烧结工艺说明

烧结工艺

烧结基础知识：

烧结生产是将一定数量的含铁原料,溶剂,燃料,经过配料,加水混合后经高温点火使其发生一系列的物理化学变化,其中易熔的物质发生软化或熔化,形成一定数量的液相,难熔融的物料,则存在于液相之中,冷却后液相凝固并将矿物粘结起来,这一过程称为烧结.所得产物叫烧结矿.烧结生产的目的就是要生产出强度好,粒度均匀,粉末少,还原性能好,成分稳定的烧结矿,为高炉炼铁提供精料。烧结工艺上位监控流程图燃料破碎系统配料室系统混匀系统（一混、二混）给排水系统烧结机及冷却系统成品筛分系统1燃料破碎系统1.1简介：

燃料破碎，就是将原料场提供固体燃料（焦粉、无烟煤），通过破碎机破碎以达到工艺要求燃料粒度都要求小于3mm，然后提供给配料室进行配料使用。（我厂溶剂直接选用合格品，气力输送进仓）1.2工艺流程图

燃料破碎间为配料系统提供合格粒度的煤及焦碳，其中包括燃料的筛分和两级破碎工艺。具体过程如下：等待破碎的燃料由北京钢铁总院负责设计的皮带卸料小车送入1#~5#燃料仓中。之后通过燃-1皮带送往燃料振动筛进行筛分，筛下物作为成品（<3mm料粒）经燃-2皮带去燃-10b皮带；筛上物（>3mm料粒）经燃-3皮带到双辊破碎机进行一次破碎，后经大倾角提升皮带燃-4送至燃-5皮带，再由燃-5皮带上的卸料小车送入6#~9#过渡小仓。每座过度小仓下均设有一四辊破碎机，之间通过燃-6~燃-9皮带输送。经过四辊破碎机二次破碎后的燃料-10a皮带送至10b皮带与燃料振动筛的筛下物汇合。经大倾角皮带燃10b提升送至1#转运站的30.2m平台，后运往配料系统。1.3检测部分1.3.1料仓给料： 燃料破碎系统1#~9#燃料仓各设有2个称重压力传感器测料位，大、小料仓称重传感器变送信号实现料位在线显示，料位设置高高（95%）、高（80%）、正常（60%）、低（30%）、低低（15%）料位信号报警送至主控室。高高料位联锁停止供料；高料位换仓供料；低低位联锁停止排料；低位换仓排料。

1.3.2皮带机

燃-1、燃-3、燃-10a皮带设有电子皮带秤测料重。

（1）所有皮带机头尾安装两级（10°报警；30°联锁停机，并联锁逆料流方向以上的设备停机）防跑偏开关各1组。 （2）所有皮带机头部漏斗处设堵料检测开关、用于皮带停机，并联锁逆料流方向以上的设备停机。 （3）所有皮带机安装打滑检测装置（双向动作），每台皮带机设一组，根据测得输送带速度小于传动滚筒速度的30%时，根据检测信号自动输出报警信号、PLC联锁皮带机停机，并联锁逆料流方向以上设备停机。 （4）所有皮带机双侧设紧急事故双向拉绳开关，联锁停机。 （5）所有皮带机电流（高、低、正常）信号由电气提给自动化，当电流不正常报警停机时，联锁相关设备停机。1.4自动化联锁

燃料破碎系统中需要自动控制的设备包括：粗焦仓上给料皮带机﹑仓上卸料小车、燃料振动筛、两辊破碎机、四辊破碎机、固定可逆给料皮机和翻板阀。1.4.1系统启、停要求正常启动：逆料流方向依次启动设备 正常停车：顺料流方向依次停止设备1.4.2自动控制设备 （1）给料皮带机：由变频控制，根据四辊破碎机电机电流的大小实现变频输出的自动控制。 （2）卸料小车：根据料仓仓位自动倒仓、灌仓，利用行程开关信号对位卸料。（需要预设卸料顺序）。 （3）固定可逆给料皮带机：根据料仓仓位信号实现自动换向 （4）翻板阀：根据料仓仓位信号实现自动切换。2配料室系统2.1工艺流程

