烧结厂工艺培训.ppt

1、第一章 概论,学习目标 了解烧结工艺的目的和意义，掌握烧结的主要经济技术指标。 知识要求 烧结矿生产的目的及意义 烧结工艺流程 烧结主要经济技术指标,第一章 概论,第一节 烧结工艺概述 一、烧结的定义 所谓烧结，就是将各种粉状含铁原料，按照要求配入一定数量的燃料和熔剂，均匀混合制粒后布道烧结设备上点火烧结；在燃料燃烧产生高温和一系列物理化学反应的作用下，混合料中部分易熔物质发生软化、熔化，产生一定数量的液相，液相物质润湿其他未熔化的矿石颗粒；随着温度的降低，液相物质将矿粉颗粒粘结成块。这个过程称为烧结，所得的块矿叫烧结矿。,第二节 烧结工序流程简介 烧结生产工艺流程通常由下列几部分组成：含铁原

2、料、燃料和熔剂的接受和贮存；原料、燃料和熔剂的破碎筛分；烧结料的配料、混合制粒、布料、点火和烧结；烧结矿的破碎、筛分、冷却和整粒。根据原料条件、工厂生产规律和对产品的要求不同，其流程繁简不一。,第一章 概论,唐山建龙烧结厂烧结作业区共分5个组，分别为配料组、造球组、看火组、成品组、运行组。生产工艺流程及平面布置图如下：,第一章 概论,第三节 烧结工艺重要指标介绍 一、生产指标 烧结矿产量 定义：指由烧结机生产的全部烧结矿量(单位：吨)。 公式：有实物计量的烧结厂以出厂时的成品计量数据为准，其产量统计以计量磅单数据为准；无实物计量或计量误差较大的按下列公式理论计算：烧结矿月产量高炉入炉净矿入炉前

3、筛下粉末量*x%烧结矿外销量 矿槽及料场月初月末储存差额 上料称量误差(单位：吨)。 说明： 入炉净矿按实际计量数据； 称量误差由计量部门定期校验，按校验情况调整； 入炉前筛下粉末量以实际过磅计量数量为准； 烧结矿外销量以实际过磅计量数量为准； 筛下总返矿中烧结矿和球团矿的所占比率分别为x%,y%,按实际构成权重确定固定比率(扣除外购矿的筛下因素）； 烧结矿生产中的内循环返矿不计入产量。,第一章 概论,二、技术经济指标 1）、烧结机有效面积利用系数 定义： 烧结机每平方米有效面积每小时产出的烧结矿量（单位：吨/平米.小时） 公式： 子项：烧结矿产出量（吨） 母项：有效面积实际作业台时 2）、烧

4、结机台时产量 定义： 台时产量是一台烧结机平均一小时的烧结矿生产量，通常以总产量与运转的总台时之比值表示。 公式： 子项：总产量（吨） 母项：生产总时数（小时） 说明： 生产总时数=月历总时数-设备月历定修实际总时数-设备故障总时数-操作延误总时数 此项指标体系烧结机生产能力的大小，它与烧结机有效面积的大小有关。,第一章 概论,3）、烧结矿合格率定义：检验合格烧结矿量占烧结矿检验总量的百分比（单位：%） 公式： 子项：烧结矿检验合格量（吨）100 母项：烧结矿检验总量（吨） 4）、烧结矿一级品率 定义：烧结矿一级品量占烧结矿检验合格量的百分比（单位：%） 公式： 子项：烧结矿一级品量（吨）10

5、0 母项：烧结矿检验合格量（吨） 5）、吨烧结矿燃料消耗 定义：生产每吨合格烧结矿所消耗某种燃料量（千克/吨） 公式： 子项：某种燃料消耗量（吨）1000 母项：烧结矿产出量（吨） 说明：燃料指煤粉或焦粉。,第一章 概论,6）、烧结矿含铁原料消耗 定义：生产每吨烧结矿所消耗的含铁原料量（千克/吨） 公式： 子项：含铁原料总消耗量（千克） 母项：烧结矿产量（吨） 说明： 含铁原料包括铁精粉、铁富矿粉、外循环返矿粉、进口矿粉、除尘灰、钢渣、污泥、氧化铁皮等； 含铁原料为干基，水分以质检部门提供的数字为准； 铁精粉是指铁矿石经过选矿工艺流程，加工富集后获得的含铁品位较高。杂质较少、符合质量要求的产品

