燒結(jié)技術(shù)綜述

1、1文獻(xiàn)綜述1.1燒結(jié)生產(chǎn)概況1.1.1燒結(jié)及其開展燒結(jié)法是迄今為止除北美以外使用最為廣泛的鐵礦石造塊方法。自20世紀(jì) 80年代起燒結(jié)技術(shù)得到了快速開展，主要表達(dá)在燒結(jié)工藝和新技術(shù)的研究開發(fā) 和應(yīng)用上。燒結(jié)工藝方面如自動(dòng)化配料、混合料強(qiáng)化制粒、偏析布料、冷卻篩分、 整粒技術(shù)及鋪底料技術(shù)等；新技術(shù)主要表現(xiàn)為球團(tuán)燒結(jié)技術(shù)、小球燒結(jié)技術(shù)、低 溫?zé)Y(jié)技術(shù)等。上述工藝和技術(shù)目前已經(jīng)在大局部鋼鐵企業(yè)推廣應(yīng)用，并取得了 顯著的經(jīng)濟(jì)效益。1897年，T.Huntington和F,Heberlein申請并注冊了第一個(gè)有關(guān)燒結(jié)方面的 專利。1905 年，E.J.Savelsberg 首先把 T.Huntington

2、-F.Heberlein 燒結(jié)杯用于鐵礦 石燒結(jié)，從而開辟了燒結(jié)法進(jìn)展鐵礦粉造塊的新紀(jì)元。在當(dāng)今的冶金生產(chǎn)中，燒 結(jié)已成為一道重要的單元工序并占有相當(dāng)重要地位。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界約有一半的 生鐵是用燒結(jié)礦生產(chǎn)的。過去十年中，世界上燒結(jié)礦年產(chǎn)量維持在538x106t586 x106t范圍內(nèi)。從1989年起，由于獨(dú)聯(lián)體和其他局部東歐國家發(fā)生巨變，因此, 它們的鋼鐵工業(yè)進(jìn)展了重新調(diào)整，導(dǎo)致燒結(jié)礦產(chǎn)量有所下降。歐洲和日本的經(jīng)濟(jì) 衰退也影響了產(chǎn)量，但是不久燒結(jié)礦的產(chǎn)量又慢慢恢復(fù)。東歐和獨(dú)聯(lián)體的產(chǎn)量將 下降，而中國、朝鮮和XX的產(chǎn)量將繼續(xù)上升。盡管出現(xiàn)新的煉鐵工藝，但是在 下一個(gè)十年中或更長的時(shí)間內(nèi)，它們?nèi)圆?/p>

3、可能對高爐產(chǎn)量有巨大影響。因此，燒 結(jié)礦產(chǎn)量在未來相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)仍將維持在目前水平。1.1.2燒結(jié)生產(chǎn)目的鐵礦粉燒結(jié)是一種鐵礦粉造塊的方法，是將細(xì)粒含鐵物料與燃料、熔劑按一 定比例混合，再加水潤濕、混勻和制粒成為燒結(jié)料，加于燒結(jié)設(shè)備上，點(diǎn)火、抽 風(fēng)，借助燃料燃燒產(chǎn)生高溫和一系列物理化學(xué)變化，生成局部低熔點(diǎn)物質(zhì)，并軟 化熔融產(chǎn)生一定數(shù)量的液相，將鐵礦物顆粒潤濕粘結(jié)起來，冷卻后，即成為具有 一定強(qiáng)度的多孔塊狀產(chǎn)品一僥結(jié)礦。燒結(jié)生產(chǎn)的目的主要是：將粉狀物料制成具有高溫強(qiáng)度的塊狀料以適應(yīng)高爐冶煉、直接復(fù)原等在流 體力學(xué)方面的要求；通過燒結(jié)改善鐵礦石的冶金性能，使高爐冶煉指標(biāo)得到改善；通過燒結(jié)去除某些有

