铁矿石烧结技术的应用及其作用
一：烧结的原理及应用：
烧结过程是许多物理化学变化的综合过程。这个过程不仅错综复杂，而且瞬息万变，在几分钟甚至几秒钟内，烧结料就因强烈的热交换而从70 ℃以下被加热到1200～1400℃，与此同时，它还要从固相中产生液相，然后液相又被迅速冷却而凝固。这些物理化学变化包括：燃料的燃烧和热交换；水分的蒸发及冷凝；碳酸盐的分解，燃料中挥发分的挥发；铁矿物的氧化、还原与分解；硫化物的氧化和去除；固相间的反应与液相生成；液相的冷却凝结和烧结矿的再氧化等。
原理
燃烧和传热---烧结料层中的气流运动---水分的蒸发与凝结分解---氧化和还原---非铁元素在烧结过程中的行为---矿粉的熔融和凝固
烧结工艺
熔剂和燃料的加工---配料---混合和制粒---点火燃烧---烧结矿的热破碎和筛分---烧结矿的冷却---烧结矿整理---烧结厂的余热利用
铁矿石造块的主要方法之一。将贫铁矿经过选矿得到的铁精矿，富铁矿在破碎和筛分过程中产生的粉矿，生产中回收的含铁粉料(高炉和转炉炉尘，轧钢铁皮等)、熔剂(石灰石、生石灰、消石灰、白云石和菱镁石等)和燃料(焦粉和无烟煤)等，按要求比例配合，加水混合制成颗粒状烧结混合料，平铺在烧结台车上，经点火抽风烧结成块。
简史1887年英国人亨廷顿(T．Huntington)和赫伯莱茵(F．Heberlein)首次申请了硫化矿鼓风烧结法和用于此法的烧结盘设备的专利。1906年美国人德怀特(A．Dwight)和劳埃德(R．Lloyd)在美国取得抽风带式烧结机的专利。1911年第一台有效面积为8m2的连续带式抽风烧结机(亦称DL型烧结机)在美国宾夕法尼亚州的布罗肯钢铁公司建成投产。这种设备一出现就很快取代了压团机(见方团矿)和烧结盘(见烧结盘烧结)等造块设备。随着钢铁工业的发展，烧结矿的产量也迅速增加，到80年代全世界烧结矿的产量达到5亿多吨。中国最早的带式抽风烧结机于1926年在鞍山建成投产，烧结机有效面积为21．81m2。1935～1937年又有4台50m2烧结机相继投产，1943年烧结矿最高年产量达24．7万t。中华人民共和国成立后，钢铁工业迅速发展，烧结能力和产量均有很大提高。到1991年末，全国烧结机总有效面积达到9064m2，烧结矿年产量达到9654万t，重点企业高炉熟料率达90％。
带式抽风烧结法出现后，不仅烧结矿的生产规模和产量有了很大提高，而且生产技术有了很大进步：(1)加强了烧结原料的加工处理，如矿粉混匀，燃料和熔剂的破碎、混合料的准确配料、制粒和预热等；(2)开发了各种增产、节能和
改善质量的新工艺，如厚料层烧结、低温烧结、小球烧结、双球烧结、细精矿烧结、双层烧结、热风烧结、新点火工艺、烧结矿整粒等；(3)烧结设备大型化、机械化和自动化，计算机用于生产管理和操作控制；(4)应用了除尘、脱硫和去除氮的氧化物等环保技术。
原理矿粉烧结包括许多物理和化学反应过程。无论采用何种烧结方法，烧结过程基本上可以分为：干燥去水、烧结料预热、燃料燃烧、高温固结和冷却等阶段。这些过程是在烧结料中分层依次进行的。图1示出抽风条件下烧结过程各层的反应。抽入的空气通过已烧结好的热烧结矿层被预热，在燃烧层中使固体燃料燃烧，放出热量，获得高温(1250～1500℃)。从燃烧层抽出的高温废气将烧结料预热和脱水干燥。根据温度和气氛条件，在各层进行着不同的物理和化学反应：游离水和结晶水的蒸发和分解，碳酸盐的分解，铁氧化物铁tie的分解、还原和氧化，硫、砷等杂质的去除，一些氧化物(CaO、SiO2,FeO,Fe2O3,MgO)的固相和液相反应；液相的冷却结晶和固结等。
燃烧和传热固体碳的燃烧可以提供烧结过程热收入中80％以上的热量和1250～1500℃的高温(在燃烧层)，保证了烧结过程中脱水、石灰石分解、铁氧化物的分解和还原、去硫、液相生成和固结等物理和化学反应的进行。燃烧反应对烧结机产量也有影响。
烧结料层中碳的燃烧反应较复杂，一般可表示为：C+O2=CO2；2C+O2=2CO；CO2+C=2CO；2CO+O2=2CO2。在碳集中的区域，气相中CO浓度高，CO2浓度低，气氛呈还原性；在少碳和无碳的区域，CO浓度低，CO2浓度高，气氛呈氧化性。料层中碳燃烧应具备两个最重要的条件是燃料颗粒表面加热到着火温度和灼热的燃料表面需接触有足够氧浓度的气流。提高气流中氧的浓度、气流温度、气流速度和增加燃料的反应表面积等均有助于提高燃烧反应速度。烧结常用的燃料是焦粉和无烟煤；高挥发分的煤种，因大量挥发分在着火前挥发，容易堵塞管道，故不宜用于烧结。
烧结过程中传热速度很快。烧结料都是小颗粒物料，传热效率很高，而且还存在水分蒸发、分解等吸热过程，所以热传导在烧结料中进行得很快。烧结过程中热量利用好，主要表现在废气温度低和烧结过程的“自动蓄热作用”。后者是指被抽空气通过灼热的烧结矿层(相当“蓄热室”作用)时被预热到1000℃以上，增加了燃烧层中的热收入量(约占燃烧层总热收入的40％至60％)，提高了燃烧层的温度，随烧结矿层的增厚，这部分热收入增多；燃烧层温度升高，烧结液相增多，烧结矿强度提高，但烧结速度降低。燃烧层温度受燃料配加量和自动蓄热作用，以及燃烧层中各种化学反应的热效应等因素所影响。增加配碳量、增加放热反应和减少吸热反应有利于提高燃烧层温度，提高料层也有同样的作用。
二：烧结技术作用：
⑴烧结生产是一种人造富矿的生产过程，自然界中大量存在的贫矿可通过选矿和烧结成为能满足高炉冶炼要求的优质人造富矿，从而使自然资源得到充分利用。
⑵烧结过程中可以利用高炉炉尘、转炉炉尘、轧钢皮、铁屑等其它钢铁及
化工工业的若干含铁废料，使这些含铁废料得到有效利用，做到变废为宝，变害为利。
⑶经过烧结制成的烧结矿，与天然矿相比，粒度合适，还原性好，成分稳定，造渣性能良好。
