则借助于移动漏矿皮带车和桥式起重机抓斗，将来料在指定地段逐层辅放当辅到一定高度后，再用抓斗自上而下垂直取样，-3 原料仓库平辅载取示意;2—桥式吊车；3—抓斗；4二中和料堆；5—卸料；6 —队运输皮带原料中和混匀效果的计算，目前尚无统一的方法常见的有最大值和最小值比较法，图象法和标准偏差法提高中和混匀效果的措施有：1、增加堆料层数，一般理论堆积层数大致在500层左右；2、合理选择配料组成来调整各种原料在料堆横截面内的位置，减少横向波动。

例如把品位相差最大的几种原料组合在一起，避免粒度较粗的和水分较大的原料最后入堆；杂副原料锰矿粉、炉尘等就应堆积在料堆横截面中部等措施，都能大大减低混匀料的成分波动；3、选择混合效率高的取料机；4、除去端部料也可提高混匀效果1.2.3.2原料的破碎、筛分烧结生产对溶剂和燃料的粒度都有严格要求，一般要求3〜0mm的含量应大于85%，而入厂的原料粒度上大于40mm，所以都需要在烧结厂内进行破碎与筛分1、料的破碎与筛分烧结厂所用的固体燃料有碎焦和无烟煤，其破碎流程是根据进厂粒度和性质来确定的当粒度小于25mm时可休用一段四辊破碎机开路破碎流程(图1-5(a))如果料度大于25mm，应考虑两段开路破碎流程(图示1-5(b))我国烧结用煤或焦粉的来料都含有相当高的水分(>10%)，采用筛分作业时，筛孔易堵，降低筛分效率因此，固体燃料破碎多不设筛分四辊破碎机是破碎燃料的常用设备当给料粒度小于25mm时，能一次破碎到3mm以下，无需进行检查筛分当给料大于25mm时，常用对辊破碎机作粗碎设备，把固体燃料破碎到15mm后再进入四辊破碎机碎至小于3mm n缓冲矿仓库 \ /缓冲矿仓库,■—'25 〜0mm " 80 〜0mm4〜mm厂')四辊破碎机厂-二15 〜0mm3〜0mm 粗破碎 v送配料四辊破碎3〜0mm配料(b)(a)图1-5燃料破碎筛分流程烧结用固体燃料为干熄焦，其含水低，不堵筛孔。

破碎采用设有预先筛分和检查筛分的两段破碎(见图1-6)第一段由反击式破碎机与筛子组成闭路，第二段采用棒机磨机，可减小过粉破，但劳动条件较差 15mm反击式粗筛粗筛—15mm15 〜4mm4 〜0mm"棒磨4 〜0mm (3〜1 r图1-6焦粉破碎工艺流程^/^2、熔剂的破碎与筛分烧结厂常用石灰、白云石均需破碎，图1-4为常用的在两种破碎工艺流程图0mm)占 80原矿筛上＞3 mm筛卜 V3mm原矿图1-4熔剂破碎筛分流程流程(a)为一段破碎与检查筛分组成闭路流程，筛下为合格产品，筛上物返回与原矿破碎流程(b)设预先筛分与破碎组成闭路流程，原矿首先经过预先筛分分出合格的细粒级，筛上物进入破碎机破碎后返回与原矿一起进行筛分两种流程比较，流程(b)只有当给矿中3 0mm的含量较多(大于40%)时才使用，但因筛孔小，特别是含泥质的矿石，筛分效率低此外，给矿中大块多，筛网磨损加快而且石灰石原矿中3 0mm的负荷作用不大所以目前烧结厂多采用(a)流和破碎熔剂熔剂破碎的常用设备有锤式破碎机和反击式破碎机锤式破碎机具有产量高破碎比大，单位产品的电耗小和维护比较容易的特点锤式破碎机按转子旋转方向有可逆式和不可逆式两种，可逆式破碎机能延长锤头寿命和保证破碎效率。

