烧结工艺及设备课件

1、 烧结生产工艺 烧结生产工艺烧结工艺及设备课件烧结工艺及设备课件6.1烧结原料的准备与处理6.1.1原料的接受、储存、中和原料的接受：进厂原料必须验货（品名、品种、产地、数量、性能）(1)处在沿海并主要使用进口原料的大型烧结厂 采用大型专用轮船运输 有专门的卸料码头和大型高效的卸船机 卸下的原料直接由皮带运输机运至原料场(2)距选矿厂较远的内陆大型烧结厂 采用火车运输或者轮船运输 可采用翻车机接受精矿、粉矿和块状石灰石等原料 生石灰可采用密封罐车或风动运输 辅料可用受料槽接收(3)中型烧结厂（年产100200万吨烧结矿） 采用火车或者汽车运输 可采用原料仓库（接受与贮存合用） 可采用受料槽接受

2、量少、易起灰的原料(4)小型烧结厂（年产20万吨烧结矿以下的） 采用火车或汽车运输 对原料的接受可因地制宜，采用简便形式 如：用电动手扶拉铲和地沟皮带运输机联合卸车，电耙造堆，原料棚贮存 或设适当形式的料槽，以解决原料接受和贮存问题6.1烧结原料的准备与处理原料的贮存并中和： 原料场 （应考虑烧结厂原料场与整个钢铁厂原料场合用） 原料仓库 主要根据原料种类、数量、运距来定哪种设施贮存选用原料场贮存的情况： 原料种类多、数量大、仓库容纳不下； 来料零散、成分复杂，需贮存到一定数量后集中使用； 原料基地远、受运输条件限制不能按期运来，需有保证连续生产的料；中和： 将不同品种或同品种不同质量的原料，

3、按一定比例借助某种机械进行混合，使成分、物理性质、化学性质趋近均一 可在原料场、原料仓库进行中和作业原料的贮存并中和：原料场的组成： 原料输入系统 一次料场（贮存料场） 破碎筛分系统 配料系统 二次料场（混匀料场） 混匀料输出系统原料场的组成：6.1.2烧结原料的粒度要求(1)精粉、粉矿的粒度 精矿： 粒度取决于选矿工艺 应强化制粒作业 粉矿： 粒度适当增大，以改善料层透气性 粒度不宜过大，原因： 矿粒不易熔融粘结，烧结矿强度降低； V过快，出现“夹生”现象，返矿率增大，产量下降； 布料时易引起粒度偏析，烧结不均匀； 影响脱硫； 一般：810mm 高硫矿： 68mm，以利于硫的去除 高碱度烧结

4、矿生产： 68mm，以利于铁酸钙系液相生成6.1.2烧结原料的粒度要求(2)熔剂粒度 石灰石、白云石：粒度3mm ，以保证其充分分解、矿化 粒度过粗，矿化不完全，烧结矿残存“白点” 容易生成正硅酸钙 消石灰：粒度3mm ，以利于混匀 生石灰：粒度5mm ，以利于消化、混匀 (3)燃料粒度 过大：比表面积小，V燃，燃烧带增厚，透气性， V, 产量 燃料分布相对稀疏，粗燃料颗粒周围温度高、还原性气氛强、液相过多且流动 性好，形成难还原的薄壁粗孔结构，强度 远离燃料颗粒区域，温度低，烧结不均匀，出现夹生料， 强度差 布料时易偏析，使下层燃料多，温度过高，过熔、粘结篦条，返矿增多太细： V燃，燃烧带过

5、窄，温度降低，高温反应来不及进行， 烧结矿强度 ，返矿量 ，生产率 焦粉： 0.53mm无烟煤： 0.54mm(2)熔剂粒度(4)返矿粒度 来源：强度差的小块烧结矿 未烧透的烧结料 未烧结的 生料 分类：热返矿 冷返矿 高炉槽下返矿 作用：因粒度较大、孔隙较多，可料层透气性，V 因粒度较大，可成为制粒核心、料层骨架料 因含低熔点物质，它有助于液相生成 热返矿可预热混合料 粒度：56mm 过大，混匀中难于冷却、润湿，对成球不利 返矿周围成形条件变坏，很难结成一体，降低强度 降低成品率、产量 过小（特别是1mm的比例过多），降低透气性 烧好、烧透是获得良好返矿的重要前提 良好返矿又为烧好、烧透奠定

