烧结工艺.doc

烧结基础知识
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一、烧结基础知识
1、烧结的含义
将含铁粉状料或细粒料进行高温加热，在不完全熔化的条件下烧结成块的过程。铁矿粉烧结是一种人造富矿的过程。
2、烧结的方法
  （1）鼓风烧结：烧结锅，平地吹；
   （2）抽风烧结：a：连续式：带式烧结机和环式烧结机等；
                 b：间歇式：固定式烧结机，如盘式烧结机和箱式烧结机；移动式烧结机，如步进式烧结机；
   （3）在烟气中烧结：回转窑烧结和悬浮烧结。
3、烧结生产的工艺流程
   一般包括：原燃料的接受、贮存，溶剂、燃料的准备，配料，混合，制粒，布料，点火烧结，热矿破碎，热矿筛分，热矿冷却，冷矿筛分，铺底料、成品烧结矿及返矿的贮存、运输等工艺环节（见附件图1-1）。
   机上冷却工艺不包括热矿破碎和热矿筛分。
   现代烧结工艺流程不再使用热矿工艺，应使用冷矿工艺。在冷矿工艺中，宜推广具有铺底料系统的流程。 
4、烧结厂主要技术经济指标
  烧结厂的主要技术经济指标包括利用系数、作业率、质量合格率、原材料消耗定额等。
   1>、利用系数
   每台烧结机每平方米有效抽风面积（m2）每小时（h）的生产量（t）称烧结机利用系数，单位为t/（m2*h）。它用台时产量与烧结机有效抽风面积的比值表示：
           利用系数=台时产量（t/h）/有效抽风面积（m2）
                   =总产量（t）/[总生产台时（t）× 总有效面积（m2）]
   台时产量是一台烧结机一小时的生产量，通常以总产量与运转的总台时之比值表示。这个指标体现烧结机生产能力的大小，它与烧结机有效面积的大小无关。
   利用系数是衡量烧结机生产效率的指标，它与烧结机有效面积的大小无关。
   2>、烧结机作业率
   作业率是设备工作状况的一种表示方法，以运转时间占设备日历时间的百分数表示：
           设备作业率=运转台时/日历台时× 100%
   日历台时是个常数，每台烧结机一天的日历台时即为24台时。它与台数、时间有关。
           日历台时=台数× 24× 天数
   事故率是指内部事故时间与运转时间的比值，以百分数表示：
            事故率=事故台时/运转台时× 100%
   设备完好率是衡量设备良好状况的指标。按照完好设备的标准，进行定期检查。设备完好率是全厂完好设备的台数与设备总台数的比值，用百分数表示：
            设备完好率=完好设备台数/设备总台数× 100%
   3>、质量合格率
   烧结矿的化学成分和物理性能符合原冶金部YB/T421-92标准要求的叫烧结矿合格品，不符合的烧结矿叫出格品（见附件表1-1）。
   根据部颁标准的规定，实际生产检验过程及工艺试验中出现的一部分未检验品和试验品，不参加质量合格率的计算。因此：
          质量合格率=（总产量-未验品量-试验品量-出格品量）/（总产量-未验品量-试验品量）× 100%
   质量合格率是衡量烧结矿质量好坏的综合指标。
   烧结矿合格品、一级品或出格品的判定根据其物理化学性能的检验结果而定，主要包括烧结矿全铁（TFe）、氧化亚铁（FeO）、硫（S）含量、碱度（CaO/SiO2）、转鼓指数（≥6.3mm）、粉末（< 5mm）等，有的厂还包括氧化镁（MgO）、氟（F）、磷（P）等。
          一级品率=一级品量/合格品量× 100%
          转鼓指数=检测粒度（≥5mm）的重量/试样重量×100%
         烧结矿筛分指数=筛分后粒度（≤5mm）的的重量/试样重量×100%
   4>、烧结矿的原料、燃料、材料消耗定额
生产一吨烧结矿所消耗的原料、燃料、动力、材料等的数量叫消耗定额，包括含铁原料、熔剂料、燃料、煤气、重油、水、电、炉蓖条、胶带、破碎机锤头、润滑油、蒸气等。
   5>、生产成本与加工费
生产成本是指生产一吨烧结矿所需的费用，由原料费及加工费两部分构成。
加工费是指生产一吨烧结矿所需的加工费用（不包括原料费）。它包括辅助材料费（如燃料、润滑油、胶带、炉蓖条、水、动力费等），工人工资，车间经费（包括设备折旧费、维修费等）。
   6>、劳动生产率