具体表现在一下几个方面：
(1)烧结矿品位每升高1%，高炉焦比降低2%、产量提高3%；
(2)烧结矿FeO变动，影响高炉焦比和产量，同时影响烧结矿的还原性和软容性能；
(3)烧结矿碱度稳定是稳定高炉炉况的重要条件之一；
(4)烧结矿强度对高炉冶炼有较大影响。入炉矿含粉率升高，将导致高炉焦比升高、产量降低；
(5)烧结矿还原性对高炉的影响，主要体现在烧结矿FeO含量，FeO高低影响着高炉冶炼的直接还原度（rd）。直接还原度增加，焦比升高、产量降低；
(6)烧结矿的低温还原粉化率（RDI）升高，高炉产量下降、焦比升高；
(7)烧结矿荷重软化温度升高，高炉的透气性改善，产量提高；
(8)熔滴性能直接影响高炉内熔滴带的位置和厚度，影响Si、Mn等元素的直接还原，从而影响生铁的成分和高炉技术经济指标。
(9)通过烧结，可为高炉提供化学成分稳定、粒度均匀、还原性好、冶金性能高的优质烧结矿，为高炉优质、高产、低耗、长寿创造良好的条件；
（10）可去除硫、锌等有害杂质；
（11）可利用工业生产的废弃物，如高炉炉尘、炼钢炉尘、轧钢皮、硫酸渣、钢渣等；
（12）可回收有色金属和稀有、稀土金属。
具体来说，烧结技术在钢铁生产中有不可代替的作用，烧结技术的进步关系到我国钢铁生产的进步，关系国民经济的健康稳定的发展，是国民经济中不可或缺的一个环节。
?烧结工艺流程 烧结是钢铁生产工艺中的一个重要环节，它是将铁矿粉、粉(无烟煤)和石灰按一定配比混匀。经烧结而成的有足够强度和粒度的烧结矿可作为炼铁的熟料。利用烧结熟料炼铁对于提高高炉利用系数、降低焦比、提高高炉透气性保证高炉运行均有一定意义。 由于烧结技术具体的作用和应用太广泛了, 以下介绍一下烧结生产在钢铁工业粉矿造块的意义和作用 我国的铁矿石大部分都是贫矿，贫矿直接入炉炼铁是很不合算b，因此必须将贫矿进行破碎、选出高品位的精矿后,再将精矿粉造块成为人造富矿才能入高炉冶炼。所以,粉矿造块是充分合理利用贫矿的不可缺少的关控环节。 富矿的开采过程中要产生粉矿,为了满足高炉的粒度要兔在整较过程中也会产生粉矿,粉矿直接入炉会51起高炉不顺。恶化高炉技术经济指标,因此粉矿也必须经过造块才能入炉。 粉矿经过迭决后，可以进一步控制相改善合铁原料的性肠获得气孔串高、还原性好、强度合适、软熔温度较高、成份稳定的优质冶金原料,有助于炉况的稳定和技术经济指标的改善。
粒矿造块过程中,还可以除去部份有害杂质，如硫、氟、砷、锌等,有利于提高生铁的质量。因为人造富矿比天然富矿更具有优越性,成为了现代商炉原料的主要来源。 粉矿迭块还可综合利用含铁、合被、台钙的粉状工业废料,如高炉炉尘、钢迢、轧钢皮、均热炉渣、硫酸渣、染料铁红、电厂烟尘灰笔适当配入可以成为廉价的高炉好原料,又可以减少环境污染,取得良好的经济效益和社会效益。 粉矿造铁是现代高炉冶炼并获得优质高产的基础,对于高炉冶炼有君十分重要的意义,是钢铁工业生产必不可少的重要工序，对钢铁生产的发展起着重要作用。 1.2粉矿造块的方法 粉矿造块方法很多,主要是烧结矿和球团矿。此外，还有压制方团矿、辊压团矿、蒸养球团t碳酸化球团,其成球方式和固结方法与球团矿不同，还有小球烧结,国外称为HPs球团化挠结矿，界于球团和烧结之间；还有铁焦生产，是炼焦和粉矿造块相结合。 球团矿的焙烧方法主要乞竖队带式焙烷仇链蓖机—回转窃。目前地方小铁厂还有平地堆烷的。 烧结方法主要有吹风烧结法和抽风烧结法两大类。吹风烧结有平地堆挠、饶结识、挠结盘，抽风烧结有路式侥结、艰面步进式烧绍机、带式烧结机、环形挠结机电即日本矢作式)。 国内外苫遍采用的是常式抽风烧结机,在我国地方小铁广还有相当一部分用平地吹风堆烧和箱式抽风烧结。比外，还有回转窑浇结法、悬浮烧结法。 所谓“烧结”就是指粉状物料加热到熔点以下而粘结成固体的现象. 烧结过程简单来说,就是把品位满足要求，但粒度却不满足的精矿与其他辅助原料混合后在烧结机上点火燃烧,重新造块,以满足高炉的要求。点火器就是使混合料在烧结机上燃烧的关键设备，控制好点火器的温度、负压等,混合料才能成为合格的烧结成品矿。 烧结的主要体系是,配料,混料,看火等。看火的经验:看火主要控制的三点温度是;点火温度,终点温度,和总管废气温度。一般来说把终点温度控制在倒数第２号风箱的温度。 铁矿粉造块 铁矿粉造块目前主要有两种方法：烧结法和球团法。两种方法所获得的块矿分别为烧结矿和球团矿。 铁矿粉造块的目的： ◆综合利用资源,扩大炼铁用的原料种类。 ◆去除有害杂质,回收有益元素,保护环境。 ◆改善矿石的冶金性能，适应高炉冶炼对铁矿石的质量要求。 一、铁矿粉烧结生产
1文献综述 1.1烧结生产概况 1.1.1烧结及其发展 烧结法是迄今为止除北美以外使用最为广泛的铁矿石造块方法。自20世纪80年代起烧结技术得到了快速发展，主要体现在烧结工艺和新技术的研究开发和应用上。烧结工艺方面如自动化配料、混合料强化制粒、偏析布料、冷却筛分、整粒技术及铺底料技术等；新技术主要表现为球团烧结技术、小球烧结技术、低温烧结技术等。上述工艺和技术目前已经在大部分钢铁企业推广应用，并取得了显著的经济效益。 1897年，T.Huntington和F,Heberlein申请并注册了第一个有关烧结方面的专利。1905年，E.J.Savelsberg首先把T.Huntington-F.Heberlein烧结杯用于铁矿石烧结，从而开辟了烧结法进行铁矿粉造块的新纪元。在当今的冶金生产中，烧结已成为一道重要的单元工序并占有相当重要地位。据统计，全世界约有一半的生铁是用烧结矿生产的。过去十年中，世界上烧结矿年产量维持在538×106t~586×106t范围内。从1989年起，由于独联体和其他部分东欧国家发生巨变，因此，它们的钢铁工业进行了重新调整，导致烧结矿产量有所下降。