锤头与篦条间隙对产品产量和质量有显著影响，间隙愈小，产品粒度愈细经常保持间隙在职10 20mm时就可获得较高产量和较好质量水分是另一个影响破碎效率的重要因素，当原料水分大于3%时，因篦缝堵塞，而影响破碎能力，产品合格率降低反击式破碎机，属于冲击能破碎矿石的一种设备，与其它型式破碎机比，其设备重量轻，体积小，生产能力在，单位电能消耗低，较适合熔剂细破碎与破碎机组成闭路所用的筛子多休用自定中心振动筛，也有采用惯性筛或其它类型的振动筛，筛网有单层的双防止大块料对下层细网筛冲击，以提高筛子作业率，对提高下层筛的筛分效率也有一定作用我国烧结厂的石灰破碎在多在厂内进行，日本、美国和法国等国则多在矿山进行，破碎后的石灰石转动烧结厂料场1.2.4配料的目的和要求烧结厂处理的原料种类繁多，且物理化学性质差异也甚大为使烧结矿的物理性能和化学万分稳定，符合冶炼要求，同时使烧结料具有良好透气性以获得较高的烧结生产率必须把不同成分的含铁原料、熔剂和燃料等烧结生产实践证明，配料发生偏差是影响烧结过程正常进行和烧结矿产质量的重要因素固体燃料配入量波动02%，会使烧结矿的强度和还原性受到影响，烧结矿的铁量和碱度波动就会影响高炉炉温和造渣制度，严重时，会引发高温悬料、崩料现象。

因此各国d都非常重视烧结矿化学成分的稳定性我国要求土 0.5〜0.1%，CaO/SiO2± 0.05〜0.10；日本要求：TFe ±0.3〜0.4，CaO/ SiO2 ±0.03，FeO±0.1%， SiO2 ± 0.2%首先根据冶炼对烧结矿化学成分的要求进行配料计算，以保证烧结矿的含铁量、碱度、S 含量、FeO等主要成分控制在规定范围内，然后选择适当的配料方法和设备以保证配料的精确性1.2.5 配料方法配料的精确性在很大程度上取决于所采用的配料方法目前有两种配料方法，即容积配料法和重量配料法1容积配料假设物料堆积密度一定的情况下，借助于给料设备控制其容积达到配料所要求的添加比例为了增加其精确性，经常辅助以重量检查该法的优点是设备简单，操作方便，因此我国烧结厂仍有不少采用此法但由于物料的堆积密度随料度等因素的变化而发生波动，致使配料产生较大误差为了提高容积配料的准确度，各烧对厂采取许多措施，如安装给料圆盘的中心仓中心应相吻合；保持料仓的料位在一定高度，且物料应均匀分布；严格控制物料料度和水分波动等，基本上可满足烧结生产的要求由于容积配料法是靠人工调节圆盘给料机闸门开口度的大小来控制料量的，准确度差，且调整时间长，对配料精确度影响大重量检查的劳动强度亦相当大，难于实现自动配料。

因此在严格质量管理的今天种配料方法已不能适应技术进步和形式发展的要求2 重量配料法是按原料的重量来配料，它借助于电子皮带秤和调速圆盘，通过自动调节系统来实现图1-7为重量配料系统控制图，由电子皮带秤出称量皮带的瞬时料量信号，信号输入圆盘调整系统，调节部分根据给定值和电子皮带秤测量值的偏差，通过自动调节圆盘转速以达到给定的料量与容积配料比较，重量法易实现自动配料，精确度高生产实践证明，当负荷50%时，重量配料法精确度为了 1.0%，而容积配料法为名5% 我国近期新建的大型烧结厂多采用重量配料法I外扰测控量I制值检出部分量（电子皮带称）Q t图1-7重量配料目前国外已有按化学成分配料法此法是有x射线萤光分析仪对原料进行化学成分分析，根据化学成分确定各种物料的最佳配比1.2.6烧结料的混合与制粒1.2.6.1混合的目的和要求混合作业的目的有二个作用：一是将配合料中的各组分仔细混匀，从而得到质量较均匀的烧结矿；二是加水润湿和制粒，得到粒度适宜，具有良好透气性能烧结混合料根据原料条件的不同，其混合作业可采用两段式混合或一段式混合两段混合是将配合料依次在两台设备上进行一次混合的主要任务是加水润湿和混匀，使混合料中的水分、粒度及物料中各组分均匀分布，当加入热返矿时，它还可以将混合料预热。

二次混合除有继续混匀的作用外，主要任务是制粒，同时还可以通入蒸汽预热混合粒加强混合过程中的制粒，使细粒粘附在核粒子上，形成粒度大小一定的拟似粒子，可改善烧结粒层的透气性，获得较高的烧结生产率一段混合工艺在现代的烧结厂已很少采用，另有少数烧结厂采用一、二次混合合并型，延长混合机长度以保证有足够制粒时间日本一些烧结厂，由于混合制粒时间不够，甚至增加了第三次混合1.2.6.2混合效率和制粒效果的评价混合作业效果，主要从两个方面来衡量一方面以混合前后混合粒各组分的波动幅度来衡量，通常称为混合效率另一方面是对比混合前后混合料粒度组成的变化，谓之制粒效果1混匀效率；混合料的混匀效率，常用(1-1)式表式：(1-1)K最小n = K最大式中K最大一混合料均匀系数的最大值；K最小—混合料均匀系数的最小值混匀效率愈接近1，说明混合效果愈好混匀系数K按(1-2)式求出：C1K1 = —CCnKn =—n C (1-3)式中K1，K2，…K __各试样中的均匀系数；C1，C2 -C —某一测—式项目在所取试样中的含量，％¥ + …，Cn，C = % (1-4)N此外，混匀效果还可以用平均系数来表示先按(1-4)式计算出各试样的均匀系数，然后按(1-5)式计算平均系数K 0Z ( K — 1) + Z (1— Ks)K = d (1-5)on式中 Ko——平均均匀系数，愈接近零，混匀效果愈好；Ks——各试样均匀系数小于1的值；Kd 试样均匀系数大于1的值。

