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炼铁原料对烧结矿的影响

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本科毕业论文（设计）

炼铁原料对烧结矿的影响

作者姓名： 殷 彤
指导教师： 王 楠
学院名称： 东北大学
专业名称： 冶金工程

2014年 3月23日
收集于网络，如有侵权请联系管理员删除
毕业设计（论文）任务书

毕业设计（论文）题目：炼铁原料对烧结矿的影响

基本内容：
一、铁矿物的选矿及要求
二、实现稳产优质的措施
三、严格控制各技术指标
四、结语

指导教师：

年 月 日

摘要
随着钢铁工业的发展，天然含铁富矿从产量和质量上都不能满足高炉冶炼的要求，而大量含铁贫矿和多金属共生矿经选矿获得含铁量高的铁精矿粉以及天然含铁富矿粉都不能直接入炉冶炼。为了解决这一矛盾，人们通过人工方法，将这些矿粉制成块状的人造富矿，共高炉使用。这样既解决了天然富矿的不足，开辟和利用了铁矿资源，又通过改善人造富矿的冶金性能，为进一步发展钢铁工业开创了新的优质原料的途径。但是由于钢铁市场的没落，炼铁原料的低成本成为了钢铁企业继续发展的基础。本文介绍了炼铁厂在原燃料烧结生产中采取的有效措施，如铁矿物的选矿，混匀料的处理、烧结矿生产、焦炭要求以及烧结生产的自动化配置。通过这些工作的开展，为炼铁生产提供良好的原料条件，实现烧结、高炉稳定高效生产并实现降本增效。

关键词：原燃料处理，厚料层烧结，自动化控制，烧结矿，焦炭

目录
毕业设计（论文）任务书…………………………………………………………………1
摘要…………………………………………………………………………………………2
绪论…………………………………………………………………………………………5
一、 铁矿物的选矿及要求……………………………………………………………6
（一） 选矿的目的和意义……………………………………………………………6
（二） 选矿前的准备作业……………………………………………………………6
1、 矿石的破碎…………………………………………………………………………6
2、 矿石的筛分…………………………………………………………………………6
3、 细磨与分级…………………………………………………………………………6
（三） 选矿方法………………………………………………………………………6
1、 重力选矿法…………………………………………………………………………6
2、 磁力选矿法…………………………………………………………………………6
3、 浮游选矿法…………………………………………………………………………6
（四） 含铁原料的分类………………………………………………………………7
1、 磁铁矿………………………………………………………………………………7
2、 赤铁矿………………………………………………………………………………7
3、 褐铁矿………………………………………………………………………………7
4、 菱铁矿………………………………………………………………………………8
（五） 烧结生产对含铁原料的要求…………………………………………………8
（六） 铁矿粉的技术经济评估………………………………………………………9
二、 烧结矿形成过程…………………………………………………………………9
（一）烧结矿层………………………………………………………………………10
（二）燃烧层…………………………………………………………………………10
（三）预热层…………………………………………………………………………10
（四）干燥层…………………………………………………………………………10
（五）过湿层…………………………………………………………………………10
三、 实现稳产优质的措施……………………………………………………………11