6、了基础 (4)返矿粒度(5)其他烧结物料粒度 往往含有砖、石等夹杂物，应筛除，使之10mm，以利配料、混匀(5)其他烧结物料粒度6.2烧结配料6.2.1配料目的、要求、方法目的：使烧结矿的成分、物理性能、化学性能符合要求且稳定控制配合料有害元素含量使烧结料具有良好透气性，以获得较高的生产率 要求：准（按确定的配比，连续稳定地配料，把实际下料量控制在允许范围内）6.2烧结配料配料方法 容积配料法 质量配料法 化学成分配料法（实质就是质量配料法）配料设备 料槽给料设备计量设备配合料皮带配料方法配料室的圆盘给料机配料室的圆盘给料机容积配料法方法： 假设物料堆积密度不变，借助给料设备控制其容积从而控制

7、物料质量 辅以质量检查特点：设备简单准确性差（物料粒度、湿度、料位都影响物料堆积密度）操作方便调整时间长劳动强度大难于实现自动配料容积配料法质量配料法方法： 电子皮带秤按质量计量物料流量，由自动调节系统控制圆盘转速， 从而控制物料流量特点： 自动配料精确度高：当负荷50%时，质量法精确度 1.0%，容积法精确度 5% 质量配料法化学成分配料法方法：用x萤光分析仪对原料进行化学成分分析根据化学成分确定各种物料的配比（还是要称重）再用x萤光分析仪对混合料进行化学成分分析特点：可保证化学成分的稳定性问题：试样的代表性，在什么位置取样，如何取样？化学成分配料法6.2.2影响配料准确性的因素分析(1)原

8、料条件 原料粒度 原料水分 原料含泥量 原料稳定性(2)设备状况 矿槽及闸门堵否 圆盘中心与料槽中心不重合（平行） 圆盘面不水平（圆盘中心与料槽中心相交） 圆盘面的粗糙度 电子皮带秤的好坏(3)操作因素 矿槽料位高低 操作人员的技术水平6.2.2影响配料准确性的因素分析 6.2.3烧结配料计算 常用的方法简易理论计算法和现场经验计算法 1现场经验计算法 特点 快 误差大（经验） 思路 设置配料比（根据原料种类、化学成分和烧结矿化学成分设置） 例：铁矿72% 生石灰 1.5% 石灰石10% 白云石7% 焦粉5.7% 验证 用烧结矿化验结果来验证 调整 根据上一个班生产情况、现在生产情况，再估计一

9、个配比，进行调整 确准 当验算结果与烧结矿质量指标相符合，确定为最终配比 6.2.3烧结配料计算 2. 简易理论计算法特点 准确 快 适用于少量原料种类（3）原理 物质守恒定律计算的内容 计算：生产100 kg烧结矿需各种原、燃料的用量 计算：用上述原、燃料配比生产出烧结矿的化学成分，并校核 计算：配料室内各矿槽下电子皮带秤的每米皮带料量 2. 简易理论计算法计算前须具备的条件 原、燃料的化学成分（其中元素含量按其存在形态折算成相应化合物含量） 由烧结试验、生产实践提供的有关经验数据 产品烧结矿的质量指标步骤 设生产100 kg烧结矿需各种原、燃料的用量为Qi 列平衡方程 TFe平衡方程 R平