6、，铁富矿粉指在富矿（含铁品位45%以上）的开采过程中产生和在炼钢块矿、炼铁块矿的选矿好破碎过程中的粉料； 各种消耗可以计量部门提供的数字为准，也可以按公式：某种含铁原料消耗=收入量+期初库存 期末库存。,第一章 概论,7）、吨烧结矿熔剂消耗 定义：生产一吨烧结矿所消耗的熔剂量（千克/吨） 公式： 子项：熔剂消耗总量（千克） 母项：烧结矿产量（吨） 说明：烧结矿熔剂包括石灰石、消石灰、生石灰、白云石粉、菱镁石粉等。 8）、烧结返矿率 定义：烧结矿返矿量占烧结矿入炉量及烧结返矿量之和的百分比（单位：%） 公式： 子项：烧结矿返矿量（吨）100 母项：烧结矿入炉量+烧结矿返矿量（吨） 说明：数据统计

7、以计量部门实际计数量为准。 9）、工序能耗 定义：烧结工序能耗是指烧结生产所用全部能源折算成标煤量与烧结矿产量之比.说明：工序能耗越多，说明该工序的能源消费越大。,第一章 概论,为了降低工序能耗，我们可以采取以下措施： 加强能源管理；实行低碳厚料层操作；堵好漏风改革工艺；提高设备作业率；搞好余热回收利用。,第一章 概论,三、质量指标 1）、烧结矿品位 定义：指烧结矿含铁率(单位：)。 公式： 子项：每个试样所代表的烧结矿产出量（吨）该试样化验含铁量（%）100(吨) 母项：烧结矿产出量（吨） 2）、烧结矿品位稳定率 定义： 检验总量中品位波动符合标准的量占检验总量的百分比（单位：%） 。 公式

8、： 子项：检验总量中品位波动符合标准的量（吨）100 母项：检验总量（吨） 3）、烧结矿碱度（R） 定义： 烧结矿中氧化钙含量与二氧化硅含量的比值（单位：倍） 。 公式： 子项：烧结矿中氧化钙含量（%） 母项：烧结矿中二氧化硅含量（%,第一章 概论,4）、烧结矿碱度稳定率 定义： 检验总量中碱度波动符合标准的量占检验总量的百分比（单位：%） 。 公式： 子项：检验总量中碱度波动符合标准的量（吨）100 母项：检验总量（吨） 5）、烧结矿转鼓指数 定义： 试样检测后粒度大于规定标准的重量与总试样重量之比(单位：%)。 公式： 子项：试样检测后粒度大于规定标准的重量（千克）10 母项：试样总重量（

9、千克） 6）、烧结矿筛分指数 定义： 试样筛分后小于标准规定粒度的烧结矿占试样总重量的百分比(单位：%)。 公式： 子项：试样筛分后小于标准规定粒度的烧结矿总重量（千克）100 母项：试样总重量（千克）,第一章 概论,7）、烧结矿氧化亚铁含量 定义： 烧结矿中氧化亚铁含量的百分比（%） 。 公式： 子项：烧结矿中含氧化亚铁量（吨）100 母项：烧结矿产出总量（吨） 8）、低温还原粉化指数（RDI） 定义： 还原粉化指数（RDI）表示铁矿石先还原再通过转鼓实验后的粉化程度。分别用转鼓实验后筛分得到的大于 6.30 毫米、大于 3.15 毫米和大于 0.5毫米的物料质量与还原后试样总质量之比的百分

10、数表示，并分别用+6.3 毫米（RDI-1+6.3） 、-3.15 毫米（RDI-1-3.16）和-0.5 毫米（RDI-1-0.6）三个代号加以表达。,第一章 概论,第二章 原料知识,学习目标 了解烧结主要原料的性质，掌握其作用以及对原料的要求。 知识要求 烧结的主要原料 各种原料的性质 对原料的要求 烧结原料相关设备,第二章 原料知识,第一节 烧结原料的特性与要求 烧结原料主要由含铁原料、熔剂、燃料组成。下面我们分别对这三种原料进行介绍。 一、烧结含铁原料： 含铁原料的分类 烧结含铁原料主要有铁矿粉、除尘灰、返矿、炼钢污泥等。而最主要的含铁原料是铁矿石，铁矿石分为磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、菱

