矿物加工概论烧结厂工艺流程及设备 烧结工工艺3.1 烧结工工艺与分与分类 近代烧结生产是一种抽风烧结过程，将混合近代烧结生产是一种抽风烧结过程，将混合料（铁矿粉、燃料、熔剂及返矿）配以适量的水料（铁矿粉、燃料、熔剂及返矿）配以适量的水分，混合、制粒后，铺在带式烧结机的炉篦上，分，混合、制粒后，铺在带式烧结机的炉篦上，点火后用一定负压抽风，使烧结过程自上而下的点火后用一定负压抽风，使烧结过程自上而下的进行。烧结矿从烧结台车上卸下，经破碎、冷却、进行。烧结矿从烧结台车上卸下，经破碎、冷却、整粒筛分，分出成品烧结矿、返矿和铺底料。整粒筛分，分出成品烧结矿、返矿和铺底料。图图3-1所示为现行常用的烧结生产工艺流程。所示为现行常用的烧结生产工艺流程。 典型的烧结生产工艺流程可分为典型的烧结生产工艺流程可分为8个工序系统：个工序系统：精矿，富矿粉溶剂燃料炉尘及轧钢皮等钢铁厂循环物料破碎破碎筛分配 料混合，制粒布料，铺底点 火水（蒸气）烧 结空气降尘抽风烟囱破碎筛分冷却整粒烧结矿排入大气冷返矿铺底料粉尘热返矿图图3-1 烧结生产工艺流程烧结生产工艺流程(1)受料工序系统。主要包括翻车机系统、受料槽、受料工序系统。主要包括翻车机系统、受料槽、精矿仓库、熔剂仓库、消燃仓库等，其任务是担负精矿仓库、熔剂仓库、消燃仓库等，其任务是担负进厂原料的接受、运输和储存。进厂原料的接受、运输和储存。(2)原料准备工序系统。包括含铁原料的中和、燃原料准备工序系统。包括含铁原料的中和、燃料的破碎、熔剂的破碎和筛分，其任务是为配料工料的破碎、熔剂的破碎和筛分，其任务是为配料工序准备好符合生产要求的原料、熔剂和燃料。序准备好符合生产要求的原料、熔剂和燃料。(3)配料工序系统。包括配料间的矿槽、圆盘给料配料工序系统。包括配料间的矿槽、圆盘给料机、称量设施等；根据规定的烧结矿化学成分和使机、称量设施等；根据规定的烧结矿化学成分和使用的原料种类，通过计算，各原料按计算的质量进用的原料种类，通过计算，各原料按计算的质量进行给料，以保证混合料和烧结矿化学成分稳定及燃行给料，以保证混合料和烧结矿化学成分稳定及燃料量的调整。料量的调整。(4)混合、制粒工序系统。主要包括一次混合、二混合、制粒工序系统。主要包括一次混合、二次混合等工序，其任务是加水、润湿混合料，完成次混合等工序，其任务是加水、润湿混合料，完成混合料混匀，成型过程，为烧结提供透气性良好的混合料混匀，成型过程，为烧结提供透气性良好的制粒小球。制粒小球。 (5)烧结工序系统。包括铺底料、布料、点火、烧烧结工序系统。包括铺底料、布料、点火、烧结等。主要任务是将混合料烧结成合格的烧结矿。结等。主要任务是将混合料烧结成合格的烧结矿。(6)抽风工序系统。包括风箱、集尘管、除尘器、抽风工序系统。包括风箱、集尘管、除尘器、拍风机、烟囱等。拍风机、烟囱等。(7)成品处理工序系统。包括热破碎、热筛分、冷成品处理工序系统。包括热破碎、热筛分、冷却、冷破碎、冷筛分及成品运输系统。该工序的却、冷破碎、冷筛分及成品运输系统。该工序的任务在于分出任务在于分出550mm的成品烧结矿，的成品烧结矿，1020mm铺底料，小于铺底料，小于5mm冷返矿。冷返矿。(8)环保除尘工序系统。主要是用电除尘器系统将环保除尘工序系统。主要是用电除尘器系统将烧结机尾部卸矿处、热筛、冷却、返矿及整粒系烧结机尾部卸矿处、热筛、冷却、返矿及整粒系统各处扬尘点的废气，经过除尘器净化后，废气统各处扬尘点的废气，经过除尘器净化后，废气排入大气，粉尘经过润湿后加入烧结混合料中再排入大气，粉尘经过润湿后加入烧结混合料中再烧结，其任务是担负烧结生产的环境保护。烧结，其任务是担负烧结生产的环境保护。烧结法按照烧结设备和供风方式不同，大致可划分为抽风烧结法、鼓风烧结法、烟气烧结法三类，见图3-2。烧 结烟气烧结抽风烧结连续式间歇式带式烧结机环式烧结机固定式烧结机移动式烧结机回转窑烧结悬浮烧结鼓风烧结带式烧结机烧结锅平地吹图3-2 烧结法分法分类国内外国内外铁矿粉粉烧结生生产中，广泛采用中，广泛采用连续带式抽式抽风烧结机，机，它具有它具有劳动生生产率高，原料适率高，原料适应性性强强，机械化程度高，机械化程度高，劳动条件好，便于条件好，便于实现大型化和自大型化和自动化特点，化特点，见图3-3。图3-3连续带式抽式抽风烧结机系机系统1离心抽离心抽风机；机；2桥式起重机；式起重机；3机机头电收收尘器；器；4水封拉水封拉链机；机；5带式式输送机；送机；6烧结机；机；7带式布料器；式布料器；8点火器、保温炉；点火器、保温炉；9圆辊给料机；料机；10冷冷风吸入吸入阀；11单辊破碎机；破碎机；12热矿振振动筛；13鼓鼓风带式冷却机；式冷却机；14板式板式给矿机；机；15冷却鼓冷却鼓风机机 间歇式抽风烧结机间歇式抽风烧结机(盘盘)，具有投资省、建设快、易掌握，具有投资省、建设快、易掌握的优点，但其生产能力低，劳动条件差，在我国一些地方的优点，但其生产能力低，劳动条件差，在我国一些地方的小型钢铁企业中仍继续在发挥作用。的小型钢铁企业中仍继续在发挥作用。 鼓风烧结法，其特点是炉篦不黏结且不易烧坏、动力消鼓风烧结法，其特点是炉篦不黏结且不易烧坏、动力消耗少，风机寿命长，特别适合于有色金属硫化矿烧结，但耗少，风机寿命长，特别适合于有色金属硫化矿烧结，但劳动条件应很好维护以防止劳动条件应很好维护以防止S2溢出。溢出。 烧结原料准原料准备与配料与配料1. 