配料室设有17个料仓，其中5个混匀矿粉仓，2个烧结返矿仓，1个高炉返矿仓，2个生石灰仓，2个燃料仓，3个白云石仓，2个除尘灰仓以及相配套的生产设施

混匀矿由料场用胶带机送至烧结厂配料室，仓上采用移动可逆胶带机向各配料仓给料。生石灰和白云石采用压缩空气从白灰窑车间直接送至生石灰配料仓。外购部分用罐车送至烧结厂配料仓，燃料采用胶带机向燃料配料仓给料。高炉返矿和烧结返矿采用胶带运输机向配料仓给矿。工艺除尘灰和环境除尘灰采用灰槽气力输送至配料室相应灰仓。

混匀矿采用圆盘给料机+定量给料皮带作为给料和配料设备，高炉返矿、烧结返矿、熔剂和燃料采用定量给料皮带作为给料和配料设备，生石灰采用螺旋给料机+定量给料皮带+消化器作为给料和配料设备，除尘灰采用螺旋给料机+定量给料皮带+加湿机作为给料和配料设备2.2自动化部分

2.2.1自动化设备（1）拖料皮带秤系统：拖料皮带秤有测量、传感和调速装置，能在将料从振动料斗拖出的过程中量出皮带上的物流量值，并将此量值与原始设定比较，然后对自身的转速进行调节，自动将拖料量调整到合适，精确的完成设定的配料作业。（2）调速螺旋给料机：调速螺旋给料机有测量、传感和调速装置，能在将料输送的过程中量出物流量值，并将此量值与原始设定比较，然后对自身的转速进行调节，自动将料量调整到合适，精确的完成设定的配料作业。

（3）加湿机、消化器加水总管上的电磁阀与设备的启、停联锁控制开、关。（4）电子秤与仓壁振动器联锁，当下料量在规定的时间内连续低于设定的百分比时，PLC发出报警信号和振仓信号，仓壁振动器自动工作。（下料量的下限百分数、持续时间、振动时间、停止时间可以在上位机中修改。）3混匀系统

混合设备采用圆筒混合机，从配料系统来的物料被送到混合系统，经过两段式混合（一混、二混），完成混合料的混匀、造球、制粒过程。3.1混合目的

混匀矿、返矿、除尘灰、溶剂和燃料通过配料后，要送去混合与制粒工序。这是为了使送到烧结机的混合料成分更均匀，粒度合适，以保证烧结矿的物理、化学性质一致。同时，通过混合与制粒可以改善烧结料的透气性，提高烧结料层的垂直烧结速度，因而获得优质、高产、低耗的烧结矿。混合作业包括加水润湿，混匀和制粒，为了提高料温，减轻过湿和冷凝，有时还通过入蒸汽进行预热，根据原料性质的不同，烧结厂的混合作业一般采取两段混合，还有的采用三段混合（京唐烧结厂采取两段混合）

两段烧结是将混合料连续进行两次混合，一次混合的目的，主要是加水润湿、混匀，使混合料的水份、料度和料中各组分均匀分布。二次混合的作用除了继续混匀外，主要目的是制粒，并加入少量水份补充润湿和通蒸汽，通蒸汽是为了提高混合料的温度。

制粒的目的主要是：减少混合料中3-0mm级别，增加3-8mm尤其是增加3-5mm级别含量，球粒过大，会导致垂直烧结速度过快，使烧结矿质量下降；球粒过小，料层透气性差，垂直烧结速度下降，同样影响烧结矿的产质量。 混合制粒必须具备的两个主要条件：一是物料加水润湿，二是作用在物料上面的机械力。3.2混合机

一次混合利用立式混合机，二次混合利用圆筒混合机。

为强化混合制粒，采用了以下技术措施：

（1）采用立式混合机，通过快速旋转的搅拌部件提高混匀效果。 （2）圆筒混合机采用内衬锥形逆流衬板专利技术，延长混合料制粒时间，提高成球率； （3）加大生石灰的配比，强化生石灰作为混合料制粒粘结剂的作用； （4）实现混合料水分自动控制，稳定水分。3.2检测部分