11、铁矿四大类。,第二章 原料知识,2、铁矿石的性质 磁铁矿：磁铁矿的主要存在形态是Fe3O4。FeO越高，磁性率越大。此外，有的磁铁矿含钛和钒，叫做钛磁铁矿和钒磁铁矿。 赤铁矿：赤铁矿的矿物成分是不含结晶水的三氧化二铁（Fe2O3），密度为4.85.3，硬度不一，结晶完整的赤铁矿硬度为5.56，理论含铁量为70%。赤铁矿的条痕为红色。,第二章 原料知识,褐铁矿：褐铁矿是一种含结晶水的三氧化二铁，可以用mFe2O33H2O来表示。 菱铁矿：菱铁矿是一种含铁的碳酸盐，化学式FeCO3，理论含铁量为48.2%。它在空气中的氧和水的作用下，易变成褐铁矿，这种褐铁矿一般覆盖在菱铁矿的表层。,第二章 原料知

12、识,磁铁矿样本,第二章 原料知识,赤铁矿样本,第二章 原料知识,褐铁矿样本,第二章 原料知识,菱铁矿样本,第二章 原料知识,3、烧结生产对铁精粉的要求 铁精粉是选矿厂的最终产品，在烧结生产中要求如下： 1）、铁量愈高愈好。含铁量是衡量铁精粉品质的主要指标。含铁量愈高，生产出的烧结矿含铁量也愈高。现在一般企业要求入厂品位达到66%以上。脉石及有害杂质要少。 2）、酸性氧化物（SiO2、Al2O3）含量要低，而CaO和MgO含量高一点，经济价值也增高。有害杂质S、P等要少。 3）、铁精矿粉的粒度 精矿粉粒度很细，小于200目的占60%以上，精矿粒度粗细与矿石的晶粒大小有关，与磨矿工艺有关。精矿粒度

13、除用网目表示外，还经常用比表面积表示。所谓比表面积是指单位质量或单位体积精矿粉所具有的表面积，单位为cm2/g或cm2/cm3。对于烧结生产来说，精矿粉不宜太细。要求富矿粉粒度一般8mm。,：如何目测判断精矿粉品位？ 从精矿粉的粒度和颜色来进行判断：精矿粉的粒度越细其品位越高，判断精矿粉粒度的精细，可以用手拇指和食指捏住一小撮矿粉反复搓捏，靠手感来判断粒度粗细。目测颜色来判断精矿粉品位的高低，一般来说颜色越深其品位越高,第二章 原料知识,第二章 原料知识,4、其他含铁原料 1）、富矿粉 化学成分符合高炉冶炼要求的天然富矿，在入炉前要经过多段破碎和筛分，使其粒度下限达到8-10mm，也就产生了小

14、于8-10mm的粉矿。这些矿粉，在烧结生产时参加配料，即可提高料层透气性又可合理利用富矿粉。 下面简单介绍几种进口矿性质。 CVRD（卡拉加斯）：主要成分是赤铁矿，高铁低铝，透气性一般。烧结性能较好，含部分Mn，水分高不利于卸船。（目前建龙使用的巴西粉） MBR：主要成分是镜铁矿，高铁低铝，粒度细、透气性一般。烧结性能较好，但超过15%以后对RDI不利，主要用于调节混匀矿成分、粒度。（建龙曾用过的巴西粉） 纽曼山：主要成分是赤铁矿，成分可，且稳定，粒度好，但AL2O3较高。烧结成球性好，有利于改善烧结性能，但增加配比后效果不明显。,第二章 原料知识,杨迪：典型粗粒褐铁矿，AL2O3较低。烧结性

