燒結(jié)理論及工藝要求

1、1、初始階段，充分利用廢棄物 ，將其燒結(jié)成塊回收利用。2、充分利用貧礦資源，解決富礦缺少問題。隨著鋼鐵工業(yè)的飛速發(fā)展，含鐵量高的礦石日漸滿足不了煉鐵生產(chǎn)的需求，而含鐵量在30%左右的礦產(chǎn)資源分布在世界各地。要利用這些貧礦就要通過各種選礦手段將含鐵量收集起來。形成含鐵量大于60%以上富礦粉，但是它并不能直接冶煉，如何團(tuán)成塊被提到日程上來，形成人工造塊礦技術(shù)，燒結(jié)工業(yè)也就隨之不斷發(fā)展，并形成一定的規(guī)模。燒結(jié)可分為兩種燒結(jié)法。一是鼓風(fēng)燒結(jié)，二是抽風(fēng)燒結(jié)。平地吹。就是將各種含鐵原料與燃料混勻后，在鼓風(fēng)機(jī)的助燃燃燒下最后形成一個(gè)燒結(jié)餅，經(jīng)過破碎篩分后入爐。燒結(jié)盤。在平地吹的基礎(chǔ)上，為了進(jìn)一步提高生產(chǎn)率。

2、減少占地面積，發(fā)展了盤式燒結(jié)。鍋燒、箱燒、步進(jìn)式燒結(jié)。帶式燒結(jié)機(jī)。為了進(jìn)一步提高生產(chǎn)率，保證連續(xù)生產(chǎn)燒結(jié)礦，1911年美國布羅肯公司投產(chǎn)了第一臺(tái)帶式燒結(jié)機(jī)，它的面積僅有7.76m2。34年世界上有了20.17m2、23.5m2、33.6m2、燒結(jié)機(jī)投入生產(chǎn)，36年75m2、902燒結(jié)機(jī)誕生，到57年以后最大的燒結(jié)機(jī)面積達(dá)到600m2(日本)。目前我國大型燒結(jié)機(jī)分布較多。已成為智能化的生產(chǎn)工藝。國內(nèi)大型燒結(jié)機(jī)很多，400m2、500m2、550m2等大型燒結(jié)機(jī)。我公司燒結(jié)機(jī)2240m2，配套設(shè)備有抽風(fēng)機(jī)13000M3/min 4臺(tái)；單輥破碎機(jī)4340m2臺(tái)；除塵器280m24臺(tái)；布袋除塵器等共計(jì)

3、4臺(tái)；配套風(fēng)機(jī)4臺(tái)；燃料破碎機(jī)對(duì)輥12002臺(tái)；四輥破碎機(jī)12002臺(tái)配料設(shè)備圓盤給料機(jī)3000m27臺(tái)。另外值托給料設(shè)備26臺(tái)；混合機(jī)4000m18000 mm 4臺(tái)；環(huán)式冷卻機(jī)280m22臺(tái)；配套冷卻風(fēng)機(jī)10臺(tái)；皮帶輸送機(jī)大小共計(jì)62條；另外皮帶稱49臺(tái)；螺旋稱4臺(tái)橢圓等厚振動(dòng) 篩3800mm9960mm3臺(tái)；脫硫塔設(shè)備4套；另外水泵以及消防設(shè)施；燒 結(jié) 的 必 要 性 現(xiàn)代高爐生產(chǎn)對(duì)原料提出更加嚴(yán)格的要求精料方針。 資源環(huán)境受到制約，天然富礦少，經(jīng)過選礦后粒度細(xì)，不適合在高爐填充冶煉。 通過造塊工藝，不僅可改善鐵礦石的冶金性能。同時(shí)通過造塊過程，可脫除某些雜質(zhì)，如：S、K、Na等。 造塊

