烧结工艺简述.doc

4、烧结工艺
4.1 设计规模及生产能力
4.1.1 设计规模
本项目烧结车间设计规模为2×90m2，车间为连续工作制，主机年工作日328天，年作业率>90%。
4.1.2 生产能力
根据原料状况，考虑到设备装备水平及生产工艺等综合因素，参照国内一些同等企业的烧结生产实践，本设计烧结机利用系数为1.2t/m2. h，设备能力可达到1.5t/m2. h，年产烧结矿170万吨。
生产能力为
Q ＝ n·F·η·T
＝ 2×90×1.2×328×24
＝ 1700352吨/年
式中： n—— 烧结机台数
F—— 烧结机有效面积， m2
η—— 烧结机利用系数，t/m2. h
T—— 烧结机年工作小时数，h
4.1.3 产品方案
烧结矿碱度（CaO/SiO2） 1.8
烧结矿粒度 5—150mm
烧结矿温度 <100℃
烧结矿化学成份见表
烧结矿化学成份
名 称
TFe
FeO
SiO2
CaO
MgO
AI2O3
P
S
R
烧结矿（%）
56
10
4.72
8.7
2.78
1.35
0.023
0.035
1.8
4.2 原燃料及点火煤气
4.2.1 含铁原料
含铁原料为进口矿粉(澳矿、印矿为主)、国产精矿粉及废回收料、高炉和烧结返矿料。从堆料场由汽车送至原料车间的贮矿槽内堆放。
4.2.2 燃料
烧结配加固体燃料为焦粉或无烟煤粉，入厂粒度要求为0－25mm，由汽车直接将成品送至原料贮矿槽内。
4.2.3 熔剂
熟白云石外购解决，汽车直接将0－3mm的成品送至原料车间的贮矿槽内。
生石灰粉由汽车运输，料罐装载，直接吊装至生石灰矿仓，再由下部螺旋输送机配料。
4.2.4 点火煤气
采用高炉煤气点火，热值为850Kcal/Nm3，由高炉供应。
烧结用原料、燃料化学成份见下表。
原、燃料化学成份表（%）
成份
名称
TFe
SiO
CaO
MgO
S
烧损
精矿粉
60
7
1.2
0.4
0.10
2
进口矿粉
62.0
4.0
—
—
0.041
3.5
焦粉
—
9.0
—
—
0.05
85
熟白云石
—
4.6
50
2.9
0.01
42
生石灰粉

