第十章第十章 烧结原料的准备与加工烧结原料的准备与加工10.1 原料的接受与储存原料的接受与储存10.2 原料的中和混匀原料的中和混匀10.3 原料的破碎与筛分原料的破碎与筛分 10.4 配料工艺及计算配料工艺及计算 10.5 烧结料的混合与制粒烧结料的混合与制粒 原料场原料场(1)原料接受原料接受系统系统 原料场的系统组成及作用原料场的系统组成及作用 原料接受系统由码头、翻车机卸车线、受料槽等部分原料接受系统由码头、翻车机卸车线、受料槽等部分组成，接收进厂的各种原料及冶金厂内的循环返料。组成，接收进厂的各种原料及冶金厂内的循环返料。原料堆场用来堆存来自接受系统的名种原料，其作用是：原料堆场用来堆存来自接受系统的名种原料，其作用是：a、贮存、贮存定数量的原料，保证冶金厂的均衡生产。当定数量的原料，保证冶金厂的均衡生产。当矿源变动及运输不正常，来料不稳定时，能在一段时间矿源变动及运输不正常，来料不稳定时，能在一段时间内稳定向各用户供料。内稳定向各用户供料。b、保证混匀和整粒作业的正常进行，使混匀料堆有比、保证混匀和整粒作业的正常进行，使混匀料堆有比较理想的配料比。较理想的配料比。c、汇集冶金厂内产生的可供烧结利用的各种返料。、汇集冶金厂内产生的可供烧结利用的各种返料。d、使用特殊的堆料方式，使参加下步混匀的原料在造、使用特殊的堆料方式，使参加下步混匀的原料在造堆过程中达到一定程度的均化，为混匀创造良好的条件。堆过程中达到一定程度的均化，为混匀创造良好的条件。 (2)原料堆场原料堆场（一次堆场、（一次堆场、辅料堆场、辅料堆场、燃料堆场）燃料堆场）(3)整粒系统整粒系统该系统包括铁矿石、熔剂、燃料的破碎与筛分设施。该系统包括铁矿石、熔剂、燃料的破碎与筛分设施。使各种原料在使用前达到用户要求的粒度。使各种原料在使用前达到用户要求的粒度。混匀系统由予筛分、预配料、混匀料场等部分组成。参混匀系统由予筛分、预配料、混匀料场等部分组成。参加混匀的原料包括所有的含铁粉料如：富矿粉、精矿粉、加混匀的原料包括所有的含铁粉料如：富矿粉、精矿粉、高炉返矿、冶金厂含铁粉尘及混匀料堆的端部返料等。高炉返矿、冶金厂含铁粉尘及混匀料堆的端部返料等。(4)混匀系混匀系统统供料系统由料场的取料设备及通向各用户的胶带运输供料系统由料场的取料设备及通向各用户的胶带运输机组成。机组成。(5)供料系统供料系统(6)取样检验设施取样检验设施原料场的工艺流程原料场的工艺流程 卸卸堆堆系系统统流流程程图图混匀系统混匀系统混匀堆料机混匀堆料机混匀堆料机混匀堆料机水运一次料场水运一次料场水运一次料场水运一次料场陆运一次料场陆运一次料场陆运一次料场陆运一次料场斗轮堆取料机斗轮堆取料机斗轮堆取料机斗轮堆取料机取料机取料机取料机取料机混匀配料槽混匀配料槽混匀配料槽混匀配料槽混混混混匀匀匀匀场场场场滚桶式取料机滚桶式取料机滚桶式取料机滚桶式取料机烧烧烧烧结结结结圆盘配料圆盘配料圆盘配料圆盘配料人字形行走堆料人字形行走堆料人字形行走堆料人字形行走堆料端部料返回一次料场端部料返回一次料场端部料返回一次料场端部料返回一次料场 武武钢钢混混匀匀料料场场工工艺艺流流程程图图 第二层第二层第一层第一层鳞形堆料平面图鳞形堆料平面图 人字形行走布料人字形行走布料 中和混匀中和混匀混匀矿质量评价混匀矿质量评价 混匀效率指数混匀效率指数 M =波动系数波动系数 N =M表示混匀操作过程的质量；表示混匀操作过程的质量； N表示输出混匀矿的实物质量。表示输出混匀矿的实物质量。 混匀混匀质质量量M很差很差70不良不良7080一般一般8090好好9094很好很好9496（或（或98）非常好非常好对对散状料散状料96对对液体液体9810.3 原料的破碎与筛分原料的破碎与筛分 (一）熔剂的破碎与筛分一）熔剂的破碎与筛分一般要求运入烧结厂的熔剂粒度为一般要求运入烧结厂的熔剂粒度为800mm或或400mm，应破碎到，应破碎到30mm，采用的破碎流程有，采用的破碎流程有（1）锤式破碎机闭路破）锤式破碎机闭路破碎流程；碎流程；（2）反击式破碎机闭路）反击式破碎机闭路破碎流程；破碎流程；（3）棒磨机磨碎开路流）棒磨机磨碎开路流程。程。其中前两种流程较为常用，在闭路破碎流程中，又可分预先筛分及检查筛分两种流程锤式破碎机锤式破碎机反击式破碎机反击式破碎机产量高、破碎比大、单位产产量高、破碎比大、单位产品的电耗小、维护比较容易品的电耗小、维护比较容易设备重量轻，体积小，生产能力设备重量轻，体积小，生产能力大，单位电能消耗低，较适合熔大，单位电能消耗低，较适合熔剂细破碎剂细破碎 武钢三烧武钢三烧熔剂破碎熔剂破碎筛分流程筛分流程1缓冲矿仓；缓冲矿仓；2胶带给料机；胶带给料机；3锤式破碎机；锤式破碎机；4振动筛振动筛宝钢石灰宝钢石灰石（蛇纹石（蛇纹石）破碎石）破碎筛分流程筛分流程10.3 原料的破碎与筛分原料的破碎与筛分 (二）燃料的破碎与筛分二）燃料的破碎与筛分烧结生产要求适宜的固体燃料粒度一般为烧结生产要求适宜的固体燃料粒度一般为30mm。宝钢烧结的焦粉粒。宝钢烧结的焦粉粒度小于度小于3mm的占的占80%，平均粒度，平均粒度1.5mm。燃料一段开路破碎流程燃料一段开路破碎流程燃料两段开路破碎流程燃料两段开路破碎流程对辊破碎对辊破碎四辊破碎四辊破碎宝宝钢钢焦焦粉粉破破碎碎工工艺艺流流程程 10.4 配料配料 (一）配料的目的和意义一）配料的目的和意义目目的的 满足高炉高炉冶炼对烧结成分的要求。