4、過程可利用冶金企業(yè)產(chǎn)生的大量粉塵和廢棄物，達(dá)到資源高效利用的目的。 鐵礦粉造塊不是簡(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)的適合高爐冶煉的原料。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； 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)。 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，為了使用及保存方便，也常需要制塊操作；冶金工業(yè)中還有大量固體廢棄物，為了保護(hù)環(huán)境及回收利用，將這些固體廢棄物造塊也是一常見工藝。如瓦斯灰、轉(zhuǎn)爐塵、氧化鐵皮、鋼渣等. 1）、自然堿度燒結(jié)礦1.0倍以下，

5、2）、自溶性燒結(jié)礦堿度在1.01.5倍。 3）、高堿度燒結(jié)礦，1.52.5倍。 4）、超高堿度燒結(jié)礦2.5倍以上?；蛘呓腥蹌┬詿Y(jié)礦。堿度在1.0以下時(shí)：燒結(jié)礦以玻璃相為主要黏結(jié)相，鐵酸鈣基本上不存在。 堿度在1.01.7范圍內(nèi)黏結(jié)相是玻璃相與鐵酸鈣、正硅酸鈣共存。 堿度大于1.8時(shí)黏結(jié)相以鐵酸鈣為主。 燒結(jié)過程的基本原理及燒結(jié)生產(chǎn)作用 燒結(jié)過程：將準(zhǔn)備好的燒結(jié)混合料鋪在燒結(jié)機(jī)上進(jìn)行鋪地布料點(diǎn)火、由抽風(fēng)機(jī)系統(tǒng)通過對(duì)料層的抽風(fēng)作用，使混合料中的燃料燃燒，產(chǎn)生高溫使燒結(jié)物料局部軟化或溶化，發(fā)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)，生成一定液相。隨料層溫度降低，液相冷卻而凝固成塊狀燒結(jié)礦，這就是燒結(jié)過程的基本原理。燒

6、結(jié)生產(chǎn)的作用，就是將各種細(xì)粒鐵精粉、富礦粉、含鐵工業(yè)副產(chǎn)品及熔劑，在燒結(jié)過程中抽風(fēng)機(jī)燃燒的作用下，使其成為燒結(jié)礦。而且在很大程度上保證燒結(jié)礦的強(qiáng)度好、粒度均勻、粉未少、還原性能好，成份穩(wěn)定的燒結(jié)礦提供給高爐。 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。燒結(jié)是液相粘結(jié)的固結(jié)過程。 燒結(jié)生產(chǎn)工藝流程是根據(jù)高爐冶煉對(duì)燒結(jié)的物

7、理性能和化學(xué)成份的要求制定的，各廠的工藝根據(jù)本廠的條件各有不同，但大體可分為8個(gè)工序系統(tǒng)。 （一）、受料工序系統(tǒng)：各種物料通過運(yùn)輸工具堆入料場(chǎng) （二）原料準(zhǔn)備工序系統(tǒng)：包括含鐵原料的中和、燃料的破碎、溶劑的破碎和篩分，其任務(wù)是為配料工序準(zhǔn)備好符合生產(chǎn)要求的原料、熔劑、和燃料。 （三）、配料工序系統(tǒng)：包括配料簡(jiǎn)單礦槽、圓盤給料機(jī)、稱量設(shè)備等。根據(jù)規(guī)定的燒結(jié)礦化學(xué)成份和使用的原料種類，通過計(jì)算，各種料按計(jì)算的配比配制成混合料。 （四）、混合造球工序系統(tǒng) ： 一次混合、二次混合或小球造球盤，其任務(wù)是加水、潤(rùn)濕混合料，再用一次混合機(jī)將混合料混勻，二次混合機(jī)加水造球。一次混合加水90%，二次混合加水10