（一） 做好含铁原料的配比优化及预知预控………………………………………11
（二） 保证固体燃料的化学性能及粒度……………………………………………11
1、 燃料的化学成分……………………………………………………………………11
2、 燃料的粒度…………………………………………………………………………11
（三） 加强配料操作，提高稳定性…………………………………………………12
（四） 改善烧结料层的透气性………………………………………………………13
1、 加强烧结料准备……………………………………………………………………13
2、 增加通过烧结料层的有效风量……………………………………………………13
（五） 强化混合操作，稳定水分………………………………………………………14
（六） 执行厚料层烧结…………………………………………………………………15
（七） 烧结终点的判断与控制…………………………………………………………15
（八） 完善烧结过程的自动化控制……………………………………………………16
1、 配料的控制…………………………………………………………………………17
2、 混合料湿度的控制…………………………………………………………………17
3、 矿槽料位的自动控制………………………………………………………………17
4、 布料厚度的控制……………………………………………………………………17
四、 严格控制各技术指标………………………………………………………………17
结束语………………………………………………………………………………………18
参考文献……………………………………………………………………………………18

绪论
2014年，钢铁业继续在寒冬中煎熬，在产能过剩、价格下滑的现状下，钢铁冶炼的目光只好转向了“经济料”冶炼上，烧结机作为钢铁热线头道工序中的重要工艺，担当了重要的职责。对于炼铁生产而言，原料烧结这一流程十分重要，合理调整混匀配矿，优化烧结工艺，完善烧结自动化，不仅实现了工业废料完全利用，而且在混匀料含铁料80%以上来自进口矿、燃料含碳量底的情况下，保证烧结矿质量相对稳定；在原燃料资源紧张情况下，通过质量管理，进厂原燃料质量呈逐步提高趋势。上述措施的有效实施保证了烧结矿的质量及产量，同时保证了高炉的顺利运行，各项指标也有大幅提升。

一、 铁矿物的选矿及要求
（一）选矿的目的和意义
自然界可供直接冶炼的富矿不多，一般品味较低，如铁矿石含铁品位只有30%左右，直接冶炼技术有困难，经济上也不合算，只有将其经选矿处理，去掉脉石，使有用矿物品位提高，才能在工业上得到合理利用。选矿过程可以将矿石中的几种有用矿物分别回收，选出符合要求的单独精矿，达到充分利用矿产资源。矿石中除了主要有用矿物外，常常还含有有害杂质，如铁矿石中的磷、硫、钾、钠、氟等。这些杂质必须在冶炼前用选矿的方法除去，以净化矿石成分，提高矿石有用矿物含量。
（二）选矿前的准备作业
1、矿石的破碎
根据矿石破碎程度不同可分为：
粗碎：矿石从1000mm破碎到100mm
中碎：矿石从100mm破碎到30mm
细碎：矿石从30mm破碎到5mm
粉碎：矿石从5mm破碎到1mm一下
2、矿石的筛分
将已碎矿石或原矿分成各种力度级别的作业，叫筛分。筛分时，矿石通过一定筛孔的筛面，可得两种产品，小于筛孔的称筛下产品，颗粒大于筛孔的称筛下产品。
3、细磨与分级
细磨：当有用矿物在矿石中呈细粒嵌布时，必须将矿石细磨到0.3mm~0.1mm，甚至达到0.05~0.07mm至更细。
分级：湿式细磨一般与分级机连成闭路进行，磨过的物料进入分级机后可将其矿颗粒分成粗、中、细、粉。
（三）选矿方法
1、重力选矿法
重选时在运动的介质中按比重或颗粒选分矿物粒群的过程。重选常用的方法有：跳汰机、重介质流槽、平面和离心摇床及离心选矿机等。
2、磁力选矿法