4.0
75
1.3
0.06
15
2×90m2带式烧结机物料消耗一览表
物料名称
单耗
(kg/t.烧)
年耗量
(万吨/年)
日耗量
（吨/日）
小时耗量
（吨/时）
备 注
铁料
908
154.4
4707.3
196.14
年 工
作 日
328天
熟白云石
33.6
5.72
174.4
7.27
生石灰
78.97
13.43
409.45
17.06
焦 粉
62.08
10.56
321.95
13.41
合 计
1083
184.11
5613.1
233.88
4.3 工艺流程
4.3.1 工艺流程概述
烧结工艺流程是从原燃料进厂到成品烧结矿输出，包括:燃料接受、燃料破碎、含铁料接受、配料、混合、制粒、滚煤、烧结、冷却、筛分整粒、成品取制样及输出。
（1）原燃料、熔剂的接受贮存和准备
精矿粉由汽车运输运到原料场，熔剂和燃料（焦炭）经破碎筛分加工到0－3mm后用汽车运到原料场（熔剂及燃料破碎在熔剂燃料破碎室内进行）。抓斗吊车将原料仓内贮存的各种原料抓入各自的配料槽内。
（2）配料
含铁原料、熔剂、燃料通过配料槽下的调速园盘给料机和电子皮带配料秤进行配料，生石灰通过配料槽下的石灰消化给料机，先预加水消化后，经电子秤设定的配料比进行各种组合配料。为保证烧结矿成分波动小，质量好，冷返矿均在配料室进行集中配料造成混合料。
（3）混合造球
混合料通过三次园筒混合机进行混合与造球，使各组料充分混合均匀，并造成小球粒，提高烧结料层的透气性，考虑到将来烧结矿产量及的质量提高，在设计上留有将来造小球团进行小球烧结的可能性。
（4）铺底料与布料
本设计采用铺底料工艺，铺底料由冷矿筛分的物料分出10－20mm粒级的一部分料进行台车铺底，铺底料厚度约30mm。
混合料通过园筒给料机及梭式布料器均匀地铺布到台车上，料层厚度可达600mm。
（5）点火与保温
烧结点火采用双斜预热式点火炉，该点火炉具有火焰短、热耗低、热效率高，沿台车方向供热均匀、体积小、重量轻等特点。
点火温度为1100℃，点火时间1分钟；为了改善烧结矿的质量，点火后的烧结料进入不供热的保温段内保温，保温时间约1分钟。
（6）烧结
混合料经点火后在主抽风机负压作用下进行抽风烧结，烧结带均匀向前移动。
（7）烧结矿的冷却与整粒
烧结矿饼在机尾卸下后，经单辊破碎破碎到小于100mm，然后进入鼓风环式冷却机进行冷却。冷却后的烧结矿温度小于100℃。烧结矿在环冷机卸料后，由皮带机运至整粒装置；整粒装置由一次冷矿振动筛和二次冷矿振动筛（二层筛）组成，经筛分整粒后的烧结矿被分成以下几种类别和粒级：成品烧结矿（>20mm、5-10mm、10-20mm），冷返矿（>5mm、铺底料（10-20mm），分别送到高炉车间矿槽和烧结铺底料槽。

混匀铁料
生石灰
熟白云石
燃 料
冷返矿
＜3mm
水
＜3mm
＜5mm
＜5mm
一次、混合 合
水
二次混合
空气
煤气
点 火
烧 损
烧结机
铺底料
热破碎
灰尘
除尘
灰尘
抽风
烟囱
排入大气
冷却
一段筛分
5-0mm
二段筛分
＞5mm
＞20mm
10-5mm
20-10mm
成 品

烧结工艺流程图
（8）冷返矿处理
经筛分整粒后产生的小于5mm的冷返矿由皮带机运入配料室冷返矿槽，参加集中配料。
（9）成品检验
采用人工取制样并进行冷态转鼓强度试验和制样送化验分析。
（10）粉尘处理
由机头、机尾除尘器捕集的粉尘、集气管收集的粉尘、小格散料分别送往配料系统。
（11）主抽风系统及机尾除尘
烧结废气汇集于集气管经机头电除尘器除尘净化后通过主抽风机将烟气经烟道从烟囱排入大气放散，排放浓度低于国家要求标准。
（12）产品输送
成品烧结矿用皮带机直接运到高炉贮槽供高炉使用，当高炉和烧结两车间生产不均衡时烧结矿可由胶带输送机到烧结堆场存放，等使用时再用装载机运到皮带机上，运往高炉贮矿槽。
4.3.2 工艺流程特点
（1）燃料粗细破碎相结合，≤3mm粒级≥90-95%；
（2）采用自动配料；
（3）采用小球烧结工艺，三段混合(制粒与滚煤分段进行)，提高烧结矿产量和质量；
（4）采用铺底料工艺，厚料层烧结，料层厚度500mm ；
（5）采用新型实用的点火炉，使用高炉（或转炉混合）煤气；
（6）采用双系列三次筛分流程；
（7）取消热筛，由筛分整粒系统完成返矿分离。
（8）机头机尾采用电除尘器，除尘效率高。粉尘排放浓度大大低于国家标准，环境好。
4.4 烧结物料平衡
2×90m2烧结车间物料平衡
烧 结 前
烧 结 成
物料名称
万吨/a
百分比（%）
物料名称
万吨/a
百分比（%）
含铁矿粉
154.40
48.99
烧结矿
170.04
53.96
灰尘
6.31
2.00
烧 损
37.70
11.96
熟白云石
5.72
1.81
返 矿
76.52
24.28
生石灰
13.43
4.26
灰尘
6.31
2.00
焦 粉
10.56
3.35
铺底料
24.57
7.80
水
23.63
7.50