劳动生产率是指每人每年生产烧结矿的吨数。这个指标反映工厂的管理水平和生产技术水平，它又称全员劳动生产率（全员包括工人和干部）。另外，还有工人劳动生产率，即每个工人每年生产烧结矿的吨数。

原料及其准备
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                                     第一章 含铁原料
    球团所用的含铁原料除极个别厂家或特殊生产工艺外，几乎全部采用各种类型的铁精矿。现代球团厂使用的铁精矿有磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、混合精矿等。精矿生产是由选矿厂根据矿石不同特性采取不同选矿方法制取的。
                                    第一节 铁矿石及其性质
    铁在自然界（地壳）分布很广，但由于铁很容易与其它元素化合而成各种铁矿物（化合物）存在，所以地壳层很少有天然纯铁存在。我们所说的铁矿石是指在现代技术条件下能冶炼出铁来而又在经济上合算的铁矿物。铁矿石是由一种或几种含铁矿物和脉石组成，其中还夹带一些杂质。脉石亦是由一种或几种矿物（化合物）组成。含铁矿物和脉石都叫矿物，都是具有一定的化学组成和结晶构造的化合物。
一、铁矿石的种类及其特性
    自然界含铁矿物很多，已被人们认识的就有300多种，但现阶段用作炼铁原料的还只有二十几种，其中最主要的是磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿和菱铁矿四种类型。
  （一）磁铁矿
    磁铁矿主要含铁矿物为四氧化三铁，其化学分子式为Fe3O4。理论含铁量为72.4%，外表颜色通常为炭黑色或略带有浅兰的黑色，有金属光泽，条痕（在表面不平的白瓷板上划道时板上出现的颜色）黑色。俗称青矿。这种矿石最突出的特点是具有磁性，这也是它名称的由来。磁铁矿一般很坚硬，组织致密，还原性能差。一般磁铁矿的硬度在5.5～6.5之间，比重在4.6～5.2之间。自然界这种矿石分布很广，贮量丰富。
    然而，地壳表层纯磁铁矿却很少见，因为磁铁矿是铁的非高价氧化物，所以遇氧或水要继续氧化。由于氧化作用使部分磁铁矿被氧化成赤铁矿，但仍保持磁铁矿的结晶形态，这种矿石我们称它为假象赤铁矿和半假象赤铁矿。通常我们用下面的方法，即为铁矿石中的全铁（TFe）与氧化亚铁（FeO）的比值来划分，对纯磁铁矿其理论值为2.34，比值越大说明铁矿石氧化程度越高。
    当TFe/FeO< 3.5为磁铁矿
    TFe/FeO=3.5～7为半假象赤铁矿
    TFe/FeO> 7为假象赤铁矿
    这里应当指出的是，这种划分只适用于由单一的磁铁矿和赤铁矿组成的铁矿床。如果矿石中含有硅酸铁（FeO· SiO2）、硫化铁（FeS）和碳酸铁（FeCO3）等，由于其中的FeO（或Fe++）不具磁性，如比较时把它们也计算在FeO内就会出现假象。
    另外，有的磁铁矿还含有钛（TiO2）和钒（V2O5）的氧化物，我们把它们分别叫做钛磁铁矿、钒磁铁矿或钒钛磁铁矿。也有和黄铁矿（FeS）共生的则叫做磁黄铁矿。
  （二）赤铁矿
    赤铁矿是指不含结晶水的三氧化二铁，其化学分子式为Fe2O3（三氧化二铁）。纯赤铁矿理论含铁量为70%。它外表颜色从红到浅灰，有时为黑色，条痕暗红色。俗称“红矿”。赤铁矿结晶组织不一，从非常致密到很分散很松软的粉状，因而硬度也不一，前者一般为5.5～6.5之间，后者则很低。一般较磁铁矿易还原。比重为4.8～5.3之间。
    赤铁矿在自然界中贮量丰富，但纯净的赤铁矿较少，常与磁铁矿、褐铁矿等共生。
  （三）褐铁矿
    褐铁矿是含结晶水的三氧化二铁，化学式可用mFe2O3· nH2O表示。它实际上是由针铁矿（Fe2O3· H2O）、水针铁矿（2Fe2O3· H2O）、氢氧化铁和泥质物的混合物所组成。自然界中褐铁矿绝大部分以2Fe2O3· 3H2O形态存在。按结晶水含量不同，褐铁矿又可分为水赤铁矿、针赤铁矿、褐铁矿等。
    褐铁矿是由其它铁矿石风化而成，因此其结构比较松软，比重小，含水量大。
    褐铁矿由于含结晶水量不同而有不同颜色，由黄褐色至深褐色或黑灰色。条痕黄褐色。褐铁矿的结晶水干燥时很容易除掉，褐铁矿的（脱水后的褐铁矿）气孔很多，容易还原。但由于褐铁矿硬度小（1～4）结构疏松，粉末多，一般都得经过造块后方才适合高炉冶炼。