满足高炉高炉冶炼对烧结成分的要求。 保证烧结矿质量温度。保证烧结矿质量温度。 使厂内有计划用料、均衡稳定生产。使厂内有计划用料、均衡稳定生产。 优化配料降低成本。优化配料降低成本。 合理利用矿产资源。合理利用矿产资源。TFe0.51.0%CaO/SiO20.050.1%TFe0.30.4%CaO/SiO20.03%FeO0.1%SiO20.2%10.4 配料配料 (二）配料方法二）配料方法 1.容积配料法容积配料法 容积配料法是根据物料具有一定的堆比重，借助给料设备对物容积配料法是根据物料具有一定的堆比重，借助给料设备对物料的容积进行控制以选混合料所要求的添加比例的一种配料方料的容积进行控制以选混合料所要求的添加比例的一种配料方法。它是通过调节圆盘给料机闸门的开口度或圆盘转速从而控法。它是通过调节圆盘给料机闸门的开口度或圆盘转速从而控制料流的体积即物料的重量。制料流的体积即物料的重量。 重量配料法是按物料的重量进行配料的一种方法，通常称为连重量配料法是按物料的重量进行配料的一种方法，通常称为连续重量配料法。续重量配料法。按原料的重量来配料，它借助于电子皮带秤和调速圆盘，通过按原料的重量来配料，它借助于电子皮带秤和调速圆盘，通过自动调节系统来实现。自动调节系统来实现。2.重量配料法重量配料法3.化学成分配料法化学成分配料法国外有烧结厂用国外有烧结厂用X荧光分析仪分析混合料各种化学成分，控制成分波荧光分析仪分析混合料各种化学成分，控制成分波动，实现按原料化学成分的配料。动，实现按原料化学成分的配料。测量值测量值下料量下料量Q Q调节量调节量偏差偏差设定值设定值 SPSP操作量操作量调节部分调节部分操作部分操作部分园盘给料园盘给料机机检测部分检测部分电子皮带秤电子皮带秤10.4 配料配料 (三）配料计算三）配料计算 (1)各种铁料、熔剂、燃料的有关物理性能和化学成分。各种铁料、熔剂、燃料的有关物理性能和化学成分。 (2)烧结矿的技术规格。烧结矿的技术规格。 (3)返矿的循环量。返矿的循环量。 (4)原料的贮备量和供应量。原料的贮备量和供应量。 (5)配料设备的能力，即设备的最大和最小下料量，以及稳定的配料设备的能力，即设备的最大和最小下料量，以及稳定的平均下料量。平均下料量。准准备备数数据据配配料料计计算算方方法法简易理论计算法简易理论计算法 单烧计算法单烧计算法 现场验算法现场验算法 线性规划优化计算法线性规划优化计算法根据烧结基础特性配矿根据烧结基础特性配矿优化配料与传统配料的区别优化配料与传统配料的区别做出决策：确定各原料配比做出决策：确定各原料配比得到配料方案得到配料方案优化配料模型优化配料模型给出最优配料方案给出最优配料方案改改变变技技术术规规范范要要求求或或原原料料条条件件重重新新配配料料，或或终终止止配料配料验算：化学成验算：化学成分是否符合要分是否符合要求求?调整部分原料调整部分原料配比配比是否有唯一是否有唯一最优解？最优解？原始数据原始数据原始数据原始数据否否是是否否是是传统配料传统配料优化配料优化配料传统配料模型传统配料模型初初等等代代数数方方程程模模型型 传统配料模型传统配料模型代数方程的弊端：代数方程的弊端：配料计算中，很多情况下是要求产品成份在一定配料计算中，很多情况下是要求产品成份在一定范围内波动，而并不是确定的值范围内波动，而并不是确定的值 如上述方程组只能求解四种原料的配入量，而烧如上述方程组只能求解四种原料的配入量，而烧结用原料通常近十种甚至十几种，其它几种原料结用原料通常近十种甚至十几种，其它几种原料只能取经验配比。因此这类求解方法一般是建立只能取经验配比。因此这类求解方法一般是建立在人为经验的基础上的。在人为经验的基础上的。 利用初等代数方程组求解，考虑的约束条件个数利用初等代数方程组求解，考虑的约束条件个数是有限的，既忽略了对原料允许用量的要求又没是有限的，既忽略了对原料允许用量的要求又没有考虑配料成本的高低。有考虑配料成本的高低。 烧结优化配料模型烧结优化配料模型考虑考虑烧结配料问题具有多变量、多约束的数学特征，应烧结配料问题具有多变量、多约束的数学特征，应用线性规划最优化技术求解烧结配料问题用线性规划最优化技术求解烧结配料问题目标函数：目标函数： 约束条件：约束条件： 烧烧结结优优化化配配料料技技术术在线调整在线调整技术科技术科最优采购最优采购现场调节配比现场调节配比用料决策用料决策制定标准制定标准质量控制质量控制制定配料方案制定配料方案合理选择用料合理选择用料修订质量标准修订质量标准修订成本标准修订成本标准原料价格定位原料价格定位外矿采购量外矿采购量实际应用框图应用应用10.5 混合与制粒混合与制粒 (一）混合的目的一）混合的目的 （1）、一是加水湿润、混匀，使混合料的水分、粒）、一是加水湿润、混匀，使混合料的水分、粒度和料中各组份均匀分布；度和料中各组份均匀分布； （2）、二是造球，使烧结台车上的料层保持良好的透）、二是造球，使烧结台车上的料层保持良好的透气性，以利于烧结过程进行。气性，以利于烧结过程进行。水分、粒度、温度水分、粒度、温度10.5 混合与制粒混合与制粒 (二）工艺配置二）工艺配置 烧结料的混合机理烧结料的混合机理 配合料被送入混合机后，物料随混合机的回旋而配合料被送入混合机后，物料随混合机的回旋而不断的运动着。物料在混合机里受到摩擦力、重力等不断的运动着。物料在混合机里受到摩擦力、重力等作用，使其产生剧烈运动，因而被混合均匀。