磁选是利用矿物和脉石的导磁性不同而进行分选的方法。达到单体分离程度的矿物颗粒在通过磁选磁场时，由于矿物、脉石颗粒的磁性不同，在磁场作用下，他们的运动途径不同；其中具有磁性的颗粒在磁场中由于磁感作用而磁化，被磁极所吸引，非磁性矿粒在磁场中不受磁力作用，从而达到矿粒分离。
3、浮游选矿法
浮选是指用药剂处理过的矿粒，在空气和水的界面上有选择的附着的一种选矿方法。工业上广泛应用的浮选，实质是泡沫浮选。
（四）含铁原料的分类
烧结生产除部分使用天然富矿粉外，不直接使用铁矿石，但铁矿石是选取铁矿粉的原料，因此，铁矿石的种类、质量对烧结生产十分重要。
自然界中含铁矿物很多，目前已经知道的就有300多种，但是能利用的只有20多种。其中主要是磁铁矿石、赤铁矿石、褐铁矿石和菱铁矿石四中类型。由于它们的化学成分、结晶构造以及地质生成条件不同，所以各种铁矿石都具有不同的外部形态和物理特性。
1. 磁铁矿
磁铁矿俗称黑矿，主要含铁矿物为磁铁矿，其化学式为Fe3O4。磁铁矿具有强磁性，晶体常成八面体、少数为菱形十二面体，集合体常成致密块状、它的外表颜色及条痕均为黑色，半金属光泽、密度4.9~5.2t/m³，硬度5.5~6.5，无解理，脉石主要为石英、硅酸盐、碳酸盐。还原性差，有害杂质磷、硫较高。
2、 赤铁矿
赤铁矿俗称红矿，赤铁矿为无水氧化铁矿石，其化学式为Fe2O3，理论含铁量为70%，赤铁矿具有半金属光泽，密度为4.8~5.3 t/m³，硬度则不一样，结晶赤铁矿硬度为5.5~6.0，土状和粉末状赤铁矿硬度要很低，无解理，仅有弱磁性，较磁铁矿易还原和破碎。有害杂质硫、磷、砷较磁铁矿和褐铁矿少，冶金性能也比他们优越。
3、 褐铁矿
褐铁矿是含水氧化铁矿石，是由其他矿风化后生成的，在自然界中分布的也很广泛，但埋藏量大的并不多见，其化学式为nFe2O3·mH2O（n=1~3，m=1~4）。从分子式可以看出，铁氧化物的水花程度，也就是说和氧化铁成化合状态存在的结晶水的数量是不同的。自然界中褐铁矿绝大部分含铁矿物是以2Fe2O3·3H2O的形式存在，褐铁矿石富矿很少，一般含铁量为37~54%，含有害杂质硫、磷、砷较高，其结构松软，密度较小，吸水强，一般吸附着一定水分，在焙烧或入高炉受热后去掉游离水和结晶水，矿石的气孔率增加，从而大大提高了矿石的还原性。所以褐铁矿比赤铁矿、磁铁矿的还原性都好。同时去掉水分后相应的提高了矿石的含铁量。
4、 菱铁矿
菱铁矿为碳酸盐铁矿石，化学式为FeCO3，理论含铁量为48.2%，FeO为62.1%，CO2为37.9%。菱铁矿的矿物形态，有结晶及集合体两种，结晶者为菱面体，集合体常随其形成条件不同而异，由内生成作用形成的多为结晶粒状，外生成作用形成的为隐晶状、放射状的球形结核。外表颜色为灰色和褐色，风化后变为黑褐色，条痕为灰色或带绿色，具有玻璃光泽、密度3.8t/m³，硬度3.5~4，无磁性、含硫低、但磷含量高，脉石含碱性氧化物。自然界中有工业开采价值的菱铁矿比上述三种铁矿石都少，菱铁矿石氧化带不稳定，易分解成褐铁矿，覆盖在菱铁矿石的表面。自然界中分布较广的为粘土质菱铁矿石，它的夹杂物质为粘土和泥沙以及镁、锰、钙的碳酸盐。菱铁矿石含铁量不高，在30~40%之间，但经焙烧后，因分解出CO2，使其含铁量显著增加，矿石也变得多孔易碎，还原性好。
（五）烧结生产对含铁原料的要求
铁精粉是选矿的最终产品，也是烧结生产的主要原料，它的物理化学性质对烧结矿质量影响最大。
1、铁精矿粉的含铁量
铁精矿粉的含铁量是衡量铁精矿粉质量的主要指标，含铁量一般55~65%，含铁量越高生产出的烧结矿含铁量也高，经济价值就越高。
铁精矿粉的脉石矿物SiO2、Al2O3含量要适量，而CaO、MgO含量高一点经济价值也高。
铁精矿粉所含的有害杂质P、S、As、Zn、Pb、K、Na、F等越少越好。
铁精矿粉的还原性能和熔化性能要好。
2、铁精矿粉的粒度
铁精矿粉粒度很细，小于200目的应占60%以上，绝大多数矿物颗粒呈单体状态存在。精矿粒度粗细与矿石的晶粒大小有关，与磨矿生产工艺有关。
3、铁精矿粉的烧结性能