  （四）菱铁矿
    菱铁矿是一种铁的碳酸盐，其化学分子式为FeCO3（碳酸铁），理论含铁量为48.2%，含FeO为62.1%，CO2为37.9%。
    自然界中常见的是坚硬致密的菱铁矿，外表颜色为灰色和黄褐色，比重3.8，硬度3.5～4之间，无磁性。菱铁矿在氧和水的作用下易风化成褐铁矿。覆盖在其表层。
    菱铁矿常夹杂有镁、锰和钙等碳酸盐。菱铁矿一般含铁量不高（30～40%），但经焙烧后，因分解放出CO2含铁量显著增加，矿石也变得多孔，成为还原性良好的矿石。
二、铁矿石的评价
    铁矿石质量的主要指标是化学成分和冶金性能。最适宜于冶炼的矿石应该是：
    1、矿石成分稳定，并且有高的含铁量和低的脉石量，有害杂质少。
    2、粒度均匀，并且有良好的还原性、较高的软化温度和机械强度、良好的矿物组成。
    主要指标有：
（一）含铁量
     含铁量是评价铁矿石最主要的质量指标。工业上使用过的铁矿石含铁量范围大约在23～70%之间，通常要求矿石中含铁量不少于50%才可以直接用于高炉冶炼。根据矿石中实际含铁量与理论含铁量之比将铁矿石分为三级。
A=矿石中实际含铁量%/矿石中理论含铁量%× 100%
    当A=85～90时为一级铁矿石；
      A=75～85时为二级铁矿石；
      A< 75%时为三级铁矿石。
    直接入炉的铁矿石其含铁量一般均为理论含铁量的70～90%。
（二）脉石
     铁矿石中的脉石成分主要为SiO2、Al2O3、CaO和MgO等。在脉石中碱性氧化物（CaO、MgO）与酸性氧化物（SiO2、Al2O3）的比值（自然碱度）由很大意义，如果这一比值接近（高炉）炉渣碱度，在冶炼时可以不加（或稍加）溶剂，则这种矿石叫做自熔性矿石，它能给冶炼带来较好的经济效益。
（三）杂质（除脉石外）
     铁矿石中的杂质很多，根据其对冶炼过程及其对产品质量的影响又可分为有害的与无害的两类。
    1、有害杂质（元素）
    常见和最主要的有害杂质有：硫、磷、砷、钾、钠、氟等。
    （1）硫
     硫在矿石中主要以黄铁矿（FeS2）存在，也有以黄铜矿（FeS· CuS）或硫酸盐（CaSO4·2H2O·BaSO4）状态存在。冶炼时硫部分被还原进入生铁，钢铁中含硫在其热加工时易产生“热脆”。高炉冶炼时虽然可以脱硫，但却要多消耗焦碳（提高炉温）和石灰石（提高炉渣碱度），以至提高生产成本，因此入炉铁矿石要求含硫应< 0.15%。
    （2）磷
     磷在矿石中一般以磷灰石（3CaO·P2O5）状态存在，也有以蓝铁矿（3FeO·As3O5）状态存在。磷在高炉中全部被还原并大部分进入生铁。含磷多的钢铁在低温加工时易破裂，即所谓“冷脆”。
    （3）砷
    砷在一般铁矿石中很少，但在褐铁矿中比较常见，它以毒砂（FeAs2S）或其它氧化物（As2O3、As3O5）的形态存在，砷在冶炼时大部分进入生铁，当钢中砷含量超过0.1%时会使钢冷脆冷脆，并影响钢的焊接性能。
    （4）钾、钠
    常存在于霓石、钠闪石、云石之中。它们的最大危害性是降低铁矿石的软化点，常常因此造成高炉结瘤。含钾、钠高的矿石往往容易影响高炉冶炼的顺行。
    2、有益元素（杂质）
    铁矿石中有些元素对冶炼过程不一定带来好处，但是它们却往往能改善产品的某些性能，象这些元素我们称它为有益元素。这类元素常见的有：锰、镍、铬、钒、钛等。
（四）化学性质（冶金性质）
    （1）还原性
    还原性系指铁的氧化物为还原气体（CO、H2）还原时所表现出来的各种物理化学特性。还原性是评价铁矿石冶炼性质的一个十分重要的指标，它在很大程度上决定了生铁的质量和高炉的生产技术经济指标。还原性的影响因素很多，主要有矿物的生成和结晶构造，脉石的含量与分布，矿石的物理性能（如粒度、强度、气孔率等）及矿石的热性能（如软化温度、热强度、化学稳定性等）。
    （2）软化性能
    软化温度是指矿石在一定荷重下受热而开始变形的温度。从开始软化到软化终了的温度范围则叫软化区间。
    矿石的软化性能对高炉料柱的透气性影响很大。矿石的软化温度高，软化温度区间窄，则高炉内不会过早地形成初渣，同时其半熔化区域也小，因而高炉料柱的透气性也好。