作用，使其产生剧烈运动，因而被混合均匀。 混合机旋转时，配合料颗粒沿圆筒内壁上升，沿混合机旋转时，配合料颗粒沿圆筒内壁上升，沿斜面下降。颗粒群中微细的（或密度大的）颗粒，与斜面下降。颗粒群中微细的（或密度大的）颗粒，与比它大的（或密度小的）颗粒相比，更有向斜面内部比它大的（或密度小的）颗粒相比，更有向斜面内部移动和集中的倾向。移动和集中的倾向。 在混合机内颗粒群的运动可以分为三类混合形式，在混合机内颗粒群的运动可以分为三类混合形式，同时存在并起作用。同时存在并起作用。（1 1）、对流混合：由于颗粒群的移动引起大的流动，）、对流混合：由于颗粒群的移动引起大的流动，而造球的全体混合。而造球的全体混合。（2 2）、扩散混合：由于邻近颗粒相互换位造成的局）、扩散混合：由于邻近颗粒相互换位造成的局部混合。部混合。（3 3）、剪断混合：颗粒群内的颗粒相互滑动、冲撞）、剪断混合：颗粒群内的颗粒相互滑动、冲撞等造成的局部混合。等造成的局部混合。 圆筒混合机内部物料运动状态示意图圆筒混合机内部物料运动状态示意图圆筒混合机内部物料运动状态示意图圆筒混合机内部物料运动状态示意图烧结料的造球机理烧结料的造球机理 物料受水后，在物料颗粒表面被吸附水和薄膜水物料受水后，在物料颗粒表面被吸附水和薄膜水所覆盖，同时在颗粒与颗粒之间形成所覆盖，同时在颗粒与颗粒之间形成U U型环，在水的型环，在水的表面张力作用下，使物料颗粒集结成团粒，此时颗粒表面张力作用下，使物料颗粒集结成团粒，此时颗粒之间大部分还是充满空气。此时的团粒强度差，当水之间大部分还是充满空气。此时的团粒强度差，当水分一旦失去，团粒便立即成散粒状的颗粒。由于混合分一旦失去，团粒便立即成散粒状的颗粒。由于混合机的回转，使得初步形成的团粒在机械力的作用下，机的回转，使得初步形成的团粒在机械力的作用下，团粒不断地滚动、挤压，则颗粒与颗粒之间的接触越团粒不断地滚动、挤压，则颗粒与颗粒之间的接触越来越紧，颗粒之间的空气被挤出，空隙变小。此时，来越紧，颗粒之间的空气被挤出，空隙变小。此时，在在毛细力的作用下，水分充填所有空隙，则团粒也就毛细力的作用下，水分充填所有空隙，则团粒也就变得比较结实。这些团粒在混合机内继续滚动逐步长变得比较结实。这些团粒在混合机内继续滚动逐步长成具有一定强度和一定粒度组成的烧结混合料。成具有一定强度和一定粒度组成的烧结混合料。矿粒矿粒U型环U型环示意图10.5 混合与制粒混合与制粒 (三）效果的评价三）效果的评价 混合效率混合效率 混合效混合效果评价果评价 制粒效制粒效果的评价果的评价 混合料粒度分布混合料粒度分布 准颗粒指数准颗粒指数GI0 透气性指数透气性指数 制粒效率制粒效率 干干态态抗粉化指数抗粉化指数 人工筛分分级，计算不同粒级的含量 表示细粉的粘附程度 10.5 混合与制粒混合与制粒 (四）影响因素四）影响因素 （1）原料性质的影响原料性质的影响（2）加水润湿方法及地点加水润湿方法及地点（3） 混合时间混合时间（4）充填系数充填系数 （5）添加物添加物(五）趋势五）趋势 设备大型化设备大型化延长混合时间延长混合时间强化添加剂强化添加剂新设备开发新设备开发混料及其影响因素混料及其影响因素磁化水磁化水水水经过磁化处理后变为磁化水将有利于制粒效经过磁化处理后变为磁化水将有利于制粒效果的改善，提高烧结的产质量指标。果的改善，提高烧结的产质量指标。通常的水分子之间以氢键连接水的表面形成蹦通常的水分子之间以氢键连接水的表面形成蹦紧的面，在外力的作用下，如磁场，使得分子紧的面，在外力的作用下，如磁场，使得分子间距离增加，氢键断裂，分子的自由度加大，间距离增加，氢键断裂，分子的自由度加大，水的性质将发生变化。水的性质将发生变化。磁化水磁化水 磁化水是将水以一定的流速经过磁场处理，使磁化水是将水以一定的流速经过磁场处理，使得水的溶解氧增加，溶解物质增加，润湿物料的性得水的溶解氧增加，溶解物质增加，润湿物料的性能改善，降低了水的表面张力和粘度。其作用主要能改善，降低了水的表面张力和粘度。其作用主要表现在：表现在：1 1）提高颗粒的强度和增加成球率）提高颗粒的强度和增加成球率 磁化水表面张力和粘度的降低，使得水分子扩磁化水表面张力和粘度的降低，使得水分子扩散迅速，水分子可以迅速的分散和附着在物料表面散迅速，水分子可以迅速的分散和附着在物料表面体现良好的润湿效果，在外力的作用下，使得颗粒体现良好的润湿效果，在外力的作用下，使得颗粒之间靠近与缩小距离，依靠水分子的氢键将颗粒紧之间靠近与缩小距离，依靠水分子的氢键将颗粒紧密的连接在一起。特别是对强磁性物料。密的连接在一起。特别是对强磁性物料。2）磁化水可以帮助传递热量、氧量和物质，加速烧磁化水可以帮助传递热量、氧量和物质，加速烧结反应的进行和固结过程结反应的进行和固结过程 水经过磁化后，溶解氧的增加水经过磁化后，溶解氧的增加17%17%左右，为料层左右，为料层中的炭中的炭氧反应创造了有利条件。有利于加速反氧反应创造了有利条件。有利于加速反应。应。 磁化水溶解物质的增加磁化水溶解物质的增加10%10%左右，溶解的物质随左右，溶解的物质随水分子扩散到颗粒表面或其中，使得物质与物料水分子扩散到颗粒表面或其中，使得物质与物料的接触改善，为固相反应创造了条件，有利于低的接触改善，为固相反应创造了条件，有利于低熔点物质的生成改善烧结矿的固结。熔点物质的生成改善烧结矿的固结。