4、害雜質(zhì)，回收有益元素以到達(dá)綜合利用資源和擴(kuò)大煉 鐵礦石原料資源的目的。1.1.3燒結(jié)反響過程燒結(jié)反響過程是分層依次向下進(jìn)展的。抽入的空氣通過已燒結(jié)好的熱燒結(jié)礦 層預(yù)熱，在燃燒層中使固體碳燃燒，放出熱量，獲得高溫（1300C。1600C。）。料層在加熱過程中，熔點(diǎn)較低局部首先出現(xiàn)液相，將周圍物料浸潤和熔融， 相鄰液滴產(chǎn)生聚合，引起收縮和形成氣孔，并在冷卻過程中固結(jié)和產(chǎn)生結(jié)品，成 為具有一定強(qiáng)度的多孔燒結(jié)塊。燒結(jié)過程中根本的液相是硅酸鹽和鐵酸鹽體系。 從燃燒層下抽出的高溫廢氣，經(jīng)預(yù)熱枯燥層，將熱量傳給燒結(jié)料，使燒結(jié)料著火， 將料中的游離水和化合水蒸發(fā)和分解。廢氣繼續(xù)下行，溫度繼續(xù)降低，其中水分 又

5、重新凝結(jié)，使物料過濕。如將燒結(jié)料預(yù)熱到一定溫度，可以消除過濕現(xiàn)象。1.2燒結(jié)礦的燒結(jié)特性燒結(jié)礦的質(zhì)量主要指它的冷態(tài)強(qiáng)度和冶金性能。冷態(tài)強(qiáng)度主要指機(jī)械強(qiáng)度； 冶金性能主要指復(fù)原性、低溫復(fù)原粉化性、高溫軟化和熔滴性。燒結(jié)特性的研究 是研究燒結(jié)礦的礦物組成和微觀構(gòu)造及其生成機(jī)理和對外部工藝條件的依賴關(guān) 系，以便在燒結(jié)生產(chǎn)中有目的的控制燒結(jié)的反響過程和微觀構(gòu)造，以提高燒結(jié)礦 的質(zhì)量。眾所周知，由于高爐是逆流工藝，固體爐料相對上升氣流而下降，所以必須 供給塊狀的含鐵爐料。因此，必須通過燒結(jié)法或球團(tuán)法將粉塊造成塊狀。燒結(jié)礦 是高爐煉鐵的根本原料之一，高爐生產(chǎn)要想實(shí)現(xiàn)良好的運(yùn)行，就必須要求爐料具 有較高的冷

6、態(tài)強(qiáng)度和良好的冶金性能。1.2.1機(jī)械強(qiáng)度機(jī)械強(qiáng)度指燒結(jié)礦在自然條件下的強(qiáng)度，一般用轉(zhuǎn)鼓指數(shù)或落下指數(shù)表示。 燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)與高爐冶煉指標(biāo)有密切的關(guān)系。西德克虜伯公司NO7及NO8 高爐的生產(chǎn)實(shí)踐說明:燒結(jié)礦的機(jī)械強(qiáng)度與高爐產(chǎn)量存在著較好的線性關(guān)系;石鋼 提高燒結(jié)礦強(qiáng)度的工業(yè)實(shí)驗(yàn)說明:燒結(jié)礦強(qiáng)度上升4.35%，那么高爐利用系數(shù)提高 0.116t/(m3.d)，焦比下降28kg/t。因此要提高高爐冶煉指標(biāo)，就必須提高燒結(jié)礦 的機(jī)械強(qiáng)度。燒結(jié)礦的強(qiáng)度是受多方面影響的，主要有以下幾點(diǎn)：原料破碎粒度一些研究者指出，如果原料破碎粒度較大，就會導(dǎo)致它們在燒結(jié)過程中不可 能熔融。如石灰的剩余物遇水以后形成C

7、a(OH)2，使燒結(jié)礦破裂。單個(gè)礦物的強(qiáng)度Loo等人研究了不同礦物的破裂強(qiáng)度，發(fā)現(xiàn)礦物強(qiáng)度按以下順序遞減:原生赤 鐵礦次生赤鐵礦磁鐵礦SFCA玻璃質(zhì)。也就是說，在所有的礦物中玻璃質(zhì)的 強(qiáng)度是最低的。因此要使燒結(jié)礦強(qiáng)度增加，就要從構(gòu)造消除這些玻璃質(zhì)以及盡可 能使它轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)晶體。燒結(jié)礦的礦物組成燒結(jié)礦是一個(gè)由多種礦物組成的復(fù)合體。一般說來，燒結(jié)礦的礦物組成為: 含鐵礦物是磁鐵礦、浮士體、赤鐵礦；粘結(jié)相中有鐵橄欖石、鈣鐵橄欖石、硅灰 石、硅酸二鈣、硅酸三鈣、鐵酸鈣和鈣鐵硅石。但是根據(jù)原料條件及燒結(jié)工藝條 件的不同，其礦物組成各異。如當(dāng)鐵礦脈石中氧化鎂含量較高時(shí)，會出現(xiàn)新的礦 物：鈣鎂橄欖石、鎂黃長石

