冶金行業(yè)燒結(jié)培訓(xùn)

冶金行業(yè)燒結(jié)培訓(xùn)1第1頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月主要內(nèi)容高爐煉鐵過程燒結(jié)生產(chǎn)概述燒結(jié)原理提高燒結(jié)礦質(zhì)量的途徑球團生產(chǎn)的方法球團礦與燒結(jié)礦的比較2第2頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月第一講高爐冶煉過程3第3頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月高爐冶煉的工藝流程4第4頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月高爐的五大系統(tǒng)5第5頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月鐵礦石種類成分理論含鐵量%實際富礦含鐵%最低工業(yè)品位%冶煉性能磁Fe3O472.445~7020~25P，S↑難還原赤Fe2O37055~6030P，S↓易還原褐nFe2O3.mH2O55.2~66.137~5530P↑易還原菱FeCO348.230~4025P，S↓熔燒后易還原6第6頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月各類鐵礦石圖赤鐵礦磁鐵礦菱鐵礦褐鐵礦7第7頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月高爐冶煉過程爐料從高爐上部分批加入↓↓↓8第8頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月高爐冶煉過程熱風(fēng)、煤粉及氧氣從風(fēng)口鼓入燃燒焦炭,產(chǎn)生大量高溫還原性煤氣↑↑↑9第9頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月高爐冶煉過程

爐料與煤氣兩大流股逆向運動——提高料層的透氣性爐料粒度均勻、減少粉末爐料強度高↑↑↑↓↓↓10第10頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月高爐冶煉過程高爐內(nèi)發(fā)生熱交換——換熱效果好礦石粒度不能過大（8～40mm)溫度升高溫度降低11第11頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月鐵氧化物的還原Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe——提高產(chǎn)量提高礦石的還原性提高礦石含鐵量（品位）高爐冶煉過程12第12頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月品位高：將含F(xiàn)e量達到理論值的70%以上的礦石稱為富礦。脈石成分少和分布合適：SiO2、Al2O3↓越好（須重視Al2O3

），CaO要多，MgO要合適有害雜質(zhì)少：S、P、As、Cu（影響鋼質(zhì)）；Pb、Zn、K、Na（對爐襯和高爐順行有害）高溫冶金性能好：低溫粉化率和高溫還原粉化率要小。軟化溫度高，軟化區(qū)間要窄。鐵礦石的評價13第13頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月粒度分布合適：粒度＜5mm的粉末要少，8～30mm為宜；太大→對還原不利；太小→對順行不利不同粒度應(yīng)分級入爐;還原性好：被CO、H2還原的難易；從礦石種類上說：褐鐵礦＞赤鐵礦＞磁鐵礦;人造富礦＞天然鐵礦;

從結(jié)構(gòu)上來說：疏松結(jié)構(gòu)、微氣孔多的礦石還原性好化學(xué)成分穩(wěn)定：TFe波動≤±0.5%，SiO2≤±0.03%混勻的重要性（條件：平鋪直取——原料場應(yīng)足夠大）;鐵礦石的評價14第14頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月我國現(xiàn)代高爐的追求高產(chǎn)率低能耗低成本15第15頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月含鐵品位的影響提高入爐原料鐵品位1％高爐焦比↓2％高爐產(chǎn)量↑3％含鐵原料性能對高爐冶煉的影響機械強度增加的影響提高燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強度1％高爐產(chǎn)量↑1％降低燒結(jié)礦自然粉化率1％高爐焦比↓0.5％高爐產(chǎn)量↑1％16第16頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月含鐵原料性能對高爐冶煉的影響還原性能的影響降低燒結(jié)礦FeO1％高爐焦比↓1～1.5％高爐產(chǎn)量↑1～1.5％降低原料在高爐內(nèi)的rd1％高爐焦比↓0.8～0.9％高爐產(chǎn)量↑0.8～0.9％粒度均勻性的影響原料粒度由8～40mm→8～25mm高爐焦比↓18Kg/t17第17頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月含鐵原料性能對高爐冶煉的影響低溫還原粉化性能的影響降低燒結(jié)礦RDI1％高爐焦比↓0.3％高爐產(chǎn)量↑0.3％化學(xué)成分穩(wěn)定性的影響降低入爐原料含鐵量波動1％高爐焦比↓3％高爐產(chǎn)量↑6％18第18頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月有害元素的危害硫在鋼凝固過程中以Fe－FeS共晶形式凝固在晶界上，在加熱過程中先熔化，造成“熱脆”現(xiàn)象。磷化物聚集在晶界周圍減弱晶粒間結(jié)合力，使鋼冷卻時發(fā)生很大的脆性，從而導(dǎo)致鋼的“冷脆”現(xiàn)象。當銅含量超過0.3％時，鋼的焊接性能降低，并產(chǎn)生“熱脆”現(xiàn)象。砷能使鋼增加脆性，并使鋼的焊接性能變壞。鉛的密度大于鐵水，極易滲入磚縫，破壞爐底砌磚。另外，鉛在高爐內(nèi)有富集現(xiàn)象，造成高爐結(jié)瘤。19第19頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月有害元素的控制SPCuPbZnAsFK2O+Na2O<0.12%0.03~0.08%<0.3%<0.1%<0.1~0.2%<0.07%<1%<0.1~0.6%有害元素的危害堿金屬在爐內(nèi)有“自動富集”傾向，會破壞爐襯，造成爐墻結(jié)厚和結(jié)瘤；破壞焦炭的高溫強度，擴大直接還原，導(dǎo)致焦比上升；降低人造富礦的熱強度，破壞高爐順行。鋅在高爐內(nèi)有揮發(fā)現(xiàn)象，在爐內(nèi)低溫處可冷凝沉淀，使磚縫膨脹，嚴重時會引起高爐結(jié)瘤。氟過高會使爐內(nèi)成渣過早，不利于礦石還原，且其渣會侵蝕高爐風(fēng)口及爐襯。氟有循環(huán)富集現(xiàn)象，與堿金屬結(jié)合是造成高爐結(jié)瘤的原因之一。20第20頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月為了保證供給高爐的鐵礦石中鐵含量均勻，并且保證高爐的透氣性，需要把選礦工藝產(chǎn)出的鐵精礦制成10-25mm的塊狀原料。鐵礦粉造塊目前主要有兩種方法：燒結(jié)法和球團法。兩種方法所獲得的塊礦分別為燒結(jié)礦和球團礦。21第21頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月燒結(jié)礦及燒結(jié)球團燒結(jié)球團燒結(jié)礦22第22頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月第二講燒結(jié)生產(chǎn)過程概述23第23頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月含鐵料：精礦粉200目以下占60%以上