磁化水磁化水球团烧结法知识球团烧结法知识烧结矿受原料条件的限制，强度低，运输易烧结矿受原料条件的限制，强度低，运输易破碎，而球团矿强度高，但高温性能差，需破碎，而球团矿强度高，但高温性能差，需要新的造块方法。要新的造块方法。球团烧结法弥补了烧结矿和球团矿两种工艺球团烧结法弥补了烧结矿和球团矿两种工艺的不足，改善了质量，有利于产量的提高。的不足，改善了质量，有利于产量的提高。也称小球烧结和小球团烧结也称小球烧结和小球团烧结统称强化制统称强化制粒烧结。粒烧结。球团烧结法知识球团烧结法知识球团烧结法球团烧结法HPS特征特征能能适应粗、细不同粒度原料，扩大了原料来源。适应粗、细不同粒度原料，扩大了原料来源。矿相结构由扩散型赤铁矿和细粒长状铁酸钙构矿相结构由扩散型赤铁矿和细粒长状铁酸钙构成，高温还原性和低温还原粉化性能好。成，高温还原性和低温还原粉化性能好。圆盘造球，制粒效果改善，料层透气性提高，圆盘造球，制粒效果改善，料层透气性提高，产量增加。产量增加。球团烧结法球团烧结法HPS工艺特征工艺特征增加了强化造球设备增加了强化造球设备将全部烧结混合料制成小球团，粒度将全部烧结混合料制成小球团，粒度5510mm10mm。增加了外滚燃料工序，添加方式，外加增加了外滚燃料工序，添加方式，外加707080%80%；内配；内配2030%2030%，以，以1mm1mm为主。一般为主。一般建议采用圆筒外滚燃料，不同粒级时间差别建议采用圆筒外滚燃料，不同粒级时间差别小。小。球团烧结法球团烧结法HPS工艺特征工艺特征新型布料系统新型布料系统圆辊布料使得颗粒破碎，采用宽皮带圆辊布料使得颗粒破碎，采用宽皮带+ +辊式辊式布料。布料。点火前设干燥段。点火前设干燥段。防止直接点火易破裂，造成透气性下降。防止直接点火易破裂，造成透气性下降。产品外观：小球集合体呈葡萄状。产品外观：小球集合体呈葡萄状。球团烧结法球团烧结法HPS使用效果使用效果第十一章第十一章 混合料的烧结混合料的烧结11.1 布料布料11.2 点火点火11.3 烧结烧结 布布料料系系统统示示意意图图烧结混合料布到烧结机台车上之前，先在台烧结混合料布到烧结机台车上之前，先在台车上铺上一层车上铺上一层303040mm40mm厚，一般是通过三厚，一般是通过三次筛的分配器采取的粒级为次筛的分配器采取的粒级为10102020（2525）mmmm的成品烧结矿作为铺底料。的成品烧结矿作为铺底料。（一）铺底料（一）铺底料铺底料的作用铺底料的作用（1 1）、使烧结的赤热层不与台车篦条直接接触，降）、使烧结的赤热层不与台车篦条直接接触，降低了篦条和台车本体的温度，使用寿命延长，成本降低了篦条和台车本体的温度，使用寿命延长，成本降低；低；（2 2）、铺底料组成过滤层，防止粉料由炉篦缝被抽）、铺底料组成过滤层，防止粉料由炉篦缝被抽走，大大减少废气含尘量，从而减轻除尘器负荷，提走，大大减少废气含尘量，从而减轻除尘器负荷，提高抽风机转子的使用寿命；高抽风机转子的使用寿命；（3 3）、防止粉料和烧结矿堵塞和粘结炉篦，增加有）、防止粉料和烧结矿堵塞和粘结炉篦，增加有效抽风面积，提高料层透气性，强化了烧结过程，使效抽风面积，提高料层透气性，强化了烧结过程，使生产率提高；生产率提高；（4 4）、使烧结料能烧透而不粘炉篦，成品率提高，）、使烧结料能烧透而不粘炉篦，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；返矿质量改善，燃耗降低，并能准确控制烧结终点；（5 5）、改善厂区环境和劳动条件。）、改善厂区环境和劳动条件。 （二）布（二）布 料料1 1、布料的意义、布料的意义 将布到台车上的烧结料分成几层时，各层的将布到台车上的烧结料分成几层时，各层的粒度组成和含碳量有所不同，并使各层气体阻力、粒度组成和含碳量有所不同，并使各层气体阻力、烧结反应和烧结速度发生变化，对烧结生产率和烧结反应和烧结速度发生变化，对烧结生产率和烧结矿质量产生很大影响。烧结矿质量产生很大影响。 2 2、布料的要求、布料的要求（1 1）、布料应使混合料在粒度、化学成分及水分等）、布料应使混合料在粒度、化学成分及水分等沿台车宽度和台车前进方向分布均匀，使混合料具有沿台车宽度和台车前进方向分布均匀，使混合料具有均一的透气性，稳定烧结操作；均一的透气性，稳定烧结操作；（2 2）、布料应使物料具有一定的松散性，防止产生）、布料应使物料具有一定的松散性，防止产生堆积或压紧。但对于松散、堆比重小的烧结料应适当堆积或压紧。但对于松散、堆比重小的烧结料应适当压料，以防烧结速度过快；压料，以防烧结速度过快；（3 3）、最理想的布料是混合料沿料层高度的分布由）、最理想的布料是混合料沿料层高度的分布由上而下粒度变粗，含碳量逐步减少。上而下粒度变粗，含碳量逐步减少。11.2 11.2 点点 火火 烧结点火过程是点火器向烧结混合烧结点火过程是点火器向烧结混合料表层供热和使混合料中碳素燃烧共同料表层供热和使混合料中碳素燃烧共同加热烧结混合料表层的过程。加热烧结混合料表层的过程。 1 1、点火的作用、点火的作用 布到台车上的混合料表面点火是否良好，对于成布到台车上的混合料表面点火是否良好，对于成品率和烧结矿质量均有很大影响。品率和烧结矿质量均有很大影响。 点火温度过低，点火强度不足或点火时间不够，点火温度过低，点火强度不足或点火时间不够，将使料层表面欠熔，降低表层烧结矿强度并产生大量将使料层表面欠熔，降低表层烧结矿强度并产生大量返矿。