8、%。 (五)、燒結(jié)工序系統(tǒng)：鋪底料、布料、點(diǎn)火、燒結(jié)，主要任務(wù)是將混合料燒結(jié)成合格的燒結(jié)礦。 (六)、抽風(fēng)工序 系統(tǒng)：風(fēng)機(jī)、風(fēng)箱、集塵管、除塵器、抽風(fēng)機(jī)、煙囪。 (七)、成品處理工序 系統(tǒng)：熱破碎、熱篩分、冷卻、整粒、冷篩分及成品運(yùn)輸。 (八)、環(huán)保除塵工序系統(tǒng)：主要是電除塵、旋風(fēng)除塵、布袋除塵等，將生產(chǎn)工藝過程中的粉塵收集處理，粉塵再燒結(jié)。 利用系數(shù)：燒結(jié)機(jī)每平方米有效面積每1小時(shí)的生產(chǎn)的產(chǎn)量稱為利用系數(shù)。是衡量燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)效率的指標(biāo)。 利用系數(shù)= = 二、燒結(jié)機(jī)作業(yè)率。作業(yè)率是設(shè)備運(yùn)行工作狀況的一種表示方 法，以運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間占設(shè)備日歷時(shí)間的百分?jǐn)?shù)。 燒結(jié)機(jī)作業(yè)率= 100%總產(chǎn)量（t）總生產(chǎn)時(shí)間

9、（h）總有效面積（ m2 ）運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間（ h ）日歷時(shí)間（ h ）臺(tái)時(shí)產(chǎn)量（t/h）有效面積（m2） 三、產(chǎn)品綜合合格率： 四、燒結(jié)礦堿度 燒結(jié)礦堿度分為二元堿度和三元堿度四元堿度。 R2= R3= R4= 單位（倍） 五、全鐵、TFe 為比較燒結(jié)礦的綜合含鐵量，引出全鐵（TFe）的概述， TFe時(shí)扣除燒結(jié)礦中CaO和MgO的量。 CaO+MgO SiO2 總產(chǎn)量-未驗(yàn)品量-試驗(yàn)品量總產(chǎn)量-未驗(yàn)品量-試驗(yàn)品量-出格品量產(chǎn)品合格率= CaO SiO2CaO+MgOSiO2+Al2O3 總產(chǎn)量-未驗(yàn)品量-試驗(yàn)品量 TFe= 100%燒結(jié)礦強(qiáng)度：以轉(zhuǎn)鼓指數(shù)表示大于6.3%部分小于5mm部分來確定燒結(jié)礦

10、強(qiáng)度的好壞。75、77、78、79、80轉(zhuǎn)鼓指數(shù)=入鼓總量-小于小于5mm部分/入鼓總量100%復(fù)習(xí)題： 1、什么是燒結(jié)？ 2、本公司的燒結(jié)工藝流程（簡(jiǎn)述）？ 3、燒結(jié)礦的發(fā)展經(jīng)歷那幾個(gè)階段？ 4、燒結(jié)礦原料的特點(diǎn)有哪些？ 5、燒結(jié)工藝主要技術(shù)指標(biāo)有哪些？燒結(jié)礦化學(xué)含鐵量Fe 100-（CaO+MgO） 燒結(jié)原然料主要包括： 1、含鐵原料 2、熔劑 3、工業(yè)副產(chǎn)品 4、燃料等 礦物種類：磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦。 按粒度分類：精礦粉、富礦粉。 按品位分類：富礦、貧礦。國內(nèi)鐵礦石分布國內(nèi)鐵礦石分布 主要分布地區(qū)：主要分布地區(qū)：東北鞍山地區(qū)東北鞍山地區(qū)：儲(chǔ)量：儲(chǔ)量100100億噸；包括東、西