烧结原料准原料准备烧结原料数量大，品种繁多，粒度及化学性原料数量大，品种繁多，粒度及化学性质极不极不均一。均一。为保保证获得高得高产、优质的的烧结矿，精心准，精心准备烧结原料是十分重要的生原料是十分重要的生产环节。原料准。原料准备一般包括：一般包括：接受、接受、储存、中和混匀、破碎、存、中和混匀、破碎、筛分等作分等作业。图3-4是是钢铁企企业原料厂平面布置示意。原料厂平面布置示意。图图3-4 钢铁联合企业原料厂工艺平面布置示意图钢铁联合企业原料厂工艺平面布置示意图1主原料码头；主原料码头；2副原料码头；副原料码头；3码头栈桥；码头栈桥；4取制样系统；取制样系统；5贮煤场；贮煤场；6混匀配料槽；混匀配料槽；7混匀场；混匀场；8汽车受料槽；汽车受料槽；9二次贮矿场；二次贮矿场；10一次贮矿一次贮矿场；场；11整粒车间；整粒车间；12原料控制中心；原料控制中心；13炼焦煤一次粉碎室；炼焦煤一次粉碎室；14供料系统；供料系统；15用户厂受料点；用户厂受料点；16烧结矿外运系统；烧结矿外运系统；17石灰石、白云石焙烧石灰石、白云石焙烧(1)原料接受、储存及中和。根据烧结厂所用原料来源原料接受、储存及中和。根据烧结厂所用原料来源及生产规模的不同，原料接受方式大致分为四种：及生产规模的不同，原料接受方式大致分为四种：处在沿海并主要使用进口原料的大型烧结厂，其所需处在沿海并主要使用进口原料的大型烧结厂，其所需原料用大型专用货轮运输。因此，应有专门的卸料码头和原料用大型专用货轮运输。因此，应有专门的卸料码头和大型、高效的卸料机，卸下的原料由皮带机运至原料场。大型、高效的卸料机，卸下的原料由皮带机运至原料场。卸料机一般为门式，有卷扬滑车、绳索滑车、抓斗滑车和卸料机一般为门式，有卷扬滑车、绳索滑车、抓斗滑车和水平牵引式卸料车等。水平牵引式卸料车等。距选矿厂较远的内陆大型烧结厂，可采用翻车机接受距选矿厂较远的内陆大型烧结厂，可采用翻车机接受精矿、富矿粉和块状石灰石等原料。精矿、富矿粉和块状石灰石等原料。中型烧结厂（年产中型烧结厂（年产100万万200万吨烧结矿），可采万吨烧结矿），可采用接受与储存合用的原料仓库。这种原料仓库的一侧，采用接受与储存合用的原料仓库。这种原料仓库的一侧，采用门形刮板、桥形抓斗式或链斗式卸料机，接受全部原料。用门形刮板、桥形抓斗式或链斗式卸料机，接受全部原料。如果原料数量品种较多时，可根据实际情况，采用受料槽如果原料数量品种较多时，可根据实际情况，采用受料槽接收数量少和易起灰的原料。接收数量少和易起灰的原料。小型烧结厂（年产小型烧结厂（年产20万吨以下的烧结厂），对原料的万吨以下的烧结厂），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接受可因地制宜，采用简便形式，如用电动手扶拉铲和地沟胶带机联合卸车，电耙造堆，原料棚贮存；或设适地沟胶带机联合卸车，电耙造堆，原料棚贮存；或设适当形式的容积配料槽，以解决原料接受与贮存问题。也当形式的容积配料槽，以解决原料接受与贮存问题。也可以在铁路的一侧挖一条深约可以在铁路的一侧挖一条深约2m的地沟，安装皮带机，的地沟，安装皮带机，用电动手扶拉铲直接将原料卸在皮带机上，再转运到配用电动手扶拉铲直接将原料卸在皮带机上，再转运到配料矿槽或小仓库内。料矿槽或小仓库内。 来自冶金厂的高炉灰、轧钢皮、碎焦及无烟煤、消来自冶金厂的高炉灰、轧钢皮、碎焦及无烟煤、消石灰等辅助原料，以及少量的外来原料则用石灰等辅助原料，以及少量的外来原料则用受料槽接收，受料槽接收，受料槽的容积能满足受料槽的容积能满足10h烧结用料量即可。烧结用料量即可。受料槽常用受料槽常用螺旋卸料机卸料。生石灰可采用密封罐车或风动运输。螺旋卸料机卸料。生石灰可采用密封罐车或风动运输。(2)含含铁原料原料储存、中和混匀。存、中和混匀。烧结厂用含厂用含铁原料种原料种类多、多、数量大、原料基地数量大、原料基地远且分散。且分散。为了保了保证烧结生生产连续稳定定进行，行，烧结厂都厂都设有原料有原料场或原料或原料仓库，储存原料并存原料并进行行中和混匀。原料中和混匀。原料场的大小根据其生的大小根据其生产规模、原料基地模、原料基地远近、近、运运输条件及原料种条件及原料种类等因素决定。等因素决定。图3-5所示所示为上海宝上海宝钢原料原料场的堆存、中和混匀作的堆存、中和混匀作业示意示意图，它包括如下作，它包括如下作业：图3-5 宝宝钢原料原料场中和混匀示意中和混匀示意图18配料槽；配料槽；9、10中和混匀中和混匀矿堆堆场；11入槽皮入槽皮带机系机系统；12定量定量给料装置；料装置；13、14堆料机堆料机设有一次堆料场。各种物料从原料码头卸下后，直接用皮设有一次堆料场。各种物料从原料码头卸下后，直接用皮带运往一次料场，按品种、成分不同分别堆放并初步混匀。带运往一次料场，按品种、成分不同分别堆放并初步混匀。设有中和料槽。由取料机并通过皮带运输机将一次料场中设有中和料槽。由取料机并通过皮带运输机将一次料场中的各种原料送入中和料槽，起贮存、配料、控制送料量提高混的各种原料送入中和料槽，起贮存、配料、控制送料量提高混匀作业的效果的作用。匀作业的效果的作用。设有混匀料场。通过配料槽进行中和作业的混合料，送往设有混匀料场。通过配料槽进行中和作业的混合料，送往混匀料场，由堆料机沿料场的长度方向进行平铺堆积，堆积层混匀料场，由堆料机沿料场的长度方向进行平铺堆积，堆积层数为数为2581（堆料机单程行走次数（堆料机单程行走次数同时切出槽数）。