（五)物理性质
    包括矿石粒度、机械强度、气孔率等。
    矿石的物理性质直接影响矿石的冶炼价值。例如：坚硬的矿石，气孔很少，在炉内还原困难，焦比高，松软的矿石，气孔很多，在炉内容易被料压挤和摩擦成粉末，阻碍煤气流通，对高炉操作也不利。因此对粒度、强度和气孔率要有合适的要求。就其粒度而言，坚硬难还原的矿石粒度应小一些，通常8～40mm；易还原的矿石粒度可适当大些，通常为10～50mm，特别多孔、易碎的矿石不宜直接入炉而应经人工加工造块后再入炉。

烧结原料的准备及加工处理
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                                       三、烧结原料的准备及加工处理
 一、烧结原料及其特性
      烧结用的原料有铁矿石、锰矿石、溶剂、燃料及工业废弃物。
      1、铁矿石
      在地壳中含铁矿物种类很多，凡能在现代技术条件下较为经济地提出含铁矿物的岩石称之为铁矿石。根据铁矿石的主要含铁矿物可以把铁矿石分为磁铁矿石、赤铁矿石、褐铁矿石和菱铁矿石等四种类型。
      ⑴、磁铁矿石
      磁铁矿石主要的化学成分为Fe3O4，理论含铁量为72.4%。磁铁矿也可看作FeO· Fe2O3，磁铁矿的晶体多成八面体，它的组成结构比较致密坚硬，一般成块状或粒状。它的外表颜色为钢灰色和黑灰色，条痕色为黑色。
      磁铁矿的密度为4.9～5.2克/厘米3，硬度为5.5～6.5，它具有金属光泽但较暗，并有磁性，因此比其它类型铁矿石易于分选。
      磁铁矿的脉石主要为石英，各种硅酸盐（如绿泥石等）于碳酸盐，有时还含有少量粘土。此外由于矿石中含有黄铁矿及磷灰石，有时有闪锌矿黄铜矿，所以一般磁铁矿含硫、磷均高，并且含有锌和铜。
      含钛和钒较多的磁铁矿叫钛磁铁矿和钒钛磁铁矿。
      地表层的磁铁矿由于氧化作用部分被氧化成赤铁矿，但仍保持磁铁矿的结晶形态，这种矿石叫假象赤铁矿或半假象赤铁矿。根据磁铁矿和假象赤铁矿在矿石中含量不同，一般用磁性率，即FeO/TFe的百分率来分类：
                         磁性率=FeO/TFe× 100%
      式中：FeO——矿石中全铁含量，%；
                TFe——矿石中氧化铁含量，%。
      磁性率=42.8%为纯磁铁矿；
      磁性率> 28.6%为磁铁矿；
      磁性率=28.6%～14.3%为半假象赤铁矿；
      磁性率< 14.3%为假象赤铁矿。
      硅酸铁矿及碳酸铁矿中含有FeO，但这部分铁不具有磁性，。所以菱铁矿（磁性率为1.4）、黄铁矿、磁黄铁矿（磁性率> 3.5）、褐铁矿及镜铁矿都不能用磁性率来衡量。
      磁铁矿结晶结构很致密，所以它的还原性比其它铁矿差。
      ⑵、赤铁矿石
      主要的含铁矿物为赤铁矿，化学式为Fe2O3，含铁70%，含氧30%。它的结晶外形为片状和板状集合体，片状表面有金属光泽，明亮如镜的叫镜铁矿；细小片状的叫云母状赤铁矿；红土状赤铁矿（铁赭石）系红色粉末，没有光泽。此外还有胶体沉积形成的鲕状、豆状和肾状等集合体。结晶的赤铁矿外表颜色为钢灰色和铁黑色，其它为暗红色，但条痕色均为暗红色。
      赤铁矿的物理组织结构相差很悬殊，由非常致密的结晶到很松散的粉末。结晶的赤铁矿硬度达到5.5～6，土状及粉状则硬度很低，赤铁矿的比重为4.8～5.3。
      在赤铁矿中往往含有1～8%的残余磁铁矿以及部分风化而生成的褐铁矿，脉石常常为石英质。一般含硫、磷低，因此可用来冶炼低磷贝氏铁。赤铁矿还原性好。
      ⑶、褐铁矿石
      主要含铁矿物为含水的Fe2O3，它的化学组成可用mFe2O3· nH2O来表示。根据含结晶水的不同，褐铁矿可分为以下五种类型：
      水赤铁矿（2Fe2O3·H2O）：含5.23%的结晶水，66.1%铁；
      针铁矿（Fe2O3·H2O）：含10.11%的结晶水，62.9%铁；
      褐铁矿（2Fe2O3·3H2O）：含14.39%的结晶水，60.0%铁；
      黄针铁矿（Fe2O3·2H2O）：含18.37%的结晶水，57.2%铁；