欧洲和日本的经济衰退也影响了产量，但是不久烧结矿的产量又慢慢恢复。东欧和独联体的产量将下降，而中国、朝鲜和台湾的产量将继续上升。尽管出现新的炼铁工艺，但是在下一个十年中或更长的时间内，它们仍不可能对高炉产量有巨大影响。因此，烧结矿产量在未来相当长的时间内仍将维持在目前水平。 1.1.2烧结生产目的 铁矿粉烧结是一种铁矿粉造块的方法，是将细粒含铁物料与燃料、熔剂按一定比例混合，再加水润湿、混匀和制粒成为烧结料，加于烧结设备上，点火、抽风，借助燃料燃烧产生高温和一系列物理化学变化，生成部分低熔点物质，并软化熔融产生一定数量的液相，将铁矿物颗粒润湿粘结起来，冷却后，即成为具有一定强度的多孔块状产品一侥结矿。 烧结生产的目的主要是： 1.将粉状物料制成具有高温强度的块状料以适应高炉冶炼、直接还原等在流体力学方面的要求； 2.通过烧结改善铁矿石的冶金性能，使高炉冶炼指标得到改善； 3.通过烧结去除某些有害杂质，回收有益元素以达到综合利用资源和扩大炼铁矿石原料资源的目的。 1.1.3烧结反应过程 烧结反应过程是分层依次向下进行的。抽入的空气通过已烧结好的热烧结矿
铁矿粉烧结生产工艺流程 1.烧结的概念 将各种粉状含铁原料，配入适量的燃料和熔剂，加入适量的水，经混合和造球后在烧结设备上使物料发生一系列物理化学变化，将矿粉颗粒黏结成块的过程。 2. 烧结生产的工艺流程 目前生产上广泛采用带式抽风烧结机生产烧结矿。烧结生产的工艺流程如图2—4所示。主要包括烧结料的准备，配料与混合，烧结和产品处理等工序。 图2-4 抽风烧结工艺流程 ◆烧结原料的准备 ①含铁原料 含铁量较高、粒度<5mm的矿粉，铁精矿，高炉炉尘，轧钢皮，钢渣等。
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。 对入厂烧结原料的一般要求见表2—2。 表2-2 入厂烧结原料一般要求 ◆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、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。 ◆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 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 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。
1；概述抽风烧结过程，按烧结料层自上而下分哪几带？并指出各带的特点以及各带是怎样变化的？ 答：抽风烧结过程是将混合料配以适量的水分，混合、制粒后，铺在带式烧结机的炉箅上，点火后用一定负压抽风，使烧结过程自上而下地进行。烧结从烧结台车上卸下，经破碎、冷却、制粒、筛分，分出成品烧结矿、返矿和铺底料。 自上而下分为：烧结矿层﹑燃烧层﹑预热层﹑干燥层﹑过湿层。 （1）烧结层：温度在1000℃，随着烧结矿层的下移和冷空气的通过，物料温度逐渐下降，熔融液相被冷却，凝固成多孔结构的烧结矿。烧结矿层逐渐增厚，整个料层透气性变好真空度变低;高温熔融物凝固成烧结矿，伴随着结晶和析出矿物，同时抽入的冷空气被预热，烧结矿被冷却，与空气接触的低价氧化物可能被氧化。 （2）燃烧层：被烧结矿层预热的空气进入燃烧层，与固体碳接触时发生燃烧反应，放出大量的热，温度1300—1500℃的高温，形成一定的气相组成；低熔点物质继续发生并熔化，形成一定数量的液相，部分氧化物分解、还原、氧化，硫化物、硫酸盐和碳酸盐等分解。 （3）预热层：热交换很剧烈，废气温度很快降低，此层温度很薄，所处温度在150–700℃之间；部分结晶水，碳酸盐分解。硫化物，高价铁氧化物分解氧化。部分铁氧化物还原以及固相反应等。 （4）干燥层：由于湿料的导热性好，料湿很快升高到100℃以上，水分完全蒸发需要到120–150℃左右；由于升温速度快，干燥层和预热层很难截然分开，有时又称为干燥预热层，其厚度只有20–40nm。 （5）过湿层：根据不同的物料，过湿层增加的冷凝水介于1％–2％之间。但在实际烧结矿时，发现在烧结料下层有严重的过湿现象，这是因为在强大的气流和重力作用下烧结水分比较高，烧结料的原始结构被破坏，料层中的水分向下机械转移，特别是那些湿容量较小的物料容易发生这种现象。水汽冷凝使得料层的透气性大大恶化，对烧结过程产生很大影响。
烧结工艺流程 烧结是钢铁生产工艺中的一个重要环节，它是将铁矿粉、粉（无烟煤）和石灰按一定配比混匀。经烧结而成的有足够强度和粒度的烧结矿可作为炼铁的熟料。利用烧结熟料炼铁对于提高高炉利用系数、降低焦比、提高高炉透气性保证高炉运行均有一定意义。 由于烧结技术具体的作用和应用太广泛了, 以下介绍一下烧结生产在钢铁工业粉矿造块的意义和作用 我国的铁矿石大部分都是贫矿，贫矿直接入炉炼铁是很不合算b，因此必须将贫矿进行破碎、选出高品位的精矿后，再将精矿粉造块成为人造富矿才能入高炉冶炼。所以，粉矿造块是充分合理利用贫矿的不可缺少的关控环节。 富矿的开采过程中要产生粉矿，为了满足高炉的粒度要兔在整较过程中也会产生粉矿，粉矿直接入炉会51起高炉不顺。恶化高炉技术经济指标，因此粉矿也必须经过造块才能入炉。 粉矿经过迭决后，可以进一步控制相改善合铁原料的性肠获得气孔串高、还原性好、强度合适、软熔温度较高、成份稳定的优质冶金原料，有助于炉况的稳定和技术经济指标的改