然后沿同时切出槽数）。然后沿料堆垂直面，用取样机切取。料堆成对配制，一个在铺堆时，料堆垂直面，用取样机切取。料堆成对配制，一个在铺堆时，另一堆取样送烧结厂配矿槽。另一堆取样送烧结厂配矿槽。设置原料场，可以简化烧结厂的设置原料场，可以简化烧结厂的储矿设施及给料系统，也取消了单品种料仓，使场地和设备的储矿设施及给料系统，也取消了单品种料仓，使场地和设备的利用率得到改善。利用率得到改善。没有原料场而采用原料仓库的烧结厂，其中和作业则借助于没有原料场而采用原料仓库的烧结厂，其中和作业则借助于移动漏矿皮带车和桥式起重机抓斗，将来料在指定地段逐层铺移动漏矿皮带车和桥式起重机抓斗，将来料在指定地段逐层铺放，当铺到一定高度后，再用抓斗自上而下垂直取样，把中和放，当铺到一定高度后，再用抓斗自上而下垂直取样，把中和料卸入料斗送往配料室料卸入料斗送往配料室，见图，见图3-6。图3-6 原料原料仓库平平铺截取示意截取示意图1漏漏矿皮皮带；2桥式吊式吊车；3抓斗；抓斗；4中和料堆；中和料堆；5卸料斗；卸料斗；6运运输皮皮带(3)熔剂和燃料的破碎、筛分。烧结生产对熔剂和燃料的粒熔剂和燃料的破碎、筛分。烧结生产对熔剂和燃料的粒度都有严格要求，度都有严格要求，一般要求一般要求30mm的含量应大于的含量应大于85，而，而入厂的熔剂和燃料粒度上限大于入厂的熔剂和燃料粒度上限大于40mm，所以都需要在烧结，所以都需要在烧结厂内进行破碎与筛分，有关破碎与筛分的流程与设备详见第厂内进行破碎与筛分，有关破碎与筛分的流程与设备详见第2章。章。熔剂的破碎与筛分。烧结厂常用石灰石、白云石均需破熔剂的破碎与筛分。烧结厂常用石灰石、白云石均需破碎，常用的两种破碎工艺流程为：碎，常用的两种破碎工艺流程为：(a)一段破碎与检查筛分组一段破碎与检查筛分组成闭路流程，筛下为合格产品，筛上物返回与原矿一起破碎；成闭路流程，筛下为合格产品，筛上物返回与原矿一起破碎；(b)设预先筛分与破碎组成闭路流程设预先筛分与破碎组成闭路流程，原矿首先经过预先筛分，原矿首先经过预先筛分分出合格的细粒级，筛上物进入破碎机破碎后返回与原矿一分出合格的细粒级，筛上物进入破碎机破碎后返回与原矿一起进行筛分。目前烧结厂多采用起进行筛分。目前烧结厂多采用(a)流程破碎熔剂。我国烧结流程破碎熔剂。我国烧结厂的石灰石破碎大多在厂内进行，日本、美国和法国等国则厂的石灰石破碎大多在厂内进行，日本、美国和法国等国则多在矿山进行，破碎后的石灰石转运烧结厂料场。多在矿山进行，破碎后的石灰石转运烧结厂料场。燃料的破碎与筛分。燃料的破碎与筛分。烧结厂所用的固体燃料有碎焦和无烧结厂所用的固体燃料有碎焦和无烟煤烟煤，其破碎流程是根据进厂燃料粒度和性质来确定的。，其破碎流程是根据进厂燃料粒度和性质来确定的。当粒度小于当粒度小于25mm时可采用一段四辊破碎机开路破碎流程，时可采用一段四辊破碎机开路破碎流程，如果粒度大于如果粒度大于25mm，应考虑两段开路破碎流程。，应考虑两段开路破碎流程。我国烧我国烧结用煤或焦粉的来料都含有相当高的水分（大于结用煤或焦粉的来料都含有相当高的水分（大于10），），采用筛分作业时，筛孔易堵，降低筛分效率。因此，固体采用筛分作业时，筛孔易堵，降低筛分效率。因此，固体燃料破碎多不设筛分。燃料破碎多不设筛分。 四辊破碎机是破碎燃料的常用设备。四辊破碎机是破碎燃料的常用设备。当给料粒度小于当给料粒度小于25mm时，能一次破碎到时，能一次破碎到3mm以下，无需进行检查筛分。以下，无需进行检查筛分。当给料粒度大于当给料粒度大于25mm时，常用对辊破碎机作粗碎设备，时，常用对辊破碎机作粗碎设备，把固体燃料破碎到把固体燃料破碎到15mm后，再进入四辊破碎机碎至小于后，再进入四辊破碎机碎至小于3mm。 宝钢烧结用固体燃料为干熄焦，其含水低，不堵筛孔。宝钢烧结用固体燃料为干熄焦，其含水低，不堵筛孔。破碎采用设有预先筛分和检查筛分的两段破碎流程。第一破碎采用设有预先筛分和检查筛分的两段破碎流程。第一段由反击式破碎机与筛子组成闭路；第二段采用棒磨机，段由反击式破碎机与筛子组成闭路；第二段采用棒磨机，可减少过粉碎，但劳动条件较差。可减少过粉碎，但劳动条件较差。2. 配料配料(1)配料的目的和要求。烧结厂处理的原料种类繁多，配料的目的和要求。烧结厂处理的原料种类繁多，且物理化学性质差异也甚大。为使烧结矿的物理性能和且物理化学性质差异也甚大。为使烧结矿的物理性能和化学成分稳定，符合冶炼要求，同时使烧结料具有良好化学成分稳定，符合冶炼要求，同时使烧结料具有良好透气性以获得较高的烧结生产率，必须把不同成分的含透气性以获得较高的烧结生产率，必须把不同成分的含铁原料、熔剂和燃料等，根据烧结过程的要求和烧结矿铁原料、熔剂和燃料等，根据烧结过程的要求和烧结矿质量的要求进行精确的配料。质量的要求进行精确的配料。 烧结生产实践证明，烧结生产实践证明，配料发生偏差是影响烧结配料发生偏差是影响烧结过程正常进行和烧结矿产质量的重要因素。过程正常进行和烧结矿产质量的重要因素。固体燃固体燃料配入量波动料配入量波动02，会使烧结矿的强度和还原，会使烧结矿的强度和还原性受到影响，烧结矿的含铁量和碱度波动就会影响性受到影响，烧结矿的含铁量和碱度波动就会影响高炉炉温和造渣制度，严重时，会引发高炉悬料、高炉炉温和造渣制度，严重时，会引发高炉悬料、崩料现象。因此各国都非常重视烧结矿化学成分的崩料现象。