点火温度过高或点火时间过长又会造成料层表返矿。点火温度过高或点火时间过长又会造成料层表面过熔形成硬壳，烧结料层透气性变差，使生产率降面过熔形成硬壳，烧结料层透气性变差，使生产率降低，烧结矿低，烧结矿FeOFeO升高和还原率降低。升高和还原率降低。2 2、点火的要求、点火的要求 烧结过程从混合料表层的燃料着火开始，为使烧结过程从混合料表层的燃料着火开始，为使烧结燃料正常燃烧并使表层烧结矿良好粘结，烧结料烧结燃料正常燃烧并使表层烧结矿良好粘结，烧结料的点火应满足如下要求：的点火应满足如下要求：（1 1）、混合料表层均匀点火；）、混合料表层均匀点火；（2 2）、有足够高的温度和点火强度；）、有足够高的温度和点火强度；（3 3）、有适宜的高温保持时间。）、有适宜的高温保持时间。点火参数点火参数点火温度和点火时间点火温度和点火时间 点火温度要将混合料中的炭点燃，温度必须在炭的燃点点火温度要将混合料中的炭点燃，温度必须在炭的燃点以上。以上。 点火时间是在一定的点火温度条件下，提供点火所需要点火时间是在一定的点火温度条件下，提供点火所需要全部热量所需要的时间。全部热量所需要的时间。点火温度与时间是相互关联的。点火温度与时间是相互关联的。Q=h x A Q=h x A （TgTg-Ts-Ts） t tQQ点火热量；点火热量；h h传热系数；传热系数；A A点火面积；点火面积；TgTg点火火焰温度；点火火焰温度；TsTs混合料原始温度；混合料原始温度；t t点火时间点火时间点火参数点火参数点火强度：点火强度：J=Q/（60 x V x B） 单单位位面面积积上上的的烧烧结结混混合合料料在在点点火火过过程程中中所需要供给的热量或燃烧的煤气量。所需要供给的热量或燃烧的煤气量。J J点火强度；点火强度；V V台车速度；台车速度；B B台车宽度。台车宽度。点火影响因素与控制点火影响因素与控制合理的点火温度和点火时间合理的点火温度和点火时间 根据点火的要求，根据料层高度的情况确根据点火的要求，根据料层高度的情况确定适宜的温度和点火时间。延长点火时间虽然定适宜的温度和点火时间。延长点火时间虽然对提高表面质量有利，但增加点火热耗。对厚对提高表面质量有利，但增加点火热耗。对厚料层烧结作用不大，可以相应增加保温段或热料层烧结作用不大，可以相应增加保温段或热风烧结。风烧结。 适宜的点火温度应低于物料的熔化温度，适宜的点火温度应低于物料的熔化温度，接近软化温度。接近软化温度。 提高点火温度，缩短点火时间，采用集中提高点火温度，缩短点火时间，采用集中火焰点火，使得混合料在短时间内获得足够热火焰点火，使得混合料在短时间内获得足够热量，降低点火燃耗量，降低点火燃耗新型点火器。新型点火器。点火影响因素与控制点火影响因素与控制控制一定的烟气氧含量控制一定的烟气氧含量 烟气中含有一定的氧含量可以保证混合料表层烟气中含有一定的氧含量可以保证混合料表层的炭充分燃烧，提高燃料燃烧利用率，同时提高表的炭充分燃烧，提高燃料燃烧利用率，同时提高表层烧结矿质量。层烧结矿质量。 烟气含氧量的不足，使得燃料燃烧速度下降，烟气含氧量的不足，使得燃料燃烧速度下降，表面热量不足。同时燃烧时间的延长，造成垂直烧表面热量不足。同时燃烧时间的延长，造成垂直烧结速度下降，影响烧结矿产量。结速度下降，影响烧结矿产量。 烟气含氧量烟气含氧量13%13%左右。根据苏联的经验，在左右。根据苏联的经验，在3 313%13%范围，烟气含氧增加范围，烟气含氧增加1%1%，利用系数增加，利用系数增加0.5%0.5%点火影响因素与控制点火影响因素与控制提高含氧量的措施提高含氧量的措施1 1）增加燃烧时空气的过剩系数。但对于低热值的）增加燃烧时空气的过剩系数。但对于低热值的高炉煤气作用不大。高炉煤气作用不大。2 2）借助于空气或煤气的预热技术，不仅仅可以降）借助于空气或煤气的预热技术，不仅仅可以降低点火热耗，同时有利于增加烟气含氧量。低点火热耗，同时有利于增加烟气含氧量。3 3）富氧点火无论是高热值还是低热值煤气，富氧）富氧点火无论是高热值还是低热值煤气，富氧点火都是提高烟气含氧量的有效措施。点火都是提高烟气含氧量的有效措施。点火影响因素与控制点火影响因素与控制点火负压的控制点火负压的控制过过高高的的点点火火负负压压将将使使得得冷冷空空气气自自点点火火器器下下部部大大量量进进入入点点火火炉炉而而降降低低点点火火温温度度，同同时时使使得得料料面面点点火火不不匀匀。另另一一方方面面高高的的负负压压将将使使得得松松散散料料面面压压紧紧，降低料层透气性。降低料层透气性。过过低低的的负负压压，不不能能保保证证点点火火器器的的燃燃烧烧产产物物进进入入料料层，热量利用变差。层，热量利用变差。点火影响因素与控制点火影响因素与控制点火炉膛压力点火炉膛压力 保证零压力或微正压，目的是防止台车两侧渗保证零压力或微正压，目的是防止台车两侧渗入冷空气，影响点火质量。入冷空气，影响点火质量。措施：加强密封；措施：加强密封； 炉内压力自动调节系统。炉内压力自动调节系统。点火影响因素与控制点火影响因素与控制新型点火器新型点火器 合理的点火工艺还要有新型的点火器合理的点火工艺还要有新型的点火器国内外先进的点火技术表现在：高效低燃耗的点火国内外先进的点火技术表现在：高效低燃耗的点火器；合理的点火参数；合理的组织燃料燃烧。器；合理的点火参数；合理的组织燃料燃烧。