      黄赭石（2Fe2O3·3H2O）：含25.23%的结晶水，52.2%铁。
      自然界的褐铁矿大部分以2Fe2O3·3H2O形态存在。褐铁矿的密度为3.0～4.2克/厘米3，硬度1～4。由于褐铁矿是其它铁矿风化后生成的，所以质地松软、密度小、含水大。因此不宜直接入炉，必须经过焙烧或造块。
      自然界中褐铁矿的富矿很少，一般含铁37～55%。由于褐铁矿多存在于水成岩中，所以脉石多为可溶性的碳酸盐、磷酸盐、硫酸盐等盐类溶解后留下的矿物，或者在矿床生成时从混浊状沉积下来的泥土、铝土矿等。因而褐铁矿的硫、磷、砷等有害元素的含量一般较高。
      ⑷、菱铁矿石
      主要含铁矿物为菱铁矿，其化学式为FeCO3。菱铁矿含Fe48.2%，FeO62.1%，CO237.9%。自然界中常见的一种是坚硬的菱铁矿，其外表颜色为带黄褐色褐灰色，风化后变为深褐色。条痕色为灰色或带黄色。玻璃光泽，密度为3.9克/厘米3，硬度为3 .5～4。
      菱铁矿露出地表面部分，很容易风化成褐铁矿。在自然界中分布较广的为粘土质菱铁矿，它是沉积于泥沙中的矿床，夹杂不少泥土与泥沙。有时还和泥碳状的物质共生而呈黑色。被称为碳质铁矿。
      菱铁矿常夹杂有镁、锰、钙等碳酸盐，这些碳酸盐的结晶体都是同一类型的菱面体。菱铁矿石一般含铁Fe30～40%。经过焙烧后，其含铁量显著增加，矿石也变得多孔，易破碎，其还原性也好。
      2、锰矿石
      锰矿石是用来制造锰烧结矿供高炉冶炼锰铁得原料。有时在铁矿烧结配料中加入少量锰矿粉，其目的使高炉炉渣的MnO含量达到6～10%，以降低炉渣的粘度，提高炉渣的流动性。锰矿粉对于提高烧结的产量及质量也是有利的。但锰矿的价格比较贵，因此在一般情况下烧结不配加锰矿粉。自然界蕴藏着很丰富的锰矿资源，但在目前技术条件下可供开采的锰矿却为数不多。主要有软锰矿、硬锰矿、水锰矿、褐锰矿及菱锰矿。

混合与制粒
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                                        五 混合与制粒
   一、混合制粒的目的与方法
    混合制粒的目的有三：第一，将配料配好的各种物料以及后来加入的返矿进行混匀，得到质量比较均一的烧结料；第二，在混合过程中加入烧结料所必须的水分，使烧结料为水所润湿；第三，进行烧结料的造球，提高烧结料的透气性。总之，通过混合得到化学成分均匀、粒度适宜、透气性良好的烧结料。
为了达到上述目的，将原料进行两次混合。一次混合主要是将烧结料混匀，并起预热烧结料的作用。二次混合主要是对已润湿混匀的烧结料进行造球并补加水分。我国烧结厂一般都采用两次混合工艺。
    二、影响物料混合及造球的因素
    物料在混合机混匀程度和造球的质量与烧结料本身的性质、加水润湿的方法、混合制粒时间、混合机的充填率及添加物有关。
    （1）原料性质的影响。物料的密度：混合料中各组分之间比重相差太大，是不利于混匀和制粒的。
物料的粘结性：粘结性大的物料易于制粒。一般来说，铁矿石中赤铁矿、褐铁矿比磁铁矿易于制粒。但对于混匀的影响却恰好相反。
    物料的粒度和粒度组成：粒度差别大，易产生偏析，对于混匀不利，也不易制粒。因此，对于细精矿烧结，配加一定数量的返矿作为制粒核心。返矿的粒度上限最好控制在5～6mm，这对于混匀和制粒都有利。如果是富矿粉烧结，国外对作为核心颗粒、粘附颗粒和介于上述两者之间的中间颗粒的比例亦有一定要求，以保证最佳制粒效果。另外，在粒度相同的情况下，多棱角和形状不规则的物料比圆滑的物料易于制粒，且制粒小球强度高。
    （2）加水润湿方法及地点。混合料的水分对烧结过程有重要的影响。a、通过水的表面张力，使混合料小颗粒成球，从而改善料柱透气性；b、被润湿的矿石表面对空气摩擦阻力较小，也有利于提高透气性。
    随着水分的增加，混合料的透气性增大，从而提高生产率。一般达到最佳值后又下降，直到泥浆界限，致使空气不能再通过混合料。
    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料形成球核，继而用高压雾状水，加速小球长大，距排料端1m左右停止加水，小球粒紧密坚固。