因此各国都非常重视烧结矿化学成分的稳定性。我国要求稳定性。我国要求TFe0.5%0.1%，CaO/SiO20.050.10；日本要求；日本要求TFe0.30.4，CaO/SiO20.03，FeO0.1%，SiO20.2 %。 首先根据冶炼对烧结矿化学成分的要求进行配首先根据冶炼对烧结矿化学成分的要求进行配料计算，以保证烧结矿的含铁量、碱度、料计算，以保证烧结矿的含铁量、碱度、S含量、含量、FeO等主要成分控制在规定范围内，然后选择适当等主要成分控制在规定范围内，然后选择适当的配料方法袖设备，以保证配料的精确性。的配料方法袖设备，以保证配料的精确性。(2)配料方法。配料的精确性在很大程度上取决于所配料方法。配料的精确性在很大程度上取决于所采用的配料方法。目前有两种配料方法，即采用的配料方法。目前有两种配料方法，即容积配容积配料法和质量配料法料法和质量配料法。 容积配料。容积配料。假设物料堆积密度一定的情况下，借假设物料堆积密度一定的情况下，借助于给料设备控制其容积达到配料所要求的添加比例。助于给料设备控制其容积达到配料所要求的添加比例。为了增加其精确性，经常辅助以质量检查。为了增加其精确性，经常辅助以质量检查。 该法的优点是设备简单，操作方便，因此我国曾有该法的优点是设备简单，操作方便，因此我国曾有不少烧结厂采用此法。不少烧结厂采用此法。但由于物料的堆积密度随粒度和但由于物料的堆积密度随粒度和湿度等因素的变化而发生波动，致使配料产生较大误差湿度等因素的变化而发生波动，致使配料产生较大误差。为了提高容积配料的准确度，各烧结厂采取许多措施。为了提高容积配料的准确度，各烧结厂采取许多措施，如安装给料圆盘的中心与料仓中心应相吻合；保持料，如安装给料圆盘的中心与料仓中心应相吻合；保持料仓的料位在一定高度，且物料应均匀分布，严格控制物仓的料位在一定高度，且物料应均匀分布，严格控制物料粒度和水分波动等，基本上可满足烧结生产的要求。料粒度和水分波动等，基本上可满足烧结生产的要求。 由于容积配料法是靠入工调节圆盘给料机闸门开口度的大由于容积配料法是靠入工调节圆盘给料机闸门开口度的大小来控制料量的、准确度差，且调整时间长，对配料精确度影小来控制料量的、准确度差，且调整时间长，对配料精确度影响大，质量检查的劳动强度亦相当大，难于实现自动配料。因响大，质量检查的劳动强度亦相当大，难于实现自动配料。因此在质量严格管理的今天，此种配料方法已不能适应技术进步此在质量严格管理的今天，此种配料方法已不能适应技术进步和形势发展的要求。和形势发展的要求。 质量配料法。是按原料的质量来配料，它借助于电子质量配料法。是按原料的质量来配料，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。皮带秤和调速圆盘，通过自动调节系统来实现。 图图3-7为为质量配料系统控制图，由电子皮带秤给出称量质量配料系统控制图，由电子皮带秤给出称量皮带的瞬时料量信号，信号输入圆盘调整系统，调节部分根皮带的瞬时料量信号，信号输入圆盘调整系统，调节部分根据给定值和电子皮带秤测量值的偏差，通过自动调节圆盘转据给定值和电子皮带秤测量值的偏差，通过自动调节圆盘转速以达到给定的料量。速以达到给定的料量。与容积配料比较，质量法易实现自动与容积配料比较，质量法易实现自动配料，精确度高。生产实践证明，当负荷配料，精确度高。生产实践证明，当负荷50时，质量配时，质量配料法精确度为料法精确度为1.0，而容积配料法为，而容积配料法为5。我国近期新建的。我国近期新建的大型厂多采用质量配料法。大型厂多采用质量配料法。调节部分给定值偏差操作部分控制部分（圆盘给料机）（圆盘电机）调节器操作量外扰ItAI测量值I检出部分（电子皮带秤）控制量Qt图3-7 质量配料系量配料系统方方块图目前国外已有按化学成分配料法，此法是用目前国外已有按化学成分配料法，此法是用X射射线荧光分光分析析仪对原料原料进行化学成分分析，根据化学成分确定各种物料行化学成分分析，根据化学成分确定各种物料的最佳配比的最佳配比。烧结料的混合与制粒料的混合与制粒 混合作混合作业的目的有二，一是将配合料中的各的目的有二，一是将配合料中的各组分仔分仔细混混匀，从而得到匀，从而得到质量量较均匀的均匀的烧结矿；二是加水；二是加水润湿和制粒，湿和制粒，得到粒度适宜，具有良好透气性的得到粒度适宜，具有良好透气性的烧结混合料混合料。混合作混合作业一般采用两段式混合。两段混合是将配合料依次一般采用两段式混合。两段混合是将配合料依次在两台在两台设备上上进行。行。一次混合的一次混合的主要任主要任务是是加水加水润湿和混匀湿和混匀，使混合料中的水分、粒度及物料中各使混合料中的水分、粒度及物料中各组分均匀分布，当加入分均匀分布，当加入热返返矿时，它，它还可以将混合料可以将混合料预热。二次混合二次混合除有除有继续混匀混匀的作用外，的作用外，主要任主要任务是制粒是制粒，同，同时还可通入蒸气可通入蒸气预热混合料。混合料。加加强强混合混合过程中的制粒，使程中的制粒，使细粒物料黏附在粒物料黏附在该粒子上，形成粒子上，形成粒度大小一定的粒子，可改善粒度大小一定的粒子，可改善烧结料料层的透气性，的透气性，获得得较高高的的烧结生生产率。率。混合作混合作业大都采用大都采用圆筒混合机，筒混合机，图3-8是二次混合室是二次混合室圆筒混筒混合机配置示意合机配置示意图。