（考慮成球性）、富礦粉（5~8mm，燒結(jié)中的骨架）、其他（爐塵、軋鋼皮等）要求含鐵原料品位高，成分穩(wěn)定，雜質(zhì)少。熔劑：以CaO為主，CaO↑1%，燒結(jié)產(chǎn)量↑3%.要求有效CaO含量高，雜質(zhì)少，成分穩(wěn)定，含水3％左右，粒度小于3mm的占90％以上。燃料：焦粉、無煙煤3~5%。要求是固定碳含量高，灰分低，揮發(fā)分低，含硫低，成分穩(wěn)定，含水小于10％，粒度小于3mm的占95％以上。返礦：機尾篩下物（未燒透——影響成品率）燒結(jié)料組成24第24頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月燒結(jié)生產(chǎn)工藝流程25第25頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月26第26頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月燒結(jié)廠的帶式燒結(jié)機27第27頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月帶式抽風(fēng)燒結(jié)機燒結(jié)流程28第28頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月燒結(jié)料層結(jié)構(gòu)預(yù)熱層：主要反應(yīng)為：氧化還原、結(jié)晶水分解、部分MCO3分解燒結(jié)礦層：隨燒結(jié)過程進行不斷加厚，抽入空氣過冷使燒結(jié)礦驟冷將影響燒結(jié)礦強度。燃燒層：主要反應(yīng)為：C的燃燒、MCO3分解、FeS2氧化、形成液相、鐵氧化物分解還原氧化。（由于液相的產(chǎn)生使該層透氣性變差）干燥層：主要為燒結(jié)料中水分蒸發(fā)，易使燒結(jié)料球破壞過濕層：原始混合料層，水分凝聚，影響料層透氣性29第29頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月燒結(jié)過程的主要反應(yīng)

燃料的燃燒和熱交換。料層中的氣流運動水分的蒸發(fā)和冷凝。碳酸鹽的分解和氧化鈣的礦化鐵氧化物的分解、氧化與還原燒結(jié)過程的固相反應(yīng)粉料的軟化、熔融和冷卻、結(jié)晶。有害雜質(zhì)的去除。30第30頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月燒結(jié)過程的特點1.燃料分布較稀疏，燃料燃燒需空氣過剩，過剩系數(shù)α=1.4~1.52.燒結(jié)保持弱氧化氣氛3.燒結(jié)過程存在自動蓄熱作用。分層配炭上高下低4.存在傳熱速度與燃燒速度的同步問題5.存在如何減少“過濕”現(xiàn)象的問題6.存在有害雜質(zhì)S的去除問題7.存在選用何種液相體系作為固結(jié)成型機理問題8.如何解決還原性與強度矛盾的問題31第31頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月燒結(jié)礦的種類根據(jù)燒結(jié)礦堿度（CaO/SiO2）不同，分為普通燒結(jié)礦(非自熔性燒結(jié)礦)：堿度低于1.0自熔性燒結(jié)礦:堿度在1.0～1.5高堿度燒結(jié)礦：堿度在1.5～3.5超高堿度燒結(jié):堿度大于3.532第32頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月第三講燒結(jié)原理33第33頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月一、燃料燃燒和熱交換燒結(jié)料中燃料燃燒的意義固體碳的燃燒所獲得的高溫和CO氣體，為液相的生成和一切反應(yīng)提供了熱量和氣氛條件。固體碳燃燒放出的熱量占燒結(jié)總熱量的90%以上。固體碳燃燒的好壞，決定了燒結(jié)礦的質(zhì)量和產(chǎn)量。34第34頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月一、燃料燃燒和熱交換固體碳的燃燒1、燃燒反應(yīng)：完全燃燒：C+O2=CO2

+Q不完全燃燒：2C+O2=2CO+Q2、燃料燃燒速度取決于：C與O2化合的反應(yīng)速度。速度最慢時，為限制環(huán)節(jié)——動力學(xué)燃燒區(qū)域；增加溫度，反應(yīng)速度加快O2分子向燃料表面運動的速度。速度最慢時，為限制環(huán)節(jié)——擴散燃燒區(qū)域，受固體碳的粒度、氣流速度和壓力等因素有一影響。提高燃燒速度，加速燒結(jié)過程的進行，要求改善固體燃料的配加方式和燒結(jié)料層中流體的力學(xué)條件（減少漏風(fēng)率、加大抽風(fēng)速度、改善燒結(jié)料的透氣性）35第35頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月燒結(jié)料層中燃料燃燒的基本特點：

1、固體碳含量低且分散2、固體碳是從上向下燃燒，燃燒速度快且集中在15～50mm區(qū)域內(nèi)。3、料層中氧化帶寬，還原帶窄。4、鐵氧化物參加氧化，也參加還原。5、離開燒結(jié)機的廢氣，含有氧氣。限制CO2的還原。36第36頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月燃燒層的溫度、厚度對燒結(jié)質(zhì)量的影響溫度高且厚，產(chǎn)生的液相多（高溫時間長），強度高。溫度高，還原性氣氛強，F(xiàn)eO多，還原性就差。液相多且厚，透氣性變差，風(fēng)量少，燃燒速度慢，產(chǎn)量低。溫度低且薄，產(chǎn)生液相少，強度低。溫度低，不利于燒結(jié)過程，高溫時間短，不能保證物料高溫反應(yīng)正常進行，產(chǎn)量低。37第37頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月影響燃燒層溫度及厚度的因素燃料性能影響：氣孔多，燃燒層溫度高且薄。無煙煤比焦粉的氣孔率小得多，用無煙煤代替焦粉，燒結(jié)層高溫區(qū)溫度水平下降，厚度增加，導(dǎo)致燒結(jié)垂直速度下降燃料粒度影響：粒度大（>3mm），燃燒時間延長，速度降低，燃燒層變厚，透氣性變差。粒度大布料時產(chǎn)生偏析：下部燃料多，燒壞篦條，還原性差；上部燃料少，燒結(jié)礦強度差。粒度過小，燃燒速度快，高溫時間短，燒結(jié)礦強度差；透氣性變差，風(fēng)量少，產(chǎn)量低；部分燃料被廢氣帶走。燃料用量影響：用量多：燃燒層溫度高且厚，液相多，透氣性差。料層下部燒不透，產(chǎn)量降低。用量少：無法燒結(jié)，38第38頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月燒結(jié)料層中的溫度變化1、燒結(jié)料層中的溫度變化：1）燒結(jié)溫度：指燒結(jié)料層中某一點所達到的最高溫度。2）溫度分布：燒結(jié)溫度實際就是燃燒層溫度。隨著燃燒帶自上而下移動，燃燒層的溫度是逐漸升高的。燒結(jié)過程中燒結(jié)礦層有“自動蓄熱”的過程，當燃燒帶上部的燒結(jié)礦層達180~220mm時，燒結(jié)礦層的自動蓄熱作用可提供燃燒層總熱量的35~45%。39第39頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月二、燒結(jié)料層中氣流運動料層透氣性G

：在一定的壓差下，單位時間內(nèi)通過單位面積和一定高度的燒結(jié)料層的氣體流量。

在抽風(fēng)面積一定時，單位時間內(nèi)通過料層的空氣量越大，則說明燒結(jié)料層的透氣性越好。真空度（負壓）：在一定料層厚度的抽風(fēng)量不變的情況下，以氣體通過料層時的壓頭損失ΔP來表示料層的透氣性。真空度越高，透氣性越差。40第40頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月料層透氣性變化燒結(jié)中，各層透氣性燒結(jié)礦層：氣孔多，透氣性最好。燃燒層：液相多,體積膨脹,透氣性最差。預(yù)熱干燥層：料球被破壞，透氣性較差，影響不太大。過濕層：料球被破壞，透氣性很差，對燒結(jié)過程影響比較大。燒結(jié)過程中，料層透氣性的變化點火開始：料膨脹、抽風(fēng)作用、過濕層出現(xiàn)，使料層透氣性變壞。燒結(jié)過程：燒結(jié)礦層出現(xiàn)，改善透氣性；燃燒層有大量液相生成；過濕層仍然存在。透氣性很差。燒結(jié)后期：燒結(jié)礦層加厚、燃燒層繼續(xù)存在、過濕層消失，透氣性變好。41第41頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月提高料層透氣性的措施