3.2.1水分控制 混合料水分控制是烧结生产的一个关键因素，直接影响烧结矿产量和质量。设计采用红外线水分仪在线检测混合料水分，PLC系统前馈方式自动控制加水量。

混合料加水主要在一次混合机内进行，二次混合机加水作为微调。计算机根据原料含水量，计算出添加水的给定值，分别给出一次混合加水量（约总加水量的80%）和二混的加水量，并控制水管阀门流量（开机延时加水，延时时间待定）。混合料最终水分由一混和二混的出料皮带的红外线水分仪测定，再由PLC系统反馈调节一、二次混加水量，达到适宜的水分值。

红外水分仪的工作原理是基于近红外光谱吸收，特定波长的光线经过固体物料反射后的衰减程度与固体物料中的水份浓度之间存在着一定的关系，衰减程度随着水份浓度含量的增加而增加。4

给排水系统4.1工艺流程

给排水设施由浊环吸水井、消防吸水井、净环吸水井及相对应的各组供水泵组成。浊环吸水井有两根供水管分别是综合管网生产水管道和焦化厂酚氰废水管道，消防和净环吸水井由一根综合管网加生产水管道供水，管道先给消防吸水井加水，再由消防和净环吸水井之间的洞流到净环吸水井里。三个吸水井各设置了供水泵组，通过供水泵为烧结厂区提供生产用水。4.2检测设备及调节设备（1）浊环吸水井加生产水管道和加酚氰废水管道各设置电磁流量计一台和电子式套筒调节阀一台。（2）消防吸水井加水管道设置电磁流量计一台和电子式套筒调节阀一台。（3）浊环吸水井、净环吸水井、消防吸水井、加药装置加药罐各设置液位计一台。（4）净环吸水井设置电导率检测仪表一台。（5）浊环吸水井供水管道各设置电磁流量计一台、热电阻一支、压力变送器一台。（6）净环吸水井供水管道各设置电磁流量计一台、热电阻一支、压力变送器一台。（7）消防吸水井供水管道设置压力变送器一台。（8）1#、2#冷却塔各设置热电阻一支（9）1#、2#冷却塔各设置振动监控仪表一台4.3设备联锁及控制要求

（1）各泵组工作泵与备用泵互投（其中一台工作泵出现故障时，备用泵自动投入运行），浊环吸水井和净环吸水井供水泵皆为两用一备，其他泵组都是一用一备。（2）各泵组启停要求与吸水井的液位计联锁，低水位停泵并报警，水井液位连续显示至控制室计算机内。（3）稳压消防供水泵要求当供水管网压力P=0.87MPa时，自动停泵；P=0.82MPa时自动启动。当供水管网压力小于P=0.75MPa时，消防主泵自动启动。

（4）浊环供水泵有一台水泵为变频控制。当管网压力大于等于0.45MPa时，自动启动；当压力小于0.45MPa时，自动启动工频泵，以保证压力恒定。当工频泵发生故障时，自动启动备用泵。（5）泵站内设置一套加药装置，每套包括2台变频计量泵，一备一用。计量泵要求在溶药箱低液位停泵，根据净环吸水井内装置的电导率检测来控制加药量，从而控制变频计量泵。（6）各吸水井加水管道的电子式调节阀根据吸水井液位计调节阀门开度，低液位时阀门打开连续补水，高液位时阀门关闭。5烧结机及冷却系统工艺步骤布料点火烧结冷却筛分相关参数现代烧结生产是一种抽风烧结过程；料层高度为0-800mm，正常在750mm