图3-8 二次混合室二次混合室圆筒筒混合机配置示意混合机配置示意图（尺（尺寸寸单位：位：mm，高程，高程单位：位：m）1进料皮带；2圆筒；3偏车2影响混合料制粒的因素影响混合料制粒的因素(1)原料的性质。对烧结料混合制粒过程有影响是矿物的润原料的性质。对烧结料混合制粒过程有影响是矿物的润湿性、粒度与粒度组成和颗粒的形状等。湿性、粒度与粒度组成和颗粒的形状等。 在混合制粒过程中，依靠颗粒间的毛细水作用，使粒在混合制粒过程中，依靠颗粒间的毛细水作用，使粒子相互聚集成小球，易润湿的矿物在颗粒间形成的毛细力强、子相互聚集成小球，易润湿的矿物在颗粒间形成的毛细力强、制粒性能好。铁矿物的制粒性能依次是褐铁矿、赤铁矿、磁制粒性能好。铁矿物的制粒性能依次是褐铁矿、赤铁矿、磁铁矿，含泥质的铁矿物易成球。铁矿，含泥质的铁矿物易成球。 对烧结混合料制粒小球的结构研究表明，球粒一般是对烧结混合料制粒小球的结构研究表明，球粒一般是由核颗粒和黏附细粒组成，称之为由核颗粒和黏附细粒组成，称之为“准颗粒准颗粒”。“准颗粒准颗粒”的形成条件与粒度组成有密切关系。早期的研究是以小于的形成条件与粒度组成有密切关系。早期的研究是以小于0.2mm颗粒作为黏附细粒，大于颗粒作为黏附细粒，大于0.7mm作为核颗粒。理想作为核颗粒。理想的为的为13mm作核，作核，0.251.0mm的中间颗粒难于粒化，越的中间颗粒难于粒化，越少越好。对于铁精矿烧结，配加一定数量的返矿作核颗粒，少越好。对于铁精矿烧结，配加一定数量的返矿作核颗粒，要求返矿粒度上限最好控制在要求返矿粒度上限最好控制在56mm以下。以下。 此外，在粒度相同的情况下，多棱角和形状不规则的颗此外，在粒度相同的情况下，多棱角和形状不规则的颗料比球形表面光滑的颗粒易成球，且制粒小球的强度高。料比球形表面光滑的颗粒易成球，且制粒小球的强度高。(2) 加水量及加水方式。添加到混合料中的水量对混合料加水量及加水方式。添加到混合料中的水量对混合料成球及透气性有很大影响，不同混合料适宜加水量也不一成球及透气性有很大影响，不同混合料适宜加水量也不一样。图样。图3-9是有效制粒水与混合料制粒矿物资源加工技术是有效制粒水与混合料制粒矿物资源加工技术与设备后的平均粒径、透气性之间关系。两种不同的铁精与设备后的平均粒径、透气性之间关系。两种不同的铁精矿在这一制粒区呈现相同规律，确立了有效制粒水与制粒矿在这一制粒区呈现相同规律，确立了有效制粒水与制粒过程的关系，其制粒效果是受水的添加量制约的。过程的关系，其制粒效果是受水的添加量制约的。图3-9 制粒水与粒度、透气性关系制粒水与粒度、透气性关系 研究表明，细粒粉状物料的制粒，是从粒子被水润湿并形研究表明，细粒粉状物料的制粒，是从粒子被水润湿并形成足够的毛细力后才开始的。水对烧结混合料制粒过程的作用成足够的毛细力后才开始的。水对烧结混合料制粒过程的作用可区分为三个阶段。可区分为三个阶段。 在低水量区（在低水量区（），由于添加水被粒子表面吸附，还未能形），由于添加水被粒子表面吸附，还未能形成一定的毛细力，也就不可能有足够力使散状物料聚集成球粒。成一定的毛细力，也就不可能有足够力使散状物料聚集成球粒。烧结料层透气性停留在低水平上，烧结过程无法进行。烧结料层透气性停留在低水平上，烧结过程无法进行。 随着水量增加，粒子间开始充填毛细水，在毛细力作用下，随着水量增加，粒子间开始充填毛细水，在毛细力作用下，细粒粉末开始黏附在核粒子上形成黏附层，并不断长大形成准细粒粉末开始黏附在核粒子上形成黏附层，并不断长大形成准颗粒。这为制粒区（颗粒。这为制粒区（），制粒区所需水量为有效制粒水），制粒区所需水量为有效制粒水(混合混合料总水分去除吸湿水后的剩余部分料总水分去除吸湿水后的剩余部分)。烧结混合料制粒在很大程。烧结混合料制粒在很大程度上受有效水影响。度上受有效水影响。 当水量继续增加时，过剩的水填满小球粒之间的孔隙，小当水量继续增加时，过剩的水填满小球粒之间的孔隙，小球粒将会发生变形和兼并，使料层孔隙率下降，透气性恶化，球粒将会发生变形和兼并，使料层孔隙率下降，透气性恶化，这是烧结不希望的过湿区（这是烧结不希望的过湿区（）。）。 加水方式是提高制粒效果的重要措施之一。加水方式是提高制粒效果的重要措施之一。一次混合一次混合的目的在于混匀，应在沿混合机长度方向均匀加水，加水量的目的在于混匀，应在沿混合机长度方向均匀加水，加水量占总水量的占总水量的8090。二次混合的主要作用是强化制粒、。二次混合的主要作用是强化制粒、加水量仅为加水量仅为1020。分段加水法能有效提高二次混合作分段加水法能有效提高二次混合作业的制粒效果，通常在给料端用喷射流水，使形成小球核，业的制粒效果，通常在给料端用喷射流水，使形成小球核，继而用高压雾状水，加速小球长大，距排料端继而用高压雾状水，加速小球长大，距排料端1m左右停止加左右停止加水，小球粒紧密、坚固。前苏联南方采选公司二次混合采用水，小球粒紧密、坚固。前苏联南方采选公司二次混合采用分段加水后，混合料小于分段加水后，混合料小于1.6mm，降低了，降低了17，透气性提高，透气性提高了了15。某些烧结厂混合机的加水管改成渐开式，给水时采。某些烧结厂混合机的加水管改成渐开式，给水时采用高压空气，改善水的雾化，提高了制粒效果。用高压空气，改善水的雾化，提高了制粒效果。 (3)混合时间。为了保证烧结料的混匀和制粒效果，混合混合时间。为了保证烧结料的混匀和制粒效果，混合过程应有足够的时间。过程应有足够的时间。