先进点火器的特点：先进点火器的特点：1 1）采用集中火焰直接点火技术，缩短点火器程度，降）采用集中火焰直接点火技术，缩短点火器程度，降低点火强度；低点火强度；2 2）采用高效烧嘴，缩短火焰长度，降低点火炉高度，）采用高效烧嘴，缩短火焰长度，降低点火炉高度，减小容积，降低热损失；减小容积，降低热损失；3 3）降低点火负压，避免冷空气进入，点火沿台车均匀。）降低点火负压，避免冷空气进入，点火沿台车均匀。烧结矿冷却和整粒烧结矿冷却和整粒 烧结矿经过鼓风冷却、筛分，按粒烧结矿经过鼓风冷却、筛分，按粒度分成三种粒级产品：成品、铺底料和度分成三种粒级产品：成品、铺底料和返矿。返矿。1 1、烧结矿冷却的意义、烧结矿冷却的意义 烧结机尾卸落的烧结饼温度高达烧结机尾卸落的烧结饼温度高达600600800800，冷却后能给烧结生产、高炉冶炼、运输、总图配置，冷却后能给烧结生产、高炉冶炼、运输、总图配置等带来一系列好处：等带来一系列好处：（1 1）、烧结矿冷却后，能有效地进行整粒，改善烧）、烧结矿冷却后，能有效地进行整粒，改善烧结矿粒度组成，并筛出铺底料。在冷却作业中高温烧结矿粒度组成，并筛出铺底料。在冷却作业中高温烧结矿的显热也有可能被充分利用，使烧结工序能耗明结矿的显热也有可能被充分利用，使烧结工序能耗明显降低；显降低；（2 2）、高炉使用粒度均匀的冷烧结矿，能提高高炉内）、高炉使用粒度均匀的冷烧结矿，能提高高炉内料柱的透气性和炉顶压力，改善煤气的合理分布，从而料柱的透气性和炉顶压力，改善煤气的合理分布，从而使高炉冶炼得到强化，产量提高，焦比降低；使高炉冶炼得到强化，产量提高，焦比降低；（3 3）、冷却后的烧结矿可直接用皮带机运输，并向高）、冷却后的烧结矿可直接用皮带机运输，并向高炉供料，使厂区总图配置紧凑合理，并能大大简化高炉炉供料，使厂区总图配置紧凑合理，并能大大简化高炉的上料系统。的上料系统。 2 2、烧结矿冷却存在的问题、烧结矿冷却存在的问题（1 1）、烧结矿在强制冷却过程中由于受到急剧冷却，）、烧结矿在强制冷却过程中由于受到急剧冷却，因而容易粉化，使粉末增多，成品率降低；因而容易粉化，使粉末增多，成品率降低；（2 2）、增添相应设备，使烧结设备投资增加，设备）、增添相应设备，使烧结设备投资增加，设备作业运转率降低。作业运转率降低。 3 3、传热方式、传热方式 高温烧结矿的冷却过程，就是热烧结矿和冷空气高温烧结矿的冷却过程，就是热烧结矿和冷空气间的热交换过程。间的热交换过程。 传热的方式有以下三种：传热的方式有以下三种：（1 1）、传导传热：热传导是由于大量分子、原子或）、传导传热：热传导是由于大量分子、原子或电子的相互撞击，使热量从物体的温度较高部分传至电子的相互撞击，使热量从物体的温度较高部分传至温度较低部分。它是固体中热传递的主要方式。温度较低部分。它是固体中热传递的主要方式。（2 2）、对流传热：热传递是由于流体内有温度差而）、对流传热：热传递是由于流体内有温度差而产生比重差异引起流体流动产生。当流体流过与其本产生比重差异引起流体流动产生。当流体流过与其本身温度不同的表面时，与该表面之间的热交换也是对身温度不同的表面时，与该表面之间的热交换也是对流传热。流传热。（3 3）、辐射传热：一切物体只要具有热，就能从其）、辐射传热：一切物体只要具有热，就能从其表面向周围空间放射电磁波形式的能量。这一能量被表面向周围空间放射电磁波形式的能量。这一能量被其它物体所吸收，可再变成热能，这种热的传递称为其它物体所吸收，可再变成热能，这种热的传递称为辐射传热。辐射传热。4 4、强制通风冷却原理、强制通风冷却原理 高温烧结矿的强制通风冷却过程，虽然有热辐射，高温烧结矿的强制通风冷却过程，虽然有热辐射，但主要传热方式为：但主要传热方式为：（1 1）、传导传热：烧结矿的内部的热量向外部扩散。）、传导传热：烧结矿的内部的热量向外部扩散。（2 2）、对流传热：自然烧结矿表面向周围冷空气传）、对流传热：自然烧结矿表面向周围冷空气传热。热。5 5、影响烧结矿冷却的因素、影响烧结矿冷却的因素（1 1）、烧结机操作：）、烧结机操作： 烧结操作上烧结机烧透是提高冷却效果的先决条烧结操作上烧结机烧透是提高冷却效果的先决条件。如果烧结料在烧结机上烧不透，机尾卸落的烧结件。如果烧结料在烧结机上烧不透，机尾卸落的烧结矿中残碳含量高，进入冷却机后强制通风冷却时，残矿中残碳含量高，进入冷却机后强制通风冷却时，残碳将继续燃烧，产生碳将继续燃烧，产生“二次烧结二次烧结”，降低冷却效果。，降低冷却效果。甚至造成冷却机内烧成大块无法卸矿。甚至造成冷却机内烧成大块无法卸矿。（2 2）、热烧结矿的粒度和粒度组成：）、热烧结矿的粒度和粒度组成： 1 1）、粒度大小对冷却效果影响很大。烧结矿粒度）、粒度大小对冷却效果影响很大。烧结矿粒度越大，从中心到表面的热传导速度受限，使所需要的越大，从中心到表面的热传导速度受限，使所需要的冷却时间延长；冷却时间延长； 2 2）、粒度越均匀，烧结矿层透气性越好，通过料）、粒度越均匀，烧结矿层透气性越好，通过料层的风量增加，对流热交换改善，冷却效果提高。层的风量增加，对流热交换改善，冷却效果提高。（3 3）、铺料均匀性：）、铺料均匀性： 往冷却机台车上铺料不均匀时，冷却空气容易从往冷却机台车上铺料不均匀时，冷却空气容易从矿层薄的地方通过；而料层较厚的地方，因阻力大，矿层薄的地方通过；而料层较厚的地方，因阻力大，通过的风量大，使整个料层冷却效果大大降低。通过的风量大，使整个料层冷却效果大大降低。