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1,二、高炉冶炼的烧结与球团,(1) 铁矿石种类及质量评价,2,各类铁矿石图,赤铁矿,磁铁矿,菱铁矿,褐铁矿,3,粗破 细破 球磨机 分级机 磁选机 输送机,4,(2) 精料的含义:“高、稳、熟、小、匀、净”方针,高: 1)矿石品位高(天然矿62%,烧结矿57%,球团矿60%)渣量降低300KG/T铁 2)固定炭高,灰份10% 3)还原性好:烧结矿中FeO 10% 4)机械强度高:转鼓指数、高温强度、软熔温度 稳:化学成分稳定(TFe、R) 熟:增加熟料率1%,0.3%,焦比1.2kg/tFe 小、匀、净:平均粒度差小、杂质少 日本称为“整粒”处理,5,三、铁矿烧结及球团的基本原理、工艺,(一)烧结料组成: (1)含铁料:精矿份200目以下(考虑成球性)、富矿粉(58mm,烧结中的骨架)、其他(炉尘、轧钢皮等) (2)熔剂:以CaO为主, CaO 1%,烧结产量 3% (3)燃料:焦粉、无烟煤35%,20%可进行金属化烧结(低品位矿石冶炼可持续发展问题) (4)返矿:机尾筛下物(未烧透影响成品率),6,烧结厂的带式烧结机,1 步进式烧结机 2 冷带式烧结机 1 鼓风式 2 吸风式,7,烧结矿及烧结球团,烧结球团,烧结矿,8,品位:含铁量,理论上品位1%,焦比2%,产量 3% 脉石成分:SiO2、Al2O3越好(须重视Al2O3 ),MgO 越好 有害杂质:S、P、Cu、Pb、Zn、As、K、Na 有益元素:Mn、V、Ni、Cr,9,强度和粒度: 强度易粉化影响高炉透气性,不同粒度应分级入炉; 还原性: 被CO、H2还原的难易、影响焦比; 化学成分稳定性: TFe波动0.5%,SiO2 0.03%混匀的重要性(条件:平铺直取原料场应足够大); 矿石代用品: 高炉炉尘、转炉炉尘、轧钢皮、硫酸渣等。,10,烧结的车间的全貌,11,12,烧结流程,13,(二)烧结料层结构,14,烧结点火示意图,15,1.烧结矿层:随烧结过程进行不断加厚,抽入空气过冷使烧结矿骤冷将影响烧结矿强度。 2.燃烧层:主要反应为:C的燃烧、MCO3分解、FeS2氧化、形成液相、铁氧化物分解还原氧化。(由于液相的产生使该层透气性变差) 3.预热层:主要反应为:氧化还原、结晶水分解、部分MCO3分解 4.干燥层:主要为烧结料中水分蒸发,易使烧结料球破坏 5.过湿层:原始混合料层,水分凝聚,影响料层透气性,16,(三)烧结过程的特点,1.燃料燃烧需空气过剩,过剩系数=1.41.5(燃料分布较稀疏) 2.一般情况下烧结保持弱氧化气氛(金属化烧结除外) 3.烧结过程存在自动蓄热作用(可以考虑采用上高下低的分层配炭) 4.存在传热速度与燃烧速度的同步问题 5.存在如何减少“过湿”现象的问题 6.存在有害杂质S的去除问题(S由易去除S化物转化为硫酸盐的问题) 7.存在选用何种液相体系作为固结成型机理问题 8.如何解决还原性与强度矛盾的问题,17,(四)强化烧结的措施,1.改善透气性:适宜的水分、延长混料时间、小球烧结、预热混合料 2.提高抽风负压:但需考虑电耗成本增加问题 3.高压烧结:增加气体质量流量 4.热风烧结:可部分解决还原性与强度之间的矛盾 5.加入稳定剂:P类、B类、Mn、V类 6.提高R:铁酸钙理论,即控制液相成分,但不利于脱S 7.厚料层烧结:充分利用自动蓄热作用(条件:预热混合料、低水原则) 8.双层烧结:二次点火,设备复杂 9.料面插孔烧结:提高透气性,18,烧结设备(料仓),19,烧结设备(烧嘴),20,烧结设备(台车),21,烧结设备(主排气管),22,烧结设备(烧结布料机构),23,烧结设备(除尘设备),24,烧结设备(抽风系统),25,烧结设备(风机与风箱),26,烧结设备(破碎机),27,烧结设备(传动装置),28,2 烧结与球团的区别,一、定义的区别 两种造块方法都是将细粒(粉状)物料通过反应变成块状物料,并在物理性能和化学组成上能满足下一步加工要求。 二、原料条件的区别 球团要求原料粒度细。粒级在-200目(-74m)必须80,比表面积15002000cm2/g,甚至更高。 而烧结所需粒度较粗。原料中-150目粒级在20以下,小球烧结法也只能是使原料中-150目粒级提高到4050。它处理粗粒原料的适应性强,可处理各种富矿粉、焦粉、钢铁厂粉尘和粉粒状含铁废料。,29,三、固结机理比较 球团主要靠固相,少量液相为辅;烧结主要是液相固结。 四、生产工艺比较 生产球团在原料配比中不像烧结需要燃料,膨润土作为球团的添加剂,而烧结中不需添加剂而用熔剂。 球团生产中靠高温焙烧,焙烧过程用肉眼不能直接观察到料的情况,而烧结用火直接接触物料且生产情况很直观。 五、冶金性能的比较 球团矿比烧结矿有以下优点: 1、粒度小而均匀,有利于高炉料柱透气性的改善和气流的均匀分布。 2、冷态强度(抗压和抗磨)高,便于运输、装卸和贮存,粉末少。,30,3、铁份高和堆密度大,有利于增加高炉料柱的有效重量,提高产量和降低焦比。 4、还原性好,有利于改善煤气化学能的利用。 球团矿存在的缺点:还原膨胀率要高于烧结矿。 六、冶金效果比较 球团矿与烧结矿通过高炉生产实践表明,代替天然块矿冶炼可大幅度提高高炉产量、降低焦比、改善煤气利用率。这两种矿物相比对高炉的冶炼效果一般差异并不大。 七、经济效果比较 球团投资价格比烧结稍高,但按含铁量相比球团投资费用稍低一些。球团矿的燃料费用低于烧结矿,而动力费又高于烧结矿。从目前国内外成品矿的情况来看,球团矿投资回收和投产后收益远高于烧结矿。,31,链篦机回转窑环冷机一般工艺流程图,球团矿的优点是:含铁品位高,有利于提高高炉的综合入炉品位、减少渣量;粒度均匀、强度高、能改善高炉上部气流分布;FeO含量低、还原性能好。 低品位铁矿石,需要细磨至粒度-0.074mm占90%才能单体解离,经选矿所获得的细粒铁精矿适于作生产氧化球团矿的原料,美国炼铁厂高炉使用球团矿的比例高达60100%。欧洲钢铁厂的高炉更看重球团矿优越的冶金性能和用量,球团矿的使用比例一般为20%到70%。,32,主要设备,链篦机-回转窑,33,制粒,竖炉,34,环冷机,除尘,
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