10、衡方程 计算前须具备的条件 总质量平衡方程 MgO平衡方程 总质量平衡方程 解方程 计算烧结矿化学成分，并校核有关指标 配料室内各矿槽下电子皮带秤的每米皮带料量 解方程6.3混合料制备6.3.1混合的目的、要求目的： 使配合料中各组分分布均匀 加水润湿、制粒，以得到粒度适宜、具有良好透气性的混合料 预热混合料要求： 通过混合设备实施混合，达到混合目的 段数： 生产中采用的有一段混合和两段混合，有的还有三段混合 根据原料性质合理选择混合段数 一次混合：加水润湿、混匀，使混合料的水分、粒度、组分分布均匀 当加入热返矿时，可预热混合料 当加入生石灰时，可使CaO消化、预热混合料、制粒 二次混合：混匀

11、、制粒 （使细粒物料粘附在核粒子上，形成粒度大小一定的拟似粒子） 还可通蒸汽预热混合料 三次混合：延长制粒时间、外裹煤6.3混合料制备6.3.2 影响混匀与制粒的因素(1)原料性质 物料的粘结性、粒度与粒度组成、颗粒形状、密度 粘结性、润湿性强的物料易制粒、难混匀：褐铁矿赤铁矿磁铁矿 含泥质的铁矿粉易制粒 粒度相同的情况下，多棱角、形状不规则的颗粒比圆滑的颗粒易制粒 粒度差别大的物料，在混合时易产生偏析，难于混匀、制粒 各组分间密度相差悬殊时，其在混合机内被带到的高度不同而形成层状 分布，不利于混匀、制粒 准颗粒 = 核颗粒 + 粘附细粒 0.7mm，最好13mm 0.2mm 0.251mm的

12、中间颗粒越少越好 6.3.2 影响混匀与制粒的因素返矿质量与数量 返矿疏松、多孔、较粗，可成为制粒核心 过大：易偏析，影响混匀制粒； 过小：不能成为核颗粒 温度高：利于预热，不利于制粒 适宜数量：利于混匀制粒粘结剂 如： 生石灰、消石灰、皂土、腐植酸类、聚丙烯酸酯类、羧甲基纤维素类 粒度细、比表面积大、亲水性好、粘结性强， 加快造球速度，提高干、湿球强度与热稳定性 消石灰不仅形成胶体溶液，而且还有凝聚作用返矿质量与数量(2)（水的性质、水的状态、）加水多少、加水方式、加水地点 混合料的适宜水分值与原料粒度、孔隙率、亲水性有关 磁铁矿 610% 赤铁矿 812% 褐铁矿 2428% 当料粒度小，

13、又配加高炉灰、生石灰时，水分可大一些 (2)（水的性质、水的状态、）加水多少、加水方式、加水地点一次混合机加水：沿混合机长度方向均匀加水， 加水量占总水量的8090%。二次混合机加水：在给料端，对准料面、均匀稳定地喷射水流， 继而自给料端至距排料端1m处，加高压雾状水， 加水量占总水量的2010%。 （二次混合采用分段加水）情况说明： 尽早给烧结料加水，使料的内部充分润湿，有利成球 一次混合加水 雾状水：增加给水面积，利于均匀加水和母球长大 二次混合加雾状水 避免圆筒内壁粘料，避免破坏料的运动轨迹，利于更好成球 一次混合机加水：沿混合机长度方向均匀加水，(3)圆筒混合机工艺参数混合机倾角 倾角

14、决定物料在混合机内停留时间 倾角越大，物料混合的时间越短 ，混匀制粒效果越差 一次混合机的倾角：一般2.5 4.0 二次混合机的倾角：一般1.5 2.5混合机转速 混合机转速决定着物料在圆筒内的运动状况 转速过小：筒体所产生的离心力较小，物料带不到一定的高度， 形成堆积状态，混匀制粒效果差。 转速过大：筒体所产生的离心力太大，使物料紧贴在筒壁上， 以致完全失去混匀制粒作用。 转速适当：物料在离心力作用下带到一定的高度， 而后在自身重力作用下跌落下来， 如此反复滚动，以达到最佳的混匀制粒效果。(3)圆筒混合机工艺参数混合机长度与混合时间 i 一次= 0.2 0.3 i 二次= 0.250.35