（4 4）、强制通风方式：）、强制通风方式： 相对而言，环式鼓风冷却机的优点相对而言，环式鼓风冷却机的优点1 1）、没有空转台车，台车利用率高；（环）、没有空转台车，台车利用率高；（环）2 2）、相同冷却能力时，设备重量轻，投资少；（环）、相同冷却能力时，设备重量轻，投资少；（环）3 3）、料层高，烧结矿与冷却风热交换好；（鼓）、料层高，烧结矿与冷却风热交换好；（鼓）4 4）、风机是在常温下吸风，风机电机容量小；（鼓）、风机是在常温下吸风，风机电机容量小；（鼓）5 5）、风机小，风机转子磨损小，维修量小；（鼓）、风机小，风机转子磨损小，维修量小；（鼓）6 6）、安装在地面，容易维修；（鼓）、安装在地面，容易维修；（鼓）7 7）、废气余热能较充分使用。（鼓）、废气余热能较充分使用。（鼓） （5 5）、冷却机工艺参数：）、冷却机工艺参数： 冷却机能力、冷却风量、负压、冷却温度、料层冷却机能力、冷却风量、负压、冷却温度、料层厚度等对冷却效果均有影响。厚度等对冷却效果均有影响。（6 6）、冷却设备完好状况：）、冷却设备完好状况： 台车变形、风箱与台车间密封胶皮损坏等会使漏台车变形、风箱与台车间密封胶皮损坏等会使漏风增多，风的有效利用率下降，降低冷却效果。另外，风增多，风的有效利用率下降，降低冷却效果。另外，台车篦板堵塞也会降低冷却效果。台车篦板堵塞也会降低冷却效果。6 6、热烧结矿的破碎、热烧结矿的破碎 从烧结机机尾卸落的热烧结饼块度大，并夹有粉从烧结机机尾卸落的热烧结饼块度大，并夹有粉矿。为能保证冷却机的冷却效果，便于运输、防止堵矿。为能保证冷却机的冷却效果，便于运输、防止堵漏斗事故，并为烧结矿整粒制造良好条件，因此在烧漏斗事故，并为烧结矿整粒制造良好条件，因此在烧结机机尾采用单辊破碎机先进行破碎，称为一次破碎结机机尾采用单辊破碎机先进行破碎，称为一次破碎或热破碎。破碎后的热烧结矿通过带有折射导板的特或热破碎。破碎后的热烧结矿通过带有折射导板的特殊的布料漏斗，成折线轨迹运行粒度均匀的分层布到殊的布料漏斗，成折线轨迹运行粒度均匀的分层布到鼓风式环冷机台车上。鼓风式环冷机台车上。7 7、烧结矿整粒的意义、烧结矿整粒的意义（1 1）、烧结矿粒度上限降低：）、烧结矿粒度上限降低： 经二次冷破后，烧结矿粒度上限由一次热破后的经二次冷破后，烧结矿粒度上限由一次热破后的150mm150mm降低到降低到50mm50mm，烧结矿表面积增加，炉内冶，烧结矿表面积增加，炉内冶炼时加热快，还原也快。并因烧结矿粒度均匀性改善，炼时加热快，还原也快。并因烧结矿粒度均匀性改善，使高炉炉料的孔隙率提高，透气性改善，气体阻力损使高炉炉料的孔隙率提高，透气性改善，气体阻力损失降低。失降低。（2 2）、严格筛除小于）、严格筛除小于5mm5mm粉末：粉末： 整理后烧结矿小于整理后烧结矿小于5mm5mm的含量不超过的含量不超过5 5。使高。使高炉煤气流分别均匀，煤气利用良好，焦比降低，透气炉煤气流分别均匀，煤气利用良好，焦比降低，透气性改善，鼓入风量增加，产量提高，使高炉冶炼顺行，性改善，鼓入风量增加，产量提高，使高炉冶炼顺行，同时高炉炉尘吹出量明显减少，延长了炉顶设备使用同时高炉炉尘吹出量明显减少，延长了炉顶设备使用寿命，改善了厂区环境。寿命，改善了厂区环境。 (3)(3)、便于分级入炉、便于分级入炉(4)(4)、可以分出铺底料、可以分出铺底料 图图12-15一次冷破碎、四次冷一次冷破碎、四次冷筛筛分流程分流程12.3 整粒整粒整粒包括冷烧结矿破碎、整粒包括冷烧结矿破碎、筛分和按粒度分级，以筛分和按粒度分级，以改善炉料的均一性。改善炉料的均一性。通过整粒把烧结矿的粒通过整粒把烧结矿的粒度组成调整到一个理想度组成调整到一个理想的范围内。的范围内。 图图12-17一次冷破碎、三次冷一次冷破碎、三次冷筛筛分流程分流程（一次（一次筛为筛为双双层层振振动筛动筛）图图12-16一次冷破碎、三次冷一次冷破碎、三次冷筛筛分流程分流程（一次（一次筛为筛为固定条固定条筛筛）图图12-18两次两次筛筛分流程一（分流程一（马钢马钢的整粒流程）的整粒流程）图图12-19两次两次筛筛分流程二分流程二人造富矿的质量检验内容人造富矿的质量检验内容化学成分分析化学成分分析物理性能物理性能冶金性能冶金性能TFe、FeO、CaO、SiO2、MgO、Al2O3、S、P等等l粒度和粒度组成及筛分指数粒度和粒度组成及筛分指数采用采用ISO4701标准标准l转鼓强度及抗磨强度转鼓强度及抗磨强度采用采用GB820987标准标准l球团矿抗压强度球团矿抗压强度采用采用GB/T1420193标准标准GB670386标准标准l900还原性还原性采用采用GB/T1324191标准标准l500低温还原粉化性能低温还原粉化性能采用采用GB/T1324291标准标准l球球团团矿矿还还原原膨膨胀胀性性采采用用GB/T1324091标准标准l荷重软化性能荷重软化性能（无标准）（无标准）l荷重熔滴性能荷重熔滴性能（无标准）（无标准）TFe、FeO、CaO、SiO2、MgO、Al2O3、S、P等等表表13-1我国我国优质铁烧结矿优质铁烧结矿的技的技术术指指标标（YB/T-006-91）项项目名目名称称化学成分化学成分物理性能物理性能冶金性能冶金性能TFeFeO碱度碱度R=CaO/SiO2S转转鼓指数鼓指数T(+6.3mm)筛筛分指数分指数(-5mm)还还原粉化原粉化指数指数RDI(+3.