铁矿石烧结矿生产工艺简介

钢铁冶金技术课程技术论文钢铁冶金技术课程技术论文论文题目：铁矿石烧结矿生产工艺简介系别：机电工程系专业年级：12级机电一体化一班学生姓名：郑澜涛学号：33011201021日期：2013年11月钢铁冶金技术课程技术论文i目录一、引言…………………………………………………………………………1二、烧结原料的准备…………………………………………………………1（1）含铁原料……………………………………………………………………1（2）熔剂…………………………………………………………………………1（3）燃料…………………………………………………………………………1三、配料与混合………………………………………………………………1（1）配料…………………………………………………………………………1（2）混合…………………………………………………………………………1四、烧结生产…………………………………………………………………2（1）布料…………………………………………………………………………2（2）点火…………………………………………………………………………2（3）烧结…………………………………………………………………………3五、烧结过程中的基本化学反应…………………………………………3（1）固体碳的燃烧反应…………………………………………………………3（2）碳酸盐的分解和矿化作用…………………………………………………3（3）铁和锰氧化物的分解、还原和氧化………………………………………4六、烧结矿的处理……………………………………………………………4七、烧结矿的质量指标………………………………………………………4（1）评价…………………………………………………………………………4（2）化学成分……………………………………………………………………4（3）强度…………………………………………………………………………4（4）还原性………………………………………………………………………4八、配料与混合的主要设备…………………………………………………5九、结论…………………………………………………………………………5十、参考文献……………………………………………………………………5钢铁冶金技术课程技术论文ii铁矿石烧结矿生产工艺简介机电一体化专业一班姓名郑澜涛学号33011201021摘要：铁矿石烧结生产是钢铁工业中关系到高炉生产的产量、质量及能耗的重要环节。近年来,随着我国钢铁工业的迅猛发展以及铁矿石烧结矿用量的大幅增长,烧结设备大型化已成为必然趋势。本论文将详细介绍烧结生产的工艺流程，主要工艺设备的工作原理等信息，关键词:烧结原料，烧结生产，主要设备，化学反应钢铁冶金技术课程技术论文1一、引言铁矿石烧结矿生产工艺是冶金技术专业方向的一门专业核心课程。是一门综合性、实践性较强的专业核心课程，在专业人才培养中具有十分重要的地位。本文介绍了高炉冶炼的含铁原料烧结矿、球团矿生产的基本理论、生产工艺和主体设备，以及实验研究和产品质量检验方法，环境保护措施等。此外，根据生产实际要求，还介绍了设备操作要点。二、烧结原料的准备（1）含铁原料烧结原料包括含铁原料（原矿及精矿粉）、熔剂（生石灰、石灰石）、燃料（焦炭或无烟煤）、附加物（轧钢皮、钢铁厂回收粉尘）及返矿。这些原料除要求一定化学成分外，还要求一定的化学成分稳定性。经机械强制混合后的物料形成了不同粒径的小球，使物料具有良好的透气性。返矿的加入，有利于增加混合料的透气性。含铁量较高、粒度5mm的矿粉，铁精矿，高炉炉尘，轧钢皮，钢渣等。一般要求含铁原料品位高，成分稳定，杂质少。（2）熔剂要求熔剂中有效CaO含量高，杂质少，成分稳定，含水3％左右，粒度小于3mm的占90％以上。在烧结料中加入一定量的白云石，使烧结矿含有适当的MgO，对烧结过程有良好的作用，可以提高烧结矿的质量。（3）燃料主要为焦粉和无烟煤。对燃料的要求是固定碳含量高，灰分低，挥发分低，含硫低，成分稳定，含水小于10％，粒度小于3mm的占95％以上。三、配料与混合（1）配料配料目的：获得化学成分和物理性质稳定的烧结矿，满足高炉冶炼的要求。常用的配料方法：容积配料法和质量配料法。容积配料法是基于物料堆积密度不变，原料的质量与体积成比例这一条件进行的。准确性较差。质量配料法是按原料的质量配料。比容积法准确，便于实现自动化（2）混合混合目的：使烧结料的成分均匀，水分合适，易于造球，从而获得粒度组成良好的烧结混合料，以保证烧结矿的质量和提高产量。混合作业：加水润湿、钢铁冶金技术课程技术论文2混匀和造球。根据原料性质不同，可采用一次混合或二次混合两种流程。一次混合的目的：润湿与混匀，当加热返矿时还可使物料预热。二次混合的目的：继续混匀，造球，以改善烧结料层透气性。用粒度10～Omm的富矿粉烧结时，因其粒度已经达到造球需要，采用一次混合，混合时间约50s。使用细磨精矿粉烧结时，因粒度过细，料层透气性差，为改善透气性，必须在混合过程中造球，所以采用二次混合，混合时间一般不少于2．5～3min。我国烧结厂大多采用二次混合。四、烧结生产烧结作业是烧结生产的中心环节，它包括布料、点火、烧结等主要工序。（1）布料配好的各种粉料进行混匀制粒，以保证获得质量比较均一的烧结矿，在混合过程中加入必须的水分使烧结料充分润湿，以提高烧结料的透气性，我们采用的是二次混合工艺，在一次混合主要是混匀并加入适当水润湿，二次混合时补足到适宜水分使混合料中细粉造成小球。