铁精矿粉的烧结性能对烧结过程及烧结产量、质量都有十分重要的影响。选择和搭配使用烧结性能不同的铁精矿粉，合理掌握烧结因素，是充分利用资源，达到优质高产的有效措施。
对烧结过程影响较明显的铁精矿粉的理化性能，主要包括精矿种类、化学成分、粒度、水分、亲水性和成球性，以及软化——熔融特性等。这些因素往往相互交错、从而对烧结过程表现出不同程度的影响。例如：粗度粗的磁铁矿粉、较致密或球性差，软化和熔化温度区间窄，一般属于难烧结的精矿；而细磨的磁铁精矿就容易烧结。
（六）铁矿粉的技术经济评估
评价某种矿粉时，必须全面了解每一种矿粉的物化性能、产地、运输、价格和烧结性能等各种技术经济指标，经过综合分析才能做出正确的评价。
对铁矿粉做经济分析时，应以最终炼1T铁需要花多少钱来衡量，这里既做烧结原料成本分析，又计算出炼1T生铁所需要的烧结矿量和炼1T铁所需要的烧结矿原料成本。
在烧结生产中，单独以某一种矿粉进行烧结时，在一定碱度下生产出来的烧结矿含铁量的百分数称为单烧值。单烧值的大小，反映了由这种矿粉生产出来的烧结矿品位的高低。
根据矿粉的价格可以计算出单烧某种矿粉生产1T烧结矿所需要的原料成本，并通过每吨烧结矿每一个品位的价格来比较各种矿粉烧结成本的高低。
二、 烧结矿形成过程
目前广泛采用带式抽风烧结机，因为它具有生产率高，原料适应性强，机械化程度高，劳动条件好和使于大型化，自动化，所以世界上有90%以上的烧结矿是这种方法生产出来的。抽风烧结是将准备好的一定数量的含铁原料、燃料、熔剂，经混匀制粒，布到烧结机台车上，然后再料面点火，点火的同时开始抽风，在台车炉篦下形成一定负压，空气则自上而下通过烧结料层进入下面的风箱。随着料层表面燃料的燃烧，燃烧带自上逐渐向下部料层迁移、当燃烧带到达炉篦时，烧结过程即告终结。
烧结过程是复杂的物理化学反应的综合过程。在烧结过程中进行着燃料的燃烧和热交换，水分的蒸发和冷凝，碳酸盐和硫化物的分解和挥发，铁矿石的氧化和还原反应，有害杂质的去除，以及粉料的软化熔融和冷却结晶等。其基本现象是：混合料借点火和抽风使其中的炭燃烧产生热量，并使烧结料层处在总的氧化气氛中，局部又具有一定的还原气氛，因而，混合料不断发生分解、还原、氧化和脱硫等一系列反应，同时在矿物间产生固液相转变，生成的液相冷凝时把未熔化的物料粘在一起，体积收缩，得到外观多孔的块状烧结矿。
按照烧结料层中温度的变化和烧结过程中所发生的物理化学反应，烧结料层点火后从上往下依次出现烧结矿层、燃烧层、预热层、干燥层、过湿层。
（一） 烧结矿层
在烧结料中燃料燃烧放出大量热量的作用下，混合料中的脉石和部分铁矿物熔化造渣。因而出现熔融液相，随着燃烧层的下移及冷空气的通过，物料温度逐渐下降，熔融液相被冷却凝固成多孔结构的烧结矿。高温熔体在凝固过程中进行结晶，析出新矿物。烧结矿层透气性较混合料好，因此，烧结矿层的逐渐增厚使整个料层的透气性变好，真空度变低。这层的主要变化是：高温熔融物凝固成烧结矿，伴随着结晶和析出新矿物。同时，抽入的冷空气被预热，烧结矿被冷却，与空气接触的低价氧化物可能被再氧化。
（二） 燃烧层
燃烧层又称高温带，该层燃料激烈的燃烧、产生大量的热量，使烧结料层温度升高，部分烧结料熔化成液态熔体。燃烧层温度一般为1300~1500℃该层厚度一般15~50毫米，其厚度主要取决于烧结料的物理化学性能。由于熔融物液相对空气穿透阻力大，为强化烧结过程，人们总是设法减薄该层厚度。
（三） 预热层
空气通过燃烧层参加反应后即携带一部分热量进入下部料层，使下部料层被加热到燃料的着火温度（700℃），这一区域叫做预热层。预热层的厚度较薄，一般20~40毫米，预热层与燃烧层紧密相连，温度一般为400~800℃。在预热层烧结料中的结晶水分解，部分碳酸盐、硫酸盐也开始分解，磁铁矿局部被氧化及组分间的固相反应等。
（四） 干燥层
从预热带进入下层烧结料的热废气，迅速将物料加热到100℃以上，因此，烧结料中水分激烈蒸发，这一区域称为干燥层，干燥层厚度一般10~30毫米。应该指出：在实际烧结过程中预热层与干燥层难于截然分开，因此有些统称为干燥预热层。干燥层虽然很薄，但由于水分激烈蒸发成球性差的物料团粒易被破坏，使整个料层透气性变差。