11、鞍山，億噸；包括東、西鞍山， 齊大山等貧礦和本溪地區(qū)的部分齊大山等貧礦和本溪地區(qū)的部分 富礦。富礦。四川攀西地區(qū)四川攀西地區(qū)：儲(chǔ)量：儲(chǔ)量8080億噸，釩鈦磁鐵礦為主；億噸，釩鈦磁鐵礦為主；河北冀東地區(qū)河北冀東地區(qū): :儲(chǔ)量數(shù)十億噸，貧磁鐵礦；儲(chǔ)量數(shù)十億噸，貧磁鐵礦；西北地區(qū)：西北地區(qū)：( (包頭、甘肅鏡鐵山包頭、甘肅鏡鐵山) )：復(fù)合礦；：復(fù)合礦；華東及中南地區(qū)華東及中南地區(qū)：梅山、大冶、廣東大寶山等：梅山、大冶、廣東大寶山等 我國鐵礦特點(diǎn)我國鐵礦特點(diǎn)A. A. 儲(chǔ)量相對(duì)較少，現(xiàn)在近儲(chǔ)量相對(duì)較少，現(xiàn)在近70%70%依靠進(jìn)口；依靠進(jìn)口；B. B. 以貧礦為主，采礦、選礦成本較高以貧礦為主，采礦、

12、選礦成本較高C. C. 多共生礦，選礦難度大；多共生礦，選礦難度大；D. D. 復(fù)合礦儲(chǔ)量較大，尤其是包頭白云地區(qū)和攀西地區(qū)，復(fù)復(fù)合礦儲(chǔ)量較大，尤其是包頭白云地區(qū)和攀西地區(qū)，復(fù)合礦中其它金屬的價(jià)值遠(yuǎn)高于鐵的價(jià)值。合礦中其它金屬的價(jià)值遠(yuǎn)高于鐵的價(jià)值。1、精礦 ：鐵精礦是通過貧的礦石粗破、中破、細(xì)破、麼 礦，使粒度達(dá)到10.074mm或更細(xì)。經(jīng)磁選、浮選等多 種選礦方法去除脈石所獲產(chǎn)物。我們使用的鐵精粉主要是通過磁選產(chǎn)生的。 磁鐵礦（Fe3O4）：有金屬光澤，有磁性，理論含鐵量72.4%。其晶體為八面體，組織結(jié)構(gòu)致密堅(jiān)硬，一般為塊狀或粒狀。表面顏色為銀灰或黑色，條痕為黑色。磁鐵礦的特點(diǎn); 礦物致密

13、，在燒結(jié)過程中，由于受氧化作用要放出一定的熱量。所以該礦粉在溫度不高和燃料用量較少的情況下。即可得到還原性和強(qiáng)度好的燒結(jié)礦。 磁鐵富礦粉（Fe3O4）：是高品位的磁鐵礦破碎后的篩下物，它粒度較粗；較致密，成球性差，軟化和軟容溫度范圍較窄，一般屬于難燒結(jié)的富礦粉。 磁性率=Teo/TFe100%,磁性率=42.8%為純磁鐵鐵礦。 磁性率28.6%為磁鐵礦：磁性率=28.6%-14.3%為半假相磁鐵礦； 磁性率14.3%為假相磁鐵礦；2、赤鐵礦（Fe2O3）赤鐵礦只有用浮選的方法但是生產(chǎn)成本高，且不易燒結(jié)，故很少使用。主要存在形態(tài)為不含水的三氧化二鐵Fe2O3 ，密度4.8-5.3，硬度不一，完整

14、晶型赤鐵礦硬度為5.5-6，理論含鐵量為70%。赤鐵礦的特點(diǎn)：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，條痕色為褐紅色。它在燒結(jié)料中成球性比較好，但是它的軟溶溫度較高，但是在高堿度燒結(jié)礦中，F(xiàn)e2O3和熔劑中的CaO和MgO發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，降低熔點(diǎn)，易于燒結(jié)。3、褐鐵礦（nFe2O3mH2O） 褐鐵礦是含有大量的結(jié)晶水的礦石，顏色為褐紅色， 結(jié)構(gòu)松散，堆比重小，孔隙度大，燒損大。燒結(jié)過程中燃料消耗大，形成大蜂窩式結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度不好。使用此礦粉時(shí)因考慮合理搭配使用，避免造成燒結(jié)礦質(zhì)量下降。 4、菱鐵礦（FeCO3）: 含鐵的碳酸鹽 FeCO3，理論含鐵量為4

