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    燒結工藝流程

    2016/12/21

      一、燒結生產的工藝流程介紹

      鐵礦粉燒結生產工藝流程

      1.燒結的概念

      將各種粉狀含鐵原料,配入適量的燃料和熔劑,加入適量的水,經混合和造球后在燒結設備上使物料發生一系列物理化學變化,將礦粉顆粒黏結成塊的過程。

      2. 燒結生產的工藝流程

      目前生產上廣泛采用帶式抽風燒結機生產燒結礦。燒結生產的工藝流程如圖2—4所示。主要包括燒結料的準備,配料與混合,燒結和產品處理等工序。

      圖2-4 抽風燒結工藝流程

      ◆燒結原料的準備

     、俸F原料

      含鐵量較高、粒度<5mm的礦粉,鐵精礦,高爐爐塵,軋鋼皮,鋼渣等。

      一般要求含鐵原料品位高,成分穩定,雜質少。

     、谌蹌

      要求熔劑中有效CaO含量高,雜質少,成分穩定,含水3%左右,粒度小于3mm的占90%以上。

      在燒結料中加入一定量的白云石,使燒結礦含有適當的MgO,對燒結過程有良好的作用,可以提高燒結礦的質量。

     、廴剂

      主要為焦粉和無煙煤。

      對燃料的要求是固定碳含量高,灰分低,揮發分低,含硫低,成分穩定,含水小于10%,粒度小于3mm的占95%以上。

      對入廠燒結原料的一般要求見表2—2。

      表2-2 入廠燒結原料一般要求

      ◆配料與混合

     、倥淞

      配料目的:獲得化學成分和物理性質穩定的燒結礦,滿足高爐冶煉的要求。

      常用的配料方法:容積配料法和質量配料法。

      容積配料法是基于物料堆積密度不變,原料的質量與體積成比例這一條件進行的。準確性較差。

      質量配料法是按原料的質量配料。比容積法準確,便于實現自動化。

     、诨旌

      混合目的:使燒結料的成分均勻,水分合適,易于造球,從而獲得粒度組成良好的燒結混合料,以保證燒結礦的質量和提高產量。

      混合作業:加水潤濕、混勻和造球。

      根據原料性質不同,可采用一次混合或二次混合兩種流程。

      一次混合的目的:潤濕與混勻,當加熱返礦時還可使物料預熱。

      二次混合的目的:繼續混勻,造球,以改善燒結料層透氣性。

      用粒度10~Omm的富礦粉燒結時,因其粒度已經達到造球需要,采用一次混合,混合時間約50s。

      使用細磨精礦粉燒結時,因粒度過細,料層透氣性差,為改善透氣性,必須在混合過程中造球,所以采用二次混合,混合時間一般不少于2.5~3min。

      我國燒結廠大多采用二次混合。

      ◆燒結生產

      燒結作業是燒結生產的中心環節,它包括布料、點火、燒結等主要工序。

     、俨剂

      將鋪底料、混合料鋪在燒結機臺車上的作業。

      當采用鋪底料工藝時,在布混合料之前,先鋪一層粒度為10~25mm,厚度為20~25mm的小塊燒結礦作為鋪底料,其目的是保護爐箅,降低除塵負荷,延長風機轉子壽命,減少或消除爐箅粘料。

      鋪完底料后,隨之進行布料。布料時要求混合料的粒度和化學成分等沿臺車縱橫方向均勻分布,并且有一定的松散性,表面平整。

      目前采用較多的是圓輥布料機布料。

     、邳c火

      點火操作是對臺車上的料層表面進行點燃,并使之燃燒。

      點火要求有足夠的點火溫度,適宜的高溫保持時間,沿臺車寬度點火均勻。

      點火溫度取決于燒結生成物的熔化溫度。?刂圃1250±50℃。

      點火時間通常40~60s。

      點火真空度4~6kPa。

      點火深度為10~20mm。

     、蹮Y

      準確控制燒結的風量、真空度、料層厚度、機速和燒結終點。

      燒結風量:平均每噸燒結礦需風量為3200m3,按燒結面積計算為(70~90)m3/(cm2.min)。

      真空度:決定于風機能力、抽風系統阻力、料層透氣性和漏風損失情況。

      料層厚度:合適的料層厚度應將高產和結合起來考慮。國內一般采用料層厚度為250~500mm。

      機速:合適的機速應保證燒結料在預定的燒結終點燒透燒好。實際生產中,機速一般控制在1.5~4m/min為宜。

      燒結終點的判斷與控制:控制燒結終點,即控制燒結過程全部完成時臺車所處的位置。中小型燒結機終點一般控制在倒數第二個風箱處,大型燒結機控制在倒數第三個風箱處。

      帶式燒結機抽風燒結過程是自上而下進行的,沿其料層高度溫度變化的情況一般可分為5層,各層中的反應變化情況如圖2—5所示。點火開始以后,依次出現燒結礦層,燃燒層,預熱層,干燥層和過濕層。然后后四層又相繼消失,終只剩燒結礦層。

     、贌Y礦層

      經高溫點火后,燒結料中燃料燃燒放出大量熱量,使料層中礦物產生熔融,隨著燃燒層下移和冷空氣的通過,生成的熔融液相被冷卻而再結晶(1000—1100℃)凝固成網孔結構的燒結礦。