（五） 过湿层
从烧结开始，通过料层的气体含水量就开始增加，这是因为点火后部分烧结料所蒸发的水汽进入气流中。当下部烧结料温度低于“露点”温度（一般为60~65℃）时，气流中的水汽冷凝。因此，这部分的烧结料含水量就超过了原始水分而出现了料层过湿现象。所以这一区域称过湿层，它位于干燥层之下。由于水蒸气的冷凝，使得料层的透气性大大的恶化，对烧结过程产生极大的影响。
三、 实现稳产优质的措施
（一） 做好含铁原料的配比优化及预知预控
由于受市场因素制约，进厂含铁原料呈现种类庞杂、质量不稳的特点，同时作为循环经济的重要组成部分，在混匀配料过程中还需消化炼钢污泥及尘灰等大量固体废弃物，导致混匀料的化学成分及烧结性能波动较大，并进而对烧结过程造成不利影响。为了提高混匀料的稳定性，根据各种铁矿粉的物化成分及焙烧性能（烧损、成结性等）及工艺规程要求的烧结控制参数，利用Excel系统函数公式，结合原料实际情况及烧结生产需要，平衡各类铁矿粉消耗，选择合适的烧结混匀料配比，并对混匀料的烧结性能进行预测。由于在实际焙烧中各种铁矿粉交叉影响，使配料和质量预测有很强的非线性特征，难以进行单因素分析。对此，首先根据不同配比方案，推算其对应的化学成分和配料成本，预测质量指标，初步建立起系统配比方案，然后根据实际值复核调节优化配比，逐步完善，修订各配料方案。为适应实际生产需求，在确定配料方案时，同时制定出2-3个应急方案，以备缺料种时换配比配料应用。在混匀料换堆取料前，及时通知生产车间新料堆的烧结性能和化学成分预测情况，作为烧结操作的指导，达到了预知预控的效果，为烧结生产打下坚实的原料基础。
（二） 保证固体燃料的化学性能及粒度
烧结过程必须在一定高温下才能进行，而温度是由燃料燃烧造成的。温度的高低、燃烧的速度、燃烧带的宽度及烧结料层中的气氛等都影响到烧结过程的顺利进行和烧结矿的质量和产量，而这些又都与燃料的质量、粒度和用度有关，因此，燃料的性质对烧结过程影响很大。
1、 燃料的化学成分
在烧结过程中燃料的化学成分具有很大的影响，要求灰分尽可能的低，以减少溶剂用量及影响烧结矿中含铁量的提高；要求挥发分不能太高，以免挥发物挥发时，在温度较低的地方凝结下来，恶化料层的透气性和粘结在集气管道中，粘附在抽风机翼板上，影响烧结作业不能正常进行，所以一般燃料中的挥发分不应超过5%。因此，烧结最好选用固定炭高、灰分低、挥发分少及有害杂质最少的燃料。
2、 燃料的粒度
燃料的粒度对于烧结的生产率及烧结矿质量，具有较大的意义。当粒度过大时，将发生下列不利影响：
1) 燃烧带变宽，从而使烧结料层透气性变坏。
2) 燃料在料层中分布不均匀，在大粒度焦粉附近，将熔化厉害，而离焦粉较远的地方物料不能很好的烧结。
3) 在无燃料处，空气得不到利用，因而烧结速度降低。
4) 在向烧结机台车布料时，容易发生燃料偏析现象，大颗粒燃料集中在料层下部，但下部通常要求燃料量比上部少，这使烧结料层的温度差异变大，使烧结矿上下部的质量不均匀，即上层烧结矿强度差，下部烧结矿产生过熔并FeO含量升高。
同样燃料粒度过小也是不适宜的：
1) 燃料粒度过小，燃烧速度快，在烧结料传热性能不好时，燃料燃烧所产生的热量难于使烧结料到达熔化温度，烧结料粘结不好，从而烧结矿强度下降。
2) 小粒度燃料在料层中阻碍气流运动，降低烧结料层的透气性，并可能被气流带走。
要满足烧结正常生产需要，燃料粒度－3mm含量要求保持在85%以上，并且要尽可能减少粒度偏析现象，以保证燃料的利用率和使用效果。为此采取了以下措施措施：
1) 发挥好双光辊的预破碎作用，确保进入四辊的燃料粒度小于10mm
2) 严格控制四辊破碎设备参数，保证上辊间隙<8mm，下辊间隙<2mm
3) 根据进厂粗焦粉的水分含量及粒度组成情况，水分偏离正常值较多时，适当减少给料量，并相应调整辊子至合适的间隙
4) 保证除铁器的正常使用，使粗焦粉中铁杂物得到及时的清理，防止损坏辊皮