善。粒矿造块过程中，还可以除去部份有害杂质，如硫、氟、砷、锌等，有利于提高生铁的质量。因为人造富矿比天然富矿更具有优越性，成为了现代商炉原料的主要来源。 粉矿迭块还可综合利用含铁、合被、台钙的粉状工业废料，如高炉炉尘、钢迢、轧钢皮、均热炉渣、硫酸渣、染料铁红、电厂烟尘灰笔适当配入可以成为廉价的高炉好原料，又可以减少环境污染，取得良好的经济效益和社会效益。 粉矿造铁是现代高炉冶炼并获得优质高产的基础，对于高炉冶炼有君十分重要的意义，是钢铁工业生产必不可少的重要工序，对钢铁生产的发展起着重要作用。 1．2 粉矿造块的方法 粉矿造块方法很多，主要是烧结矿和球团矿。此外，还有压制方团矿、辊压团矿、蒸养球团t碳酸化球团，其成球方式和固结方法与球团矿不同，还有小球烧结，国外称为HPs球团化挠结矿，界于球团和烧结之间；还有铁焦生产，是炼焦和粉矿造块相结合。 球团矿的焙烧方法主要乞竖队带式焙烷仇链蓖机—回转窃。目前地方小铁厂还有平地堆烷的。 烧结方法主要有吹风烧结法和抽风烧结法两大类。吹风烧结有平地堆挠、饶结识、挠结盘，抽风烧结有路式侥结、艰面步进式烧绍机、带式烧结机、环形挠结机电即日本矢作式)。 国内外苫遍采用的是常式抽风烧结机，在我国地方小铁广还有相当一部分用平地吹风堆烧和箱式抽风烧结。比外，还有回转窑浇结法、悬浮烧结法。 所谓“烧结”就是指粉状物料加热到熔点以下而粘结成固体的现象. 烧结过程简单来说，就是把品位满足要求，但粒度却不满足的精矿与其他辅助原料混合后在烧结机上点火燃烧，重新造块，以满足高炉的要求。点火器就是使混合料在烧结机上燃烧的关键设备，控制好点火器的温度、负压等，混合料才能成为合格的烧结成品矿。 烧结的主要体系是,配料,混料,看火等。看火的经验:看火主要控制的三点温度是;点火温度,终点温度,和总管废气温度。一般来说把终点温度控制在倒数第2号风箱的温度。 铁矿粉造块 铁矿粉造块目前主要有两种方法：烧结法和球团法。两种方法所获得的块矿分别为烧结矿和球团矿。 铁矿粉造块的目的： ◆综合利用资源，扩大炼铁用的原料种类。 ◆去除有害杂质，回收有益元素，保护环境。 ◆改善矿石的冶金性能，适应高炉冶炼对铁矿石的质量要求。 一、铁矿粉烧结生产
烧结工艺的简单介绍 目前，随着市场竞争的加剧，钢铁工业设备向大型化发展，对原料的要求日益提高，而高炉炼铁生产技术指标的提高，主要依靠入炉原料性质的改善，烧结矿是我国高炉的主要入炉料，因此，保证和提高烧结矿的质量，是保证钢铁工业稳定发展的重要手段。 一、烧结的概念 烧结是钢铁生产工艺中的一个重要环节，它是将各种粉状含铁原料，配入适量的燃料和熔剂，加入适量的水，经混合和造球后在烧结设备上使物料发生一系列物理化学变化，将矿粉颗粒黏结成块的过程。 二、烧结矿的来源以及意义 铁矿粉造块目前主要有两种方法：烧结法和球团法。两种方法所获得的块矿分别为烧结矿和球团矿。球团法通常在选贫矿的地区采用，尤其是北美地区。而在有天然富矿可以开采使用的地方，烧结法则是一种成本较低的方法，在世界的其它地区被广泛采用。虽然新的炼铁方法会不断出现，但是烧结矿的需求在很长一段时间内仍将保持在较高的水平。在我国，高炉入炉的炉料90%以上都是靠烧结法提供的。因此，铁矿石烧结对我国的钢铁工业有重大的意义。 三、烧结工艺流程介绍 经烧结而成的有足够强度和粒度的烧结矿可作为炼铁的熟料。利用烧结熟料炼铁对于提高高炉利用系数、降低焦比、提高高炉透气性保证高炉运行均有一定意义。烧结生产的工艺流程如下图所示。主要包括烧结料的准备，配料与混合，烧结和产品处理等工序。
目前生产上广泛采用带式抽风烧结工艺流程： 1、烧结的原材料准备: 含铁原料：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。 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。 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。
铁矿石基础知识汇总 一、铁矿石品种 1、PB粉、块(Pb Fines/Pb Lumps)：产于澳大利亚，又称皮尔巴拉混合矿（必和必拓公司经营），粉的品位在61.5%左右，部分褐铁矿，烧结性能较好；块的品位在62.5%左右，属褐铁矿，还原性好，热强度一般。PB粉和块可由汤姆普赖斯矿、帕拉布杜矿、马兰杜矿、布鲁克曼矿、那牟迪矿和西安吉拉斯矿等矿山的粉矿混匀成。 2、杨迪粉(Yandi Fines)：产于澳大利亚（必和必拓公司经营），品位在58%左右，铝含量低，属褐铁矿，结晶水较高，混合制料所需水分要求较高，因其结构疏松，烧结同化性和反应性较好，因此可部分替代纽曼山粉矿或巴西粉矿。含相对低的Al2O3，而且这两种矿粉都比哈默斯利矿粉粗，它们都有合理的冶炼性能，但烧结性能不佳。 3、麦克粉（Mac Fines）：MAC粉的正常品位在61.5%左右，目前供给中国市场多为58%左右的品位，部分属褐铁矿，烧结性能较好，含有5%左右的结晶水，炼铁时烧损较高，随其配比加大，烧结矿的烧成率逐步下降。经钢厂研究，MAC粉配比在15％-20％时烧结矿小于5mm级水平较低，配比为20％的烧结成品率最高。 4、纽曼粉、块矿(Newman Fines/Newman Lumps)：产于澳大利亚的东皮尔巴拉的纽曼镇的纽曼山矿，属赤铁矿，烧结性能较好，粉的品位在62.5%左右，块的品位在65%左右，由澳大利亚西澳州必和必拓公司生产。 5、罗布河粉、块(Robe River Fines/Robe River Lumps)：产于澳大利亚的罗布河铁矿联合公司；品位在57.5%左右，含3%-5%的复合水，这会导致高燃料率及低生产率；属于褐铁矿，烧结性能不好，但其烧结矿的冶炼性能很好。 