15、能可，多配影响生产率，但可降低配矿成本。 罗布河：典型粗粒褐铁矿，与杨迪比，品位低铝高。烧结性能不如杨迪（热爆裂性能差），配比大于8%是对RDI影响显著，但可降低成本。 果阿：主要成分是赤铁矿，成分一般，AL2O32.2%左右且波动较大，属于致密型矿，烧结性能不良，可降低成本。 白蓝蒂拉：主要成分是赤铁矿，高铁低硅，AL2O31.75%，属于印度比较好的一种矿石，但成分有波动。烧结性能较好，可代替部分巴西矿。 南非依斯科尔：主要成分是赤铁矿，高铁，硅、AL2O3介于巴西和澳矿之间，矿石较硬，K2O高（0.127%）。烧结性能尚可，但K、Na高，须限量使用。,第二章 原料知识,2）、高炉炉尘 高

16、炉炉尘是从高炉煤气系统中回收的高炉瓦斯灰，它主要由矿粉、焦粉及少量石灰石粉组成。含铁30%-55%，含C8%-20%。目前高炉每炼1t生铁炉尘量为30-50kg。炉尘可作烧结原料，能节约熔剂和焦炭消耗，降低生产成本。高炉尘亲水性较差，但对黏性大，水分高的烧结料，添加部分高炉尘能降低烧结料水分并提高透气性。 3）、轧钢皮（氧化铁皮） 轧钢皮是轧钢过程中剥落下来的氧化铁皮。轧钢皮一般占总钢材的2%-3%，含铁60%-75%，并且有害杂质少、密度大，是很好的烧结原料。,第二章 原料知识,4）、硫酸渣 硫酸渣是化工厂黄铁矿制硫酸的副产品。硫酸渣有两种，一种是红色的，粒度 粗（3-0.1cm），含铁低（

17、35%），主要是赤铁矿；另一种是黑色的粒度细（0.1mm）、含铁高（50%左右），主要是磁铁矿。 5）、氧化转炉炉尘 氧化转炉炉尘是从氧化转炉的炉气中经除尘器回收的含铁原料，含铁量为60%-70%，并含有钢渣和石灰粉末，粒度小于0.1mm。每炼1t钢炉尘量达20-50kg。 此外唐山建龙还用竖炉返矿、竖炉除尘灰和布袋除尘灰、炼钢污泥等含铁原料。,第二章 原料知识,二、熔剂 1、熔剂的作用 熔剂是高炉冶炼过程中的造渣物质。有利于高炉进一步提高冶炼强度和降低焦比。改善烧结矿强度的冶金性和还原性。可以向高炉提供自熔性和高碱度烧结矿。熔剂与矿石中的高熔点脉石熔化生成熔能温度较低的易熔体，能够去除部分有

18、害杂质。,第二章 原料知识,（1）、石灰石 主要化学成份是CaCO3,理论含CaO量为56%。 （2）、白云石和菱镁石 白云石的主要化学成份是CaCOMgCO3, 理论含CaO量为30.4%,MgO量是21.7%。,第二章 原料知识,烧结生产加白云石粉的目的： 烧结生产中加白云石粉的目的是提高烧结MgO含量，所起的作用如下： 一是使炉渣中含适量的MgO能改善炉渣的流动性和提高稳定性，一般认为炉渣中保持10%左右的MgO有利于高炉冶炼操作。 二是烧结料中添加一定数量的白云石，MgO的存在可以阻碍2CaOSiO2的形成并抑制其晶形转变，这不仅对提高烧结矿强度有良好的作用，而且由于MgO的加入生成钙

19、镁橄榄石，而阻碍了难还原的铁橄榄石的形式，使烧结矿的还原性得到提高。 三是根据当地资源成分的不同，一般要求烧结矿中含MgO在2.03.5之间。,第二章 原料知识,（3）、生石灰 是石灰石经过高温煅烧后的产品，主要成份是CaO。利用生石灰代替部分石灰石作为烧结熔剂，可强化烧结过程。这是因为生石灰遇水后，发生消化反应生成消石灰，并放出热量可以提高料温，减少烧结过程的过湿现象。,第二章 原料知识,我厂入厂熔剂质量标准,第二章 原料知识,三、燃料 燃料在烧结过程中主要起发热作用和还原作用，它对烧结过程及烧结矿质量、品质影响很大。烧结生产使用的燃料分点火燃料和烧结燃料两种。 1、点火燃料 点火燃料具有气