改善混合料的粒度組成加強二次混合機的制粒作用，提高燒結(jié)料粒度，延長混料時間，提高料球強度。成球效果最好的燒結(jié)料粒度組成，應(yīng)是3～0mm粒級含量小于15%，3～5mm含量40～50%，5～10mm含量小于30%，大于10mm的不超過10%。

加粒度較大的富礦粉、返礦。42第42頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月提高料層透氣性的措施

降低燃燒層的厚度選擇和發(fā)展低熔點液相，保持較低燃料用量，低溫?zé)Y(jié)。燃料用量少，燃燒速度快，燃燒層薄。使用小球料燒結(jié)：燒結(jié)料層的原始透氣性較普通燒結(jié)料高27～35%，其球粒上限一般為6～8mm，下限要大于1.2～1.5mm。43第43頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月提高料層透氣性的措施

適宜的混合料水分，提高造球效果。親水性順序：磁鐵礦、赤鐵礦、菱鐵礦、褐鐵礦

增加燒結(jié)料層的有效風(fēng)量增加單位燒結(jié)面積的抽風(fēng)量、減少漏風(fēng)損失、料面耙溝、富氧空氣燒結(jié)。44第44頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月提高料層透氣性的措施混合料中加入添加物混合料中加入消石灰、生石灰、皂土、水玻璃、亞硫酸鹽溶液、氯化鈉、氯化鈣及丙烯酸酯等有機粘結(jié)性物質(zhì)，可提高混合料的親水性，對改善混合料的透氣性有良好的作用。

加消石灰：提高礦石的成球性、增大混合料的濕容量，吸附大量的水而不失去物料的透氣性、含有消石灰顆粒得料球強度高（消石灰在受熱干燥中收縮，使周圍的固體顆粒進一步靠近）45第45頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月負壓對燒結(jié)過程的影響負壓小，風(fēng)量小，燃料燃燒不完全，放出熱量少，燒結(jié)料達不到需要的溫度，產(chǎn)生液相少，強度差。燃燒速度慢，產(chǎn)量低。負壓提高，風(fēng)量增加，產(chǎn)量增加，但是電能消耗更高。負壓：↑250%，產(chǎn)量：163%，電耗：↑276%。負壓過大，抽風(fēng)系統(tǒng)的漏風(fēng)率也增大；廢氣帶走的熱量多，造成能量浪費。46第46頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月三、燒結(jié)過程中水分蒸發(fā)、分解與冷凝

燒結(jié)料中水分的來源：原料自身含水帶入、燒結(jié)混合造球過程補加的。燒結(jié)料中水分的作用利于混勻造球，改善料層透氣性原料顆粒被潤濕后減少氣體阻力；改善燒結(jié)料的換熱條件。水分的用量由于燒結(jié)料的性質(zhì)和組成的差異，一般混合料含水在6～8%。47第47頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月水分的蒸發(fā)蒸發(fā)：液體表面?zhèn)€別能量高的分子可能掙脫周圍分子的引力而逸至空間成為蒸氣。飽和蒸氣壓：一定溫度下，密閉容器中，開始分子從液體中逸出速度快，隨著氣體分子數(shù)的增多，氣體分子返回液體的速度上升，逸出速度與返回速度相等，處于動態(tài)平衡時，蒸氣所具有的壓強。簡稱蒸氣壓。元素的飽和蒸氣壓隨溫度升高而增大。水分蒸發(fā)條件：氣相中水蒸氣的實際壓力小于水的飽和蒸氣壓。48第48頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月燒結(jié)中水分的蒸發(fā)剛開始時，熱廢氣溫度高和廢氣中水蒸氣壓力低，滿足水蒸汽蒸發(fā)的條件，水分蒸發(fā)速度逐漸加快，廢氣的含濕量很快升高，溫度很快降低。燒結(jié)料含濕量降低形成干燥層。由于蒸發(fā)吸熱，使廢氣溫度下降，飽和蒸氣壓也相應(yīng)下降，而廢氣中水蒸氣壓力卻增大，兩者逐漸接近，當相等時，蒸發(fā)停止。干燥層終了溫度為150℃左右。49第49頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月水分的冷凝冷凝：在空間蒸氣中某些能量較低的分子也會回到液體中的過程。水分冷凝的條件：露點：水蒸氣開始冷凝的溫度。影響水氣冷凝的因素：料溫低，水氣凝結(jié)多。原始含水量多，則凝結(jié)水量多。料細，比表面積大，親水性強，凝結(jié)水多。50第50頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月燒結(jié)過程水分的凝結(jié)通過干燥層的帶著水氣的廢氣在穿過下層冷料時，由于與料間進行熱交換，自身溫度不斷降低，飽和蒸氣壓也降低，滿足水分冷凝的條件，廢氣中的水氣就開始在冷料表面上發(fā)生冷凝，出現(xiàn)過濕層。過濕層對透氣性非常不利：加大了氣體通過的阻力；破壞造好的小球，甚至出現(xiàn)泥漿阻礙氣體通過。51第51頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月消除過濕層的措施提高料溫，使料溫預(yù)熱到露點以上。用返礦預(yù)熱混合料；用生石灰預(yù)熱混合料；用蒸氣預(yù)熱混合料；熱風(fēng)預(yù)熱混合料。降低燒結(jié)料的水分。燒結(jié)料水分降至5.5%，料面補充噴水0.3%，產(chǎn)量提高2.7%52第52頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月消除過濕層的措施改善燒結(jié)料層原始透氣性。提高燒結(jié)混合料的濕容量。生石灰消化成消石灰膠體顆粒，可以吸附和持有大量水分而不失去物料的松散性和透氣性。因此，燒結(jié)料層內(nèi)的少量冷凝水，將會為料球中的這些膠體顆粒所吸附和持有，可使混合料的料球不被破壞，也不至堵塞孔道，使燒結(jié)層保持良好的透氣性。53第53頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月四、碳酸鹽的分解及礦化作用燒結(jié)料中常見的碳酸鹽：

FeCO3、MnCO3、CaCO3、MgCO3。碳酸鹽分解：MeCO3

=MeO+CO254第54頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月分解壓力

定義：在一定溫度下，純固體(液體)化合物分解時，分解出純固體(液體)和一種氣體，達到平衡時氣體產(chǎn)生的分壓，叫做該化合物的分解壓。

特點：分解壓越大，該化合物越易分解。即化合物的穩(wěn)定性差，而單質(zhì)的穩(wěn)定性好；分解壓越小，元素越活潑，與氧的親合力越強，其氧化物越穩(wěn)定，不易分解。溫度升高，分解壓增大。55第55頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月碳酸鹽分解碳酸鹽分解：MeCO3

=MeO+CO2

：的分解壓；：氣相中CO2的分壓碳酸鹽的分解條件：開始分解開始分解溫度：分解壓力等于外界氣相中CO2的分壓力時的溫度。激烈分解：56第56頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月燒結(jié)情況下的碳酸鹽的分解