    （3）混合制粒时间。为了保证烧结料的混匀核制粒效果，混合过程应有足够的时间。混合时间与混合机的长度、转速和倾角有关。增加混合机长度，可以延长混合制粒时间，有利于混匀和制粒。混合机的转速决定着物料在圆筒内的运动状态。转速太小，筒体所产生的离心力作用较小，物料难以达到一定高度，形成堆积状态，所以混合制粒效果都低但转速过大，则筒体产生的离心力作用过大，使物料紧贴于筒壁上，致使物料完全失去混匀和制粒作用。混合机的倾角决定物料在机内停留时间，倾角越大，物料混合时间越短，故其混匀和制粒效果越差。圆筒混合机用于一次混合时，其倾角应小于2.0º ，用于二次混合时，其倾角不小于1.5º 。
    （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的。充填率过小时，产量低，且物料相互间作用力小，对混合制粒不利，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，能有效地提高烧结混合料的制粒效果，改善料层透气性。
    三、混合料水分的测量方法
    混合料水分的测量方法通常是在混合机的出口处以人工检查或采用自动测水装置测量烧结料最后的水分。
    人工检查采用烘干法及观察法。烘干法将烧结料取出，称500克，放在烘箱内加热到110℃烘干，再称其料量，失去的量即水分数量。
                    水分={500克— 烘干后量（克）}/500克× 100%
    观察法是凭经验用眼睛检验料的外部特征，水分适当时有以下现象：
    1、手紧握料后能保持团状，轻微搅动就能散开；
    2、手握料后感到柔和，有少数粉料粘在手上；
    3、有1～3mm的小球；
    4、料面无特殊光泽。
    水分不足时，手握不能成球，无小球。水分过大时，料有光泽，手握成团后，搅动后不易散开，有泥粘在手上。
    自动测水装置主要有中子测水和红外线测水等水分测量装置，这里就不一一介绍了。

              七 、烧结机的生产操作
    烧结机的生产操作内容包括：生产的工艺联系，设备的开停管理，点火温度的控制，混合料的水分、碳量的控制，料层厚度的选择和烧结机速度的控制，真空制度和烧结终点的控制。这里着重介绍后三点的操作。
    一、烧结机机速与料层高度
    烧结机机速与料层高度对烧结过程和产质量有着直接的影响。烧结机速度只允许在较窄的范围内调整。它主要根据料层的垂直烧结速度来决定，目的在于保证烧结终点能在预定的地区完结。所谓料层的垂直烧结速度就是在烧结过程中，混合料料层自上而下烧结，燃烧层厚度方向的移动速度，以毫米/分来表示。
    料层厚度对烧结过程热利用及烧结矿成品率的影响是突出的。料层太厚，料层阻力加大，水汽冷凝现象加剧，容易导致料层透气性变坏，从而降低垂直烧结速度。薄料层烧结是可以提高烧结速度和机速。但是因为强度差的表层烧结矿相对增加，成品率必然下降。因此，适宜的料层高度应该根据优质、高产的原则统一考虑。比如，原料条件，设备能力等。当料层透气性好，抽风能力较强，可以考虑适当提高料层厚度或加快机速来提高烧结机的产量。
    在实际生产操作上，一般不提倡用调整料层厚度的方法来控制烧结终点，而应采用改变机速的方法来控制烧结过程的进行。只是在料层透气性发生较大的变化时，改变机速不能满足要求的情况下才采取改变料层厚度的方法。而且为了稳定烧结操作，防止忽快忽慢的大幅度调整，要求调整间隔时间不能低于10分钟，每次机速调整的范围不能高于± 0.5米/分钟。
    二、混合料水、碳含量的控制
    烧结混合料的水、碳含量对烧结过程的变化起着非常重要的作用。
    烧结过程是许多物理化学反应的综合过程。影响混合料水、碳变化的因素很多，因而必须从生产过程中反映出来的现象进行分析判断。混合料的水分大小与粒度组成、化学成分、亲水性以及季节气候条件有关，同时还与原料的配比，特别是生石灰、消石灰配比，混合料温度以及混合料的贮存时间等因素有着密切关系。在混合料含水量相同的情况下，宏观现象是粒度大的表面看起来水分偏大，粒度小的则水分偏小。亲水性强的物料，看起来水分不大，而实际上却水分较大，而亲水性差的物料看起来水分偏大，而实际水分不一定大。