8、及鎂薔薇輝石等，它們會使硅酸二鈣生成量相對減少， 粘結(jié)相增加且固溶于硅酸二鈣中，對6硅酸二鈣相變有穩(wěn)定作用。這些都有助于 提高燒結(jié)礦的強(qiáng)度。1.2.2復(fù)原性復(fù)原性是冶金性能的根底，燒結(jié)礦復(fù)原性對高爐冶煉，尤其對加強(qiáng)穩(wěn)定性和 降低焦比有很大影響，許多冶金工作者進(jìn)展了大量的研究工作，發(fā)現(xiàn)復(fù)原度和燒 結(jié)礦礦物構(gòu)造、礦物組成及堿度有很大的關(guān)系。燒結(jié)礦的礦物構(gòu)造對復(fù)原性的影響磁鐵礦是主要的含鐵礦物，晶粒細(xì)小密集而粘結(jié)相少的磁鐵礦容易復(fù)原而 大塊磁鐵礦或者被硅酸鹽包裹時(shí)均難復(fù)原或者只是外表復(fù)原。另外氣孔率高（大 孔和微孔）晶體嵌布松弛以及裂紋多的組織也容易復(fù)原。燒結(jié)礦的礦物組成對復(fù)原性的影響赤鐵礦和磁鐵礦

9、作為主要的含鐵礦物，它們都能復(fù)原成浮士體，但進(jìn)一步復(fù) 原成金屬的速度不同24J。赤鐵礦復(fù)原的浮士體能均勻、迅速地復(fù)原，即使其中 一局部被金屬所包裹。而磁鐵礦復(fù)原的浮士體的復(fù)原是外表的化學(xué)過程，幾乎所 有的顆粒被金屬迅速包裹，阻止了進(jìn)一步復(fù)原。SFCA的復(fù)原性與其形態(tài)、氣孔率以及它是否在玻璃體中有關(guān)。低溫下生成 的針狀SFCA較易復(fù)原，而高溫下生成的柱狀SFCA難于復(fù)原。Bristow等人研究 了氣孔率對復(fù)原率的影響，發(fā)現(xiàn)SFCA穩(wěn)固了復(fù)原過程中產(chǎn)生的氣孔，導(dǎo)致氣孔 率和復(fù)原度增加。二燒結(jié)礦的堿度對復(fù)原性的影響在堿度特別低的燒結(jié)礦中，由于液相少，含鐵礦物暴露面積大，因而有較好 的復(fù)原性。隨著堿度

10、的提高（超過酸性燒結(jié)礦，一般在1.0以上），燒結(jié)礦的氣孔 率增加，難復(fù)原的鐵橄欖石被鈣鐵橄欖石所代替，燒結(jié)礦的復(fù)原性也就變好。有 些燒結(jié)礦在堿度2.0以上時(shí)，復(fù)原性又變壞，這可能由于相對復(fù)原性差的鐵酸二 鈣出現(xiàn)的緣故。1.2.3低溫復(fù)原粉化性低溫復(fù)原粉化性能是指鐵礦石在低溫復(fù)原條件下礦石復(fù)原粉化性能，它是衡 量鐵礦石在高爐上部塊狀帶性能的一項(xiàng)指標(biāo)，對高爐冶煉具有極大的影響。國外 研究說明，燒結(jié)礦RDL315,每提高5%，焦比增加約3kg，生鐵產(chǎn)量下降1.5%5%。 另外，燒結(jié)礦低溫復(fù)原粉化對爐齡、爐墻及熱損失都有很大的影響。冀東鐵礦粉 粒度粗，含Si和A12O3高，含P低，極易發(fā)生低溫復(fù)原粉化