15、增加混合机长度，无疑延长混合时间，有利于混匀和制粒。 一次混合机长度 914m 二次混合机长度1218m 大型混合机长度2126m，直径45m 混合时间共约5min：一次混合约2min，二次混合约3min 也有9min的 混合机长度与混合时间混合机充填率 充填率圆筒混合机内物料占圆筒体积的百分数 充填率过小：产量低，且物料间相互作用力小，不利于混匀制粒。 充填率过大：在混合时间不变时，产量提高； 但增厚的料层，限制和破坏物料的运动，不利于混匀制粒。 一般：一次混合机的充填率为15% 二次混合机的充填率要低些混合机充填率6.3.3强化混匀与制粒的措施 延长混合造球时间 寻求高效混合机 控制加水量

16、，改进加水方式 预先制粒法 添加粘结剂 采用磁化水润湿混合料6.3.3强化混匀与制粒的措施6.3.4 混合作业效果 以混合前后混合料各组分的波动幅度来衡量（混匀效率） 以混合前后混合料粒度组成的变化 来衡量（制粒效果）均匀系数Ki： KiCi / C Ci某个测定项目在所取试样中的含量， C 某一测定项目在此组试样中的平均含量，混匀效率：混匀效率愈接近1，说明混合效果愈好 =K最小 / K最大 1 K最小混合料均匀系数的最小值 K最大混合料均匀系数的最大值 平均均匀系数K0：平均均匀系数，愈接近零，混匀效果愈好 K0 (Kd-1)+(1-Ks)/n Kd各试样均匀系数大于1的值 KS各试样均匀

17、系数小于1的值 6.3.4 混合作业效果制粒效果 制粒前后某一粒级产率的增量来表示 制粒前后混合料平均粒度的增值来表示 制粒效果6.4烧结操作制度6.4.1布料要求与方法(1)布铺底料 粒度： 一般1020mm的烧结矿 厚度： 约2040mm 作用: 防止燃烧带高温与篦条直接接触，既保证烧好烧透，又保护篦条、 延长篦条使用寿命、减少篦条消耗 防止细粒料、烧结矿堵塞或粘结篦条，减少散料，减轻清理篦条的 劳动强度 保持篦条的有效抽风面积不变，均匀气流分布，减少抽风阻力 起过滤作用，防止细粒料进入抽风系统，减少烟气含尘量，降低除 尘负荷，延长风机转子使用寿命 6.4烧结操作制度要求： 满足厚度 沿台

18、车宽度均匀设备： 铺底料矿槽（下口带闸门） 摆动漏斗要求：(2)布混合料要求:满足厚度要求料面平整沿料层高度，混合料产生有益的成分、粒度偏析： 碳的分布自上而下逐渐减少 料的粒度自上而下逐渐变粗料层的水平层，混合料粒度、水分、成分沿台车宽度均匀分布保证料层具有一定的松散度和均一的良好的透气性设备： 梭式布料器 混合料矿槽 圆辊给料机 多辊布料器 松料器(2)布混合料影响布料因素： 混合料水分 混合料粒度组成 混合料各组分堆积密度的差异 混合料矿槽的料位 混合料矿槽料的分布状态 布料设备影响布料因素：6.4.2点火操作(1)点火目的 使混合料表层的固体燃料着火燃烧，并在抽风作用下继续往下燃烧产生

19、高温 供给混合料表层一定的热量，使表层料在点火炉内的高温烟气作用下干燥、 预热、点火燃烧，产生液相并粘结 (2)点火要求 足够高的点火温度 一定的点火时间 适宜的点火负压 点火烟气中氧含量充足 沿台车宽度，点火要均匀6.4.2点火操作(3)点火燃料 气体：焦炉煤气 高炉煤气与焦炉煤气的混合气体 天然气 要求发热值、压力尽可能稳定 液体：重油 固体：煤(4)点火温度 110050 太低：表层料得不到足够的热量，不能足够熔化；下层料着火不好， 料层温度低，烧结矿强度差 太高：表层料过度熔化，形成不透气的外壳，变脆， V， 烧结矿还原性(3)点火燃料(5)点火时间 1min为宜 时间长：点火炉传给烧