CaCO3在720℃左右開始分解，880℃開始劇烈分解（化學(xué)沸騰）。石灰石的分解主要在燃燒帶進行，其它碳酸鹽分解壓較大，可能在預(yù)熱帶開始分解。在料中存在，進行固相反應(yīng)。開始溫度降低，在550～650℃開始分解。57第57頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月影響石灰石分解速度的因素溫度：升高，分解壓增大，分解速度加快。氣相中CO2的濃度大：分解慢。石灰石粒度：粒度小，受熱升溫快，分解速度快。氣流速度：若快，氣相中濃度低，分解快。在燒結(jié)過程中，為了保證其完全分解，要求石灰石粒度小于3mm外，還要適當增加燃料用量，保證燃燒層溫度。58第58頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月礦化作用：燒結(jié)過程中，CaCO3的分解產(chǎn)物CaO與燒結(jié)料中的其它礦物（SiO2、Fe2O3、Al2O3等）發(fā)生反應(yīng)，生成新的化合物過程。CaO的礦化作用對燒結(jié)的影響礦化的好，可提高燒結(jié)礦的強度。游離的CaO少，減少消化反應(yīng)發(fā)生，可提高燒結(jié)礦的強度。礦化的好，能提高燒結(jié)礦的質(zhì)量和產(chǎn)量。加5%的CaO，能降低燃燒層溫度，縮短燒結(jié)時間，可提高產(chǎn)量。CaO在預(yù)熱帶與礦化生成CaO·

，其熔點低，產(chǎn)生液相多，能提高結(jié)礦強度（即質(zhì)量）。氧化鈣的礦化作用59第59頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月影響CaO礦化的因素石灰石粒度：石灰石粒度小，接觸面積多，反應(yīng)數(shù)量就多。粒度為：1～0mm時，在1250℃，10分鐘內(nèi)礦化程度為80～95%。粒度為：3～0mm時，在1250℃，10分鐘內(nèi)礦化程度為55～74%。溫度升高，有利于CaO的礦化。1200℃，粒度為〈0.6mm,只有50%礦化。1350℃，粒度為1.7～3.0mm,則100%礦化。60第60頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月影響CaO礦化的因素礦粉的粒度越小,礦化的數(shù)量越多。礦粉CaCO3溫度礦化程度

0～0.2mm3～０mm1300℃100%6mm3～０mm1300℃<50%可見，燒結(jié)時，CaO粒度可粗些，礦粉的粒度必須細。燒結(jié)礦堿度越低，越有利于CaO的礦化。堿度高，CaO多，與其化合的相對少，不利于礦化。61第61頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月五、鐵氧化物的分解、氧化與還原金屬氧化物的分解反應(yīng)式

2MeO=2Me+O2金屬氧化物的分解壓：一定溫度下，分解反應(yīng)達到平衡時，氧的平衡壓力。用Po2表示。PO2大，金屬氧化物易被還原；否則不易被還原。金屬氧化物分解的條件：Po2>P’o2（周圍氣氛中氧的分壓）即氧化物的分解壓必須大于氣相中氧的分壓。62第62頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月鐵氧化物在燒結(jié)過程中的分解Fe2O3在燒結(jié)過程中的分解情況燒結(jié)溫度下：Fe2O3（Po2）=0.21大氣壓；而燒結(jié)礦層:P’O2=0.18~0.19大氣壓；預(yù)熱層:P‘O2=0.07~0.09大氣壓在燒結(jié)中Fe2O3是可以分解的。Fe3O4在燒結(jié)中的分解情況。Fe3O4=Fe2O3（69%）+FeO（31%）溫度達到1300-1350℃，F(xiàn)e3O4可能分解。（有SiO2存在）FeO在燒結(jié)時的分解情況。在溫度為1500℃時，F(xiàn)eO（PO2）=10-3.2大氣壓。FeO在燒結(jié)時是不能分解的。63第63頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月鐵氧化物的還原是分步進行的。在燒結(jié)料層的預(yù)熱帶開始，在固體燃料的燃燒帶激烈進行。Fe2O3→Fe3O4→FeO→FeFe2O3分解壓很大，被還原成Fe3O4，基本是不可逆反應(yīng)，因此燃燒帶、預(yù)熱帶均可以發(fā)生Fe2O3的還原。Fe3O4可能會被還原成FeO在碳燃料集中的地方FeO可以還原出鐵，但是金屬鐵的生成是很少的。一般說來，在燒結(jié)過程中，不希望還原過程過分發(fā)展，而希望在保證燒結(jié)礦強度的前提下，盡力發(fā)展氧化過程，有利于提高燒結(jié)礦的還原性能。鐵氧化物在燒結(jié)過程中的還原64第64頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月鐵氧化物在燒結(jié)過程中的氧化燒結(jié)過程中處于冷卻過程中的燒結(jié)礦層內(nèi)，已經(jīng)還原的FeO、Fe3O4可能被分別再氧化成Fe3O4

、Fe2O3。再氧化的好處：

FeO少，F(xiàn)e2O3多,還原性好.FeO、Fe3O4再氧化是放熱反應(yīng)，可以減少燃料用量。FeO、Fe3O4再氧化，在適當?shù)臏囟认?，能夠產(chǎn)生較多的CaO.Fe2O3，有利于液相的生成。65第65頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月FeO多難還原的原因FeO多，形成的難還原的硅酸鐵增多。2FeO·SiO2熔點低,流動性好,很快進入爐缸,帶到爐缸熱量少。2FeO·SiO2在爐缸直接還原吸熱，使爐缸溫度降低，引起焦比升高。66第66頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月減少FeO的措施A．控制燃料用量。綜合考慮燒結(jié)礦的強度和還原度，采用磁鐵精礦燒結(jié)燃料用量5~6%，而采用赤鐵礦燒結(jié)時，燃料用量要高2~3%，采用褐鐵礦和菱鐵礦時，分解耗熱，需增加燃料用量，但分解產(chǎn)物H2O、CO2可以加強氧化氣氛，也可以減少FeOB．縮小燃料粒度。C．適當增加風(fēng)量。67第67頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月六、燒結(jié)過程中的固相反應(yīng)固相反應(yīng)：在兩種固體料接觸的表面上發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，其產(chǎn)物還是固體的反應(yīng)。通過固相反應(yīng)形成了低熔點化合物，為燒結(jié)產(chǎn)生液相創(chuàng)造了條件，固相反應(yīng)是產(chǎn)生液相的源泉

68第68頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月反應(yīng)機理：離子擴散任何物質(zhì)的分子都處于運動狀態(tài)中，只是因為固體分子質(zhì)點間的結(jié)合力較大，所以運動的范圍較小。隨溫度升高和粉碎細化，固體表面晶格的一些離子（或原子）的運動激烈起來，溫度越高，就越容易取得進行位移所需要的能量（活化能）。當這些離子具有足夠的能量時，它們就可以向附近的固體表面進行擴散。使固體表面之間互相生成新的化合物。固相反應(yīng)機理69第69頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月固相反應(yīng)的條件外在條件：溫度內(nèi)在條件：晶格的不完整，接觸面積大。