11、現(xiàn)象，所以研究燒 結(jié)礦發(fā)生低溫復(fù)原粉化的機(jī)理及影響因素是非常重要的。燒結(jié)礦發(fā)生低溫復(fù)原粉化的最根本原因是燒結(jié)礦中的再生三氧化二鐵在低 溫（450C。550C。）時(shí)，由a-Fe2O3復(fù)原成y-Fe3O4。由于前者為三方晶系六方晶格, 而后者為等軸晶系立方晶格，在復(fù)原氣體的作用下發(fā)生了晶格的改變，造成了構(gòu) 造的扭曲，產(chǎn)生極大的內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致在機(jī)械作用下嚴(yán)重的破裂。影響燒結(jié)礦發(fā)生低溫復(fù)原粉化的因素主要有微觀組織構(gòu)造、燒結(jié)礦堿度和其 它成分（如 MgO，A12O3，F(xiàn)eO 和 TiO2）。1.2.4高溫軟化及熔滴性在過去20年中.由于日本和德國對運(yùn)轉(zhuǎn)的高爐進(jìn)展熄火和解剖研究，人們對 高爐內(nèi)部狀態(tài)的了解在

12、本質(zhì)上大大增加。這些研究發(fā)現(xiàn)爐料在軟熔帶上部開場軟 化，在軟熔帶下部開場熔融。由爐料軟化到開場滴落這個(gè)區(qū)間形成一個(gè)與焦炭層 交替的軟熔帶，其透氣性很不好.因此高爐內(nèi)軟熔帶對高爐操作，尤其對生產(chǎn)率 有顯著影響。一個(gè)窄的軟熔帶，即軟化和熔融之間的溫度區(qū)間小在實(shí)際高爐操作 中是非常必要的。所以對軟熔帶內(nèi)爐料的高溫軟化及熔滴性能進(jìn)展研究具有重要 的意義。MgO對高溫性能的影響在燒結(jié)混合料中添加MgO將大大改善燒結(jié)礦的高溫性能。這主要是由于 MgO提高了燒結(jié)礦軟化和熔融溫度，增加了燒結(jié)礦在高溫復(fù)原過程中料層的透 氣性。堿度對高溫性能的影響由于提高堿度能導(dǎo)致較高的熔化溫度和較低的氣流阻力，因此提高堿度能改

13、 善燒結(jié)礦高溫性能。一些研究指出燒結(jié)礦堿度對到達(dá)軟熔帶的初始復(fù)原度有重要 影響，當(dāng)堿度超過1.4時(shí)，復(fù)原度到達(dá)最大值。Beppler等人也提出堿度提高到 1.7以上將導(dǎo)致軟熔帶較寬。1.3燒結(jié)礦的礦物組成和顯微構(gòu)造對其質(zhì)量的影響燒結(jié)礦的質(zhì)量主要表現(xiàn)在它的強(qiáng)度、復(fù)原性及低溫復(fù)原粉化性上，它們與粘 結(jié)相的開展程度、結(jié)晶條件、粘結(jié)相礦物的強(qiáng)度和復(fù)原性等有關(guān)。由于液相冷卻 析晶時(shí)，濃度及溫度的不均勻性以及礦物本身的特點(diǎn)不同，各種集合體可以以樹 枝狀、針狀、柱狀、片狀，板狀等形式凝固組成，而這些不同形狀的集合體的強(qiáng) 度和復(fù)原性又有很大的差異，因此燒結(jié)礦冷凝時(shí)形成的礦物組成及其構(gòu)造對燒結(jié) 礦的性能有著重要

14、的影響。1.3.1燒結(jié)礦中不同礦物組成和顯微構(gòu)造對其強(qiáng)度的影晌燒結(jié)礦中各種礦物自身強(qiáng)度對其強(qiáng)度的影響近幾年來國內(nèi)外學(xué)者對燒結(jié)礦中各種礦物的機(jī)械強(qiáng)度作了大量的研究工作， 發(fā)現(xiàn)燒結(jié)礦中的磁鐵礦、赤鐵礦、鐵酸一鈣、鐵橄欖石、鐵黃長石有較高的抗壓 強(qiáng)度，其次那么為鈣鐵橄欖石、鈣鎂橄欖石及鐵酸二鈣，在鈣鐵橄欖石中，當(dāng)X =1.0時(shí)，其抗壓性、耐磨性及脆性的指標(biāo)均與前一類接近或超過，當(dāng)X=1.5時(shí)， 其強(qiáng)度相當(dāng)?shù)?。而且易產(chǎn)生裂紋，它的晶格常數(shù)接近于2CaOSO2。研究說明： 鐵酸鈣的抗壓強(qiáng)度為363N/cm2，玻璃相僅為45N/cm2。因此在燒結(jié)礦的構(gòu)造中 應(yīng)盡量減少玻璃相的形成，這有利于提高燒結(jié)礦的強(qiáng)度