返 矿
76.52
24.28

铺底料
24.57
7.80

合 计
315.14
100%

315.14
100%
4.5 主要设备选型与计算
根据工艺需要及产品产量质量要求，本着实用、可靠、经济，合理的原则对设备进行选择。
4.5.1 烧结机
根据生产需要建设2×90m2烧结机，烧结机利用系确定为 1.2t/m2h，烧结机生产能力为170万吨。
烧结机面积：
S=Q/n·η·T
式中：S——烧结机有效面积（m2）
Q——烧结矿年产量，t
η — 烧结机利用系数（t/m2h）
n—— 烧结机台数
T——烧结机年工作小时数 h
经计算，S=90m2，烧结机台车宽2.5米，有效烧结长度36米，行走速度1.5-4.5米/分。
4.5.2 混合机
选用一台Φ3×12米园筒混合机，转速为6.94转/分，安装角度为2.8°。
（1）混合时间
Le sinα
t = =2.137 tgβ=
π·De·N·tgβ sinφ
上式中：
Le——混合机园筒有效长（m）
π——圆周率
De — 混合机园筒有效直径（m）
N—— 混合料园筒转速转/分
α——混合机倾角
Ф——混合机安息角
t—— 混合时间（分）
（2）填充率
Q·t
=15.83%
0.47lrLeDe2
根据以上计算结果，物料混合时间2.137分钟。填充率为15.83%，符合规定要求。
4.5.3 圆筒制粒机
选用两台Φ3.5×16米园筒制粒机，转速为8.5转/分，安装角度为1.3°。
（1）制粒时间
Le sinα
t = =4.319 tgβ=
π·De·N·tgβ sinφ
上式中：
Le——制粒机园筒有效长（m）
π——圆周率
De — 制粒机园筒有效直径（m）
N—— 制粒园筒转速转/分
α——制粒机倾角
Ф——制粒机安息角
t—— 制粒时间（分）

（2）填充率
Q·t
=12.04%
0.47lrLeDe2
根据以上计算结果，物料混合时间4.3197分钟。填充率为12.04%.
4.5.4 鼓风环式冷却机
（1）鼓风环式冷却机面积选择
A有效＝Q·t/60·γ·h
D＝A有效/πb+Ld/π
上式中：
A有效——冷却机有效面积（m2）
γ——烧结矿堆积密度t/m3
Q ——冷却机的设计能力（t/h）
t—— 冷却时间 取58min
h——冷却机料层高度m 取1.5m
D——冷却机直径m
b—— 冷却机台车宽度 m
Ld－－冷却机无风箱段的中心长度 m
处理烧结饼量取200t/h。
经计算，冷却面积为110m2，环冷中径21.5m，台车栏板高1.6m，料层厚度1.5m，台车宽度3m，有效冷却时间50－70min。
（2）鼓风环式冷却机用风机选择
冷却风量取2250Nm3/t-s,单位冷却面积风量为98.35nm3/m2.min,选用G4－73－12№20D锅炉离心风机3台，全压5334Pa，流量254670Nm3/h，电机500kW。
4.5.5 冷烧结矿振筛
本工程烧结矿筛分室振动筛串连布置，一段筛出《5mm冷返矿，二段筛出5－10mm成品烧结矿，三段筛出10－20mm成品烧结矿或铺底料，筛上为》20mm的成品烧结矿。根据计算选择两台3.1×7.5m振动筛。
4.6 车间组成
烧结厂主要由以下车间组成：
原料库、混合室、制粒室、烧结室、主抽风机室、环冷机室、冷矿筛分室、转运站及皮带机通廊。
4.6.1 原料库及配料室
原料库贮存精矿粉、熔剂、燃料，内设5吨桥式抓斗吊车，原料仓库内设隔墙，矿仓容积及各种原料贮存时间见下表。
矿仓容积及各种原料贮存时间
物 料
容积（m3）
（有效）
堆比重(t/m3)
贮量(t)
贮存时间(天)
备注
精矿粉
3630
2.2
8000