6、火箭粉：又称FMG（福蒂斯丘金属集团（Fortescue metal Group (FMG)））粉，由澳大利亚第三大铁矿石生产商FMG公司生产；据说用作火箭发动机燃料的一种成分，故称火箭粉，其品位在58.5%左右，硅4左右，铝1.5左右，属于褐铁矿，烧结性能较好，储量大且单烧品位高，结晶水在8%左右。FMG粉矿化学成分优于扬迪粉，但烧结性能和造球性能不如扬迪粉。 7、火箭特粉：由FMG公司生产的品位57.5%左右的火箭粉，硅5个左右，铝2个左右，其它冶炼性能同火箭粉。超特粉的品位低于火箭特粉1个品位，在56.5%左右，硅6左右，铝3个左右，结晶水在8.5%左右，其它冶炼性能类似。 8、阿特拉斯粉块：由澳大利亚第四大铁矿石生产商Atlas Iron公司生产的位于澳大利亚皮尔巴拉矿山的铁矿石，品位在57.5%，属褐铁矿，结晶水在9%左右，硅含量高，在8%左右，物理化学性能和冶炼性能跟火箭粉的超特粉相近。 9、KMG粉：由澳大利亚私人矿业公司KMG生产，该矿位于澳大利亚珀斯，是距离中国最近的西澳矿山，紧邻西澳最北的港口。矿山预计两年内产矿6700万吨，为58-59%的低品位粗粉赤铁矿为主，硅8%，铝3%，磷0.08%，硫0.03%。性能类似于火箭特粉，但比火箭特粉的硅高很多。 10、CSN粉、块：巴西CSN公司（全称为巴西国有黑色金属公司）生产的铁矿石，铁含量在65%以上，硅含量在1%-2%。 11、SSFT粉，巴西淡水河谷公司专门为中国市场配制的烧结粉，SSFT的铁含量在65%左右，硅含量在4.4%左右。 12、卡粉：卡拉加斯粉的简称，英文简称SFCJ粉，全称SINTER FEED Carajas，铁含量在65%以上（65-67%），硅含量在1%-2%。铝1%左右，磷0.033-0.045%，烧损1.6%左右，水分8-9%，产于巴西卡拉加斯矿的铁矿石，因为该地方的粉矿的质量优异，不会像南部矿源那样参差，所以在国际市场上十分受欢迎，价格也高于南部矿源。 13、巴西南部粉：该矿位于巴西有南部矿源“铁四角”，又称巴西南部粉，南部矿区主要矿山有Itabira、Mariana、Mihas Centrals、Paraopebal、Vargem Grande、Itabiritos，均处于巴西铁四角地区，南部矿区主要开采方式为露天开采。这一带以铁英岩为主，赤铁矿含量较高，含铁量在66％左右。主要包括SSFG粉（巴西南部标准烧结粉，铁品位65%，硅3.2-3.8%，铝1.2-1.8%，磷0.049-0.065%，锰0.25-0.40%，水6.5-8.5%，烧损1.7%左右），SFOT粉等。 14、巴粗：指巴西粗颗粒粉矿，是巴西粗粉的统称，包括卡粉、SSFT粉、CSN粉、南部粉等。品位从65%-58%不等，其中东南部铁四角生产的矿粉冶炼性能最好。 15、印粉：指印度细颗粒粉矿，但不符合印粗的颗粒度标准。品位从40%-63.5%不等，属赤铁矿，高品位冶炼性能优良，低品位硅铝成分较高，具有较高的冶炼价值。 二、铁矿石粒度分类
你必须了解的全球15大铁矿石品种及其特点 1、PB粉、块（Pb Fines/Pb Lumps）：产于澳大利亚，又称皮尔巴拉混合矿（力拓公司经营），粉的品位在61.5%左右，部分褐铁矿，烧结性能较好；块的品位在62.5%左右，属褐铁矿，还原性好，热强度一般。PB粉和块可由汤姆普赖斯矿、帕拉布杜矿、马兰杜矿、布鲁克曼矿、那牟迪矿和西安吉拉斯矿等矿山的粉矿混匀成。 2、杨迪粉（Yandi Fines）：产于澳大利亚（必和必拓公司经营），品位在58%左右，铝含量低，属褐铁矿，结晶水较高，混合制料所需水分要求较高，因其结构疏松，烧结同化性和反应性较好，因此可部分替代纽曼山粉矿或巴西粉矿。含相对低的Al2O3，而且这两种矿粉都比哈默斯利矿粉粗，它们都有合理的冶炼性能，但烧结性能不佳。 3、麦克粉（Mac Fines）：MAC粉的正常品位在61.5%左右，目前供给中国市场多为58%左右的品位，部分属褐铁矿，烧结性能较好，含有5%左右的结晶水，炼铁时烧损较高，随其配比加大，烧结矿的烧成率逐步下降。经钢厂研究，MAC粉配比在15%-20%时烧结矿小于5mm 级水平较低，配比为20%的烧结成品率最高。 4、纽曼粉、块矿（Newman Fines/Newman Lumps）：产于澳大利亚的东皮尔巴拉的纽曼镇的纽曼山矿，属赤铁矿，烧结性能较好，粉的品位在62.5%左右，块的品位在65%左右，由澳大利亚西澳州必和必拓公司生产。 5、罗布河粉、块（Robe River Fines/Robe River Lumps）：产于澳大利亚的罗布河铁矿联合公司；品位在57.5%左右，含3%-5%的复合水，这会导致高燃料率及低生产率；属于褐铁矿，烧结性能不好，但其烧结矿的冶炼性能很好。 6、火箭粉：又称FMG（福蒂斯丘金属集团（Fortescue metal Group （FMG）））粉，由澳大利亚第三大铁矿石生产商FMG公司生产；据说用作火箭发动机燃料的一种成分，故称火箭粉，其品位在58.5%左右，硅4左右，铝1.5左右，属于褐铁矿，烧结性能较好，储量大且单烧品位高，结晶水在8%左右。FMG粉矿化学成分优于扬迪粉，但烧结性能和造球性能不如扬迪粉。 7、火箭特粉：由FMG公司生产的品位57.5%左右的火箭粉，硅5个左右，铝2个左右，其它冶炼性能同火箭粉。超特粉的品位低于火箭特粉1个品位，在56.5%左右，硅6左右，铝3个左右，结晶水在8.5%左右，其它冶炼性能类似。 8、阿特拉斯粉块：由澳大利亚第四大铁矿石生产商Atlas Iron公司生产的位于澳大利亚皮尔巴拉矿山的铁矿石，品位在57.5%，属褐铁矿，结晶水在9%左右，硅含量高，在8%左右，物理化学性能和冶炼性能跟火箭粉的超特粉相近。 9、KMG粉：由澳大利亚私人矿业公司KMG生产，该矿位于澳大利亚珀斯，是距离中国最近的西澳矿山，紧邻西澳最北的港口。矿山预计两年内产矿6700万吨，为58-59%的低品位粗粉赤铁矿为主，硅8%，铝3%，磷0.08%，硫0.03%。性能类似于火箭特粉，但比火箭特粉的硅高很多。 10、CSN粉、块：巴西CSN公司（全称为巴西国有黑色金属公司）生产的铁矿石，铁含量在