    混合料水分的变化除可以从机头直接取混合料观察外，机头机尾的仪表也都有反映。一般水分过大时，圆辊布料机下料不畅，料层会自动减薄，布料机后面出现鳞片状，点火器火焰向外喷，点火料面有黑点，负压略有升高，机尾烧结矿层断面红火层变暗，强度变差。若水分过小时，点火器火焰外喷，料面有浮灰，总管负压升高，机尾出现“花脸”、烧不透的现象，烧结矿孔小且发松疏散。
    燃料用量的判断，可以直接从机尾料层断面来进行判断。当燃料适宜时，断面正常，不发散，不溜台车，红、黑层分明没有火苗。燃料多时，红层厚且发亮，有火苗，烧结矿成大孔薄壁结构，同时返矿量减少，粘台车严重。燃料少时，红层薄而且断面红火层发暗，断面松散孔小，灰尘大，返矿量增多。燃料粒度大时，局部过熔白亮，冒火苗，局部发黑松散，且粘台车。从点火器来看：燃料多时料面红的延续长，点火温度正常时，料面发亮过熔。燃料少时，台车出点火器后料面发暗，很快变黑。点火温度正常时，虽然表面有部分熔化，但上层烧不成块，一捅即碎。从仪表来看：燃料多时，总管负压升高，总管废气温度升高，机尾风箱温度也将上升。燃料少时，温度下降，总管负压变化不大或略高。
    总括来讲，经验表明，当水、碳适宜时，生产稳定，其表现为：
    1、点火器的火焰均匀顺利地抽入料层，台车离开点火器后，料面红至4～5号风箱。机尾断面整齐，气孔均匀，无夹生料，赤红部分占断面的1/2。
    2、台车在机尾翻转时，烧结矿顺利卸下，不粘料。
    3、机尾落下的烧结矿块度均匀，粉末少。
    4、在不变动料层厚度的条件下，垂直烧结速度，大烟道及风箱的废气温度，真空度只在很窄的范围内波动，烧结终点稳定。
    当水、碳的添加量不适宜时，烧结机看火工应该及时与混合机看水工或者配料室联系加减水或燃料，同时应该考虑到调整水或燃料的滞后过程，相应的采用增减料层，提、降点火温度，加、减机速进行调整。
    三、烧结终点的控制
    烧结终点表示烧结过程的结束，所以正确控制烧结终点是生产操作的重要环节。一般判断终点的主要依据有：
    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、机尾断面黑、红、厚、薄。
    3、成品烧结矿和返矿的残碳量。
    生产稳定时，烧结终点基本不变。如果记器仪表反映主管负压升高，废气温度下降，这意味着终点后移。反之，如负压下降，温度上升，意味着终点提前。
    在烧结过程到达终点的风箱上时，料层的燃烧反应基本完毕，故该风箱废气温度最高，一般可达280～300℃以上。它比前后相邻的风箱的废气温度要高25～40℃。终点以后的风箱，由于上部台车的物料全部变成烧结矿层，透气性良好，再加上烧结机端部漏风的影响，故负压随之下降，与前一个风箱的差值在100毫米水柱左右。主管废气温度不能太低。否则，由于终点控制不当，会使烧结矿质量下降，同时也会使废气中蒸汽冷凝，导致风机叶片挂泥及废气中的SO2生成亚硫酸，腐蚀风机叶片，缩短了风机转子的使用寿命。因而，一般规定主管废气温
烧结过程的影响因素
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2005-11-21 18:35:43 网友: guest_9343 来自: 220.188.*.*
影响烧结生产的主要因素：
一、矿物性能对烧结生产的影响
1、含铁矿物品种的影响
2、含铁矿物粒度的影响
3、铁矿石化学性能的影响
二、固体燃料对烧结生产的影响
1、燃料用量的影响
2、燃料粒度的影响
3、燃料种类的影响
三、溶剂对烧结生产的影响
四、混合料特性对烧结生产的影响
1、混合料粒度组成
2、混合料水分
3、混合料的温度
五、返矿对烧结生产的影响
1、返矿质量的影响
2、返矿数量的影响
六、其他影响因素
1、风量和真空度
2、烧结机布料和点火制度
度为110～150℃。
烧结物理化学过程
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                           二、烧结物理化学过程
   烧结过程是许多物理化学变化的综合过程。这个过程不仅错综复杂，而且瞬息万变，在几分钟甚至几秒钟内，烧结料就因强烈的热交换而从70℃以下被加热到1200～1400℃，与此同时，它还要从固相中产生液相，然后液相又被迅速冷却而凝固。这些物理化学变化包括：
   1>、燃料的燃烧和热交换；
   2>、水分的蒸发及冷凝；
   3>、碳酸盐的分解，燃料中挥发分的挥发；