20、结料的热量多，改善点火质量， 提高表层烧结矿强度、成品率 时间过长：表面过熔，炉内表层料较长时间处于低氧烟气中， 不利于烧结 时间短：必须提高点火温度 保温时间12min(6)点火负压 我国某厂风箱负压低至：1960 Pa 高负压冷风吸入，点火温度，点火不均 压紧料层，透气性 低负压火焰外喷（点火炉的燃烧产物不能全部被抽入料层） 热量利用(5)点火时间(7) 点火强度 点火强度J 在点火过程中，供给单位面积混合料的热量，kJ/m2 我国：低风箱负压1960Pa时， J=39300 kJ/m2 日本：低风箱负压时， J=2700042000 kJ/m2 点火强度主要与混合料性质、通过料层风量、点

21、火炉热效率有关 供热强度Jo在点火过程中，单位时间供给单位面积混合料的热量，kJ/(m2min) 不宜太高，以2900058600kJ/(m2min)为宜 (7) 点火强度(8) 点火烟气含氧量 烟气中含足够的氧： 保证混合料表层的燃料充分燃烧，提高燃料利用率和表层烧结质量 烟气中含氧量不足： 固体燃料燃烧推迟，使表层供热不足；影响V ，产量 试验数据： 烟气中含氧量13%时，固体燃料的利用率与混合料在大气中烧结时相同 当氧含量在313%以内时，烟气增加1%的氧，利用系数0.5%， 燃料消耗0.3kg/t烧结矿 理论计算：不同固体燃料单耗、碳完全燃烧条件下，点火烟气的最低氧含量 燃料单耗40k

22、g/t烧结矿，成品率67%时，最低氧含量为 8.1% 燃料单耗67kg/t烧结矿，成品率60%时，最低氧含量为12.2%(8) 点火烟气含氧量提高点火烟气中氧含量的主要措施： 增加燃烧时的过剩空气量 该法仅适用于高热值的天然气、焦炉煤气 对低热值的高炉煤气、混合煤气，其过剩空气量要大受限制 富氧点火空气 预热点火空气提高点火烟气中氧含量的主要措施：(9) 点火燃料需要量 或(10)点火空气需要量 (9) 点火燃料需要量(11)点火装置 点火炉 点火保温炉 预热点火炉 烧嘴：线式烧嘴 面式烧嘴 多缝式烧嘴 双斜式烧嘴(11)点火装置 6.4.3 烧结过程的判断和调节(1)点火温度的判断和调节 点

23、火温度的判断 点火负压出点火炉后的料面烧结总管废气返矿成品点火温度过高升高局部熔融呈现气泡青黑色有金属光泽流量减少点火温度正常通体青色、间杂黄色斑点； 或青黑色表层已熔结成坚实的烧结矿点火温度过低大面积黄色或有花痕有浮灰数量增大强度变坏6.4.3 烧结过程的判断和调节点火负压出点火炉后的料面烧结点火温度主要取决于：煤气热值、煤气空气比例点火温度的调节：在煤气发热值基本稳定条件下，通过改变煤气空气比例来实现 纯焦炉煤气 : 空气 = 1 : （46） 混合煤气 : 空气 = 视煤气成分而定火焰 呈 蓝色 空气不足 火焰 呈 黄白亮色 空气合适 火焰 呈 暗红色 空气过多 点火温度主要取决于：煤气

24、热值、煤气空气比例火焰 呈 蓝色(2)混合料水分和碳含量的判断与调节混合料水分的判断（最好在线检测）料粒度料光泽手握布料布料器下的料点火出点火炉后料面烧结机尾断面总管废气水分过小小球甚少或无不能成团光厚度加厚火焰外喷料面溅小火星有浮灰V降低烧不透呈花脸粉尘飞扬负压升高温度下降水分适当有13mm的小球无特殊光泽成团、有柔和感、料团上有指纹、轻微抖动即散开、不粘手或有少量料粘在手上平整火焰不外喷解理整齐水分不均不均匀有花脸水分过大有光泽成团、抖动不易散开、有泥粘在手上下料不畅厚度减薄鳞片状不平整严重时火焰发暗、外喷有黑斑点火质量不好烧不透有花脸松散出现潮湿层红层变暗负压升高温度下降(2)混合料水分