70第70頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月固相反應(yīng)的特點均為發(fā)熱反應(yīng)只在固體表面進行；兩種物質(zhì)的固相反應(yīng)最初只能生成同一種化合物，對燒結(jié)具有實際意義的是固相反應(yīng)的最初產(chǎn)物和反應(yīng)的開始溫度。（燒結(jié)高溫時間短）固相反應(yīng)混合物中分子比例反應(yīng)的最初產(chǎn)物CaO-SiO23:1;2:1;3:2;1:12CaO·SiO2MgO-SiO22:1;1:12MgO·SiO2CaO-Fe2O32:1;1:1CaO·Fe2O3CaO-Al2O33:1;5:3;1:11:2;1:6;CaO·Al2O3MgO-Al2O31:11:6;MgO·Al2O371第71頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月影響固相反應(yīng)的因素A．接觸面積越多，反應(yīng)數(shù)量越多。過分松散的燒結(jié)料，采用壓緊的方法，促進固相反應(yīng)。B、延長時間有利于固相反應(yīng)速度的增加。C、適當?shù)臏囟?，反?yīng)速度快。固相反應(yīng)只有在與該物質(zhì)完全一致的溫度下才有可能發(fā)生D、添加活性物質(zhì)，促進固相反應(yīng)添加燒結(jié)粉末及亞鐵酸鹽混合物，加快垂直燒結(jié)速度72第72頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月反應(yīng)物固相反應(yīng)產(chǎn)物反應(yīng)產(chǎn)物開始出現(xiàn)的溫度/0CSiO2+Fe2O3不形成化合物SiO2+Fe3O42SiO2·FeO鐵橄欖石990，995CaO+Fe2O3CaO·Fe2O3鐵酸一鈣500，600，610，6502CaO+Fe2O32CaO·Fe2O3鐵酸二鈣400CaCO3+Fe2O3CaO·Fe2O3鐵酸一鈣5902CaO+SiO22CaO·SiO2正硅酸鈣500,610,6902MgO+SiO22MgO·SiO2鎂橄欖石680MgO+Fe2O3MgO·Fe2O3鐵酸鎂600CaO+Al2O3·SiO2CaO·SiO2+Al2O3530固相反應(yīng)產(chǎn)物開始出現(xiàn)的溫度73第73頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月赤鐵礦被還原和分解為Fe3O4和FeO和金屬鐵，在溫度升高時在固相反應(yīng)中將形成鐵橄欖石（2SiO2·FeO）燒結(jié)料中常見的固相反應(yīng)及產(chǎn)物1、燒結(jié)非熔劑性赤鐵礦74第74頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月2、燒結(jié)熔劑性赤鐵礦CaO與SiO2反應(yīng)生成正硅酸鈣，又與Fe2O3反應(yīng)形成鐵酸鈣，部分未作用完的SiO2同樣轉(zhuǎn)到熔融物中。75第75頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月3、燒結(jié)非熔劑性磁鐵礦一部分Fe3O4被氧化成Fe2O3，沒有氧化的和已還原的FeO和SiO2形成鐵橄欖石

76第76頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月4、燒結(jié)熔劑性磁鐵礦Fe3O4和已還原的FeO和SiO2形成鐵橄欖石，部分Fe3O4被氧化成Fe2O3，與CaO形成鐵酸鈣；CaO與SiO2進行固相反應(yīng)生成正硅酸鈣，77第77頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月固相反應(yīng)對燒結(jié)過程的影響固相之間發(fā)生的反應(yīng)，保證了在原始混合料中所沒有的新的易熔物質(zhì)的形成。只有當燒結(jié)配碳較低，料層溫度低，生成液相少，一般固相中的產(chǎn)物可轉(zhuǎn)到燒結(jié)礦中。成品燒結(jié)礦的最終礦物組成，在燃料用量一定條件下，只取決于燒結(jié)料的堿度，堿度是熔融物結(jié)晶時的決定因素。燒結(jié)時遇到固相反應(yīng)遲緩的礦石時，可以往燒結(jié)混合料中添加石灰和含鐵物料，對固相反應(yīng)過程進行調(diào)整。78第78頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月七、燒結(jié)過程液相的生成及冷凝液相生成在燒結(jié)中的作用

液相的生成是燒結(jié)礦固結(jié)成型的基礎(chǔ)。液相過多不利于鐵礦物的還原，需要根據(jù)原料及操作條件來確定合適的液相。79第79頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月影響液相生成量的因素?zé)Y(jié)溫度：隨燒結(jié)溫度升高，液相增加。燒結(jié)礦堿度：堿度越高，液相量越大。FeO含量：

FeO升高時，熔點下降易于生成液相。SiO2含量：含SiO2越高，液相越多。如果SiO2含量低于5％就會液相不足影響燒結(jié)。80第80頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月燒結(jié)過程的幾種液相體系鐵－氧體系（FeO－Fe3O4

）以45%FeO和55%Fe3O4組成的固熔體，熔化溫度為1150℃--1220℃，燒結(jié)過程中可以熔化成液相.硅酸鐵體系（FeO－SiO2）化合物主要成分熔點2FeO.Si02Fe070.5%，Si0229.5%1205℃2FeO.Si02＋Si02FeO62%，Si0238%1178℃2FeO.Si02＋Fe0Fe076%，Si0224%1177℃應(yīng)該在保證燒結(jié)礦強度的前提下盡力減少Fe0，以減少2Fe0．Si02的生成，改善燒結(jié)礦的還原性。

81第81頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月燒結(jié)過程的幾種液相體系硅酸鈣體系（CaO－SiO2）硅灰石（Ca0．Si02）熔點溫度1544℃硅鈣石（3CaO．2SiO2）分解溫度1464℃硅酸三鈣（3Ca0．Si02）熔點溫度1900℃正硅酸鈣（2Ca0．Si02）熔點溫度2130℃原始產(chǎn)物，晶形轉(zhuǎn)變，體積膨脹，產(chǎn)生正應(yīng)力，導(dǎo)致燒結(jié)礦粉碎；α-2CaO·Si021436α’-2CaO·Si021234β-2CaO·Si02675γ-2CaO·Si02，尤其是βγ晶型轉(zhuǎn)換，體積增大10%。82第82頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月83第83頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月燒結(jié)過程的幾種液相體系鐵酸鈣體系（CaO－Fe2O3）鐵酸二鈣2Ca0.Fe2O3，熔點溫度1449℃二鐵酸鈣CaO.2Fe2O3，熔點溫度1228℃鐵酸一鈣CaO.Fe203，熔點溫度1216℃在堿度較低的熔劑性燒結(jié)礦中生成的化合物主要是Ca0.Fe2O3當溫度達到1300時，最初生成的鐵酸鈣可能要被Si02分解。熔體中的Fe203將要析出，甚至被還原成Fe0。只有Ca0含量大，與Si02、Fe0等結(jié)合后還剩有多余的CaO時才會出現(xiàn)較多的鐵酸鈣的晶體。只有在生產(chǎn)高堿度燒結(jié)礦時，鐵酸鈣才能起主要作用。84第84頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月鐵酸鈣的優(yōu)點能夠提高燒結(jié)礦的強度燒結(jié)礦的還原性好節(jié)省燃料85第85頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月增加CaO一Fe203體系的措施燒結(jié)過程有強的氧化氣氛：使鐵的氧化物以Fe2O3形式存在。減小熔劑粒度，加強混合過程，使CaO與Fe2O3更緊密地接觸。避免高溫、高炭。86第86頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月燒結(jié)過程的幾種液相體系鈣鐵橄欖體系（CaO－FeO－SiO2）鈣鎂橄欖石體系（CaO－MgO－SiO2）MgO在燒結(jié)中的作用MgO的存在可以阻礙2CaO．SiO2的生成并抑制晶型轉(zhuǎn)變，對提高燒結(jié)礦強度有良好作用。MgO阻礙了難還原的鐵橄欖石和鈣鐵橄欖石的形成，使燒結(jié)礦的還原性能提高。87第87頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月八、燒結(jié)中有害雜質(zhì)的去除硫的去除燒結(jié)料中的硫：主要來自礦粉，少量來自燃料。存在形式：硫化物：黃鐵礦FeS2，黃銅礦CuFeS2，藍銅礦CuS，閃鋅礦ZnS。硫酸鹽：BaSO4，CaSO4有機硫：燃料中88第88頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月去硫反應(yīng)硫化物：主要以分解和氧化方式去除