20、体燃料、液体燃料、固体燃料。一般常采用焦炉煤气（15%）与高炉煤气（85%）的混合气体，其发热值5860KJ/m3。而实际生产中不少厂只用高炉煤气点火。 2、烧结燃料 烧结燃料是指混入烧结料中的固体燃料。一般采用的固体燃料主要是碎焦粉和无烟煤粉。对烧结所用的固体燃料总的要求是：固体燃料碳含量高，挥发分、灰分、硫含量要低。,第二章 原料知识,烧结用固体燃料应满足以下要求： 固定碳含量高；固定炭是发热体，固定炭越高越好。焦粉：C80%;无烟煤粉： C固75%; 挥发分、灰分、硫含量要低，灰分的增加将降低烧结矿的品位。焦粉和煤粉均15%。挥发分的增加将恶化烧结料层透气性，降低烧结矿产量。同时粘附在风

21、机转子上，降低风机寿命。而且影响除尘效果。挥发分一般小于5%； 粒度保持在3mm以下部分占95%以上，但小于0.5%极细粒级不要过多；对于煤粉为避免过粉碎，可以适当放宽上限。 水分小于10%；,第二章 原料知识,燃料粒度对烧结过程的影响： 1.燃料粒度过大时，将会带来以下不利影响。 燃料在料层中分布不均，以致于大颗粒燃料周围熔化得很厉害，而离燃料颗粒较远的物料则不能很好地烧结。 燃烧带变宽，从而使烧结料层透气性变坏。 粗粒燃料周围，还原气氛较强，而无燃料处空气得不到利用。 布料时，容易产生偏析现象，大颗粒集中在下部，使烧结料层上下部温差较大， 造成上部烧结矿强度差，下层过熔、粘车、FeO 含量

22、增加。 2.燃料粒度也不能过小。因为粒度过小，使燃烧速度过快，难以达到所需的烧结温度，同时降低料层透气性，而且过小粒度的燃料有可能被气流带走。 所以，通常要求燃料粒度为0-3mm。,第二章 原料知识,3、各种燃料简介 1）、固体燃料 （1）、无烟煤：所有煤中固定碳最高，挥发分最少的煤。它是很好的烧结燃料。挥发分高的煤不宜做烧结燃料，因为它能使抽风系统挂泥结垢。一些烧结厂常用的无烟煤理化性质见表2-5。 （2）、碎焦粉 ：具有固定碳高、挥发分少、含硫低等优点，发热值在33488KJ/kg。焦炭硬度比无烟煤大，破碎困难，但使用前必须破碎到3mm以下。,2）液体燃料 液体燃料发热量比固体燃料高，可完

23、全燃烧，几乎无残渣，便于运输。 石油是天然的液体燃料，也称原油，它基本上是由C、H、N、O、S等元素组成。烧结厂常用的液体燃料是重油。 重油是石油加热分馏后的残留物，呈黑褐色的黏稠液体，密度0.9-0.96g/cm3，具有发热值高37674-46046 KJ/kg，黏性大等特点。 重油在烧结生产中常用作点火燃料。重油的黏度对油泵、喷油嘴的工作效率和耗油量都有影响。黏度太大，则油泵、喷油嘴的效率低，喷出的油速度慢，雾化不好烧不完全，影响喷油嘴的使用寿命，增加耗油量。 3）气体燃料 气体燃料是几种简单气体的混合物，可燃成分为H2、CO、CH4（及各种碳氢化合物）等，非可燃成分为CO2、N2等。气体

24、燃料包括天然气及人造煤气： 天然气 天然气是由地下开采出来的可燃气体，发热值高，主要成分甲烷（CH4）含90%左右，发热值33488-376774KJ/m3便于远距离运输。,第二章 原料知识,高炉煤气 高炉煤气是高炉炼铁过程中的副产品，具有毒性；煤气中含有灰尘需经洗涤除尘后方可使用，否则极易堵塞煤气管道和烧嘴。 焦炉煤气 焦炉煤气是炼焦过程的副产品，可燃成分主要是H2、CH4等，热值远高于高炉煤气。 混合煤气 混合煤气一般由焦炉煤气和高炉煤气混合而成，它的发热值大小取决于高炉、焦炉煤气的混合比例。,第二章 原料知识,烧结原料常用设备图例,第二章 原料知识,第三章 烧结基础理论知识,第一节 烧结