15mm)还还原原度指度指数数RI指指标标5454101.61.60.0470706.060606565允允许许波波动动范范围围0.40.40.50.50.050.05-落下强度检测系统落下强度检测系统鼓后筛（摇筛）鼓后筛（摇筛）转鼓强度检测设备转鼓强度检测设备圆筒混合圆筒混合烧结矿的性能检测烧结矿的性能检测软化软化性能性能铁铁矿矿石石不不是是纯纯物物质质的的晶晶体体，因因此此没没有有一一定定的的熔熔点点，它它具具有有一一定定范范围围的的软软熔熔区区间间，在在高高炉炉炼炼铁铁生生产产中中要要求求铁铁矿矿石石熔熔化化温温度度高高，这这样样可可以以保保持持较较多多的的气气一一固固相相间间的的稳稳定定操操作作；更更要要求求软软熔熔温温度度区区间间窄窄，因因为为这这可可以以保保持持较较窄窄的的软软熔熔带带，有有利利于于煤煤气气运运动动。由由于于矿矿石石软软熔熔温温度度不不固固定定，试试验验中中常常测测定定软软化化开开始始和和终终了了温温度度。通通常常将将矿矿石石在在荷荷重重还还原原条条件件下下收收缩缩率率4 4时时的的温温度度定定为为软软化化开开始始温温度度，收收缩缩率率为为4040时时的的温温度度定定为为软软化化终终了了温温度度。我我国国软软化化性性能能测测定定尚尚无无统统一一标标准准，一般采用升温法，荷重在一般采用升温法，荷重在5050100kPa100kPa之间。之间。 烧结矿的性能检测烧结矿的性能检测软化性能软化性能在在炉炉内内下下降降过过程程中中被被加加逐逐渐渐加加热热，其其体体积积有有所所膨膨胀胀。在在铁铁矿矿石石被被还还原原、分分解解并并达达到到一一定定温温度度后后，开开始始软软化化，变变为为半半熔熔化化状状的的粘粘稠稠物物，随随着着温温度度的的继继续续增增加加，最最后后变变为为液液体体。铁铁矿矿石石软软化化后后，其其气气孔孔度度显显著著减减小小，一一方方面面影影响响还还原原气气体体的的扩扩散散，不不利利于于铁铁矿矿石石的的还还原原，未未还还原原铁铁矿矿石石的的进进一一步步还还原原将将需需要要大大量量的的热热量量，消消耗耗更更多多的的焦焦碳碳；另另一一方方面面将将恶恶化化高炉料柱的透气性，对高炉冶炼产生不利的影响。高炉料柱的透气性，对高炉冶炼产生不利的影响。同同时时，铁铁矿矿石石开开始始软软化化温温度度及及软软化化温温度度区区间间在在相相当当大大的的程程度度上上决决定定着着初初渣渣的的性性质质和和成成渣渣带带的的大大小小。因因此此，铁铁矿矿石石软软化化温温度度及及软软化化温温度度区区间间的的测测定定结结果果，对对高高炉炉配配料料及及铁铁矿矿石石评价具有重要意义。评价具有重要意义。烧结矿的性能检测烧结矿的性能检测软化性能软化性能影影响响铁铁矿矿石石荷荷重重软软化化性性能能的的因因素素是是多多方方面面的的，一一般般来来说说，主主要要因因素素有有铁铁矿矿石石的的化化学学成成分分、FeOFeO含含量量、碱碱度度、还还原原性性、矿矿物物组组成成及及矿矿物物结结构构及及微微量量元元素素等等，它它们们都都对对铁铁矿矿石石的的软软化温度有一定的影响。化温度有一定的影响。 烧结矿的性能检测烧结矿的性能检测软化性能软化性能烧结矿的性能检测烧结矿的性能检测熔滴熔滴性能性能矿矿石石软软化化结结束束后后，炉炉料料在在高高炉炉内内继继续续往往下下运运动动而而被被进进一一步步加加热热和和还还原原，矿矿石石开开始始熔熔融融，在在熔熔渣渣和和金金属属达达到到自自由由流流动动并并积积聚聚成成滴滴前前，软软熔熔层层中中透透气气性性极极差差，煤煤气气通通过过受受阻阻，因因此此出出现现很很大大的的压压力力降降。根根据据生生产产高高炉炉的的测测定定，软软熔熔带带的的压压力力降降约约占占高高炉炉总总压压力力降降的的6060。因因此此人人们们对对矿矿石石在在模模拟拟高高炉炉冶冶炼炼条条件件下下的的熔熔滴滴过过程程进进行行研研究究，并并测测定定其其滴滴落落开开始始和和终终了了温温度度，以以及及测测定定过过程程中中的的压压力力降降作作为为评评价矿石性能的依据。价矿石性能的依据。 烧结矿的性能检测烧结矿的性能检测熔滴性能熔滴性能一般是将规定重量和粒度的矿样，或不经预还原，或经预还一般是将规定重量和粒度的矿样，或不经预还原，或经预还原到规定程度（达到高炉内矿石进入软熔带时的还原度），原到规定程度（达到高炉内矿石进入软熔带时的还原度），放入底部有孔的石墨坩埚内，试样上下均铺有一定厚度的焦放入底部有孔的石墨坩埚内，试样上下均铺有一定厚度的焦炭以模拟软熔带中的焦窗。然后上面荷重炭以模拟软熔带中的焦窗。然后上面荷重5050100kPa100kPa，由，由下部通入规定成分和流量的还原性气体，并以一定的升温速下部通入规定成分和流量的还原性气体，并以一定的升温速度将温度升到度将温度升到1500150016001600进行试验测定。国内普遍采用进行试验测定。国内普遍采用压差陡升温度表示矿石开始熔化温度，第一滴液滴下落温度压差陡升温度表示矿石开始熔化温度，第一滴液滴下落温度表示滴落温度，以开始熔化和开始滴下的温度差为熔滴温度表示滴落温度，以开始熔化和开始滴下的温度差为熔滴温度区间，以最高压差区间，以最高压差P Pmaxmax表明熔滴区的透气性状况。从高炉表明熔滴区的透气性状况。从高炉操作要求，熔滴温度高一些，区间窄一些，操作要求，熔滴温度高一些，区间窄一些，P Pmaxmax低一些为低一些为好。好。 烧结矿的性能检测烧结矿的性能检测熔滴性能熔滴性能