采用宽皮带给料机沿台车宽度上均匀布料，以保证透气性一致，同时保证料面平正，并有一定松散性。将铺底料、混合料铺在烧结机台车上的作业。当采用铺底料工艺时，在布混合料之前，先铺一层粒度为10～25mm，厚度为20～25mm的小块烧结矿作为铺底料，其目的是保护炉箅，降低除尘负荷，延长风机转子寿命，减少或消除炉箅粘料。铺完底料后，随之进行布料。布料时要求混合料的粒度和化学成分等沿台车纵横方向均匀分布，并且有一定的松散性，表面平整。目前采用较多的是圆辊布料机布料。（2）点火烧结台车上的物料，经点火炉进行料面点火，从料面开始烧结，并在强制通风的情况下使混合料中配入的燃料从上至下燃烧达到烧结的目的。点火炉采用高炉煤气点火，节约了烧结矿的能耗，降低了成本点火操作是对台车上的料层表面进行点燃，并使之燃烧。点火要求有足够的点火温度，适宜的高温保持时间，沿台车宽度点火均匀。钢铁冶金技术课程技术论文3点火温度取决于烧结生成物的熔化温度。常控制在1250±50℃。点火时间通常40～60s。点火真空度4～6kPa。点火深度为10～20mm。（3）烧结准确控制烧结的风量、真空度、料层厚度、机速和烧结终点。烧结风量：平均每吨烧结矿需风量为3200m3，按烧结面积计算为(70～90)m3／(cm2．min)。真空度：决定于风机能力、抽风系统阻力、料层透气性和漏风损失情况。料层厚度：合适的料层厚度应将高产和优质结合起来考虑。国内一般采用料层厚度为250～500mm。机速：合适的机速应保证烧结料在预定的烧结终点烧透烧好。实际生产中，机速一般控制在1.5～4m／min为宜。烧结终点的判断与控制：控制烧结终点，即控制烧结过程全部完成时台车所处的位置。中小型烧结机终点一般控制在倒数第二个风箱处，大型烧结机控制在倒数第三个风箱处。带式烧结机抽风烧结过程是自上而下进行的，沿其料层高度温度变化的情况一般可分为5层，各层中的反应变化情况如图2—5所示。点火开始以后，依次出现烧结矿层，燃烧层，预热层，干燥层和过湿层。然后后四层又相继消失，最终只剩烧结矿层。五、烧结过程中的基本化学反应（1）固体碳的燃烧反应固体碳燃烧反应后生成C0和C02，还有部分剩余氧气，为其他反应提供了氧化还原气体和热量。燃烧产生的废气成分取决于烧结的原料条件、燃料用量、还原和氧化反应的发展程度、以及抽过燃烧层的气体成分等因素。（2）碳酸盐的分解和矿化作用烧结料中的碳酸盐有CaC03、MgC03、FeC03、MnC03等，其中以CaC03为主。在烧结条件下，CaC03在720℃左右开始分解，880℃时开始化学沸腾，其他碳酸盐相应的分解温度较低些。钢铁冶金技术课程技术论文4碳酸钙分解产物Ca0能与烧结料中的其他矿物发生反应，生成新的化合物，这就是矿化作用。反应式为：CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2CaCO3+Fe2O3=CaO·Fe2O3+CO2如果矿化作用不完全，将有残留的自由Ca0存在，在存放过程中，它将同大气中的水分进行消化作用：CaO+H2O=Ca(OH)2使烧结矿的体积膨胀而粉化。（3）铁和锰氧化物的分解、还原和氧化铁的氧化物在烧结条件下，温度高于l300℃时，Fe203可以分解Fe304在烧结条件下分解压很小，但在有Si02存在、温度大于1300℃时，也可能分解.六、烧结矿的处理对烧结矿进行破碎筛分，使烧结矿粒度均匀和除去部分夹生料，为高炉冶炼创造有利条件，筛子选用双层筛，其中6mm以下的作为返矿进入配料，6-20mm作为铺底料，20mm以上进入高炉矿仓。七、烧结矿的质量指标（1）评价评价烧结矿的质量指标主要有：化学成分及其稳定性、粒度组成与筛分指数、转鼓强度、落下强度、低温还原粉化性、还原性、软熔性等（2）化学成分化学成分主要检测：TFe,FeO,CaO,SiO2,MgO,Al2O3,MnO,TiO2,S,P等，要求有效成份高，脉石成份低，有害杂质（P、S等）少。根据《我国优质贴烧结矿的技术指标》（YB/T-006-91），TFe≥54%，允许波动±0.4%；FeO10%，允许波动±0.5%；碱度R（CaO/SiO2）≥1.6，允许波动±0.05；S0.04%。（3）强度落下强度：评价烧结矿冷强度，测量其抗冲击能力转鼓强度（重要指标）：GB3209标准，（4）还原性是模拟炉料自高炉上部进入高温区的条件，用还原气体从烧结矿中排除与铁结合的样的难易程度的一种度量。是评价烧结矿冶金性能的主要质量标准。钢铁冶金技术课程技术论文5八、配料与混合的主要设备电子计量称：对放置在皮带上并随皮带连续通过的松散物料进行自动称量的衡器。主要有机械式(常见的为滚轮皮带秤)和电子式两大类。电子皮带秤是使用最广泛的皮带秤。由承重装置、称重传感器、速度传感器和称重显示器组成主要用到的自动化产品：称重传感器、速度传感器、数显表、变频器、电动机混合机：混合机械是利用机械力和重力等，将两种或两种以上物料均匀混合起来的机械。混合机械广泛用于各类工业和日常生活中。常用的混合机械分为气体和低粘度液体混合器、中高粘度液体和膏状物混合机械、热塑性物料混合机、粉状与粒状固体物料混合机械四大类。九、结论铁矿石烧结生产是钢铁工业中关系到高炉生产的产量、质量及能耗的重要环节。通过改变合理工艺流程提高烧结矿的生产工艺效率能够大大节约物质资源及人力资源。十、参考文献李应强主编，冶金生产工艺及设备，北京：冶金工业出版社，1999罗振才主编，炼钢机械（第二版），北京：冶金工业出版社，1989严允进主编，炼铁机械（第二版），北京：冶金工业出版社，2004