FeS2－－FeS－－SO2－－SO3一般硫化物如：FeS2、ZnS、PbS中的硫易于去除。含銅硫化物，CuFeS2，CuS等化合物較穩(wěn)定，需要高溫才能氧化，所以含銅的燒結(jié)料去硫比較困難。

FeS2

硫酸鹽比較困難（分解溫度900℃，劇烈分解1300℃以上），但是燒結(jié)原料中有Fe2O3和SiO2改善了分解條件，比較容易去除。有機硫：燃料中的有機硫著火溫度低于焦粉，可以燃燒后以SO2形態(tài)去除。硫的去除89第89頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月硫的去除燒結(jié)過程中去硫一般燒結(jié)中，硫化物脫硫率90％以上，有機硫達94％，硫酸鹽脫硫率只有70％左右。沿?zé)Y(jié)料層高度硫的再分布氣體中含硫量向下逐漸降低，燒結(jié)料中的含硫量則向下逐漸增加。90第90頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月燒結(jié)溫度：（適宜）礦石粒度：大于1mm，小于6－8mm.燒結(jié)礦堿度和熔劑的性質(zhì)：堿度提高不利脫硫；生產(chǎn)中采用低硫原料生產(chǎn)高堿度燒結(jié)礦，高硫原料生產(chǎn)低堿度燒結(jié)礦。石灰、生石灰不利脫硫，白云石、石灰石粉、MgO利于脫硫。添加鑄鐵屑對脫硫效率提高十分顯著。燃料用量返礦數(shù)量：能夠改善透氣性促使脫硫；使液相更多，使硫大量進入燒結(jié)礦。影響燒結(jié)去硫的因素91第91頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月氟的去除存在形式：在礦石中主要以CaF2形態(tài)存在脫氟方式：在燒結(jié)時發(fā)生反應(yīng)：2CaF2＋SiO2=2CaO+SiF4SiO2增多利于脫氟，而CaO不利于脫氟。生產(chǎn)低堿度燒結(jié)礦比高堿度燒結(jié)礦利于脫氟。在燒結(jié)過程中通入蒸汽CaF2+H2O＝CaO+2HF脫氟程度可提高1～3倍燒結(jié)過程一般脫氟率可達10－15％，多時達40％含氟廢氣危害人體，腐蝕設(shè)備。必須考慮凈化回收和勞保設(shè)施，如：在燒結(jié)抽風(fēng)系統(tǒng)增設(shè)噴石灰水以去除廢氣中氟的設(shè)備。92第92頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月砷的去除砷能夠被氧化成As2O3隨廢氣排出燒結(jié)中去砷率不高，一般30~40%，加入氯化物（CaCl2、NaCl）可提高至59~60%.As2O3為劇毒物質(zhì)，工業(yè)衛(wèi)生標準規(guī)定煙氣含砷量不大于0.3mg/m393第93頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月鉛、鋅的去除鉛以方鉛礦PbS、鋅以閃鋅礦ZnS存在于礦石中。燒結(jié)中分別被氧化為PbO、ZnO.還原出的鋅金屬容易揮發(fā)，但很容易又被氧化而沉積于料層中鋅去除不易鉛不可能去除若加入2~3%的CaCl2，使脫鉛率達90%，脫鋅率達70%94第94頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月第四講提高燒結(jié)礦質(zhì)量的途徑95第95頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月加強燒結(jié)原料準備，改善料層的透氣性

改進原料粒度和粒度組成采用細精礦燒結(jié)時，配加部分富礦粉或添加適量的、具有一定粒度組成的返礦196第96頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月加強燒結(jié)原料準備，改善料層的透氣性

以生石灰代替部分石灰石2作用：生石灰消化成極細的Ca(OH)2膠凝體→改善混合料制粒性在干燥后仍能保持混合料小球的強度→改善燒結(jié)料透氣性在過濕層可吸收水分→改善過濕層的透氣性生石灰與水反應(yīng)可生成熱量提高料溫→抑制燒結(jié)料層的過濕現(xiàn)象效果：1％生石灰↑→產(chǎn)量↑10％（我國）；1％生石灰↑→產(chǎn)量↑3～6％（日本）97第97頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月加強燒結(jié)原料準備，改善料層的透氣性強化混合料制粒3方法：延長混合造球的時間（一混2分鐘，二混3分鐘）改進混料筒的結(jié)構(gòu)，提高制粒效果使用有機添加劑，改善制粒效率自動控制混料的加水量采用磁化水潤濕混合料園盤造球機預(yù)制粒（HPS法、小球燒結(jié)法）效果：一般燒結(jié)法－1.3~1.5t/m2.hHPS－2.91t/m2.h

98第98頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月混合料預(yù)熱,減少過濕層危害4加熱返礦加生石灰加熱水通熱蒸氣加強燒結(jié)原料準備，改善料層的透氣性99第99頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月改進燒結(jié)機布料系統(tǒng)4目的：保證穩(wěn)定的布料狀態(tài)，改善料層透氣性手段：計算機動態(tài)控制給料，保持混合料槽有穩(wěn)定的料位保持混合料槽與圓輥給料機的相對位置，防止混合料自然落料實現(xiàn)實際燒結(jié)料層的自動控制設(shè)置偏析布料裝置，防止粒度偏析和崩塌現(xiàn)象加強燒結(jié)原料準備，改善料層的透氣性100第100頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月小球燒結(jié)法定義：小球燒結(jié)又名HPS（日本）HPS由日本鋼管公司（NKK）開發(fā)，于1988年在日本福山550m2燒結(jié)機上投產(chǎn)，年產(chǎn)600萬噸小球燒結(jié)礦將燒結(jié)混合料用圓盤造球機預(yù)先制成一定粒度的小球，然后使小球外裹部分燃料，最后鋪在燒結(jié)臺車上進行燒結(jié)的造塊新工藝小球燒結(jié)的產(chǎn)品仍屬于燒結(jié)礦要求：料球粒度上限≯6－8mm，下限≮1.5－2.0mm，3－6mm的應(yīng)占絕大多數(shù)。適用：低負壓、厚料層燒結(jié)。應(yīng)注意的問題：燒結(jié)礦致密，不易冷卻。101第101頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月小球燒結(jié)法效果：料球粒度均勻且強度好，料內(nèi)通氣孔道較大且均勻,孔道又不易被破壞,使料層透氣性大大提高。小球燒結(jié)法的重要效果是提高產(chǎn)量，能耗指標和產(chǎn)品質(zhì)量也有改善。利用系數(shù)大幅度提高，達2.91t/m2.h；成品率由80％上升至85％以上；FeO<4％，還原度由65％提高到80％；燒結(jié)燃耗下降20％，電耗下降30％；102第102頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月改善燒結(jié)礦的還原性103第103頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月提高燒結(jié)礦還原性的思路104第104頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月低溫?zé)Y(jié)理論高堿度下生成的鈣的鐵酸鹽—