炼铁工艺是将含铁原料（烧结矿、球团矿或铁矿）、燃料（焦炭、煤粉等）及其它辅助原料（石灰石、白云石、锰矿等）按一定比例装入高炉，并由热风炉向高炉内鼓入热风助焦炭燃烧，原料、燃料随着炉内熔炼等过程的进行而下降。在炉料下降和煤气上升过程中，先后发生传热、还原、溶化、脱炭作用而生成生铁，铁矿石原料中的杂质与加入炉内的溶剂相结合而成渣，炉底铁水间断地放出装入铁水罐，送往炼钢厂。同时产生高炉煤气、炉渣两种副产品，高炉渣水淬后全部作为水泥生产原料。 高炉是用焦炭、铁矿石和熔剂炼铁的一种竖式的反应炉（如图2-3）。高炉是一个竖立的圆筒形炉子，其内部工作空间的形状称为高炉内型，即通过高炉中心线的剖面轮廓。现代高炉内型一般由圆柱体和截头圆锥体组成，由下而上分为炉缸、炉腹、炉腰、炉身和炉喉五段。由于高炉炼铁是在高温下进行的，所以它的工作空间是用耐火材料围砌而成，外面再用钢板作炉壳。 1-炉底耐火材料； 2-炉壳； 3-生产后炉内砖衬侵蚀线； 4-炉喉钢砖； 5-煤气导出管； 6-炉体夸衬； 7-带凸台镶砖冷却壁； 8-镶砖冷却壁； 9-炉底碳砖； 10-炉底水冷管；
11-光面冷却壁； 12-耐热基墩； 13-基座 l图2-3 高炉的结构 在高炉炉顶设有装料装置，通过它将冶炼用的炉料（由焦炭和矿石按一定比例组成）按批装入炉内。在高炉下部炉缸的上沿，沿圆周均匀地布置了若干个风口（100m3小高炉有 8-10个，4000m3以上的大高炉则有36-42 个）。加热到1000℃
以上的热风，经铜质水冷风口送入炉内，供焦炭燃烧形成高温煤气。在炉缸的底部设有铁口，可周期性或连续性地排放出液态生铁和炉渣。在风口和铁口之间还设有渣口以排放部分炉渣，减轻铁口负担。 l现代高炉采用优质耐火材料，例如炉底、炉缸部位用微碳孔碳砖，炉身下部和炉腰部位用铝碳砖或碳化硅砖，其它部位用优质高铝砖和高致密度的粘土砖等作炉衬。炉壳用含锰的高强度低合金钢制作，安装有性能好的含铬耐热铸铁、球墨铸铁或铜质立式冷却器，或铜质的卧式冷却器。 l4 工艺流程： 高炉冶炼过程是一个连续的生产过程，全过程是在炉料自上而下，煤气自下而上的相互接触过程中完成的。如图2-4所示。 l炉料从受料斗进入炉腔。在高炉底部的炉缸和炉腹中装满焦炭。炉腰和炉身中则是铁矿石、焦炭和石灰石，层层相间，一直装到炉喉。 l从风口鼓入的热风温度高达1000-1300℃，炉料中焦炭在风口前燃烧，迅速产生大量的热，使风口附近炉腔中心温度高达1800℃以上。 l由于底部焦炭很厚，燃烧不完全，因此，炉气中存在大量CO气体，在炉内造成了良好的还原性气氛，产生的CO气体在炉体中上升。同时，由于下部的焦炭燃烧产生空隙，上面的焦炭、矿石和熔剂在炉体内缓慢下降，速度大约为 0.5-1mm/s。炽热的CO气体在炉内上升过程中加热缓慢下降的炉料，并把铁矿石中铁氧化物还原为金属铁，铁矿石在570-1200℃之间受到CO气体和红热焦炭的还原，形成了海绵铁。海绵铁在1000-1100℃的高温下溶入大量的碳，因而铁的熔点下降，形成了生铁。生铁的熔点约为1200℃，以液体状态滴入炉缸。矿石中未被还原的物质形成熔渣，实现渣铁分离。最后调整铁液的成分和温度达到终点，定期从炉内排入炉渣和生铁。上升的高炉煤气流，由于将能量传给炉料而温度不断下降，最终形成高炉煤气从炉顶导出管排出。
烧结工艺流程图： 图片： 烧结工艺流程图： 烧结是钢铁生产工艺中的一个重要环节，它是将铁矿粉、粉（无烟煤）和石灰按一定配比混匀。经烧结而成的有足够强度和粒度的烧结矿可作为炼铁的熟料。利用
烧结熟料炼铁对于提高高炉利用系数、降低焦比、提高高炉透气性保证高炉运行均 有一定意义。 由于烧结技术具体的作用和应用太广泛了, 以下介绍一下烧结生产在钢铁工业 粉矿造块的意义和作用 我国的铁矿石大部分都是贫矿，贫矿直接入炉炼铁是很不合算b，因此必须将贫矿进行破碎、选出高品位的精矿后，再将精矿粉造块成为人造富矿才能入高炉冶炼。 所以，粉矿造块是充分合理利用贫矿的不可缺少的关控环节。 富矿的开采过程中要产生粉矿，为了满足高炉的粒度要兔在整较过程中也会产生粉矿，粉矿直接入炉会51起高炉不顺。恶化高炉技术经济指标，因此粉矿也必须经 过造块才能入炉。 粉矿经过迭决后，可以进一步控制相改善合铁原料的性肠获得气孔串高、还原性好、强度合适、软熔温度较高、成份稳定的优质冶金原料，有助于炉况的稳定和技术经济指标的改善。粒矿造块过程中，还可以除去部份有害杂质，如硫、氟、砷、锌等，有利于提高生铁的质量。因为人造富矿比天然富矿更具有优越性，成为了现 代商炉原料的主要来源。 粉矿迭块还可综合利用含铁、合被、台钙的粉状工业废料，如高炉炉尘、钢迢、轧钢皮、均热炉渣、硫酸渣、染料铁红、电厂烟尘灰笔适当配入可以成为廉价的高炉好原料，又可以减少环境污染，取得良好的经济效益和社会效益。 粉矿造铁是现代高炉冶炼并获得优质高产的基础，对于高炉冶炼有君十分重要的意义，是钢铁工业生产必不可少的重要工序，对钢铁生产的发展起着重要作用。