15、。燒結(jié)礦在冷卻過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力對其強(qiáng)度的影響在冷卻過程中，產(chǎn)生不同的內(nèi)應(yīng)力：1）由于燒結(jié)礦外表與中心存在溫差而產(chǎn)生的熱應(yīng)力。這種應(yīng)力主要取決于冷 卻條件，可采用緩冷或熱處理的方法來消除。2）燒結(jié)礦中各種不同礦物具有不同熱膨脹系數(shù)，因而引起各礦物之間的應(yīng) 力，因此減少燒結(jié)礦中的礦物組分，有利于提高燒結(jié)礦強(qiáng)度。3）熔劑性燒結(jié)礦中硅酸二鈣在冷卻中的多晶轉(zhuǎn)變所引起的相變應(yīng)力。通常在 熔劑性燒結(jié)礦中主要出現(xiàn)介P-C2S和y-C2S。當(dāng)6-C2S在冷卻轉(zhuǎn)變?yōu)閅-C2S時(shí)，由于相變，體積膨脹10%,因而產(chǎn)生極大應(yīng)力，導(dǎo)致燒結(jié)礦自動(dòng)粉碎。燒結(jié)礦中礦物組分的多少對其強(qiáng)度的影響1）非熔劑性燒結(jié)礦，其顯微構(gòu)造為斑

16、狀或共晶構(gòu)造，其中磁鐵礦斑晶被鈣鐵 橄欖石和少量玻璃相所固結(jié)，因而強(qiáng)度好。2）熔劑性燒結(jié)礦，其顯微構(gòu)造呈斑狀構(gòu)造，其中的磁鐵礦斑晶被鈣鐵橄欖石、 玻璃相以及少量的硅酸二鈣和鐵酸鈣等所固結(jié)，強(qiáng)度較差。3）高堿度燒結(jié)礦，其顯微構(gòu)造為熔蝕或共晶構(gòu)造，其中的磁鐵礦與鐵酸鈣等一起固結(jié)，具有良好的強(qiáng)度。1.3.2燒結(jié)礦的礦物組成和顯微構(gòu)造對其復(fù)原性的影響燒結(jié)礦的礦物組成對其復(fù)原性的影響研究說明:赤鐵礦、磁鐵礦、鐵酸半鈣、鐵酸一鈣、鐵酸鈣容易復(fù)原，鐵酸 二鈣、鐵鋁酸四鈣復(fù)原性稍低，而玻璃相和鈣鐵橄欖石，特別是鐵橄欖石是難復(fù) 原的礦物。如非熔劑性燒結(jié)礦的氣孔壁大局部是由鐵橄欖石和玻璃相組成，而熔 劑性燒結(jié)礦的

17、氣孔壁那么由鈣鐵橄欖石、玻璃相及鐵酸鈣等組成，所以在同樣的 氣孔度條件下，非熔劑性燒結(jié)礦的復(fù)原性比熔劑性燒結(jié)礦差。隨著燒結(jié)礦堿度的 提高，燒結(jié)礦氣孔率增加，難復(fù)原的鐵橄欖石被鈣鐵橄欖石和鐵酸鈣所代替，因 而在高堿度燒結(jié)礦中因有大量的鐵酸鈣固結(jié)，所以它的強(qiáng)度及復(fù)原性都好。該類 型燒結(jié)礦在今后生產(chǎn)中應(yīng)大力開展。燒結(jié)礦的顯微構(gòu)造對其復(fù)原性的影響燒結(jié)礦的構(gòu)造對其復(fù)原性影響也很大。例如當(dāng)磁鐵礦晶粒細(xì)小，其品粒間粘 結(jié)相也很少，這種燒結(jié)礦在800C。時(shí)容易復(fù)原，而大顆粒磁鐵礦被硅酸鹽粘結(jié)相 包裹時(shí)，那么難復(fù)原或只外表復(fù)原。另外，氣孔率高，礦物晶體嵌布松弛以及裂 紋多的構(gòu)造，雖然其強(qiáng)度較差，但卻容易復(fù)原。關(guān)