5) 粒度达不到要求时，及时联系维修责任单位来进行车削或更换辊皮
（三） 加强配料操作，提高稳定性
为了保证烧结矿化学成分和物理性质稳定，合乎高炉炼铁的要求，并使烧结料具有足够的透气性，以获得较高的烧结生产率，必须把各种不同成分的含铁原料、溶剂和燃料等，根据烧结过程的要求和烧结矿质量的要求进行精确地配料。
配料工序就是根据上述要求进行配料计算的，以控制和稳定烧结矿的化学成分在允许的范围内波动，同时还根据各种原料的粒度，熔点及烧结性能配入一定数量的燃料。保证烧结料的配碳量适合于烧结生产的要求，并有效的除去有害杂质和控制FeO的含量创造条件。
混合料中的配碳量与铁精矿粉特性有关。由于各种铁精矿化学成分和物理性质不同为此，在烧结配料工序主要采取以下措施：
1、 协调供料工序，控制好各使用仓矿槽存量，保持仓存在1/2～2/3，确保仓压稳定
2、 通过跑盘称料法，每两小时校定一次下料量（单配料每小时校定一次），检查自动配料系统称量误差，超出范围时，及时联系自动化部进行处理
3、 准确调整需调节的物料下料量，调整前后做好核对
4、 及时联系、传达变动的生产信息
5、 实施掌握含铁料、白云石、生石灰、烧结矿化学成分，并通过巡检及时发现其质量的异常变化情况，及时上报联系抽检，做到预先调节，减少了配料调节过程的滞后现象
6、 定期检修时对所有皮带电子秤进行校秤
（四） 改善烧结料层的透气性
改善料层的透气性可以提高烧结的垂直燃烧速度，所以提高料层的透气性可以直接提高烧结矿的产量。加强原料、燃料、溶剂准备；减少烧结料层各带的气流阻力；改进烧结设备减少漏风率和提高抽风机能力等是改善烧结料层透气性的主要措施。
1、加强烧结料准备
随着矿石粒度的增加，透气性显著改善，而且这种改善随抽风能力增加而增加。因此，选用适当粗粒度矿石烧结可以增加物料间隙，是改善透气性的重要措施。
1) 加强二次混合机的制粒作用，提高烧结混合料粒度，改善烧结混合料粒度组成。
2) 配加富矿粉、返矿。在实际生产中，将筛分烧结矿的筛下物又是小颗粒的烧结矿和少部分未烧透的夹生料称作返矿。由于返矿粒度粗，且有疏松多孔的结构、其颗粒成湿混合料造球的核心；此外返矿中已含有烧结过程中的低熔点物质，有助于熔融物生成，增多了烧结液相，所以添加返矿可提高烧结矿的产量和质量。
3) 使用小球烧结。我国许多烧结厂，采用强化混合料造球作业，把混合料制成一定粒度的小球料，粒度均匀、粉末少、强度高。其球粒上限6~8毫米，下限要大于1.2~1.5毫米。小球料能使烧结料层的原始透气性较普通烧结料提高27~35%，而烧结过程仍能保持良好的透气性，从而强化了烧结过程。
4) 适宜的混合料水分。水分对烧结料层透气性的影响主要取决于原料的成球性，水对气流通过的润滑作用和原料对水分的储存能力。
5) 添加物的作用。在生产中往混合料中加入消石灰、生石灰、皂土、水玻璃、亚硫酸盐溶液，对改善混合料的透气性有良好作用。这些微粒添加物是一种表面活性物质，它能提高混合料的亲水性，在许多场合下都具有胶凝性能。因而混合料的成球性可借此类物质的作用而大大的提高。
2、增加通过烧结料层的有效风量
在一定条件下，烧结机产量与垂直烧结速度成正比，而垂直烧结速度则通过料层的风量增加而增快。因此加大风量可提高产量。为了增加通过料层的风量，目前生产总的趋势，是在改善混合料透气性的同时，提高抽风机的能力。为了增加通过料层的风量和提高烧结机生产能力，国外采用了料面耙沟的烧结工艺，即在点火前用齿轮或耙齿周期的插进混合料，使料面形成一定宽度和深度的沟槽，如果沟槽的数量、深度、宽度选配适当，就较好的改善了整个烧结料层的透气性。此外，烧结时燃烧带的总面积大大超过了通常烧结时的燃烧带面积，它不仅具有沿气孔表面的垂直烧结速度，而且沿水平方向发展，这一切都能加快碳的燃烧速度，因而提高了烧结机的生产率。另一方面料层中有沟槽的烧结工艺，能提高料层高度，对降低固体碳燃烧用量提供了可能。
（五） 强化混合操作，稳定水分
