烧结过程有明显的分层性。一般认为烧结过程分五层:烧结矿层、燃烧层、预热层、干燥层、湿料层。点火开始后,五层依次出现,然后湿料层、干燥层、预热层、燃烧层依次消失,直至最终均为烧结矿层。
带式烧结机上烧结过程各带示意图(a)和烧结过程示意图(b)
b图中:I一烧结矿层;Ⅱ—燃烧层;Ⅲ—预热层;Ⅳ—冷料层;Ⅴ—垫底料层
1一冷却,再氧化;2一冷却,再结晶;3一固体碳燃烧液相形成;
4—固相反应氧化、还原、分解;5—去水;6—水分凝结
6.烧结主要工艺参数
混合料的烧结是烧结工艺中最关键的环节,在点火后直至烧结终了整个过程中,烧结料层中不断发生变化。为了使烧结过程正常进行,获得最好的生产指标,对于烧结风量、真空度、料层厚度、机速和烧结终点的准确控制是很重要的。
烧结风量和负压
为强化烧结过程,都选配较大风量和较高负压风机。 料层厚度与机速
采用厚料层操作时,烧结过程热量利用较好,可以减少燃料用量,降低烧结矿FeO含量,改善还原性。
烧结终点判断与控制
控制烧结终点,就是控制烧结过程全部完成时台车所处的位置。 7.烧结矿的处理 烧结矿的处理流程
对烧结矿的处理有两种流程:热矿流程和冷矿流程。现在普遍采用的是冷矿流程。 烧结矿的冷却
即将红热的烧结矿冷却至130~150℃以下。 烧结矿的整粒
通常对冷却后的烧结矿进行破碎、筛分并按粒度分级称为烧结矿整粒。 8.烧结生产的主要技术经济指标 烧结机利用系数
烧结机利用系数是指在烧结机单位面积上单位时间内生产成品矿的产量。 烧结机台时产量
烧结机台时产量是指每台烧结机每小时的成品烧结矿产量。 成品率
烧结矿成品率是指成品烧结矿量占烧结混合料总消耗量的百分数。 烧成率
烧成率是指烧结混合料经烧损后得到的成矿量占混合料总消耗量的百分数。 返矿率
返矿率是指烧结矿经破碎筛分后得到的筛下返矿量占烧结混合料总消耗量的百分数。
烧结机作业率
烧结机的作业率通常是以日历作业率来表示,即烧结机实际作业时间占日历时间的百分数。
二、球团矿生产
1.球团矿生产迅速发展的原因
天然富矿日趋减少,大量贫矿被采用贫矿经选矿后使其品位提高,为提高这
一选矿技术经济指标,铁矿石需经细磨,选别后的精矿粉粒度小于0.074mm(-200网目),甚至小于0.044mm(-325网目),这种过细精矿粉用于烧结生产会影响透气性,降低产量和质量。而细磨精矿粉易于造球,粒度越细,成球率越高,球团矿强度也越高。所以,处理细磨铁精矿粉球团法优于烧结法;
球团法生产工艺的成熟;
球团矿的优点和高炉使用球团矿炼铁的技术进步。
2.球团矿生产的工艺流程
一般包括原料准备、配料、混合、造球、干燥和焙烧、冷却、成品和返矿处理等工序。
原料及准备 配料与混合 造球
矿粉的成球过程可分为三个阶段。第一阶段形成母球;第二阶段母球长大;第三阶段生球密实。
生球的焙烧
焙烧球团矿的设备有竖炉、带式焙烧机和链篦机-回转窑三种。不论采用哪一种设备,焙烧球团矿应包括干燥、预热、焙烧、均热和冷却五个过程。
三、烧结矿和球团矿的质量检验
1.冷态物理机械性能
落下试验用以检验耐跌落性能 我国现行方法系将粒度10~40mm的烧结矿试
样20土0.2kg,从2m高度落下四次,落击钢板厚度大于20mm,落下产物筛分后取>10mm部分的百分数作为落下强度指标。一般要求>80%。
耐压试验用以检验球团矿的抗压强度 取直径11.8~13.2mm成品球60个逐个
在压力机上加压(压下速度不大于10mm/min),以60个球破裂时的平均压力值为抗压强度指标。
转鼓试验以检验造块制品的耐磨和碰撞性能 取粒度为40~10mm的试样
15±0.15kg入鼓,经200转后筛分试样,以>6.3,和<0.5mm的重量计算出转鼓强度和抗压强度。
2.热态及还原条件下的物理机械性能 热爆裂
矿块在加热过程中由于水分蒸发可能发生爆裂。 低温还原粉化率
铁矿石还原过程中,在400~600℃和800~l000℃两个温度区间会产生爆裂或强度下降。
热膨胀性
矿石加热后体积膨胀,尤其球团矿最为突出。一般认为,体积膨胀率在20%以上的球团矿就不宜在高炉或直接还原竖炉中大量使用。
还原性
铁矿石的还原性是指铁矿石被还原气体CO或H2还原的难易程度,还原性好,有利于降低焦比。因此,还原性是评价铁矿石质量的重要指标之一。
软化性
铁矿石的软化性包括开始软化温度和软化区间两个方面。 熔滴性
矿石软化后,在高炉内继续下行,被进一步加热和还原,并开始熔融。高炉操作要求熔滴温度高些、区间窄些、△Pmax低些为好。
本讲小结
本讲主要介绍了铁矿粉烧结生产、球团矿生产、烧结矿和球团矿的质量检验等。
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第五讲 高炉冶炼过程的物理化学 一、炉内物料的状况 二、炉料的蒸发、分解与气化 三、铁矿石还原过程 四、炉渣 五、高炉炉缸反应过程 六、生铁的生成与渗碳过程 七、炉料和煤气运动 本讲小结 第五讲 高炉冶炼过程的物理化学 一、炉内物料的状况 在高炉内,由上而下的原料和由下而上的还原性气体逆流接触。关于其内部情况,很长一段时间不明,从1960年代开始,多次进行解体调查(在通常的操作中急冷调查内部状况),内部情况逐渐明了。从上往下,由块状带、软融带、滴下带、焦炭回旋运动区及渣铁贮存区构成。