上述两种方法比较，后者是一组试样的所有值均参加计算，而前者仅最小值大值参加计算，故前者欠准确，后前较全面2. 制粒效果；制粒效果以混合料的粒度组成来料表示，可按（1-6）表式求得每一粒级的产率，然后给出粒度特性曲线QB = — X100% （1-6）e/o式中 B——某一粒级的产率，%；Q ——某一粒级的出量，kg ；Qo 试样总量，kg ；比较制粒后某一粒级的产率的增量来评价制粒效果，也可以用制粒前后烧结混合料的平均粒度的增值来表示1.2.6.3影响混合制粒的因素1 .原料的性质对烧结料混合制粒过程有影响是矿物的粒湿性、粒度与粒度组成和颗粒的形状等在混合制粒过程中，依靠颗粒间的毛细水作用，使粒子相互聚集成小球，易润湿的矿物在颗粒间形成的毛细力强、制粒性能好铁矿物的制粒性能依次是褐铁矿、赤铁矿、磁铁矿含泥质的铁矿物易成球对烧结混合料制粒小球的结构研究表明，球粒一般是由核颗粒和粘附细粒组成称之为 “准颗粒”准颗粒”的形成条件与粒度组成有密切关系早期的研究是以小于0.2mm颗粒作为粘附细粒，在于0.7mm作为核颗粒理想的为1~3mm作核，0.25~1.0mm的中间颗粒难于粒化，越少越好。

对于铁精矿烧结，配加一定数量的返矿作核颗粒，要求返粒度上限最好近控制在5〜6mm以下此外，在粒度相同的情况下，多棱角和形状不规则的颗料比球形表面光滑的颗粒易成球，且制粒小的强度高2.加水量及加水方式添加到混合料中的水量对混合料成球及透气性有很大影响，不同混合料适宜加水量也不一样研究表明，细粒粉状物料的成粒化，是从粒子被水润湿并形成足够的毛细力后才开始的水对烧结混合料制粒过程的作用可区分为三个阶段在低水量区（I），由于添加水被粒子表面吸附，还末能形成有足够力使散状物料聚集成球粒烧结料透气性停留在低水平上，烧结过程无法进行随着水量增加粒子间开始充填毛细力作用下，细粒粉末开始粘附在核粒子上形成粘附层，并不断长大形成“准颗粒”这为制粒区（II），制粒区所需水量为有效制粒水（混合料总水分去除吸湿水后的剩余部分）庭结混合料制粒在很大程度上受有效水影响图画1-8是有效制粒水与混合料制粒后的平均粒径、透气性之间关系两种不同的铁精矿在这一制粒区呈现相同规律，确立了有效制粒水与制粒过程的关系，其制粒效果是受水的添加量制约的当水量继续增加时，过剩的水填满小一球之间的孔隙，小球粒将会发生变形和兼并，使料层孔隙下降，透气性恶化，这是烧结不希望的过湿区（III）加水方式是提高制粒效果的重要措施之一。

一次混合的目的在于混匀，应在沿混合机长度方向均匀加水，加水量占总水量的80%〜90%二次混合的主要作用是强化制粒，加水量仅为10%〜20%分段加水法能有效提高二次混合作业的制粒效果，通常在给料端用喷射流使水形成小球核，继而用市压雾状水，加速小球长大，距排料端1米左右停止加水，小球粒紧密、坚固前苏联南方休选公司二次混合采用分段加水后，混合料＜1.6mm降低了 17%，透气性提高了 15%某些烧结厂混合机的加水管改成渐开式，给水时米用高压空气，改善水的雾化，提高了制粒效果透气性指数粒经制粒水——►图1-8制粒水与粒度、透气性关系3. 混合时间为了保证烧结料的混匀和制粒效果，混合过程应有足够的时间70年代初，世界各国的混合制粒时间大部分为2.5〜3.5分钟，即一次混合1钟，二次混合1.5〜2.5分钟国外最近新建厂则把混合时间延长至4.5〜5分钟或更长，生产实践证明混合制粒时间在5分钟之前效果最明显但日本釜石厂的混合时间长达9分钟混合作业大都采用圆筒混合机，其混合时间按（5-7）式计算Lt= （1-7）60V式中 t 混合时间，min；L 混合机长度，m；V 料流速度，m/s。