水分是影响烧结过程的又一重要因素。烧结混合料中水的来源主要有两方面，一是物料自身带入的，二是烧结料混合制粒时加入的。一定量的水分在烧结过程中的作用是：
1、在粉状的烧结料中加水，有利于混合料的成球，改善料层的透气性，使烧结过程得以顺利进行。
2、由于烧结料中水的存在，提高了烧结料的传热能力。
3、水分子覆盖在混合料颗粒表面，起类似润滑剂作用，降低了颗粒表面粗糙度，减少了气流通过时的阻力。
当然，从热平衡的角度看，去除水分要消耗热量。因此，烧结混合料含水要适宜，不能过多，由于烧结混合料的性质和组成不同，一般混合料含水控制在8~6%之间。严格执行“看料加水、反馈调整”的操作方针，在现有在线测水装置的基础上，规定每班至少人工测混合料水分两次，每小时测量一次料温，并不定期抽查执行情况，并制定以下措施予以执行。
1、 通过目测法或测水仪，判定水份大小，随时调节给水量，将水份波动控制在7.2±0.2%范围内
2、 注意与配料室联系，根据混合料中各种原燃料、返矿量的变化情况及时对加水量作出调整，保证混匀料水分满足要求，并保持稳定
3、 上料、缓料时，根据料量变化及时调整加水量，控制好料头料尾加减水操作，避免水分较大波动，杜绝跑水、跑干料现象
4、 当混合料水份和料量波动过大时，立即联系上道工序查明原因进行调整
5、 根据混合料水份情况调整加水量和蒸汽量，减小混合料水份与料温波动
（六） 执行厚料层烧结
一般来说，料层薄，机速快，生产率高。但表层烧结矿强度差而且其数量也相对增加。这样即降低了成品率，又会因返矿和粉末的增多，导致配碳波动，常表现碳值偏高，影响烧结矿质量。厚料层生产，烧结过程热量利用系数好，燃料用量少，可以降低FeO的含量，提高还原性，同时也可以增加中间粒度的数量，减少返矿，提高成品率。但料层厚度的增加，料层阻力也相应增大，产量有所降低。因此合适的料层厚度，应将高产、优质结合起来同意考虑。在不断改善料层透气性或增大真空度的情况下，增加料层厚度，应是努力的方向。为保证厚料层操作的执行，首先严格执行工艺规程规定，确保烧结机布料厚度保证在800±10mm及以上，按要求使用铺底料，铺底料平铺厚度控制为20～40mm。其次坚持低温、低负压点火工艺，生产操作中采用5.0～6.0kPa左右的点火负压、控制点火温度在1050℃±50℃范围内，点火深度15mm，避免了烧结料层被高负压抽风压实与点火料面过熔现象的发生，提高了点火强度的均匀性，并在保持合适的热量带入的同时，使烧结料层具有合适的透气性。最后，严格控制“三点”温度和执行“五勤”操作方法，即严格控制点火温度在1050±50℃、终点温度在400±30℃、总管废气温度在130～150 ℃范围内；勤检查机尾断面、点火布料情况、水碳稳定情况，勤联系混合料、水分、焦粉的调整状况，根据检查情况，勤分析判断生产中存在的问题，勤调整煤气、助燃风流量，保证点火强度，勤清理周边积料等。严格控制烧结终点在倒数第二个风箱（24#风箱），红火层厚度在100～150mm范围内。通过这些措施确保了厚料层操作工艺的有力执行和良好效果，提升了烧结矿的产质量。
（七） 烧结终点的判断与控制
控制烧结终点，即控制烧结过程全部完成的台车所在的位置。准确控制烧结终点风箱位置，是充分利用烧结机面积、确保优质高产以及冷却效果的重要条件。如果烧结终点提前了，烧结有效面积未得到充分利用，同时使风量大量从烧结机后部通过，破坏了抽风制度，降低了烧结矿产量；相反，当烧结终点滞后时，必须造成生料增多、返矿量增加、成品率降低，此外没烧完的燃料卸入环冷机，还会继续燃烧、冷却设备易烧坏，降低冷却效果。
正确控制烧结终点是生产操作的重要环节，正确判断烧结终点的主要依据是：
1、仪表所反映的主管废气温度、负压，机尾末端三个风箱的温度，负压差。
2、机尾烧结矿断面黑、红层厚度和灰尘大小。
3、成品烧结矿和返矿的残炭量。
