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1烧结、球团生产工艺知识培训讲义一、烧结生产工艺知识一、烧结生产的意义：1、现代烧结生产已成为钢铁联合企业的重要一环，是高炉提高冶炼强度，改善技术经济指标最有效的途径。2、扩大了铁矿资源利用范围，使不能直接入炉的富铁矿粉和铁精矿粉经烧结后成为高炉的主要原料。3、烧结料中可配加炉尘（瓦斯灰）、钢渣、氧化铁皮等含铁废料，既变废为宝，又改善了工厂环境质量。4、烧结矿具有品位高、化学成分稳定、粒度均匀、粉末少、机械强度高、还原性好、有害杂质少等一系列优点，有利于强化高炉冶炼和增铁节焦。二、烧结对高炉的影响烧结厂的任务是向高炉提供精料，烧结矿的每项技术经济指标都影响高炉冶炼的效果、生产成本、产品质量。如烧结矿含铁量提高1%，可降低焦比2%，高炉增产3%，烧结矿含粉率下降1%，焦比下降4～7kg/t，高炉产量上升0.6～0.8%，烧结矿TFe标准偏差由1%减少到0.5%，焦比下降1%，增产2%，碱度标准偏差由0.1减少到0.05，焦比下降0.3%，增产0.5%。三、烧结过程的基本原理将准备好的烧结混合料和铺底料在烧结机上进行铺底、布料、点火，由抽风系统通过对料层的抽风作用，使混合料中的燃料燃烧，产生高温使烧结物料局部软化或熔化，发生一系列物理化学变化，生成一定的液相。随后，由于料2层温度降低、液相冷却而凝固成块状烧结矿，这就是烧结过程的基本原理。对正在烧结过程的台车进行解剖，根据温度的高低和其中的物理化学变化，自上而下可以将正在烧结的料层分为五个带，即烧结矿带、燃烧带、干燥预热带、水分冷凝带及原始烧结料带。１、烧结矿带又称成矿带，此带中熔融物（液相）冷凝、矿物析晶，空气流经此带得到预热。２、燃烧带又叫燃料燃烧带，温度可达1100-1500℃，此带中混合料软化、熔融及形成液相。此带对烧结过程产量及质量影响很大。该带过宽，则料层透气性差，导致产量低；过窄则烧结温度低，液相量不足，烧结矿粘结不好，强度低。该带的宽窄受燃料粒度、抽风量等因素影响。３、干燥预热带此带主要反应是水分蒸发、结晶水及石灰石分解、矿石的氧化还原及固相反应等。此带特点是热交换迅速，由于热交换剧烈，废气温度很快从1500℃下降到60-70℃。４、水分冷凝带又称过湿带，因为上层高温废气中带入较多的水气，进入下层冷料时水分析出而形成水分冷凝带，该带影响烧结透气性，破坏已造好的烧结料小球。５、原始烧结料带处于料层最下部。在此带中物料的物理、化学性质基本不变。四、烧结生产工艺（一）、烧结生产工艺流程通常由下列几部分组成：含铁原料、燃料和熔剂的接受和贮存；原燃料的破碎筛分；烧结料的配制、混合制粒、布料、点火与烧结；烧结矿的处理（见工艺流程图）。3奥宇烧结生产工艺流程图铁精粉、富矿粉、烧结返矿、球团返矿、钢渣、铁皮、瓦斯灰焦粉、煤粉生石灰、0～15mm0~5mm细破0~3mm配料一混-－-_~~_～～～～～转炉泥浆池二混辅料运至料场点火烧结水除尘破碎0～150mm除尘抽风筛分0～6mm抽风烧结储矿场烟囱冷却烟囱150℃排入大气排入大气中间仓筛分0～5mm筛分5～150mm高炉矿槽4二）、烧结原料准备烧结原料数量大，品种多，粒度及化学性质极不均一。为了保证获得高产、优质的烧结矿，精心准备烧结原料是一个十分重要的生产环节。原料准备一般包括：接受、贮存、中和混匀、破碎、筛分。烧结用原料主要是：铁料、熔剂和燃料铁料：主要有磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿和菱铁矿四类铁矿，以及工厂含铁杂料（如：高炉瓦斯灰、轧钢氧化铁皮、炼钢钢渣、转炉污泥等）对铁料质量要求是：铁品位高，脉石成分低，有害杂质S、P含量低。熔剂：按性质可分为碱性熔剂（石灰类）、中性熔剂（高铝类）和酸性熔剂（石英类）。烧结常用碱性溶剂：石灰石、消石灰、生石灰、白云石等。对熔剂的质量要求是：碱性氧化物含量高，酸性氧化物含量低。