2 n RnV = • tga=0105R・n・tga （1-8）60将（1-8）代入（1-7）则得；Lt= （1-9）0 - 105R* n* tga式中 R 圆筒混合机半径，m；n 圆筒混合机转速，r/min；a 圆筒混合机倾角由（5-9）式可以看出，混合时间与混合机长度、转速和倾角有关增加混合机的长度，无疑可延长混合制粒时间，有利于混匀和制粒与烧结机大型化配套，目前圆筒混合机也能向大型化发展，经径已达4〜5m，长度为21〜26m不等混合机转速决定着物料在圆筒内的运动状态计算表明，混合机的临界转速为30/ Ri/min一次混合机转速为临界0.2〜0.3倍；二次混合机转速为临界转速的0. 25〜0. 35倍混合机的倾角决定着物料在机内停留时间，一次混合机其倾角在2. 5〜4°之间，二次混合机倾角应不大于2. 5°4. 混合机的充填率充填率是以混合料在圆筒中所占体积来表示充填率过小时，产量低，且物料相互之间作用力小，对混匀制粒不利，充填率过大，在混合时间不变时，能提高产量，但由于料层增厚，物料运动受到限制和破坏，对混匀制粒也不利一般认为一次混合机的充填率为15%左右，而二次混合比一次混合的充填率要低些。

5. 添加物生产实践表明，往烧结料中添加生石灰、消石灰、皂土等，能有效提高烧结混合料的制粒效果，改善料层透气性此外，近期国内外研究有机添加物应于强化烧结混合料制粒也取得明显效果，包括腐植酸类、聚丙稀酯类、甲基纤维素类等1.2.7混合料烧结烧结作业是烧结生产工艺的中心环节，是检验并反映上述工艺质量的一个工序，也是烧结生产最终产品的工序采用带式烧结机抽风烧结时，其工作过程如下：当空台车运行到烧结机头部的布料机下面时，辅底料和烧结混合依次装在台车上，经过点火器时混合料中的固体然料被点然，与此同时，台车下部的真空室开始抽风，使烧结过程自上而下地进行，控制台车速度，保证台车到达机尾时，全部料都已烧结完毕，粉状物料变成块状的烧结矿，当台车从机尾进入弯道时，烧结矿被卸下来空台车靠自重或尾部星轮驱动，沿下轨道回到烧结机头部，在头部星轮作用下，空台车被提升到上部轨道，又重复布料、点火、烧卸矿等工艺环节1.2.8布料1 .辅底料首先往烧结台车的篦条上辅上一层10〜25mm烧结矿作辅底料，其厚度约为30mm然后再在其上布烧结混合料辅底料的主要作用有：①可防止烧结时然烧带的高温与篦条直接接触，保护篦条延长使用寿命，而且还可以防止烧结矿粘篦条、减少散料改善环境；②有过滤层作用，可防止细粒粉进入烟道气，减少烟气中的灰尘含量，可延长风机转子使用寿命；③保持有效抽风面积，使气流分布均匀，改善烧结过程的真空制度。

表1-1所示指标表明，采用辅底料工艺，烧结机利用系数提高，且质量也有所改善2.烧结料布料烧结混合料布在辅底料的上面，布料时要求烧结混合料的粒度、化学组成及水等沿台车宽度均匀分布，料面平整，并保持料层具有均一的良好的透气性；另一方面，烧结混合料的粒度较粗，在1〜10mm之间，对于烧结过程而言，布料时产生一定的偏析是有好处的，即沿料层高度其粒度自上而下逐渐变粗，碳的分布自上而下减少，可改善料层的气体动力学特性和热度，提高烧结矿质量表1-1有辅底料与无辅底料主要烧结技术指标利用系数混合料粒度热返矿粒度转鼓指数烧结矿细粒级返矿残碳(t/m2 • h) >25mmV3mm (%) >5mm (%)含量V5mm(%)条件（二混后％）有辅底料1.2 〜1.4 47.08. 73 到 809. 100. 95无辅底料1. 14 〜1.22 36.547. 0 77〜7911. 931.28近年来，国外许多烧结厂对布料技术进行了不少改进，使其满足布料的填充密度及料层结构的合理性、稳定性和化学成分的均匀性日本新铁公司在生产上采用两套新型布料装置一是该公司君津和广烟厂的条筛和溜槽布料装置，条筛上的棒条横跨烧结机整个宽度，混合料的粗粒从棒条上通过，然后落向篦条，从而形成上细下粗的偏析；另一种是八幡厂的格筛式布料装置（ISF），筛棒自起点成三层散开，棒间距离逐渐增大，每条筛各自作旋转运动，以防止物料堆积在筛面上。