   4>、铁矿物的氧化、还原与分解；
   5>、硫化物的氧化和去除；
   6>、固相间的反应与液相生成；
   7>、液相的冷却凝结和烧结矿的再氧化等。
                      第一节 燃料的燃烧和热交换
一、烧结矿生产使用的燃料
    烧结生产使用的燃料分为点火燃料和烧结燃料两种。
  1、点火燃料
   现在烧结使用的点火燃料有气体燃料（高炉煤气、焦炉煤气、发生炉煤气和天然气等）和液体燃料（重油）两种，发生炉煤气在这里不再介绍，因固体燃料已经不再使用，在这里也不做介绍。
  ⑴、气体燃料：
   ①、高炉煤气
   高炉煤气是高炉冶炼时的一种副产品。高炉每炼一吨生铁可以获得3500～4000米3的高炉煤气。其成分随冶炼时所采用的燃料种类及高炉操作条件而不同。一般含有大量氮、二氧化碳等气体（约占63～70%）。因此，它的发热量不高，约为850～1100千卡/标米3（其成分见表2-1），若不经过预热，高炉煤气燃烧温度达不到1250，高炉煤气中一般含尘量为50～80毫克/米3，所以必须除尘后才能应用。做为烧结点火用的煤气含尘量不应大于30毫克/米3，经过除尘后高炉煤气含尘量可以降至5～20毫克/米3，煤气温度在40℃以下。输送到烧结厂的煤气压力一般为300毫米水柱左右。
                      表2—1 高炉煤气成分
成分
CO2
CO
CH4
H2
N2
发热量
千卡/米3
范围 %
9.0~15.5
25~31
0.3~0.5
2.0~3.0
55~58
850~1100
   ②、焦炉煤气
   焦炉煤气是炼焦过程产生的副产品。平均每吨干煤炼焦时可产生320米3的焦炉煤气，约占全部产品的17.6%，经过洗涤后的煤气含焦油量为0.00～0.02克/标米3，用于烧结的焦炉煤气的发热量为4000千卡/标米3左右（其成分见表2-2）。
                          表2—2 焦炉煤气成分
成分
H2
CO
CH4
CO2
N2
O2
发热量
千卡/米3
范围 %
54~59
5.5~7.0
23~28
1.5~2.5
3~5
0.3~1.7
3160~4580
   ③、天然气
   天然气是由地下开采出来的可燃性气体，它的发热量很高可达8000～9000千卡/标米3，主要可燃物质是甲烷（CH4）（其成分见表2-3）。
                         表2—3 天然气气成分
成分
H2
CO
CH4
H2S
H2
N2
O2
发热量
千卡/米3
范围 %
0.4~0.8
0.1~0.3
85~95
0.9
0.4~0.8
1.5~5.0
0.2~0.3
8000~9000

  ⑵、液体燃料：
   石油是天然的液体燃料，也称为原油。它基本上由炭、氢、氮、氧、硫五种元素组成。将石油加热分馏后，比重最大的残留物就是重油。重油具有发热值高（大于9000千卡/公斤）、粘性大等特点。呈黑褐色或绿褐色的粘稠液状，比重约为0.9～0.96公斤/立升。重油的灰分含量非常低，一般不超过0.3%。重油按粘度不同，可分为20号、60号、200号几种，重油粘度越大，含氢量越少，重油含的杂质主要是少量的硫化物、氧化物、水分以及混入的机械杂质。我国重油的含硫量都在1%以下，重油的着火点约为500～600℃。
  2、烧结燃料
   烧结燃料主要指在料层内燃烧的固体燃料，最常用的是碎焦粉粉末和无烟煤等。
  ⑴、碎焦粉末
   焦碳是炼焦煤在隔绝空气高温加热后的固体产物。碎焦粉末是高炉用的焦碳的筛下物，粒度一般小于25毫米。
   焦碳的质量的好坏，主要从它的化学成分、物理机械性能、物理化学性质几方面来衡量。
   焦碳的化学成分通常以工业分析测得。主要有固定炭、灰分、挥发分和含硫量。
   焦碳的物理机械性能主要指机械强度（如耐磨性和抗冲击强度、抗压强度）及筛分粒度组成。
   焦碳的物理化学性质是指其燃烧性和反应性。燃烧性是指焦碳与氧在一定温度下的反应速度。反应速度越快，燃烧反应性越高，一般反应性好的焦碳燃烧性也好。
  ⑵、无烟煤
   随着煤炭化的程度不同，煤中的挥发物含量的差别是很大的。炭化程度越高，它的挥发分含量也就越少。无烟煤是各种煤中炭化最好的烧结燃料，在生产上要求无烟煤的发热量大于6000千卡/公斤，挥发分小于10%，灰分小于15%，硫小于2.5%，进厂的粒度小于40