燃料：固体燃料（焦粉、无烟煤）、气体燃料（高炉煤气、焦炉煤气、高炉和焦炉混合煤气）。对焦粉质量的要求是：固定碳高，灰份和硫含量低。我厂使用的的铁料有：碱性精粉、酸性精粉、红矿粉、氧化铁皮、高炉瓦斯灰、炼钢钢渣、炼钢污泥、烧结冷返矿、球团返矿等。熔剂：生石灰、氧化镁在碱性精粉中自带。燃料：固体——焦粉、无烟煤粉，气体——高炉煤气。二、球团矿生产工艺知识球团矿是细精矿粉（-200目，即粒度小于0.074mm的矿粉占80%以上、比表面积在1500cm2/g以上）加入少量的添加剂混合后，在造球机上加水，依靠毛细力和和旋转运动的机械力造成直径8～16mm的生球，然后在焙烧设备上干燥，在高温氧化性气氛下Fe2O3再结晶的晶桥键固结成的品位高、强度好、粒度均匀的球状炼铁原料。（见工艺流程图）5配料奥宇竖炉生产工艺流程图铁精粉球团灰膨润土运至料场混匀烘干润磨运到烧结料场~~-~~---~~~~造球~-~--~~-~~~8～16mm转炉泥浆池生球筛分0～8mm布料煤气加压焙烧、冷却水0~5mm电除尘筛分8～16mm抽风冷却＜150℃烟囱高炉矿槽排入大气6一布料竖炉是一种按逆流原则工作的热交换设备。其特点是在炉顶通过布料设备将生球将入炉内，球以均匀速度连续下降，燃烧室的热气体从喷火口进入炉内。热气体自下而上与自上而下的生球进行热交换。生球经过干燥、预热进入焙烧区，在焙烧区进行高温固结反应，然后在炉子下部进行冷却和排料，整个过程在竖炉中一次完成。竖炉正常操作最重要的条件是，炉料应具有良好的透气性。为保证这一点，生球必须松散而均匀地被布到料柱表面上。我国竖炉均采用直线布料。架设在屋脊形干燥床顶部的布料车行走线路与布料线路平行。这种布料装置大大简化了布料设备，提高了设备作业率，缩短了布料时间。但布料车在沿着炉口纵向中心线平行运行过程中，由于炉顶温度过高，皮带易烧损，因而要求加强炉顶排风能力，降低炉顶温度，改善炉顶操作条件。二干燥和预热国外竖炉生球主要依靠自上而下与预热带上升的热废气发生热交换进行干燥，无专门干燥设备。生球下降到离料柱表面120－150㎜深处时，相当于经过了4－6分钟的停留时间，其时大部分生球被干燥，并开始预热，磁铁矿进入氧化阶段。当炉料下移到约500㎜时，便达到最佳焙烧温度即1350℃左右。我国竖炉干燥采用屋脊形干燥床，生球料层厚约150－200㎜。预热带上升的热废气和从导风墙导出的热风（330℃）在干燥床的下面混合，其混合气体温度为550－750℃，穿过干燥床与自干燥床顶部向下滑落的生球进行热交换，达到使生球干燥的目的。生球在干燥床上经过5－6分钟后基本上完成了干燥过程到达炉喉。然后按其自然堆角向炉子中心滚动并进行再分配，小球和粉末多聚集在炉壁附近（离炉壁200㎜左右），大球因具有较大的动能，多滚向中心导风墙处。由于靠炉壁处的球层较厚，而聚集的又多是小球和粉末，因此基本上抑制了边缘气流的过分发达。相反，由于中心球料低，球径较大，7则有利于中心气流的发展。竖炉采用干燥床干燥生球，提高了干球质量，防止了湿球入炉产生变形和彼此粘结的现象，改善了炉内料层的透气性，为炉料顺行创造了条件。此外采用干燥床后，相应地扩大了干燥面积，实现了薄层干燥，可使热气体均匀穿透生球料层。由于热交换条件的改善，其炉口温度从550－750℃降低到200℃以下，提高了热利用率，减轻了布料机皮带的烧损。除此之外，采用干燥床还可将干燥工艺段与预热工艺段明显分开，有利于稳定竖炉操作。三焙烧生球经过干燥预热后下降到竖炉焙烧段，焙烧段获得的热量包括下列各项：1、从冷却段回收的高温球团矿的显热。这项热量随着冷却风流传递到竖炉上段，与从燃烧室出来的热气体混合。2、磁铁矿氧化放出的热量。这项热量占总需要热量的40%，它辅助升高炉内温度，并使热量在横断面上变得较均匀。3、由燃烧室内重油或煤气加助燃空气燃烧所生成的燃烧气体供给的热量。这项热量通过相应的火道口鼓入竖炉内。四冷却竖炉炉膛大部分用来对焙烧球团矿的冷却。竖炉下部由一组摆动着的齿辊隔开，齿辊支承整个料柱，并破碎焙烧带可能粘结的大块，使料柱保持疏松状态。