20世纪世纪70年代初以前，世界各国的混年代初以前，世界各国的混合制粒时间大部分为合制粒时间大部分为2.53.5min，即一次混合，即一次混合1min，二次，二次混合混合1.52.5min。国外最近新建厂则大都把混合时间延长至。国外最近新建厂则大都把混合时间延长至4.5-5min或更长，生产实践证明混合制粒时间在或更长，生产实践证明混合制粒时间在5min之前效之前效果最明显。但日本釜石厂的混合时间长达果最明显。但日本釜石厂的混合时间长达9min。混合作混合作业大都采用大都采用圆筒混合机，其混合筒混合机，其混合时间可按式可按式(3-1)计算。算。 式中：式中：t为混合混合时间，min；L为混合机混合机长度，度，m；为料流速度，m/s，。代入则得 式中：式中：R为圆筒混合机半径，筒混合机半径，m；n行行为圆筒混合机筒混合机转速，速，rmin；为圆筒混合机筒混合机倾角。角。由式由式(3-2)可以看出，混合可以看出，混合时间与混合机与混合机长度、度、转速和速和倾角有关。角有关。增加混合机的增加混合机的长度，无疑可延度，无疑可延长混合制粒混合制粒时间，有利于混匀和制，有利于混匀和制粒。与粒。与烧结机大型化配套，目前机大型化配套，目前圆筒混合机也向大型化筒混合机也向大型化发展，直径展，直径已达已达45m，长度度为2126m不等。不等。混合机混合机转速决定着物料在速决定着物料在圆筒内的运筒内的运动状状态。计算表明，混合机算表明，混合机的的临界界转速速为(4)混合机的充填率。充填率是以混合料在圆筒中所占混合机的充填率。充填率是以混合料在圆筒中所占体积来表示。充填率过小时，产量低，且物料相互间作用体积来表示。充填率过小时，产量低，且物料相互间作用力小，对混匀制粒不利，充填率过大，在混合时间不变时，力小，对混匀制粒不利，充填率过大，在混合时间不变时，能提高产量，但由于料层增厚，物料运动受到限制和破坏，能提高产量，但由于料层增厚，物料运动受到限制和破坏，对混匀制粒也不利。一般认为一次混合机的充填率为对混匀制粒也不利。一般认为一次混合机的充填率为15左右，而二次混合比一次混合的充填率要低些。左右，而二次混合比一次混合的充填率要低些。(5)添加物。生产实践表明，往烧结料中添加生石灰、添加物。生产实践表明，往烧结料中添加生石灰、消石灰、皂土等，能有效提高烧结混合料的制粒效果，改消石灰、皂土等，能有效提高烧结混合料的制粒效果，改善料层透气性。此外，近期国内外研究有机添加物应用于善料层透气性。此外，近期国内外研究有机添加物应用于强化烧结混合料制粒也取得明显效果，包括腐殖酸类、聚强化烧结混合料制粒也取得明显效果，包括腐殖酸类、聚丙烯酸酯类、甲基纤维素类等。丙烯酸酯类、甲基纤维素类等。一次混合机。一次混合机转速速为临界界转速速0.20.3倍；二次混合机倍；二次混合机转速速为临界界转速的速的0.250.35倍。混合机的倍。混合机的倾角决定着角决定着物料在机内停留物料在机内停留时间，一次混合机其，一次混合机其倾角在角在2.5。4。之之间，二次混合机，二次混合机倾角角应不大于不大于2.5。混合料混合料烧结烧结作作业是是烧结生生产工工艺的中心的中心环节，是，是检验并反并反映上述工映上述工艺质量的一个工序，也是量的一个工序，也是烧结生生产最最终产品品的工序。的工序。图3-10为带式式烧结机和点火器。机和点火器。图3-10 带式式烧结机和点火器机和点火器 采用带式烧结机抽风烧结时，其工作过程如下：采用带式烧结机抽风烧结时，其工作过程如下：当空台车运行到烧结机头部的布料机下面时，铺底料和当空台车运行到烧结机头部的布料机下面时，铺底料和烧结混合料依次装在台车上，经过点火器时混合料中的烧结混合料依次装在台车上，经过点火器时混合料中的固体燃料被点燃，与此同时，台车下部的真空室开始抽固体燃料被点燃，与此同时，台车下部的真空室开始抽风，使烧结过程自上而下地进行，控制台车速度，保证风，使烧结过程自上而下地进行，控制台车速度，保证台车到达机尾时，全部料都已烧结完毕，粉状物料变成台车到达机尾时，全部料都已烧结完毕，粉状物料变成块状的烧结矿。块状的烧结矿。当台车从机尾进入弯道时，烧结矿被卸当台车从机尾进入弯道时，烧结矿被卸下来。空台车靠自重或尾部星轮驱动，沿下轨道回到烧下来。空台车靠自重或尾部星轮驱动，沿下轨道回到烧结机头部，在头部星轮作用下，空台车被提升到上部轨结机头部，在头部星轮作用下，空台车被提升到上部轨道，又重复布料、点火、烧结、卸矿工艺环节。道，又重复布料、点火、烧结、卸矿工艺环节。1. 布料布料(1)铺底料。首先往烧结台车的链条上铺上一层铺底料。首先往烧结台车的链条上铺上一层1025mm的烧结矿作铺底料，其厚度约的烧结矿作铺底料，其厚度约30mm。然后再在。然后再在其上布烧结混合料。表其上布烧结混合料。表3-1所列指标表明，采用铺底料工所列指标表明，采用铺底料工艺，烧结机利用系数提高，且质量也有所改善。艺，烧结机利用系数提高，且质量也有所改善。