25、和碳含量的判断与调节料粒度料光泽手握布料布料混合料碳含量的判断点火出点火炉后料面烧结机尾断面总管废气成品混合料中固定碳 低 表层点不好料发暗红料面长度比正常的要短即很快变黑有粉尘V降低结不成块红层薄火色发暗严重时有花脸疏松负压降低温度降低FeO降低气孔小返矿多混合料中固定碳应=2.8 % FeO10%混合料中固定碳 高 23m处仍发红表面过熔结硬壳 粘篦条有火苗红层1/2 变厚发亮 负压升高温度升高气孔大呈蜂窝状FeO升高 返矿少点火出点火炉后料面烧结机尾断面总管废气成品混合料中固定碳 当混合料碳、水发生大的变化而影响烧结作业时，应与配料、混合岗位联系，对燃料量、水分进行调整因调节的滞后性，调

26、节前可采取临时措施（如改变料厚、点火温度、机速）当混合料碳、水发生大的变化而影响烧结作业时，(3)烧结终点的判断与控制 烧结终点 烧结结束的时间点、位置点 控制烧结终点 可充分利用烧结面积，提高产量，降低燃耗 可保证获得优质烧结矿、好的返矿 烧结终点控制是在保证料层厚度不变的前提下，主要通过控制机速来实现 终点提前，适当加快机速 终点滞后，适当减慢机速 机速调节控制在0.2m/min，机速调整间隔时间20min(3)烧结终点的判断与控制烧结终点判断终点提前正常终点延后倒数3#、2#、1# 风箱废气倒数 2#、1# 温度降低倒数3#、2#、1# 负压降低倒数2# 温度最高，300 倒数3#、1#

27、 温度低2040 倒数3#、2#、1# 负压逐步降低 后比前低1000Pa 倒数3#、2# 温度降低倒数 1# 温度升高倒数3#、2#、1# 负压升高总管废气温度升高负压降低温度：90130 温度降低负压升高机尾矿层断面无生料不冒火苗黑层变厚、红层变薄 无生料不冒火苗黑层2/3 、红层 1/3有生料红层下沿冒火苗黑层变薄、红层变厚 机尾除尘处粉尘少不冒灰粉尘少不冒灰 粉尘多冒灰成品残碳 1 % 稳定 1 %稳定升高以至超出规定返矿残碳 1 % 稳定 1 %稳定升高以至超出规定烧结终点判断终点提前正常终点延后倒数3#、2#、1# 风箱废6.5烧结矿的处理 烧结机尾部台车上卸下的烧结矿： 块度较大

28、（可达300500mm） 大块中还夹杂着粉末或生料 粒度很不均匀 温度高达750800 不便运输储存 不能满足高炉冶炼的要求 处理方案： 冷却到150 以下 破碎大块、筛除粉末，使粒度适宜6.5烧结矿的处理 6.5.1烧结矿处理流程 冷矿处理工艺热烧结矿冷却后，再一次冷破碎、多段冷筛分 热矿处理工艺6.5.1烧结矿处理流程6.5.2烧结矿冷却的目的和要求冷却目的 ：(1)便于进一步整粒；(2)通过整粒可分出合适粒度的铺底料；(3)冷矿可直接用皮带输送机从烧结厂输送至炼铁厂，取消机车、运输车辆，免建铁路线，减小占地面积，节省大量设备和投资，且厂区布置紧凑，改善总图运输；(4)高炉上料可用皮带输送机输送，易于实现自动化，增大输送能力，更能适应高炉大型化的要求；(5)高炉使用冷烧结矿：炉顶温度降低，有利于炉顶设备维护，延长炉顶设备使用寿命；吹损减少；可提高炉顶煤气压力，实现高压操作。冷却要求： 冷却至150以下