烧结终点的标志是风箱废气温度下降的瞬间，或者说废气温度最高的风箱的位置。因为在烧结过程正达终点风箱上，料层的燃烧反应基本完毕，故该风箱废气温度最高，一般比风箱废气温度较前后风箱高20~40℃。如75㎡烧结机14#风箱为250~300℃，13#及15#风箱较14#风箱低20~40℃，则14#风箱位置为烧结终点。主管废气温度在100℃左右。终点以后风箱，由于上部台车的物料全部变成烧结矿，透气性良好，再加上烧结机机尾部漏风的影响，故负压随之下降，与前一个风箱的负压差值在980.7帕（100毫米水柱）左右。相当指出，上述终点风箱的温度、负压变化，结合各厂的具体情况有所差异，但变化规律是相同的。即终点风箱温度较前后风箱温度高，终点以后的风箱负压降低。
肉眼观察机尾烧结断面，均匀整齐，红矿层不得超过整个断面的二分之一，底部湿泥层不得大于10毫米，炉箅子呈灰白色，不带湿泥，卸料时摔打声音铿锵有力。
返矿残炭量应小于1%。
调节烧结终点的措施是变动烧结机机速、变动料层厚度和调整真空度，常用的方法是调整烧结机机速。当垂直燃烧速度过快，烧结终点置前时应适当提高料层厚度，加快烧结机运转速度并降低主抽风机风门开度；当混合料层透气性差，垂直燃烧速度慢时，应采取薄料层，降低烧结机机速并提高主抽风机风门开度等措施来控制烧结终点的位置。
（八） 完善烧结过程的自动化控制
烧结生产的自动化伴随烧结机大型化而日益发展。当前先进的大型设备，已成功的实现了计算机的自动控制，借以保证烧结机的最佳操作，保证烧结矿质量的稳定、提高产量和降低燃料的消耗，使烧结生产自动化，大大的改善了劳动条件，提高了劳动生产率，也降低了烧结矿生产成本。
1、 配料的控制
配料的目的是将烧结矿的品味、含炭量、碱度控制在制定的范围内。目前常用的是由计算机-电子称一定量给料自动调节系统所组成的按物料重量配制烧结料的自动控制系统，它可以保证烧结矿化学成分的稳定，不受物料成分波动的影响。
2、 混合料湿度的控制
稳定混合料的水分是保证烧结正常生产的重要条件。当前用的中子测水并自动控制已较广泛的采用。
在矿粉与焦粉料槽出口附近设中子湿度计测定矿粉、焦粉的湿度，用以计算矿粉和焦粉带入的水量和校正矿粉和焦粉配加重量。按照混合料的给定湿度计算在混合机内应加入的水量，在布料器上面的料槽出口也有装有中子湿度计，以测定混合料的实际湿度，计算机根据中子湿度计的反馈信号调节给水阀门。当返矿温度低而使返矿温度变化影响水蒸发的波动因素基本消除后，按照一控制系统能精确的控制混合料的水分。
3、 矿槽料位的自动控制
为了保证布料均匀，要求矿槽料位保持一定高度。对料位的检测方法基本上有两种：其一是定时的用探料镜测试；其二是用料位计追踪连续测定，把测定结果输入计算机，并显示在仪表盘上，计算机根据输入的信号，控制料槽上移动卸料车的卸料位置，当混合料的基准供给料确定后，使矿槽存料量控制在一定范围内，较为简便有效。
4、 布料厚度的控制
布料密度的波动是引起风箱温度变化的一个重要因素，控制系统的作用在于使布料密度保持稳定。为此，一是用探棒检测反射板下边的堆料量，保持堆料量不变，达到料层厚度恒定；一是利用杠杆原理直接测定台车上的布料厚度，用反馈信号控制圆滚给料机的机速，以保持料层厚度不变。
四、 严格控制各技术指标
及时掌握分析混匀料成分和熔剂质量（化学成分和粒度），并结合烧结矿化验结果，及时调整燃料、熔剂配比，确保烧结矿Tfe、FeO、碱度及其它成分合格。保证烧结矿冷却后温度控制在80～120℃范围内，并在成品线末端喷洒CaCl2溶液，提高了烧结矿低温还原粉化强度，使烧结矿的各项质量指标满足入炉需求。
结束语
炼铁厂通过加强原燃料的管理、优化混匀配矿及烧结矿生产过程控制、强化整理、合理配焦、完善自动化控制等措施，使烧结矿碱度稳定率达到98%，平均转鼓指数>78.00%，<5mm达到5.5%，烧结矿产量提高了5%,降低了能耗成本，满足了高炉生产需求，使高炉生产处于长期稳定状态，各种生产技术经济指标都有明显进步。
参考文献
[1]《炼铁学》梁中雨编著，中国冶金工业出版社，2009.
[2]《高炉炼铁原料的要求》林万明编著，化学工业出版社，2010.
[3]《烧结原理与工艺王振龙》编著，兵器工业出版社，2001.