这种首先是较大粗颗粒落在篦条上，随后布料的粒度就愈来愈小为了改善料层透气性，国内外一些烧结厂采用松料措施，比较普遍的在反射下边，在料中部的位置上沿水平方向安装一排或多排30〜40mm钢管，称之为“透气棒”钢管间距离为150〜200mm，辅料时钢管被埋上，当台车离布料器时，那些透气棒原来所占的空间被腾空，料层形成一排排透气孔带，改善料层透气性在我国自1979年乌鲁木齐钢铁厂成功使用这一技术后，首钢、西林、梅山冶金公司、宝钢等烧结厂先后使用了水平松料器，均使料层升高，产量提高，能耗下降的良好效果如西林钢铁厂，料高从250mm增加到320mm，利用系数从1. 12提高到1. 35/m2 - h,燃耗下降了 5kg/t烧结矿宝钢应用后，产量增加3.8%，转鼓强度了 2.3%，粉降低1. 04kg/t烧结矿1.2.9 烧结点火与保温1 •点火目的与要求点火的目的是供给混合料表层以足够的热量，使其中的固体然料着火然烧，同时使表层混合料在点火器内的高温烟气作用下干燥、脱碳和烧结，并借助于抽风使烧结过程自上而下进行点火好坏直影响结过程的正常进行和烧结矿质量为此，烧结点火应满足如下要求：有足够高的点火温度；有一定的点火时间；适宜的点火负压；点火烟气中氧含量充足；沿台车宽度方向点火要均匀。

2.影响点火过程的主要因素⑴点火时间与点火温度的影响；为了点燃混合料中的碳，必须将混合中的碳加热到其燃以上，因此点火火焰须向碳提供足够的热量Q= h - A(T —T )t式中Q一点火时间内，点火器传递给烧结料表层的热量，KJ；A一点火面积，m2；h一传热系数，kJ/m2 . min C；T —火焰温度，C；T；—烧结混合料的原始温度，C； t 一点火时间，min1-10)式可以看出，为了获得足够的点火热量，有两种途径：一是提高点火温度，二是延长点火时间14001200点火温度,C 1000— 点火界线800600111 306090时间，s图1-9点火度和点火时间的关系O一烧结过程能进行的点火条件；X—烧结过程不能进行的点火条件图1-9的点火温度与点火时间关曲线表明，点火温度一定时，相应的点火时间也有一个定值，才能确保表层烧结料有足够热量使烧结过程正常进行延长点火时间，虽然可使烧结料得到更多热量，这对提高表层烧结矿的强度和成品率有利，但同时也会增加点火燃料消耗这种办法对料层较薄时有一定积极作用，现在烧结料层高度有了很大提高，表层烧结所占整个烧料层的比例很小因此，采用延长点火时间和增设保段来改善烧结质量的方法也就不那么重要了若提高点火温度，点火时间可相应缩短，目前国内外研制的许多新型点火器，都是采用集中火焰点火，可以有效地使表层混合料在较短时间内获得足够热量，还可以降低点火燃耗。

所谓点火强度是指单位面积上的混合料在点火地这程中所需供给的热量或燃烧的煤气量QJ = (1-10)60.V.B式中J一点火强度，kJ/m2；Q 一点火段的供热量，kJ/h；V— 烧结台车的正常速度，m/min；B一台车宽度，m点火强度主要与混合料的性质，通过料层风量和点火器热效率有关日本普遍用低风箱压点火，点火强度J=4200KJ/m2，最低川崎公司J=27000kJ/m2，我国采用低风箱负压 (1960P ) J=3900KJ/m2料层表面所需热量由点火器供给点火器的供热强度是指在正常的点火时间范围内，给单位点火面积所提供的热量，它与点火强度的关系式如(1一11 )式所示一 = kJ/m2 min； (1-11)t 60. V .B. t根据测定的结果，点火深度基本上与点火器的供热泪盈眶强度成正比点火供热强度高，点火料层厚度大，高温区宽，表层烧结矿质量好但烧结速度减慢为了把有限的点火热量集中在较窄的范围内，以提高料层表面的燃烧温度，点火器供热强度不宜太高，通常以 29000〜58600KJ/m2 - min 为宜3) 烟气含氧量的影响烟气中含有足够的氧可保证混合料表层的固体燃料充分燃烧，这不但可以提高燃料利用率，而且也可提高表层烧结的质量。