条件条件利用系利用系数数/t(m2h)混合料中混合料中+2.5mm含量含量/%(二混二混后后)热返返矿中中3mm含含量量/%转鼓鼓指数指数(+3mm)/%烧结矿筛分分指数指数/%返返矿残残碳碳/%有有铺底料底料1.201.4047.08.73809.100.95无无铺底料底料1.141.2236.547.0777911.930.28表表3-1 有有铺底料与无底料与无铺底科主要底科主要烧结技技术指指标铺底料的主要作用有：铺底料的主要作用有：可防止烧结时燃烧带的高温与可防止烧结时燃烧带的高温与篦条直接接触，保护篦条延长使用寿命，而且还可以防止篦条直接接触，保护篦条延长使用寿命，而且还可以防止烧结矿粘篦条、减少散料改善环境；烧结矿粘篦条、减少散料改善环境；有过滤层作用，可有过滤层作用，可防止细粒粉进入烟道气，减少烟气中的灰尘含量，可延长防止细粒粉进入烟道气，减少烟气中的灰尘含量，可延长风机转子使用寿命；风机转子使用寿命；保持有效抽风面积，使气流分布均保持有效抽风面积，使气流分布均匀，改善烧结过程的真空制度。匀，改善烧结过程的真空制度。(2)烧结料布料。烧结混合料布在铺底料的上面，布料时烧结料布料。烧结混合料布在铺底料的上面，布料时要求烧结混合料的粒度、化学组成及水等沿台车宽度均匀要求烧结混合料的粒度、化学组成及水等沿台车宽度均匀分布，料面平整，并保持料层具有均一的良好的透气性；分布，料面平整，并保持料层具有均一的良好的透气性；另一方面，烧结混合料的粒度较粗，在另一方面，烧结混合料的粒度较粗，在110mm之间，对之间，对于烧结过程而言，布料时产生一定的偏折是有好处的，即于烧结过程而言，布料时产生一定的偏折是有好处的，即沿料层高度其粒度自上而下逐渐变粗，碳的分布自上而下沿料层高度其粒度自上而下逐渐变粗，碳的分布自上而下减少，可改善料层的气体动力学特性和热制度，提高烧结减少，可改善料层的气体动力学特性和热制度，提高烧结矿质量。矿质量。布料的好坏，在很大程度上取决于布料装置。布料的好坏，在很大程度上取决于布料装置。典型的典型的烧结机机布料系布料系统是由是由圆辊布料机和反射板布料机和反射板经由下料溜槽由下料溜槽组成成（图3-11）。由）。由圆辊布料机将下布料机将下矿漏斗的漏斗的烧结混合料混合料给到反射板下到反射板下矿溜槽后溜槽后进入台入台车上。上。给料量通料量通过调节闸门和和圆辊转速，粒速，粒度偏析主要取决于溜槽度偏析主要取决于溜槽倾角，故溜槽角，故溜槽倾角是可角是可调的。的。图3-11 烧结布料装置（尺寸布料装置（尺寸单位：位：mm）近年来，国外许多烧结厂对布料技术进行了不少改进，使其满足近年来，国外许多烧结厂对布料技术进行了不少改进，使其满足布料的填充密度及料层结构的合理性、稳定性和化学成分的均匀布料的填充密度及料层结构的合理性、稳定性和化学成分的均匀性。性。日本新日铁公司在生产上采用两套新型布料装置。一是该公司君日本新日铁公司在生产上采用两套新型布料装置。一是该公司君津和广烟厂的条筛和溜槽布料装置，条筛上的棒条横跨烧结机整津和广烟厂的条筛和溜槽布料装置，条筛上的棒条横跨烧结机整个宽度，混合料的粗粒从棒条上通过，然后落向篦条，从而形成个宽度，混合料的粗粒从棒条上通过，然后落向篦条，从而形成上细下粗的偏析；另一种是八幡厂的格筛式布料装置（上细下粗的偏析；另一种是八幡厂的格筛式布料装置（IFF），筛），筛棒自起点成三层散开，棒间距离逐渐增大，每条筛棒各自作旋转棒自起点成三层散开，棒间距离逐渐增大，每条筛棒各自作旋转运动，以防止物料堆积在筛面上。这种首先是较大粗颗粒落在篦运动，以防止物料堆积在筛面上。这种首先是较大粗颗粒落在篦条上，随后布料的粒度就愈来愈小。条上，随后布料的粒度就愈来愈小。为了改善料层透气性，国内外一些为了改善料层透气性，国内外一些烧结厂采用烧结厂采用松料措施松料措施，比较普遍的在比较普遍的在反射板下边，在料中部的位置上沿水反射板下边，在料中部的位置上沿水平方向安装一排或多排由平方向安装一排或多排由3040mm钢管，称之为钢管，称之为“透气棒透气棒”。钢管间距。钢管间距离为离为150200mm，铺料时钢管被埋，铺料时钢管被埋上，当台车离开布料器时，那些透气上，当台车离开布料器时，那些透气棒原来所占的空间被腾空，料层形成棒原来所占的空间被腾空，料层形成一排排透气孔带，改善料层透气性。一排排透气孔带，改善料层透气性。图图3-12是装有透气棒的神户加古川烧是装有透气棒的神户加古川烧结厂布料系统设备示意图结厂布料系统设备示意图。图3-12 安装透气棒的布料装置安装透气棒的布料装置在我国自在我国自1979年乌鲁木齐钢铁厂成功使用这一年乌鲁木齐钢铁厂成功使用这一技术后，首钢、西林钢铁厂、梅山冶金公司、技术后，首钢、西林钢铁厂、梅山冶金公司、宝钢等烧结厂先后使用了水平松料器，均取了宝钢等烧结厂先后使用了水平松料器，均取了使料层升高、产量提高使料层升高、产量提高 能耗下降的良好效果。能耗下降的良好效果。如西林钢铁厂，料高从如西林钢铁厂，料高从250mm增加到增加到320mm，利用系数从，利用系数从1.12提高到提高到1.35t(m2h)，燃料，燃料耗下降了耗下降了5kg/t烧结矿。宝钢应用后，产量增加烧结矿。宝钢应用后，产量增加3.8%，转鼓强度提高了，转鼓强度提高了2.3%，焦粉降低了，焦粉降低了1.04kg/t烧结矿。烧结矿。2. 烧结点火与保温烧结点火与保温(1)点火目的与要求。点火的目的是供给混合料表层以足够的热量，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的高温烟气作用下干燥、脱碳和烧结，并借助于抽风使烧结过程自上而下进行。点火好坏直接影响烧结过程的正常进行和烧结矿质量。为此，烧结点火应满足如下要求：有足够高的点火温度；有一定的点火时间；适宜的点火负压；点火烟气中氧含量充足；沿台车宽度方向点火要均匀。(2)影响点火过程的主要因素。主要有以下3方面的影响。