      這層的主要變化是熔融物的凝固,伴隨著結晶和析出新礦物,還有吸入的冷空氣被預熱,同時燒結礦被冷卻,和空氣接觸時低價氧化物可能被再氧化。

     、谌紵龑

      燃料在該層燃燒,溫度高達1350~1600℃,使礦物軟化熔融黏結成塊。

      該層除燃燒反應外,還發生固體物料的熔化、還原、氧化以及石灰石和硫化物的分解等反應。

     、垲A熱層

      由燃燒層下來的高溫廢氣,把下部混合料很快預熱到著火溫度,一般為400~800℃。

      此層內開始進行固相反應,結晶水及部分碳酸鹽、硫酸鹽分解,磁鐵礦局部被氧化。

     、芨稍飳

      干燥層受預熱層下來的廢氣加熱,溫度很快上升到100℃以上,混合料中的游離水大量蒸發,此層厚度一般為l0~30mm。

      實際上干燥層與預熱層難以截然分開,可以統稱為干燥預熱層。

      該層中料球被急劇加熱,迅速干燥,易被破壞,惡化料層透氣性。

     、葸^濕層

      從干燥層下來的熱廢氣含有大量水分,料溫低于水蒸氣的露點溫度時,廢氣中的水蒸氣會重新凝結,使混合料中水分大量增加而形成過濕層。

      此層水分過多,使料層透氣性變壞,降低燒結速度。

      燒結過程中的基本化學反應

     、俟腆w碳的燃燒反應

      固體碳燃燒反應為:

      反應后生成C0和C02,還有部分剩余氧氣,為其他反應提供了氧化還原氣體和熱量。

      燃燒產生的廢氣成分取決于燒結的原料條件、燃料用量、還原和氧化反應的發展程度、以及抽過燃燒層的氣體成分等因素。

     、谔妓猁}的分解和礦化作用

      燒結料中的碳酸鹽有CaC03、MgC03、FeC03、MnC03等,其中以CaC03為主。在燒結條件下,CaC03在720℃左右開始分解,880℃時開始化學沸騰,其他碳酸鹽相應的分解溫度較低些。

      碳酸鈣分解產物Ca0能與燒結料中的其他礦物發生反應,生成新的化合物,這就是礦化作用。反應式為:

      CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2

      CaCO3+Fe2O3=CaO ·Fe2O3+ CO2

      如果礦化作用不完全,將有殘留的自由Ca0存在,在存放過程中,它將同大氣中的水分進行消化作用:

      CaO+H2O=Ca(OH)2

      使燒結礦的體積膨脹而粉化。

     、坭F和錳氧化物的分解、還原和氧化

      鐵的氧化物在燒結條件下,溫度高于l300℃時,Fe203可以分解:

      Fe304在燒結條件下分解壓很小,但在有Si02存在、溫度大于1300℃時,也可能分解:

      燒結工藝流程圖:

      

      

      燒結是鋼鐵生產工藝中的一個重要環節,它是將鐵礦粉、粉(無煙煤)和石灰按一定配比混勻。經燒結而成的有足夠強度和粒度的燒結礦可作為煉鐵的熟料。利用燒結熟料煉鐵對于提高高爐利用系數、降低焦比、提高高爐透氣性保證高爐運行均有一定意義。

      [燒結工藝]配料工藝及計算

      配料是高爐、高產、低耗的先決條件,是獲得燒結礦的前提,燒結礦使用的原料種類多,物理化學性質各不相同。為了合理綜合利用國家資源,生產出符合高爐冶煉要求而且成分相對穩定的燒結礦,同時還要兼顧生產過程的要求,燒結廠必須根據本廠原料的供應情況及物理化學性質選擇合適的原料,通過計算確定配料比,并嚴格按配比確定每條電子稱皮下料量,經常進行重量檢查(跑盤)及時調整。

      所謂配料就是根據高爐對燒結礦的產品質量要求及原料的化學性質,將各種原料、溶劑、燃料、代用品及時返礦等按一定比例進行配加的工序。配料的目的是根據燒結過程的要求,將各種不同的含鐵原料、溶劑和燃料進行準確的配料,以獲得較高的生產率和理化性能穩定的燒結礦,符合高爐冶煉在要求。

      目前國內常用的配料方法有兩種,即容積配料法重量配料法。

      容積配料法是利用物料的堆比重,通過給料設備對物料容積進行控制,達到配加料所要求的添加比例的一種方法。此法優點是設備簡單,操作方便。其缺點是物料的堆比重受物料水分、成分、粒度等影響。所以,盡管閘門開口大小不變,若上述性質改變時,其給料量往往不同,造成配料誤差。

      重量配料法是按照物料重量進行配料的一種方法,該法是借助于電子皮帶稱和定量給料自動調節系統實現自動配料的。

      優點是:重量配料比容積配料更加,特別是對添加數量較少的原料,這一點更明顯。

      除這兩種配料法外,化學成分配料是一種目前為理想的配料方法,它采用先進的在線檢測技術,隨時測出原料混合料成分并輸入微機進行分析、判斷、調整,使燒結礦質量穩固在高水平。國外對這種方法也處于開發階段,我國的寶鋼、首鋼已具備開發這種水平的條件。

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