18、于單礦物的復(fù)原性，還可以從 結(jié)晶化學(xué)的觀點(diǎn)來說明:晶格能低的晶體容易復(fù)原，晶格能高的晶體那么復(fù)原性 差。燒結(jié)礦的礦物組成和顯微構(gòu)造對其低溫復(fù)原粉化性能的影響復(fù)原過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力主要是由于燒結(jié)礦中赤鐵礦逐級復(fù)原時(shí)體積發(fā)生 膨脹引起的。1000C。時(shí)，赤鐵礦在被CO-CO2混合氣體復(fù)原過程中體積變化如下：Fe2O3Fe3O4FeOFe相對體積/% 100125132127磁鐵礦及浮士體的晶格都是立方晶格，在第二階段復(fù)原時(shí)體積變化很小，最 后從浮士體復(fù)原為鐵，因?yàn)殍F的分子體積比氧化物的小而伴隨著體積的收縮。研究說明:燒結(jié)礦的裂紋普遍發(fā)生在骸晶狀的次生赤鐵礦晶體集中處，如果 赤鐵礦周圍和玻璃相及赤鐵

19、礦內(nèi)部有較多的氣孔，它就能夠緩和赤鐵礦向磁鐵礦 轉(zhuǎn)變時(shí)低溫復(fù)原相變力，阻止裂紋擴(kuò)散。1.4燒結(jié)新工藝和技術(shù)1.4.1厚料層燒結(jié)厚料層燒結(jié)作為20世紀(jì)80年代開場開展起來的燒結(jié)技術(shù)，近二十年來得到 了廣泛應(yīng)用和快速開展。普遍認(rèn)為厚料層燒結(jié)能夠改善燒結(jié)礦強(qiáng)度、提高成品率、 降低固體燃料消耗和總熱耗、降低FeO含量并提高復(fù)原性。由于厚料層燒結(jié)具 有種種優(yōu)點(diǎn)，我國燒結(jié)行業(yè)的料層厚度也從20世紀(jì)80年代以前的300mm以下 逐步提高到500mm左右，少數(shù)廠家已提高到600mm800mm。料層厚度的大 幅度提高，使燒結(jié)機(jī)臺時(shí)產(chǎn)量相應(yīng)有所降低。因此，伴隨著厚料層的開展，低溫 燒結(jié)、小球燒結(jié)、燃料分加和均質(zhì)燒

20、結(jié)等新技術(shù)也相繼誕生和采用。厚料層燒結(jié)能降低燃耗，主要是充分利用了燒結(jié)過程的自動(dòng)蓄熱作用，其蓄 熱量隨料層的提高而增加。厚料層與燒結(jié)礦質(zhì)量關(guān)系主要表現(xiàn)在:提高轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度、 減少燒結(jié)礦粉末、降低含量和提高復(fù)原性。原因在于:料層提高后，機(jī)速變緩，點(diǎn)火時(shí)間延長，上部供熱增多，有利于 改善中上部燒結(jié)礦質(zhì)量，從而提高整個(gè)燒結(jié)礦強(qiáng)度，降低粉末;料層提高后充分 利用蓄熱，在保持同樣燒結(jié)礦強(qiáng)度下，可用低碳操作，將風(fēng)量提高，為燒結(jié)過程 提供較高氧化性氣氛，有利于降低FeO,促進(jìn)鐵酸鈣的形成，因而增加了燒結(jié)礦 的強(qiáng)度及復(fù)原性.厚料層與燒結(jié)速度燒結(jié)機(jī)單位時(shí)間的產(chǎn)量與燒結(jié)料的垂直燒結(jié)速度、燒成率和成品率成正比， 也就是

21、說，垂直燒結(jié)速度的快慢直接影響到產(chǎn)量的上下。而影響垂直燒結(jié)速度的 主要因素是燒結(jié)過程中料層的透氣性和通過料層的有效風(fēng)量。料層的透氣性應(yīng)該 包括燒結(jié)料在點(diǎn)火前的初始透氣性和燒結(jié)過程的透氣性。初始透氣性的好壞，取 決于原料的特性、制粒效果、混合料水分和粒度組成。而影響燒結(jié)過程透氣性的 關(guān)鍵是最高溫度水平及熔融層的厚度和過濕層的形成。對于燒結(jié)同一種混合料而言，其初始透氣性一樣。隨著料層厚度的提高，通 過料層風(fēng)量的阻力增加，原因有四：其一，料層提高，空氣通過料層的路徑延長， 壓力損失增大；其二，隨料層厚度增加，在料層的重力作用下，下部料被壓緊， 因而阻力增加；其三，在料溫較低的情況下，易產(chǎn)生過濕，導(dǎo)致