鐵酸鈣，不僅還原性好，而且強度也高。不同形態(tài)的鐵酸鈣組成的燒結(jié)礦，其質(zhì)量是不同的；而燒結(jié)溫度對鐵酸鈣的形態(tài)影響顯著：1100～1200℃，針狀鐵酸鈣生成（10～20％），但晶粒間尚未連接，故強度較差；1200～1250℃，20～30％的針狀鐵酸鈣生成，晶橋連接，且有交織結(jié)構(gòu)出現(xiàn)，強度較好；1250～1280℃，呈交織結(jié)構(gòu)的鐵酸鈣生成，強度最好；1280～1300℃，鐵酸鈣量下降至10～30％，結(jié)構(gòu)由針狀變?yōu)橹鶢?，強度上升，但還原性變壞。

105第105頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月低溫?zé)Y(jié)理論鐵酸鈣主要是由Fe2O3和CaO組成。燒結(jié)溫度超過1300℃后，F(xiàn)e2O3易發(fā)生熱分解，形成Fe3O4和FeO，而Fe3O4是不能與CaO結(jié)合的。相反，F(xiàn)eO的出現(xiàn)會導(dǎo)致2FeO·SiO2，CaO·FeO·SiO2的生成，從而惡化還原性。為了生成優(yōu)質(zhì)的鐵酸鈣礦物以改善燒結(jié)礦的還原性和強度實現(xiàn)低溫?zé)Y(jié)工藝106第106頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月107第107頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月SFCA的概念實際燒結(jié)礦中的鐵酸鈣，無論是針狀還是片狀，都不是單純的CaO和Fe2O3構(gòu)成；鐵酸鈣中均含有一定量的Al2O3、SiO2等，故稱為復(fù)合鐵酸鈣，記為SFCA。

108第108頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月熱風(fēng)燒結(jié)定義：在燒結(jié)機前段約占燒結(jié)機長度1/3的有效燒結(jié)面積上，將熱廢氣或熱空氣抽入燒結(jié)料層，用其物理熱代替部分固體燃料的燒結(jié)方法。作用提高表層燒結(jié)礦的強度解決了燒結(jié)過程中料層上部由于布料偏析、空氣未預(yù)熱所造成的燒結(jié)不好或燒結(jié)冷卻速度過快所引起的燒結(jié)礦強度低的問題。顯著改善燒結(jié)礦的還原性：配料中固體燃料用量減少可以通過燒結(jié)熱工制度調(diào)節(jié)燒結(jié)礦的強度和還原性熱風(fēng)燒結(jié)可以節(jié)約固體燃料10~30%。超過此值時，燒結(jié)礦的強度變壞。形式熱廢氣燒結(jié)、熱空氣燒結(jié)、富氧熱風(fēng)燒結(jié)109第109頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月增壓燒結(jié)抽風(fēng)負壓不變時，用空氣壓縮機提高料層上面的供氣壓力，提高通過料層風(fēng)量。雙層燒結(jié)將混合料分兩次鋪于燒結(jié)機上，當?shù)谝粚踊旌狭系臒Y(jié)過程進行到一定程度時，再鋪一層料于原料層上，并進行第二次點火，使同一斷面上有兩個燃燒層同時向下移動。110第110頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月厚料層燒結(jié)的理論基礎(chǔ)燒結(jié)過程有自動蓄熱作用料層高度為180～220mm時，自動蓄熱率為35～45％料層高度為400mm時，自動蓄熱率為65％燒結(jié)自動蓄熱作用，為降低固體燃料提供了可能，也為低溫?zé)Y(jié)技術(shù)創(chuàng)造了有利條件111第111頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月厚料層燒結(jié)的效果節(jié)省固體燃耗，降低總熱耗（自動蓄熱作用所致）改善燒結(jié)礦強度，提高成品率強度低的表層燒結(jié)礦相對減少高溫保持時間長，礦物結(jié)晶充分，結(jié)構(gòu)得以改善降低FeO含量，改善燒結(jié)礦還原性低配碳的結(jié)果，使氧化性氣氛加強低配碳使料層最高溫度下降低配碳量抑制過燒現(xiàn)象，燒結(jié)礦結(jié)構(gòu)改善

112第112頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月113第113頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月燒結(jié)工藝節(jié)能低溫、低FeO燒結(jié)，減少燃料消耗，降低點火溫度和燒結(jié)溫度，改善燒結(jié)過程的氧化氣氛；高料層—小球燒結(jié)—燃料分加減少燒結(jié)機漏風(fēng)率、降低抽風(fēng)電耗改進點火技術(shù)、降低點火燃耗采用低溫低負壓點火。提高點火煙氣中的氧含量使用新型點火、保溫爐和煤氣燒嘴使用焦爐煤氣代替混合煤氣；采用集中點火114第114頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月燒結(jié)余熱利用將冷卻機排出的熱廢氣用于燒結(jié)點火助燃和保溫爐保溫將廢氣直接用于預(yù)熱混合料，使料溫提高到100以上冷卻機煙罩內(nèi)安裝蛇形管，用熱廢氣加熱循環(huán)水，用于洗澡；將熱廢氣用于余熱鍋爐生產(chǎn)蒸汽進行熱風(fēng)燒結(jié)控制最佳返礦量利用瓦斯灰和高爐返礦燒結(jié)工藝節(jié)能115第115頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月降低燒結(jié)過程能耗的技術(shù)116第116頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月第五講球團生產(chǎn)的方法

117第117頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月球團生產(chǎn)是使用不適宜燒結(jié)的精礦粉和其他含鐵粉料造塊的一種方法。把細磨鐵精礦粉或其他含鐵粉料添加少量添加劑混合后，在加水潤濕的條件下，通過造球機滾動成球，再經(jīng)過干燥焙燒，固結(jié)成為具有一定強度和冶金性能的球型含鐵原料。118第118頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月球團生產(chǎn)的基本工藝過程含鐵原料配料混合添加劑造球水生球篩分返料干燥預(yù)熱焙燒均熱冷卻篩分成品球團礦返礦煤粉高爐冶煉119第119頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月吸附水在靜電引力作用下被吸附在固體顆粒的表面的水分子叫做吸附水。吸附水層的厚度在2～8nm之間。由于吸附水和礦粒之間是靠分子吸引力結(jié)合的，因此被牢牢吸附在顆粒表面，不能自由轉(zhuǎn)移，只有在烘干時才能變?yōu)檎羝??；旌狭纤值拇嬖谛问?20第120頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月