铁矿粉基础特性对烧结矿性能的影响 刘东辉1，吕庆1，孙艳芹2，邹雷雷1，刘然1 (1.河北联合大学冶金与能源学院，教育部现代冶金技术重点实验室，河北唐山063009； 2.东北大学材料与冶金学院，辽宁沈阳110004) 摘要：通过微型烧结和烧结杯试验研究了八种铁矿粉烧结基础特性对烧结矿性能的影响。研究结果表明：烧结矿的转鼓指数(T)随着铁矿粉的黏结相强度和连晶强度的增大而升高，低温还原粉化指数(RDI>3.15mm)随铁矿粉的液相流动性和铁酸钙生成性能的增大而升高，还原度(RI)主要与铁矿粉种类和烧结工艺参数有关。磁铁矿粉烧结矿RI随铁矿粉的液相流动性和铁酸钙生成性能的增大而升高，与其他烧结基础特性无明显关系。 关键词：铁矿粉；基础特性；烧结矿；冶金性能；矿相 结构近年来，由于国内铁矿石的缺乏和国外铁矿石的大量进口，烧结原料的结构发生了巨大的变化。钢铁企业的铁矿石存在种类复杂、来源不稳、烧结基础特性数据缺乏等问题，烧结矿质量难以保证。因此烧结基础特性作为衡量铁矿粉烧结性能的一项指标已被广泛应用[1-2]。实践表明，铁矿粉的烧结基础特性由于矿粉种类不同而存在显著差异，通过对其研究可以为合理利用矿石资源及优化配矿提供理论依据，为此，国内外的烧结工作者对铁矿粉的烧结基础性能进行了大量的研究。但基于铁矿粉烧结基础特性对烧结矿性能影响的研究还未见报道。因此，本文研究了铁矿粉的烧结基础特性与烧结矿性能之间的关系，为优化烧结工艺参数，制订最优配矿方案提供理论依据，对改善烧结矿质量，降低生铁成本和提高企业的经济效益具有重要意义。 1 试验原料 本研究选取的八种铁矿粉中，国外矿三种，分别为AA、AB、AC；国内矿五种，分别为AD、AE、AF、AG、AH。铁矿粉的化学成分如表1所示。 由表1可知，国外矿中AA矿粉SiO2较高，铁品位较低；其他矿粉铁品位大于62%，国内矿粉AE铁品位最高为66.51%；国外矿粉中AA为褐铁矿，AC为半褐铁矿，因含有大量结晶水而使烧损较大，降低烧结矿的成品率，不利于烧结；国内的几种矿粉烧损较小。 2 试验设备和方案 2.1 微型烧结试验 试验装置为TSJ-3型微型烧结机，试验原料为干燥后小于0.162mm的铁矿粉和化学纯试剂CaO。试验方法如下。 1)同化性。将铁矿粉制成重0.8g，直径为8mm的小饼。将CaO制成直径20mm，重2.0g 的小饼。将铁矿粉小饼置于CaO小饼的上方，按设定的升温曲线和试验气氛烧结。小饼接触面上生成略大于铁矿粉小饼一圈反应物时的温度为同化温度。 2)液相流动性。将CaO和铁矿粉按4.0的碱度制成小饼，根据设定的试验气氛和升温曲
铁矿石烧结技术的应用及其作用 一：烧结的原理及应用： 烧结过程是许多物理化学变化的综合过程。这个过程不仅错综复杂，而且瞬息万变，在几分钟甚至几秒钟内，烧结料就因强烈的热交换而从70 ℃以下被加热到1200～1400℃，与此同时，它还要从固相中产生液相，然后液相又被迅速冷却而凝固。这些物理化学变化包括：燃料的燃烧和热交换；水分的蒸发及冷凝；碳酸盐的分解，燃料中挥发分的挥发；铁矿物的氧化、还原与分解；硫化物的氧化和去除；固相间的反应与液相生成；液相的冷却凝结和烧结矿的再氧化等。 原理 燃烧和传热---烧结料层中的气流运动---水分的蒸发与凝结分解---氧化和还原---非铁元素在烧结过程中的行为---矿粉的熔融和凝固 烧结工艺 熔剂和燃料的加工---配料---混合和制粒---点火燃烧---烧结矿的热破碎和筛分---烧结矿的冷却---烧结矿整理---烧结厂的余热利用 铁矿石造块的主要方法之一。将贫铁矿经过选矿得到的铁精矿，富铁矿在破碎和筛分过程中产生的粉矿，生产中回收的含铁粉料(高炉和转炉炉尘，轧钢铁皮等)、熔剂(石灰石、生石灰、消石灰、白云石和菱镁石等)和燃料(焦粉和无烟煤)等，按要求比例配合，加水混合制成颗粒状烧结混合料，平铺在烧结台车上，经点火抽风烧结成块。 简史1887年英国人亨廷顿(T．Huntington)和赫伯莱茵(F．Heberlein)首次申请了硫化矿鼓风烧结法和用于此法的烧结盘设备的专利。1906年美国人德怀特(A．Dwight)和劳埃德(R．Lloyd)在美国取得抽风带式烧结机的专利。1911年第一台有效面积为8m2的连续带式抽风烧结机(亦称DL型烧结机)在美国宾夕法尼亚州的布罗肯钢铁公司建成投产。这种设备一出现就很快取代了压团机(见方团矿)和烧结盘(见烧结盘烧结)等造块设备。随着钢铁工业的发展，烧结矿的产量也迅速增加，到80年代全世界烧结矿的产量达到5亿多吨。中国最早的带式抽风烧结机于1926年在鞍山建成投产，烧结机有效面积为21．81m2。1935～1937年又有4台50m2烧结机相继投产，1943年烧结矿最高年产量达24．7万t。中华人民共和国成立后，钢铁工业迅速发展，烧结能力和产量均有很大提高。到1991年末，全国烧结机总有效面积达到9064m2，烧结矿年产量达到9654万t，重点企业高炉熟料率达90％。 带式抽风烧结法出现后，不仅烧结矿的生产规模和产量有了很大提高，而且生产技术有了很大进步：(1)加强了烧结原料的加工处理，如矿粉混匀，燃料和熔剂的破碎、混合料的准确配料、制粒和预热等；(2)开发了各种增产、节能和
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
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)
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
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、