生石灰
1100
1.6
1700

白云石
1100
1.6
1700

焦粉
1430
0.7
1000

炉灰

1.5

配料室与原料仓合建，单列布置，共设13个配料槽，各种料的配料槽堆积及贮存时间见下表。
配料槽容积及贮存贮存时间
物料名称
个数
几何容积（m3）
贮量（t）
贮存时间（时）
备注
精矿粉
3
134
345

白云石
1
44.9
86

生石灰
1
95
38

焦粉
2
89
77

冷返矿
1
44.9
46.9

粉尘
1
48.9

4.6.2 燃料及熔剂破碎筛分室
燃料破碎为开路流程，粒度<20mm的碎焦由皮带机给到四辊破碎机，破碎到<3mm的焦粉由皮带机运往焦粉配料槽，设计布置2台φ900×700四辊式破碎机位置。
4.6.3 烧结室
烧结室上部从整粒系统来的料进入料槽，烧结机台车上料层厚为600mm。混合料由皮带机运来给入混合料槽，再由园筒给料机、反射板均匀地布在台车上。
烧结机有效面积为90m2，台车宽2.5m，边板高620mm，烧结混合料点火后进行抽风、烧结，料层厚为500mm。
烧结矿经φ1800×3280mm单齿辊破碎机破碎至粒度为0—100mm的矿块，鼓风机进行冷却。
烧结机除尘管排灰采用自动双层卸灰阀，除尘灰运入配料室的粉尘槽。
4.6.4 机头除尘及主抽风机室
选用一台140m2双室电除尘器，净化后废气含尘量小于100mg/m3。主抽风机选用2台9000m3/h离心鼓风机串连使用，压力为11772Pa。
除尘器排出的粉尘经加水湿润后，用皮带机运到配料室粉尘槽。
4.6.5 环冷机室
鼓风环冷机有效面积110m2,设有三台离心风机，冷却后的烧结矿温度<100℃,用皮带机运至冷返矿筛分室。
4.6.6 冷矿筛分室
冷矿筛采用两段二次筛分，选用冷矿筛两台串联布置。筛分出四种粒级的产品，其粒度规格分别为≤5mm的冷返矿及5-10mm、10-20mm、大于20mm ,设计中考虑了旁路溜槽，在筛子故障或检修时，可使烧结机不停产。
4.7 主要设备特点
4.7.1 混料设备
Φ3200×12000mm圆筒混合机
Φ3500×14000mm圆筒制粒机
Φ2800×7000mm 圆筒滚煤机
均为滚圈、筒体整体式焊接结构，钢托辊支承，齿轮传动，这种结构的混合机目前在国内的大型烧结厂已普遍采用，具有处理量大，结构简单，检修间隔周期长，维护量小等优点。
设有微动装置，通过爪型离合器与主减速机联接，可使筒体以极低的转速正转或反转，从而方便混合机的安装、调试和检修。
4.7.2 90m2烧结机
主传动采用柔性传动；
头尾链轮齿板采用特殊设计的齿形及齿顶处理，保证台车在头尾弯道处运行更顺畅，消除台车“抬头翘尾”现象，降低台车端部磨损；
圆辊给料机、九辊布料器联合布料，设主调闸门和微调闸门，主调闸门电动控制，微调闸门手动控制。
4.7.3 Φ1800×3280单齿辊破碎机
破碎齿辊采用分体结构，对主轴进行水冷，齿辊可整体吊到厂房外检修或更换。篦板每根相对独立，安装在可移动小车上，将小车用牵出装置拉出即可对篦板进行快速更换或维修，每根篦板梁工作侧磨损后均可与非工作端对换掉头使用。
4.7.4 110m2鼓风环冷机
主传动采用磨擦传动 。
环冷机下风箱中的散料收集用运灰小车。