；点火温度为950－1200℃；抽风负压为1000－1600mmH2O柱；

烧结温度为1260－1500℃。烧结冷却系统工艺流程：烧结系统主要包括铺底、布料、点火、烧结、热破碎和冷却等工序，卸灰和输灰为辅助工序。布料：布料是将铺底料，混合料布在烧结机台车上。点火：点火的目的是供给混合料表层足够的热量，使其中的固体燃料着火燃烧，同时使表层混合料在点火器内高温烟气作用下干燥，预热脱碳和烧结。我厂采用双斜式点火器，用焦炉煤气作为燃料进行点火。抽风烧结：点火后，若烧结过程中没有足够空气流入，提供氧气助燃，燃烧过程就会停止，料层中因不能获得必要的高温，烧结过程将无法进行。为了保证料层中固体燃料迅速而充分的燃烧,在点火的同时,自料面吸入足够的空气是必不可少的,这一任务需要借助于抽风系统来实现,在主抽风机的作用下,强大的风力自上而下地穿过烧结料层,既起到助燃的作用,又能帮助冷却上部的烧结矿,经过料层的烧结废气中含有大量的粉尘及有害化学成分,因此必须经过除尘系统.脱硫处理后方能排放到大气中.烧结矿的热破碎：为了便于烧结矿的冷却,运输和整粒工序以及满足高炉对烧结矿粒度的要求,在烧结机上烧好的烧结饼,要经过破碎.一般地,热矿破碎采用的是单辊破碎机.冷却：冷却的目的是为了降低烧结矿的温度,保护运输设备,同时有利于对烧结矿余热的合理利用,节约能源.烧结工艺流程示意图烧结机台车示意图烧结机台车组成部件5.1铺底料一.铺底料的作用烧结混合料布在烧结机台车上之前，先在台车上铺一层厚度为30-50mm、中等粒度（12-20mm）的成品烧结矿做为铺底料，然后把混合料布在铺底料上面，再进行点火抽风烧结。铺底料在烧结生产中的作用是：（1）使烧结的赤热层不与台车篦条直接接触，降低了篦条和台车体的温度，使其使用寿命延长，成本降低。（2）铺底料组成过滤层，防止粉料由篦条缝被抽走,大大减少了废气含尘量,从而减轻除尘器负荷,降低主抽风机叶轮的磨损,提高风机转子的寿命。（3）防止粉料和烧结矿堵塞和粘结炉篦，保持有效抽风面积，提高料层透气性，强化了烧结过程，使生产率提高。（4）使烧结混合料能烧透而不粘篦条，烧结矿成品率提高，返矿质量改善，燃耗降低，并能准确控制烧结终点。（5）改善厂区环境和劳动条件。二.铺底料粒度和厚度

1.铺底料的粒度:铺底料的粒度应选择合适,这样才能充分发挥铺底料的作用。否则将影响成品率和垂直烧结速度，使生产率下降。生产实践表明，铺底料粒度下限应大于台车篦条间的缝隙；粒度上限取决于成品烧结矿的粒度组成﹑整粒系统及铺底料厚度等，目前广泛应用的铺底料粒度为10~20mm。在我厂将二次成品筛下的12~20mm成品烧结矿分出一部分作铺底料。

2.铺底料厚度:在生产实际中，选用铺底料厚度，应根据烧结条件而定。厚度薄，布料时容易造成偏析，厚度不均，甚至局部铺不满而达不到铺底料的目的；厚度过厚，使烧结生产中循环负荷量增加，成品率降低而影响烧结生产率。一般采用30~50mm厚度比较合适。5.2烧结透气性一.烧结透气性的概念透气性是指固体散料层允许气体通过的难易程度,也是衡量混合料孔隙的标志．通常所说的料层透气性包含料层原始透气性和烧结过程中的料层透气性．提高通过料层的空气量，就能使烧结机的生产率提高．但是，在抽风机的能力不变的情况下，要增加通过料层的空气量，就必须设法减少物料对空气通过的阻力，也就是通常所说的改善烧结料层的透气性．二.烧结过程中五层的特点在抽风烧结过程中，沿着整个料层的高度上，可以明显地看出有分层的特性．一般从上至下分为五层，也叫五带．最上层是烧结矿带，往下是燃烧带，预热带，过湿带和垫底料带各带特点如下：１.烧结矿带――上冷下热，约40－50mm为脆性层（T低、急冷）烧结矿带从点火烧结后就开始形成，厚度从机头到机尾逐步增加．此带中熔融无冷却，矿物析晶，形成往孔结构的烧结矿．由于烧结矿成网孔状，所以对空气阻力小，也就是说透气性好．通过该层的空气被加热而进入下部，给下部料层提供热量，这就是所说的“自动蓄热”作用．２．燃烧带--厚度约为15－50mm，温度为1100－1400℃，主要反应为燃烧反应．是整个烧结过程中温度最高的区域，在这一带会发生一系列的化学变化，产生熔融物液相层，透气性最差．并以每分钟１０～４０mm的速度往下移动．垂直烧结速度和最高温度水平及保持时间是影响烧结产量和质量的重要因素．３．预热带--特点是热交换剧烈，温度快速下降，主要反应为水分蒸发、结晶水及石灰石分解、矿石氧化还原及固相反应.空气通过燃烧带参加反应后带着一部分热量进入下部料层，使下部料层加热到燃烧着火温度，这一取间叫预热带．烧结过程中预热带很窄，随着温度的升高，物料进行结晶水的分解，部分磁铁矿发生氧化．此带只有气相与固相或固相与固相之间的反应，没有液相的生成．