15、8.2%，它的燒結(jié)性能和磁鐵礦相似，礦相結(jié)構(gòu)中往往與其它金屬的碳酸鹽共生。常見的碳酸鹽堅(jiān)硬、致密，密度為3.9，硬度為3.5-4，在空氣和水的作用下，易轉(zhuǎn)變?yōu)楹骤F礦。這種褐鐵礦覆蓋在菱鐵礦表面。 顏色為灰色帶黃褐色。菱鐵礦經(jīng)過焙燒，分解出CO2氣體，含鐵量即提高，礦石也變得疏松多孔，易破碎，還原性好。其含S低，含P較高 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。 品位：含鐵量，包括鐵礦物和脈石礦物的含鐵總和。越高越好。 有害雜質(zhì)：S、P、Pb、As、堿金屬等。越少越好。 粒度：精礦粉：不宜太細(xì)或0.15-0. 3mm。 富礦粉：8mm 80%; 無

16、煙煤粉：C固75%; 2、要求灰分低?；曳值脑黾訉⒔档蜔Y(jié)礦的品位。 焦粉13%煤粉均15% 3、要求揮發(fā)分少。 揮發(fā)分的增加將惡化燒結(jié)料層透氣性，降低燒結(jié)礦產(chǎn)量。同時(shí)粘附在風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子上，降低風(fēng)機(jī)壽命。而且影響除塵效果。 焦粉和煤粉均0.30.3時(shí)，針狀向板狀發(fā)展。時(shí)，針狀向板狀發(fā)展。 燃燒層移動(dòng)后，被熔化的物質(zhì)溫度下降，液相放出能量而結(jié)晶或變成玻璃體。如果在冷凝過程中放出了幾乎所有多余能量，則液相全部轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)晶體析出。而在實(shí)際燒結(jié)過程中，冷卻速度很快，有相當(dāng)?shù)臐撃軄聿患搬尫哦N(yùn)藏在里面，從而使不少硅酸鹽以玻璃體形態(tài)存在于燒結(jié)礦中，其數(shù)量的多少取決于冷卻速度的快慢程度。 在燒結(jié)過程中并非全部燒結(jié)

17、料都熔化為液相，有些原料，特別是粒度大的，往往來不及熔化，它們被周圍的液相粘結(jié)起來，冷凝后成為多孔的燒結(jié)礦。 結(jié)晶過程高熔點(diǎn)的鐵氧化物(Fe304、Fe2O3，)在冷卻時(shí)首先析出；其次，它們周圍是低熔點(diǎn)化合物和共晶混合物析出，質(zhì)點(diǎn)從液態(tài)的無序排列過渡到固態(tài)的有序排列，體系自由能降低到趨于穩(wěn)定狀態(tài)。由于冷卻速度快，結(jié)晶能力差的礦物就以非晶質(zhì)(亦稱玻璃相)存在。 冷凝結(jié)晶形式冷凝結(jié)晶形式 結(jié)晶。液相冷卻降溫至某一礦物的熔點(diǎn)時(shí)，其成分達(dá)到過飽和，質(zhì)點(diǎn)相互靠近吸弓I形成線晶、線晶靠近成為面晶，面晶重疊成為晶芽，以晶芽為基地，該礦的質(zhì)點(diǎn)呈有序排列，晶體逐漸長(zhǎng)大形成。這是液相結(jié)晶析出過程。 再結(jié)晶。在原有