假若烟气中的含有氧量不足，固体燃料燃烧推迟，一方面会使表层供热不足，另一方会影响垂直烧结速度，产量下降根据前苏联经验当点火烟气中的氧量为13%时，固体燃料的利用率与混合料在大气中烧结时相同在氧含量为3〜13% 时范围内，点火烟气增加1%的氧，烧结机利用系数提高0.5%，燃料消耗降低收入0.3 kg/t 烧结矿根据•卡帕林的计算不同固体燃料耗的条件下，碳完全燃烧所需的点火烟气中最低含量时表明，当燃料单耗40 k/t烧结矿和成品率为67%时，最低氧含量为8.1%，当燃料单耗为67 k/t烧结矿和成品率为60%时，点火烟气中的氧含量不应低于12.2%提高点火烟气中的氧含氧的主要措施是：(1) 增加燃烧时的过剩空气量，点火烟气中的含氧量与过剩空气量可用下式计算：0. 21(a—1) LQ2= X100%Vn式中 Q2 烟气中含氧量，%；a-过剩空气指数；L一理论燃烧所需空气量m3 /m3 ；标标V・燃烧产物的体积，m3 /m3 ；!由(1-12 )式中可看出，点火烟气中的含氧量随过剩空系数的增大而增加，图1-11为不同的点气体燃料的烟气含量与过剩空气系数的关系这些曲线表明，提高过剩空气量使烟气中氧含量增加的办法，只适用于高热值的天然气或焦煤气，对低热值的市炉煤气或混合煤气，其过剩空掘量要大受限制。

3 4/页151051图1-11气体燃烧产物含量与过剩空气系数的关系曲线1〜3一天然气；曲线2〜4焦炉煤气；曲线5〜6高炉煤气(2) 利预热空气助燃；利预热空气助燃不但可节省燃料，而且也是提高烟气氧浓度的方法3) 采用富氧空气点火无论对高温热值煤气或热值较低的煤气，富氧点火都是提高烟气含量的重要措施，点火烟气中含氧量增加到9〜10%，氧消耗为3. 5m3/t烧结矿生产率可提高 2.5%〜4.5%，固体燃耗可降低10kJ/t烧结矿但是采用富氧空气费用，而且氧气供应困难2. 点火技术的改进我国采用厚料层烧结工艺，50年代所建的烧机点火器大都使用DW—III环缝低压涡流烧嘴，已不能适应了自70年代后期着手新型点火器研究，点火燃耗大幅度降低每吨烧结矿点火从70年代中期每吨烧结矿耗的418. 7MJ，到1985年全国重点企业已下降至242. 8MJ， 1990年为164MJ；武钢90m2烧结机的点火燃耗仅为56MJ而国外的先进水平每吨烧结矿的燃料单耗已降至40MJ以下，日本千叶厂使用线式烧嘴后又创造了点火燃耗12. 5MJ的先进水平近年来国内外烧结点火技术进步表现在：采用高效低燃耗的点火器、选择合理的点火参数、合理组织燃料燃烧。

高效低燃耗点火器的特点：①采用集中火焰直接点火技术，缩短点火器长度，降低点火强度，通常为29〜5. 86 (MJ/m2.min)；②使用高效的烧嘴，缩短火焰长度，降低炉膛高度 (400〜500mm)，点火器容积缩小，热损失减少；③降低点火风箱的负压，避免冷气吸入，沿台车宽度方向的温度分布更加均匀1.2.10烧结矿处理从烧结机上卸下的烧结饼，都夹带有未烧好的矿粉，且烧结饼块度大，温度高 600〜1000C，对运输、贮存及高炉生产都有不良的影响因此，需进一步处理处理流程有热矿和冷矿两用人才种，如图1-13所示热矿流程(a)，已很少采用了烧结厂大都采用冷矿流程(b)，它包括：破碎、筛分、冷却和整粒1.2.10.1烧结矿的破碎筛分生产实践证明，不设置破碎筛分作业时，大块烧结矿不仅堵塞矿槽，而且在冶炼过程中，在高炉的上、中部未能充分还原进入炉缸，破坏了炉缸的热工制度，造成焦比升高若不筛除末，不仅仅影响烧结矿的冷却，粉末进入高炉内会恶化料柱透气性，引起煤气分布不均，炉况不顺，风压升高悬料崩料，高炉产量下降据统计烧结矿中的粉末每增加1%高炉产量下降6〜8%，焦比升高，大量炉尘砍出会加速炉顶设备的磨损和恶化劳动条件。