冷却风由齿辊标高处鼓入竖炉内。冷却风的压力和流量应能使之均衡地向上穿过整个料柱，并能使球团矿得到最佳冷却。排出炉外的球团矿温度可通过调节冷却风量达到控制。五球团对膨润土的质量要求用于铁矿粉造球粘结剂的膨润土应具有如下性能：膨润土膨胀倍应大于9.5；分散度（在水中膨胀后1.5μm粒级的含量）不小于90%，膨胀容积不小于5cm3/g（土）；皂土数大于95；阳离子交换容量82－97mL/100g（土）；在交换性8络合物中（Na++K+）大于45mL/100g（土）；粒度保持小于0.074㎜者含量为90%；水分4%－10%；含硫量小于0.1%。六膨润土质量的控制蒙脱石含量大于60%的只有21种，膨胀倍数符合一级品的只有17种，吸水率符合一级品的24种，上述三个指标都符合一级品只有12种，目前我国球团的膨润土用量过高，一般为2%左右，个别厂甚至高达4%－5%。一般添加1%的膨润土，球团矿的品位降低0.6%，如果加入5%膨润土，球团矿降低3个百分点的品位，这对高炉冶炼来说是很大的损失。因此必须认识到降低膨润土用量的重要性；球团矿质量考核除了考核强度指标外，还应严格考核球团矿的铁品位。有些球团厂由于本地没有优质膨润土，需增加运输费用。相对而言，球团成本费用增加，经济效益降低。但高炉冶炼技术经济指标得到改善七球团对铁精矿的粒度要求从造球角度来说，铁精矿的粒度愈细，又有合适的粒度组成，则生球中的颗粒排列愈紧密，形成的毛细管直径越小，所产生的毛细力就愈大，生球强度愈高。同时焙烧过程中，由于磨矿作用，产生的晶格缺陷愈多，有利于固相扩散和固结，也有利于提高成品球团矿的强度。但是精矿粒度过细，一方面增加磨矿费用，另外矿浆难于过滤脱水，滤饼必须进行干燥，造成工艺复杂化。同时过细粒度也会降低生球爆裂温度，给干燥带来困难。因此铁精矿的粒度应有一定的粒度范围。国外经验证明粒度小于0.044㎜的含量应占60%以上，或者粒度小于0.074㎜的含量应大于90%。原料的粒度范围用比表面积表示应能更好地反应物料的成球性好坏，一般精矿的比表面积在1500－1900cm2/g范围内比较合适。我国要求铁精矿比表面积大于1300cm2/g，小于0.074㎜的粒度含量大于80%。八球团对铁精矿水分的要求水分是影响球团生产的重要因素。造球时原料水分过少，由于矿粒之间毛9细水分不足，导致生球长大速度慢，强度低。如果水分严重不足时，甚至还会造成母球内的孔隙可能被空气充填，矿粒接触不紧密，母球很脆弱，在机械力的作用下有可能碰碎，使得成球过程难以进行。不过原料水分不足时，造球过程中可以添加水。如果原料水分过高，就会给生产带来下述问题：1、过湿的精矿粉自身的运输和配料都困难，易堵塞漏斗和配料矿槽下料不畅通，配料不准。2、生球料度不均匀，易形成大球。3、过湿的物料和过湿的生球容易粘附在造球机内，破坏母球正常的运动轨迹，使母球失去滚动能力，造球操作发生困难。4、生球塑性大，在运输过程中易变形或互相粘结。5、生球爆裂温度低，给干燥带来困难。原料的适宜水分是受原料物理性能、原料的粒度和粒度组成、混合料的组成和添加剂等影响的。三、奥宇进厂原燃料质量控制标准品名H2O％TFe％Sio2％CaO％Mgo％S％C％≥10mm％≥8mm％8～5mm％≤3mm％—200（目）％灰分％碱性精粉≤11≥63±1≤4.5＜1≤6≤0.1＞60酸性精粉≤11≥66.5±1≤7＜0.5≤1≤0.1＞60红矿≤5≥53±1≤15＜0.5≤1.5≤0.2＜10＜30氧化铁皮≤10≥69±1≤3＜1————＜10生石灰0.00——≤5≥78≤1≤0.10.000.00＜15≥85无烟煤≤10——＜8————≤0.1≥750.000.00＜25≥75≤15焦粉≤14——＜6————≤0.1≥80＜15≥85≤1310四、奥宇烧结厂工艺操作参数控制标准生产线控制项目控制标准备注烧结燃料破碎粒度≤3mm≥80％含铁料下料误差＜1.5％燃料下料误差＜0.4％溶剂下料误差＜0.4％混合料水分8±0.5％混合料粒度≤3mm＜30％