22、透氣性惡化；其 四，料層提高后，高溫熔融層厚度相對增加，也將造成阻力增加（當(dāng)然，在燃料 用量相對減少的條件下可抵消局部影響）。由于料層提高后，空氣阻力增加，通 過料層的風(fēng)速降低，風(fēng)量減少，造成垂直燒結(jié)速度下降。燒結(jié)速度隨料層提高而降低的另一個(gè)原因是漏風(fēng)率增大。由于料層不斷提 高，料層的阻力不斷增大，燒結(jié)機(jī)的抽風(fēng)負(fù)壓隨之升高，造成漏風(fēng)率上升。厚料層與成品率燒結(jié)料層提高后，成品率提高。其主要原因在于:料層提高后，表層未燒好 及強(qiáng)度較差的燒結(jié)礦相對減少。另外，隨料層提高，機(jī)速減慢，點(diǎn)火時(shí)間相應(yīng)延 長，使料層上部供熱比擬充足，表層燒結(jié)礦強(qiáng)度得到改善。同時(shí)，由于整個(gè)燒結(jié) 過程熱交換充分，料層內(nèi)自動(dòng)蓄熱增

23、加。高溫保持時(shí)間延長，整個(gè)燒結(jié)礦的強(qiáng)度 都得到提高，因此燒結(jié)礦的成品率增加。厚料層對燒結(jié)礦產(chǎn)量的影響在燒結(jié)原料和抽風(fēng)機(jī)等設(shè)備條件一定的情況下，提高料層厚度，由于料層阻 力增加會導(dǎo)致垂直燒結(jié)速度降低，并影響到燒結(jié)礦產(chǎn)量。但另一方面，它又能提 高燒結(jié)礦成品率，所以，分析厚料層對燒結(jié)產(chǎn)量的影響，必須綜合考慮二者的交 互作用。當(dāng)燒結(jié)速度降低的負(fù)面影響等于或小于成品率提高的正面影響時(shí)，產(chǎn)量 不會降低，甚至可能提高，相反，那么產(chǎn)量會降低。厚料層對轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度的影響厚料層燒結(jié)能提高燒結(jié)礦的轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度，厚料層燒結(jié)之所以能改善燒結(jié)礦強(qiáng) 度，主要是隨著料層提高，自動(dòng)蓄熱作用增強(qiáng)，料層內(nèi)高溫保持時(shí)間相對增加， 有利于各種

24、物理化學(xué)反響的充分進(jìn)展，以及粘結(jié)相礦物的結(jié)晶和再結(jié)晶，晶粒發(fā) 育良好，使燒結(jié)礦的構(gòu)造得到改善。另外，表層燒結(jié)礦比例減少也是強(qiáng)度提高的 原因之一。所以，整個(gè)燒結(jié)礦的強(qiáng)度得到提高。影響燒結(jié)礦強(qiáng)度的因素也是多方 面的，除了料層厚度以外，堿度也與之有密切關(guān)系。料層提高以后，燒結(jié)礦中的FeO含量降低，這也是眾所周知的事實(shí)。為什 么提高料層后能降低燒結(jié)礦的FeO含量，其主要原因是由于厚料層燒結(jié)的“自動(dòng) 蓄熱“作用加強(qiáng)，能夠減少固體嫉料配入量，使燒結(jié)過程增加氧化性氣氛，同時(shí) 料層內(nèi)最高溫度有所下降，使低價(jià)鐵的氧化增加，高價(jià)鐵氧化物的分解減少，因 此使FeO含量減少。當(dāng)然，影響燒結(jié)礦FeO含量的因素還很多，如

25、燒結(jié)礦堿度、 原料構(gòu)造及操作制度等。同時(shí)，過去的高FeO與大水大碳、薄鋪快轉(zhuǎn)的操作方 法有關(guān)，而今FeO含量降低，也與低水低碳、厚鋪慢轉(zhuǎn)的操作方針有關(guān)。研究結(jié)果和生產(chǎn)實(shí)踐說明，厚料層燒結(jié)能改善燒結(jié)礦的復(fù)原性。一般來說， FeO越低，復(fù)原性越好。厚料層燒結(jié)降低了燒結(jié)礦中FeO含量，所以其復(fù)原性 也得到改善。另外，復(fù)原性與燒結(jié)礦的構(gòu)造有關(guān)。因?yàn)楹窳蠈訜Y(jié)時(shí)，料層內(nèi)高 溫保持時(shí)間相對增加，有利于粘結(jié)相礦物的結(jié)晶和再結(jié)晶，燒結(jié)礦中晶體發(fā)育完 全，多呈自形晶和半自形晶，氣孔大小與分布趨于均勻，為復(fù)原過程創(chuàng)造了良好 的條件。厚料層與燃料消耗大量的生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)說明，燒結(jié)料層厚度每提高l0mm，固體燃料消耗可