烧结矿一 5哑的粉末减少10%，可降低焦比1.6%，产量增加76%，因此，在烧结机尾设置破碎筛分作业，对烧结厂和炼冶厂都是十分必要的热烧结矿破碎筛分热返矿成品高炉热烧结矿破碎筛分热返矿冷却筛分(a) 二次返矿成品图1-13烧结矿处理流程 (b) 高炉目前我国烧结厂普遍采用剪切式单辊破碎机，它具有如下优点：①破碎过程中的粉化程度小，成品率高；②结构简单、可靠，使用维修方便；③破碎能耗低热烧结矿的筛分，国内多采用筛分效率高的热矿振动筛，这种设备能有效地减少成品烧结矿中粉尘，可降低冷却过程中的烧结矿层阻力和扬尘同时所获得的热返矿可改善烧结混合料的粒度组成和预热混合料，对提高烧结矿的产质量有好处但热矿筛也有缺点，因在高温下工作，振动筛事故多，降低工资烧结机作业率因此，近年来设计投厂的大型烧结机取消了热矿筛，烧结矿自机尾经单辊破碎后直接进入冷却机冷却1.2.10.2 烧结矿的冷却1.冷却意义；将炽热的烧结矿(700〜800°C)冷却至100〜150°C，有如下好处；(1) 冷烧结矿便于整粒，为高炉冶炼提供粒度均匀的产品，可以强化高炉冶炼，降低焦比，增加产量；(2) 冷矿可用胶带机运输和上料，适应高炉大型化的要求；(3) 可提高高炉炉顶压力，延长烧结矿仑和高炉炉顶设备的使寿命；(4) 采用鼓风冷却时，有利于冷废气的余热利用；(5) 有利于改善烧结厂和冶炼厂的厂区环境3 .冷却方法；烧结矿的冷却方式主要有鼓风冷却、抽风冷却和机上冷却几种。

抽风冷却采用薄料层(H <500哑)，所需风压相对要低(600〜750pa)，冷却机的密封回路简单，而且风机功率小，可以用大风量进行热交换，缩短冷却时间，一般经过20〜30min，烧结矿可冷却到100°C左右抽风冷却的缺点在天，风机在含尘量较大、气体温度较高的条件下工作，叶片寿命短，且所需冷却面积大，一般冷却面积与烧结面积比为1.25〜1.50，不能适应烧结设备大型化的要求另外，抽风冷却第一段废气温度较低(约150〜200°C)，不便于废热回收利用鼓风冷却采用厚料层(H=1500哑)，低转速，冷却时间长约60分钟，冷却面积相对较小，冷却面积与烧结面积双为09〜12冷却后热废气温度为300〜400° C，较抽风冷却废气温度高，便于废气回收利用鼓风冷却的缺点是所需风压较高，一般为2000〜5000pa，因此必须选用密封性能好的密封存装置抽风冷却与鼓风冷却比较，各有优缺点，但总的看来，鼓风冷却优于抽风冷却，在新建的烧结厂中，抽风冷却已逐渐被取代带式冷却机和环式冷却机是比较成熟的冷却设备，在国外获得广泛的应用它们都有较好的冷却效果，两者比较，环式冷却机具有占地面积小，厂房布置紧凑的优点。

带式冷却机则在冷却过程中能同时起到运输作用，对于多于两台烧结机的厂房，工艺便于布置，而且布料较均匀，密封结构简单，冷却效果好机上冷却是将烧结机延长后，烧结矿直接在烧结机的后半部进行冷却的工艺，其优点是单辊破碎机工作温度低，不需热矿筛和单独的冷却机，可以提高设备作业率，降低设备维修费，便于冷却系统和环境的除尘目前，烧结冷却方式与设备的研究日趋深入，这一技术经过20多年的发展，取得显著的进步，新的冷却技术和设备不断涌现但不管采用什么样的设备，除具有良好的冷却效果外，还应具备如下条件：冷却能耗低，且应为烧结生产式序耗的降低创造条件；有利于废热回收利用；环境污染要小；便于检修和操作，占地面积小4.影响烧结矿冷却的因素；影响烧结矿冷却比较显著的参数有：冷烧比、风量、风压、料层厚度、烧结矿块度及冷却时间等1.2.10.3烧结矿的整粒随高炉的现代化，大型化和节能需要，对烧结矿的质量要求越来越高烧结矿整粒技术就是随技术发展而逐步发展完善的一项技术，近年来国内新建的烧结厂大都设有整粒系统，一些老厂的改造也增设了较完善的整粒系统设有整粒系统的烧结厂一般烧结矿从冷却机卸出后要经过冷破碎，然后经2~4次筛分，分出一5mm粒级作返矿，10~20mm (或 15〜25mm)作辅低料，其余的为成品烧结矿，成品烧结矿的粒度上限一般不超过50mm经过整粒的烧结矿粒度均匀，粉末量少，有利于高炉冶炼指示的改善。