混合料水分的存在形式僅有吸附水，物料尚不能成球。吸附水的密度大于1g/cm3，不導(dǎo)電，不結(jié)冰，又稱為固態(tài)水。砂粒狀細磨物料（0.1-1.0mm），呈散粒狀態(tài)粘土狀細磨物料（~1.0μm），呈堅硬固體狀態(tài)僅含吸附水時，吸附水121第121頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月混合料水分的存在形式薄膜水薄膜水是由形成吸附水以后剩余的未被平衡的分子力所吸引的分子水層；分為強結(jié)合水和弱結(jié)合水。（1）強結(jié)合水當兩個礦粉顆?？拷鼤r，薄膜水可以從水層較厚的顆粒表面向水層較薄的顆粒表面遷移。如左圖所示，具有不同厚度薄膜水的A、B兩個礦粒相接觸時，接觸點M處的水分子離A近些，因此被拉向A。122第122頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月薄膜水礦粒具有強結(jié)合水時，為牢固狀態(tài)，無塑性。移動方向與重力無關(guān)，速度遠慢于普通水，冰點小于零度。最大分子水=吸附水+強結(jié)合水?；旌狭纤值拇嬖谛问?23第123頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月薄膜水（2）弱結(jié)合水薄膜水外緣部分的水，性質(zhì)接近自由水。受電分子引力的吸引，具有粘滯性。薄膜水由于受靜電力和分子力的作用，水分子排列緊密，具有很大粘滯性，使相鄰的礦粉顆粒不容易發(fā)生相對移動?；旌狭纤值拇嬖谛问?24第124頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月薄膜水（2）弱結(jié)合水當?shù)V粉顆粒相距很近時，可以形成公共的水化膜（圖中陰影部分），使顆粒彼此粘結(jié)，這就是細磨物料成球后具有一定機械強度的原因。物料達到最大分子結(jié)合水以后，在外力作用下表現(xiàn)出可塑性，這時成球過程才能開始。混合料水分的存在形式125第125頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月毛細水當物料潤濕到超過薄膜水時，水分開始充填在物料顆粒之間的空隙中，形成毛細水。毛細水是靠水的表面張力形成的，在礦粉顆粒的空隙中形成彎曲的液面，產(chǎn)生毛細壓力?；旌狭纤值拇嬖谛问?26第126頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月毛細水在毛細壓力和外力的作用下，水滴周圍的礦粉顆粒被拉向水滴的中心，形成小球。因此，物料的親水性越強，顆粒越細，排列越緊密，毛細力的作用越大，成球速度也越快。成球過程中毛細水起主導(dǎo)作用?；旌狭纤值拇嬖谛问?27第127頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月毛細水當?shù)V粉被水潤濕超過薄膜水時，在顆粒之間出現(xiàn)了毛細水，開始出現(xiàn)的叫做觸點狀毛細水，它使顆粒連系起來。繼續(xù)增加水，以及毛細水表面張力或外力作用，使顆?？繑n，于是在它們之間形成了蜂窩狀毛細水，這時毛細水在顆粒之間開始連接起來，可以遷移。進一步潤濕，則出現(xiàn)了飽和毛細水，這時達到了最大毛細水含量?；旌狭纤值拇嬖谛问?28第128頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月毛細水

精礦粉成球，毛細水起主導(dǎo)作用，最適宜的含水量介于觸點狀和蜂窩狀毛細水之間。精礦粉成球速度決定于毛細水的遷移速度。親水性強的物料，可使毛細水遷移速度加快?；旌狭纤值拇嬖谛问?29第129頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月重力水由于重力總是向下的，因此重力水總是向下運動。由于重力水對礦粒有浮力作用，故對成球不利。當?shù)V粉完全被水飽和時，還存在重力水。它是在重力和壓力差的作用下能移動的自由水。所以，只有當水分處于毛細水含量范圍以內(nèi)時，對礦粉成球才有實際意義。混合料水分的存在形式130第130頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月四種形態(tài)水的作用吸附水：是無效水，呈固態(tài)水性質(zhì)；薄膜水：增加球團機械強度，呈粘滯性；可提高生球強度，可使物料呈現(xiàn)塑性；毛細水：起主導(dǎo)作用，使顆粒成核；重力水：飽和水，對成球不利?；旌狭纤值拇嬖谛问?31第131頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月細磨物料的成球過程

成球機理生球的強度靠自然力將礦粒維持在一起，決定著礦粒的尺寸、表面電荷、結(jié)晶構(gòu)造、添加劑等。主要的自然力是毛細壓力。影響成球的力：自然力和機械力。還需借助機械力使?jié)櫇耦w粒接觸，即在造球設(shè)備中，以滾動、轉(zhuǎn)動、擠壓等方式使物料作機械運動而形成生球。132第132頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月影響造球的因素原料（1）原料的自然性質(zhì)造球原料的自然性質(zhì)中，以顆粒表面的親水性、顆粒形狀，對其成球性影響最大。顆粒表面親水性愈高，固相與液相界面的接觸角愈小，顆粒容易被水潤濕，薄膜水和毛細水含量高，毛細水的遷移速度也高，從而成球性好。鐵礦石親水性（從弱到強）：磁鐵礦赤鐵礦菱鐵礦褐鐵礦<<<<<<<<<133第133頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月

原料（2）原料的水分原料水分對于成球影響很大。對于不同的原料，生球有不同的適宜水分。

①若原料含水過低，雖然在造球時可以灑水補充，但成球速度慢，生產(chǎn)率降低，而且往往由于灑水不均勻，使生球脆弱。

②如果原料含水過高，會給造球帶來極大困難，使生球粒度不均勻，相互粘結(jié)、形成大塊。在這種情況下，必須將原料預(yù)先干燥，降低其水分。在正常生產(chǎn)條件下，需經(jīng)常維持原料水分略低于生球的適宜水分。影響造球的因素134第134頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月

原料（3）原料的粒度與粒度組成原料具有適宜的粒度組成，可使顆粒排列緊密，毛細管平均直徑縮小，顆粒之間的結(jié)合力增大。-0.074mm≥80%-90%，(國外-0.044mm≥60%-80%

粒度過細，毛細管直徑愈小，水在顆粒間的遷移速度下降，從而使成球速度降低。

影響造球的因素135第135頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月

原料（4）添加劑的影響在造球原料中配加某些添加劑，可以改善物料的成球性。

1）改善物料的親水性和比表面積；2）改善物料顆粒間的連結(jié)，增加生球機械強度。影響造球的因素136第136頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月

工藝條件——工藝操作（1）加水方法造球物料的水分應(yīng)控制在略低于適宜造球的水分，造球時補加少量水，以控制母球的形成和生球的長大。補加水的大部分以滴狀加在成核區(qū)，以形成母球，少部分以霧狀噴淋在生球成長區(qū)，幫助母球迅速長大。就給水點來說，在成核區(qū)，給水位置應(yīng)在給料位置的下方。在生球長大區(qū)，則相反，給水位置應(yīng)在給料位置的上方。

滴水成球，霧水長大，無水緊密影響造球的因素137第137頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月

工藝條件-工藝操作（2）加料方法

加料的方式必須兼顧生成母球和母球長大，要防止形成過多的母球。原料加在“成核區(qū)”和“長球區(qū)”。這樣，在造球機轉(zhuǎn)動過程中有一部分未參加造球的散料就會被帶至“緊密區(qū)”，吸收生球表面的多余水分。在保證生球達到要求尺寸的前提下，應(yīng)使母球的生成速度與生球的長大速度達到平衡。影響造球的因素138第138頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月

工藝條件—工藝操作（3）成球時間

滾動成球的時間，與對球團礦粒度的要求，以及原料成球的難易有關(guān)。球團礦的粒度大，要較長的造球時間；原料成球性差，造球時間也會延長。一般的規(guī)律是：延長造球時間，有利于提高生球的強度，特別對于粒度很細的原料，更須要較長的造球時間，才能使生球具有更高的強度。影響造球的因素139第139頁，課件共155頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）圓盤的直徑大小不等，但傾斜角度一般在45o～50o之間。（2）傾角固定時，造球盤的速度可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，以造球盤的周邊切線速度計，經(jīng)常保持在1.0～2.0m/s之間。工藝條件——設(shè)備影響如果周速過小或周速過大？影響造球的因素140第140頁，課件共155頁，創(chuàng)作于20