4.过湿带即冷料层，从烧结点火开始，通过料层的气流含水量就开始增加，上层带入的水分由于温度低而凝结变为液态，使下层混合料水分不断增加而形成过湿带．过湿带对料层透气性的影响显著．

5.垫底料层――为保护烧结机炉蓖子不因燃烧带下移而烧坏。烧结料层五带分布图三．对料层透气性的影响因素对于料层透气性，受原料粒度和粒度分布的影响．料层原始透气性取决于原料的物理化学性质、水分含量、混合料制粒情况和布料方法．随着烧结过程的进行，料层的透气性会发生急剧的变化．燃烧带的透气性最差，因为这一带温度高，并有液相存在，对气流阻力很大．显然，燃烧带温度越高，液相越多和融化带的厚度增加，都会造成料层阻力的增加．要改善烧结过程料层透气性，除了改善原始烧结料的透气性外，控制燃烧带的宽度和最高温度水平、减少过湿带以降低阻力是十分重要的措施．5.3环冷机

环冷机相关参数

(1)烧结矿冷却采用有效面积580m2的鼓风环冷机，环冷机台车宽度3.9m，料层厚度1.4m，进料温度约700～850℃，出料温度≤120℃，冷却时间约80min。

(2)每台环冷机配备6台离心鼓风机，2台驱动电机

(3)环冷机风箱下部设电动小车，处理台车落下的散料。5.3.1环冷机工作原理烧结饼经单辊破碎后，通过给料溜槽连续均匀地分布在回转框架的台车上，回转框架由驱动装置的摩擦轮驱动，在水平轨上作圆周运动。同时，鼓风机将冷空气鼓入台下部的风箱，冷空气在正压力作用下，穿过台车蓖板缝隙进入烧结矿料层与之进行热交换。环冷机第一段和烧结机尾罩内的高温热废气净化后直接引回烧结点火助燃使用；二段热废气采用换热器回收余热，生产蒸汽，每台环冷机产蒸汽24t/h，并入钢厂综合管网。三冷段的烟气因其温度较低，没有显著的利用价值，考虑直接排放。当台车回转至卸矿区，热烧结矿已冷却到设定温度。此时，回转框架由托辊托起，台车轮沿卸矿曲轨下降，台车底板绕固定球转动而缓慢倾斜，将冷却的烧结矿逐渐卸至排料溜槽，并由排料溜槽下的板式给矿机把烧结矿给到成品皮带上，由成品皮带送至成品整粒系统。台车底板卸完后，又沿卸矿曲轨上升至复位。至此，环冷机完成了热烧结矿冷却的全过程。灰斗和风箱收集到的散料由移动小车运卸到成品皮带上，进入成品筛分系统。5.3.2

系统自动控制设备与连锁

1.烧结系统的自动控制设备包括梭式布料器、圆辊给料机、多辊布料器、点火器、烧结机、单辊破碎机、环冷机以及双层卸灰阀和、输灰皮带机等。

2．设备联锁控制烧结系统的设备联锁一样遵守逆启顺停的原则；正常启动时，逆着料流的方向，从环冷机、单辊破碎机、烧结机、多辊布料器到圆辊给料机依次启动。正常停止时，则是顺着料流的方向依次按延时停止设备。非正常停止则是所有设备没有延时和顺序，同时停止。烧结系统前部成品筛分系统发生急停故障时，烧结系统也立即全部停止系统内部设备出现故障停止时，该设备顺料流后部设备可以按正常停止，前部设备则要同时立即停止。输灰皮带机和双层卸灰阀形成联锁关系，输灰皮带机启动，双层卸灰阀开始动作，输灰皮带机停止，双层卸灰阀停止动作。

3.设备单体控制