如德国萨尔吉特公司高炉，使用整粒后的烧结矿入炉，高炉利用系数提高了 18%，每吨生铁焦比降低20 kg，炉顶吹出粉尘减少，延长了炉顶设备的使用寿命烧结厂的整粒流程各异，大型烧结厂多采固定筛和单层振动筛作四段筛分的整粒流程，如图1-13为单层筛分三段整粒流程筛孔50 mm图1-15采用单筛作三段筛分的流辅底料L 18~25 mm / v 9~15 mm/ 5~6 mm ►返矿成品图1-14采用固定筛和单层振动筛作四段筛分的流程图程图目前，世界各国对烧结矿的整粒都很重视，整粒流程也日臻完善1.2.11烧结矿质量评价评价烧结矿的质量指标主要有：化学成分及其稳定性、粒度组成与筛分指数、转鼓强度、落下强度、低温还原粉化性、还原性、软熔性等表1-2为冶炼部1991年颁布我国优质烧结矿的技术标准YB/T-006-91项目名称化学成分物理性能冶金性能TFeFeO碱度 R=CaO/SiO2S转鼓指数T(+6. 3 m筛分指数 )(-5 m)还原粉化指RD](3. 15 m)还原度指数RI指标N54<10N1. 60.04N70<6. 0N60N65允许波动范围±0.5±0.05' ——————注：TFe和R基数的确定：有混匀料场的，以每一料堆为一个基数；无混匀料场的，每月基数变动不大于二次表1-2 我国优质铁烧结矿的技术指标(YB/T-006-91)1.2.11.1化学成分及其稳定性成品烧结矿的化学成分主要检测：TF，FO，CO，SiO，MgO，AT O，MnO，TiO， e e a 2 2 3 2S，P等。

要求有用而份要高，脉石忝分要低，有定点害杂质(S、P )要少众所周知，炉矿石含铁品位与高炉冶炼的关系，提高含铁品位 1%，高炉矿焦比下降 2%,产量可提高3%同时要求各成分的含量波动范围要小，根据冶金部1991年颁发的《烧结矿技术标准》规定：TFe± 0. 4%，碱度R + 0.05S和P是与铁的有害元素，矿石中含硫升高0. 1%，高炉焦比升高5%而且硫会降低生铁流动性及阻止碳化铁分解，使铸件易产生气孔硫会大大降低钢的塑性，在热加工过程出现热脆现象因此要求成品烧结矿的S和P含量越小越好此外，Cu，Pb，Zn，As，F及碱土金属对钢铁质量和高炉生也有不良影响现代高炉对于烧结矿的质量要求可以概括六个字“高、熟、匀、稳、小、净”其含义如下：高一品位高强度匀一粒度均匀熟一熟料比高少一粉末少稳一化学成分稳定净一有害杂质含量此外还要求冶金性能好1.2.11.2粒度组成与筛分指数筛分指数测定方法是：取100 kg试样，等分为五分，每份20 kg，用筛孔为5X5哑的摇筛，往复摇动10次，以V5哑出量计算筛分指数100 — AC= X100%10 0式中 C 一筛分指数，%；A—大于5哑粒级的量，kg。

我要求烧结矿筛分指数CW 6. 0%，球团矿＜5%1.2.11.4转鼓强度转鼓强度是评价烧结矿抗冲击和耐磨性能的一项重要指标目前世界各国的测定方法尚不统一，我国根据ISO标准，制定了 GB3209-87取代YB-421-77的国家标准GB3209标准采用的转鼓为1000X500哑，内有两块成180°的提升板(见图1-15)，装料15 kg，转速25 (r/min)，转200转，鼓后采用机械摇动筛，筛孔为6. 3X6.3哑，往复30 次，以＜6.3哑的粒度级表示转鼓强度检验结果的计算公式为：m1转鼓强度T =——X100%mOm — (m1+m2)X100%抗磨强度A = mm式中 m 一入鼓质量，kgm 1 —转鼓后+ 6.3哑粒级部分质量，kgm2 —转鼓后一6. 3 + 0. 5mm粒级部分质量，kgT、A均为两位小数，要求TN 70.00%，AW5. 00%在实验定条件下，因烧结矿不足15 kg时，可采用1/2或1/5GB转鼓，其装料相对减少为7.5 kg和3 kg1.2.11.5 落下强度落下强度是另一种评价烧结矿冷强度的方法，用来衡量其抗冲击通用能力它是将一定重量的试样，提升至一定高度，让试样自由落到钢板上，经过复多次落下，测定受冲击后产生粉末量。

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