18、礦物晶體的基礎(chǔ)上，細(xì)小晶粒聚合成粗大晶粒。這是固相晶粒的聚合長(zhǎng)大過程。 重結(jié)晶。溫度和液相濃度變化使已結(jié)晶的固相物質(zhì)部分熔入液相中以后，再重新結(jié)晶出新的固相物質(zhì)。這是舊固相通過固一液轉(zhuǎn)變后形成新固相的過程。影響冷凝結(jié)晶因素溫度。同種物質(zhì)的晶體在不同溫度下生長(zhǎng)，所具之形態(tài)是有差別的，因?yàn)榻Y(jié)晶速度不同。 析出的晶體和雜質(zhì)。由于結(jié)晶開始溫度和結(jié)晶能力、生長(zhǎng)速度的不同，后析出的晶體形狀受先析出晶體和雜質(zhì)的干擾，晶體外形可分為： 自形晶 結(jié)晶時(shí)自范性得到滿足，以自身固有的晶形和晶格常數(shù)析出長(zhǎng)大。 半身形晶 結(jié)晶能力尚可，自范性部分得到滿足，部分晶面完好。 他形晶 溫度低而結(jié)晶能力差的晶體析出時(shí)，自范性得

19、不到滿足，受先析出晶體和雜質(zhì)的阻礙而表現(xiàn)形狀不規(guī)整，無良好晶面。 結(jié)晶速度。結(jié)晶速度大，則結(jié)晶晶芽增多，初生的晶體較細(xì)小，很快生長(zhǎng)成針狀、棒狀、樹枝狀的自形晶。反之，晶體多數(shù)成為粗大的粒狀半自形晶或他形晶。當(dāng)結(jié)晶速度極小時(shí)，因冷卻速度大而來不及結(jié)晶，易凝結(jié)成玻璃相。 液相粘度。粘度很大時(shí)，質(zhì)點(diǎn)擴(kuò)散的速度很慢，晶面生長(zhǎng)所需的質(zhì)點(diǎn)供應(yīng)不足，因而晶體生長(zhǎng)很慢，甚至停止生長(zhǎng)。但是晶體的棱和角，則可以接受多方面的擴(kuò)散物質(zhì)而生長(zhǎng)較快，造成晶體棱角突出、中心凹陷的所謂“骸狀晶”。 燒結(jié)礦的礦物組成主要有赤鐵礦、磁鐵礦、鐵橄欖石、鈣鐵橄欖石、硅酸鈣、鐵酸鈣和玻璃相等，如果燒結(jié)礦含有較高的MgO、Al2O3，則

20、燒結(jié)礦會(huì)含有尖晶石、鎂橄欖石、輝石和黃長(zhǎng)石等礦物。高堿度燒結(jié)礦的礦物組成主要是赤鐵礦、磁鐵礦、鐵酸鈣、硅酸鈣和少量的玻璃相。 燒結(jié)礦的礦物結(jié)構(gòu)一般系指在顯微鏡下礦物組成的形狀、大小和它們相互結(jié)合排列的關(guān)系。隨著生產(chǎn)工藝條件的變化，不同燒結(jié)礦在顯微結(jié)構(gòu)上也有明顯的差異。以下是常見的燒結(jié)礦顯微結(jié)構(gòu)：(1)粒狀結(jié)構(gòu)：它是由燒結(jié)礦中先結(jié)晶出的自形晶、半自形晶或他形晶的磁鐵礦與粘結(jié)相礦物晶粒相互組成的。 (2)斑狀結(jié)構(gòu)：它是由磁鐵礦斑狀晶體與較細(xì)粒的粘結(jié)相礦物相互結(jié)合而成的。(3)骸狀結(jié)構(gòu)：它指的是在燒結(jié)礦中早期結(jié)晶的磁鐵礦晶體中，有粘結(jié)礦物充填于其內(nèi)，而仍大致保持磁鐵礦原來的結(jié)晶外形和邊緣部分，形成骸晶狀結(jié)構(gòu)。(4)丹點(diǎn)狀的共晶結(jié)構(gòu)：它指的是燒結(jié)礦中磁鐵礦呈圓點(diǎn)狀存在于橄欖石晶體中