26、降 低lkg/t3kg/t，厚料層燒結(jié)能夠降低固體燃耗，主要是由于燒結(jié)過程中自動(dòng)蓄 熱的結(jié)果.一般情況下，自動(dòng)蓄熱作用能提供燃燒層所需熱量的40%左右（指離表 層100mm以下）。其次，采用低碳操作，料層內(nèi)氧化性氣氛較強(qiáng)，料層的最高溫 度水平不會過高，可增加低價(jià)鐵氧化物的氧化反響，又能減少高價(jià)鐵氧化物的分 解熱耗，有利于生成低熔點(diǎn)粘結(jié)相，這些都可以促使嫩料消耗的降低?？傊?，厚料層作業(yè)不使燒結(jié)減產(chǎn)的途徑有:提高料層透氣性；提高風(fēng)機(jī)的抽 風(fēng)負(fù)壓能力及降低料層阻力，堵塞漏風(fēng);以上兩者并舉。但是，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，各燒結(jié)廠的原料條件、生產(chǎn)條件和影響因素各不一樣，得到的燒結(jié)礦質(zhì)量差 異也很大，甚至有的達(dá)

27、不到高爐生產(chǎn)的需要，所以本試驗(yàn)重點(diǎn)是根據(jù)唐鋼提供的 原料反復(fù)進(jìn)展試驗(yàn)，得出適合唐鋼燒結(jié)廠燒結(jié)的合理生產(chǎn)條件，提高該廠燒結(jié)礦 的質(zhì)量和產(chǎn)量。1.4.2雙層燒結(jié)為了克制燒結(jié)礦上下層質(zhì)量不均勻和節(jié)約燃料，可以分層布料，使燒結(jié)混合 料層含碳量自上而下逐層減少。也可以將混合料先鋪臺車高度的50%70%，點(diǎn)火 燒結(jié)，當(dāng)其進(jìn)展到料層阻力下降時(shí)，再在其上鋪其余的料，并進(jìn)展第二次點(diǎn)火， 這樣在同一橫斷面上有兩個(gè)燒結(jié)層同時(shí)向下移動(dòng)。分層布料和雙層燒結(jié)工藝，在 進(jìn)入一混中的料內(nèi)參加的是滿足下層燒結(jié)所需要的碳量。一混的混合料分兩路進(jìn) 入兩個(gè)二混，其中一個(gè)起原來二混調(diào)整水分和造球的作用，另一個(gè)那么在調(diào)水制 粒的過程中再

28、添加局部碳以滿足上層燒結(jié)的需要。在實(shí)際生產(chǎn)中，往燒結(jié)臺車上 先布含碳低的混合料，再布含碳高的料，然后點(diǎn)火燒結(jié)。這樣可以節(jié)約1/51/4 的固體燃料，而且燒結(jié)礦質(zhì)量得到明顯改善。1.4.3提高混合料預(yù)熱溫度生產(chǎn)實(shí)踐和理論計(jì)算說明，導(dǎo)致混合料中水分冷凝的露點(diǎn)溫度為50C。60C。，所以如果將料溫維持在60C以上就可以防止大量水分冷凝。生產(chǎn)中應(yīng)用 熱返礦預(yù)熱混合料，可使料溫預(yù)熱到40C。50C。，盡管達(dá)不到露點(diǎn)溫度以上，但 對消除過濕現(xiàn)象起了一定的作用。利用蒸汽在二混機(jī)上預(yù)熱混合料到60C以上 是較有效的措施。首鋼采用此措施將混合料溫由57.4C提高到87.7C,垂直燒結(jié) 速度由27.1mm/min提高到U 35.7mm/min,產(chǎn)量提高了 31.9%。國外還有的用燃 燒高爐煤氣和天然氣等方法預(yù)熱混合料，也取得了較好的效果。如前所述，混合料預(yù)熱是為了將混合料溫度提高到（或接近）露點(diǎn)，使氣流溫 度保持在露點(diǎn)以上以防止氣流中水分凝結(jié)惡化料層的透氣性。生產(chǎn)中常常是