烧结新技术及其发展状况 1.前言 当前全球经济尚未显露出全面复的迹象，尤其是钢铁行业依然困难重重，提升赢利能力、避免亏损成为摆在每家钢铁企业面前的首要任务，尽管采取的方法各有千秋，但降本增效普遍被认为是最直接、最有效的手段。钢铁联合企业生产结构中，炼铁所用铁矿石的费用在生铁制造成本中所占比例最大，约为58%-65%。由于各企业间资源条件差距较大，铁矿原料费用可压缩性较强，降低潜力大。因此，从原料人手来降低能耗和炼铁成本，成为各钢铁企业目前的主要发展方向。本文主要介绍几项烧结新技术及应用前景。 2.向烧结料面吹入LNG技术 在烧结机上向烧结料面吹入LNG(液化天然气)技术是近年来由日本JFE公司开发出的能够大幅度降低燃料消耗的一项新技术,与各家烧结厂目前正在普遍采用的完全以焦粉作为烧结燃料的全焦法相比,能够在减少焦粉用量的同时提高烧结矿质量。 2.1技术要点 采用LNG吹入法能够将烧结温度提高到1200～1400℃ ,液相比随烧结温度的升高而增大,加速孔径为1～5 mm气孔的融合,从而有利于改善烧结矿强度;同时,作为气道的孔径大于5 mm的气孔数量迅速增多,使烧结料层的透气性得到改善;此外,烧结料的自致密化程度降低,未熔料中残留有大量孔径小于1μm的微孔,使烧结矿的还原性得到改善。 2.2应用前景分析 此项新技术正趋于成熟,且喷吹装置简单可靠,维修和更换非常
方便,只要准确控制好LNG喷吹浓度和喷吹速度,就能够生产出高强度、高还原性的烧结矿。如果从经济性方面考虑,应用LNG吹入法确实需要投入一定的费用,但能够换来减少焦粉用量和提高烧结矿质量的好处,特别是还能够实现CO2的大幅度减排,烧结矿产能越大,效果越明显。综合多方面因素分析,LNG吹入法烧结具有广阔的应用前景,适用于采用厚料层烧结技术的大型烧结机生产。 3.富氧烧结技术 富氧烧结技术是2010年由国浦项开发出的能够改善烧结料层中热量分布的新技术。现有的烧结工艺只单纯依靠焦粉燃烧为烧结料供热,其缺点是容易造成料层中热量分布不均(这是影响烧结矿质量的重要因素),上部料层温度低、下部料层温度高,上部烧结饼质量较差。为了解决烧结料层热量分布不均的问题,浦项开发出了富氧烧结技术。该技术通过选择合适位置向烧结料层喷吹适量的氧气来提高上部料层温度,以进一步改善烧结矿质量。 3.1技术要点 富氧烧结技术的关键在于选取合适的氧浓度和吹氧位置,吹氧时间也随氧浓度和吹氧位置的不同而发生改变。 3.2应用前景分析 富氧烧结技术目前尚处于实验室研究阶段,还未在实际烧结机上进行过工业试验,不如LNG吹入法成熟。下一步需根据吹氧效果对氧气浓度和实际吹氧位置作进一步优化,数值模拟模型也有待完善,在能够准确表述烧结料层燃烧带扩展速度、温度分布、火焰前锋速度和烧结时间的基础上,再开展工业试验,以推进此项新技术的工业化应用。从应用前景来看,它与LNG吹入法相似,但氧气价格要比LNG低得多,而且厂有制氧机,使用起来也比较方便,只要准确控制好氧气浓度、把握好吹氧位置,就能够较好地利用焦炭燃烧供热,而无需改动现有工艺装备。
烧结生产工艺流程 钢铁生产过程中的烧结 1.烧结的概念 将各种粉状含铁原料，配入适量的燃料和熔剂，加入适量的水，经混合和造球后在烧结设备上使物料发生一系列物理化学变化，将矿粉颗粒黏结成块的过程。 2. 烧结生产的工艺流程 目前生产上广泛采用带式抽风烧结机生产烧结矿。烧结生产的工艺流程如图2—4所示。主要包括烧结料的准备，配料与混合，烧结和产品处理等工序。 抽风烧结工艺流程 ◆烧结原料的准备 ①含铁原料 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。 对入厂烧结原料的一般要求见表2—2。 入厂烧结原料一般要求 ◆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、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。 ◆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 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。
【本章学习要点】本章学习铁矿石的分类及主要特性，高炉冶炼对铁矿石的要求，铁矿石冶炼前的准备和处理，焦碳在高炉炼铁中的作用和对焦碳的质量要求，烧结生产原料准备和烧结生产过程，球团矿生产等。 第一节铁矿石及其分类 一、矿物、矿石和岩石 地壳中的化学元素经过各种地质作用，形成的天然元素和天然化合物称为矿物。它具有较均一的化学成分和内部结晶构造，具有一定的物理性质和化学性质。 矿石和岩石均由矿物所组成，是矿物的集合体。但是，矿石是在目前的技术条件下能经济合理地从中提取金属、金属化合物或有用矿物的物质。因此矿石和岩石的概念是相对的。 矿石又由有用矿物和脉石矿物所组成。矿石中能够被利用的矿物为有用矿物，目前尚不能利用的矿物为脉石矿物。 二、铁矿石的分类及主要特性 在自然界中，金属状态的铁是极少见的，一般都和其他元素结合成化合物。现在已知道的含铁矿物有300多种，但在目前的工艺条件及技术水平下能够用作炼铁原料的只有20多种。根据含铁矿物的主要性质，按其矿物组成，通常将铁矿石分为磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿四种类型。
1．磁铁矿 磁铁矿化学式为Fe3O4，结构致密，晶粒细小，黑色条痕。具有强磁性，含S、P较高，还原性差。 2．赤铁矿 赤铁矿化学式为Fe2O3，条痕为樱红色，具有弱磁性。含S、P较低，易破碎、易还原。 3．褐铁矿 褐铁矿是含结晶水的氧化铁，呈褐色条痕，还原性好，化学式为nFe2O32mH2O(n= 1～3，m=1～4)。褐铁矿中绝大部分含铁矿物是以2Fe2O323H2O的形式存在的。 4．菱铁矿 菱铁矿化学式为FeC03，颜色为灰色带黄褐色。菱铁矿经过焙烧，分解出C02气体，含铁量即提高，矿石也变得疏松多孔，易破碎，还原性好。其含S低，含P较高。 各种铁矿石的分类及其主要特性列于表2-1。 表2—1 铁矿石的分类及其特性