25、过程的基本原理 一、烧结五带 1、烧结的五带 通过大量的实验对正在烧结过程的台车进行断面分析，发现沿料层高度由上向下有五个带，分别为烧结矿带、燃烧带、预热带、干燥带和过湿带。 下面我们介绍一下烧结五带的特征： 1）、烧结矿带 在点燃后的烧结料中燃料燃烧放出大量热量的作用下，混合料熔融成液相，随着高负压抽风作用和燃烧层的下移，导致冷空气从烧结矿带通过，物料温度逐渐降低，熔融的液相被冷却凝固成网孔状的固体，这就是烧结矿带。 此带主要反应是液相凝结、矿物析晶、预热空气，此带表层强度较差，一般是返矿的主要来源。 2）、燃烧带 该带温度可达13501600度，此处混合料软化、熔融及液相生成，发生异常复杂

26、的物理化学变化。该层厚度为1550mm。此带对烧结产量及质量影响很大。该带过宽会影响料层透气性，导致产量低。该带过窄，烧结温度低，液相量不足，烧结矿粘结不好，导致烧结矿强度低。燃烧带宽窄主要受物料特性、燃料粒度及抽风量的影响。,第三章 烧结基础理论知识,3）、预热带 该带主要使下部料层加热到燃料的着火温度。一般温度为400800度。 该带主要反应是烧结料中的结晶水及部分碳酸盐、硫酸盐分解，磁铁矿进行还原以及组分间的固相反应等。 4）、干燥带 烧结料的热废气从预热带进入下层，迅速将烧结料加热到100以上，因此该带主要是水分的激烈蒸发。 5）、过湿带 从烧结料点火开始，物料中的水分就开始转移到气流

27、中去。含有水蒸气的废气经过料层冷却后，废气被冷却到露点温度，致使其中水蒸气冷凝，这部分烧结料中的水分含量超过了物料的原始水分，出现了过湿现象，这一区域成为过湿带。 该带严重影响了烧结料的透气性，破坏已造好混合料小球，最好的解决办法就是预热混合料。,第三章 烧结基础理论知识,第二节 改善透气性的方法 1、加强烧结原料准备 加强原料、燃料、溶剂准备、减少烧结料层各带的气流阻力；改进烧结设备减少漏风和提高抽风机能力等是改善烧结料层透气性的主要措施。 1）、改进原料粒度和粒度组成。 随着矿石粒度的增加，透气性显著改善，而且这种改善随抽风能力增加而加强。因此，选用适当粗粒度矿石烧结，以增加物料间的孔隙率

28、，是改善透气性的重要措施。 2）、加强二次混合机的制粒作用，提高烧结混合料粒度，改善烧结混合料粒度组成。 混合料粒度0-3毫米粒度增加，垂直烧结速度降低，烧结生产率降低、烧结矿强度也下降。研究表明：烧结料粒度组成，应是0-3毫米粒级含量小于15%，3-5毫米含量小于40%-50%，5-10毫米含量小于30%，大于10毫米的不超过10%。 总之，较好的粒度组成，应尽量减少0-3毫米粒级，及大于10毫米粒级的颗粒，增加3-10毫米粒级的含量。,第三章 烧结基础理论知识,3）、配加富矿粉、返矿。 在实际生产中，常采用往精矿中配加部分富矿粉和适当增多返矿加入量，以改善料层透气性。 返矿是筛分烧结矿的筛下物（粒度小于5毫米），它是由小颗粒的烧结矿和少部分未烧透的夹生料所组成。由于返矿粒度较粗，且具有疏松多孔的结构，其颗粒成湿混合料造粒时的核心。此外，返矿中已含有烧结的低熔点物质，有助于熔融物生成，增多了烧结液相。所以添加返矿可提高烧结的产量和品质。,第三章 烧结基础理论知识,4）、适宜的混合料水份。 水分对烧结料层透气性的影响主要