点火时间与点火温度的影响。为了点燃混合料中的碳，必须将混合中的碳加热到其燃点以上，因此点火火焰必须向碳提供足够的热量。 对点火温度与点火时间关系的研究曲线表明，点火温度一对点火温度与点火时间关系的研究曲线表明，点火温度一定时，相应的点火时间也有一个定值，才能确保表层烧结定时，相应的点火时间也有一个定值，才能确保表层烧结料有足够热量使烧结过程正常进行。料有足够热量使烧结过程正常进行。延长点火时间，虽然延长点火时间，虽然可使烧结料得到更多热量，这对提高表层烧结矿的强度和可使烧结料得到更多热量，这对提高表层烧结矿的强度和成品率有利，但同时也会增加点火燃料消耗。这种办法对成品率有利，但同时也会增加点火燃料消耗。这种办法对料层较薄时有一定的积极作用，现在烧结料层高度有了很料层较薄时有一定的积极作用，现在烧结料层高度有了很大大提高，提高，表层烧结矿所占整个烧结料层的比例很小。因此，表层烧结矿所占整个烧结料层的比例很小。因此，采用延长点火时间和增设保温段来改善烧结矿质量的方法采用延长点火时间和增设保温段来改善烧结矿质量的方法也就不那么重要了。也就不那么重要了。 若提高点火温度，点火时间可相应缩短，目前国内外研若提高点火温度，点火时间可相应缩短，目前国内外研制的许多新型点火器，都是采用集中火焰点火，可以有效制的许多新型点火器，都是采用集中火焰点火，可以有效地使表层混合料在较短时间内获得足够热量，而且还可以地使表层混合料在较短时间内获得足够热量，而且还可以降低点火燃耗。降低点火燃耗。点火强度的影响。所谓点火强度是指单位面积上的混合点火强度的影响。所谓点火强度是指单位面积上的混合料在点火过程中所需供给的热量或燃烧的煤气量。料在点火过程中所需供给的热量或燃烧的煤气量。烟气含氧量的影响。烟气中含有足够的氧可保证混合料烟气含氧量的影响。烟气中含有足够的氧可保证混合料表层的固体燃料充分燃烧，这不但可以提高燃料利用率，表层的固体燃料充分燃烧，这不但可以提高燃料利用率，而且也可提高表层烧结的质量。假若烟气中的含氧量不足，而且也可提高表层烧结的质量。假若烟气中的含氧量不足，固体燃料燃烧推迟，一方面会使表层供热不足，另一方面固体燃料燃烧推迟，一方面会使表层供热不足，另一方面会影响垂直烧结速度，产量下降。根据前苏联经验，当点会影响垂直烧结速度，产量下降。根据前苏联经验，当点火烟气中的氧含量为火烟气中的氧含量为13%时，固体燃料的利用率与混合料时，固体燃料的利用率与混合料在大气中烧结时相同。在氧含量为在大气中烧结时相同。在氧含量为313的范围内，点的范围内，点火烟气增加火烟气增加1的氧，烧结机利用系数提高的氧，烧结机利用系数提高0.5，燃料消，燃料消耗降低耗降低0.3kg/t烧结矿。根据烧结矿。根据卡帕林的计算不同固体燃料卡帕林的计算不同固体燃料单耗的条件下，碳完全燃烧所需的点火烟气中最低氧含量单耗的条件下，碳完全燃烧所需的点火烟气中最低氧含量时表明，当燃料单耗时表明，当燃料单耗40 kg/t烧结矿和成品率为烧结矿和成品率为67时，最时，最低氧含量为低氧含量为8.1，当燃料单耗为，当燃料单耗为67 kg/t烧结矿和成品率为烧结矿和成品率为60时，点火烟气中的氧含量不应低于时，点火烟气中的氧含量不应低于12.2。提高点火。提高点火烟气中的氧含量的主要措施是：烟气中的氧含量的主要措施是： 这这不但可节省燃料，而且也是提高烟气氧浓度的方法。不但可节省燃料，而且也是提高烟气氧浓度的方法。前苏联的生产经验表明，利用前苏联的生产经验表明，利用300的冷却机废气助燃点的冷却机废气助燃点火，可提高氧含量火，可提高氧含量2%，并可减少天然气或焦炉煤气，并可减少天然气或焦炉煤气17%，高炉煤气，高炉煤气6.6%，降低固体燃耗，降低固体燃耗0.50.7 kJ/t烧结矿，同烧结矿，同时增产时增产0.6%0.8%。利用预热空气助燃利用预热空气助燃 增加燃烧时的过剩空气量增加燃烧时的过剩空气量 采用富氧空气点火采用富氧空气点火 无论对高热值煤气或热值较低的无论对高热值煤气或热值较低的煤气，富氧点火都是提高烟气氧含量的重要措施，点煤气，富氧点火都是提高烟气氧含量的重要措施，点火烟气中含氧量增加到火烟气中含氧量增加到910，氧消耗为，氧消耗为3.5m3/t烧结矿，烧结矿生产率可提高烧结矿，烧结矿生产率可提高2.54.5，固体燃，固体燃耗可降低耗可降低10 kJ/t烧结矿。但是采用富氧空气费用高，烧结矿。但是采用富氧空气费用高，而且氧气供应困难。而且氧气供应困难。(3)点火技术的改进。我国采用厚料层烧结工艺，点火技术的改进。我国采用厚料层烧结工艺，20世纪世纪50年代所建的年代所建的 烧结机点火器大都使用烧结机点火器大都使用DWI环环缝低压涡流烧嘴，已不能适应了。缝低压涡流烧嘴，已不能适应了。自自20世纪世纪70年代后期着手新型点火器研究，点火燃年代后期着手新型点火器研究，点火燃耗大幅度降低。点火耗燃从耗大幅度降低。点火耗燃从20世纪世纪70年代中期每吨烧年代中期每吨烧结矿消耗的结矿消耗的418.7MJ，到，到1985年全国重点企业已降至年全国重点企业已降至242.8MJ。1990年为年为164MJ，武钢，武钢90m2烧结机的点火烧结机的点火燃耗仅为燃耗仅为56MJ。而国外的先进水平每吨烧结矿的燃料。而国外的先进水平每吨烧结矿的燃料单耗已降至单耗已降至40MJ以下。日本千叶厂使用线式烧嘴后又以下。日本千叶厂使用线式烧嘴后又创造了点火燃耗创造了点火燃耗12.5MJ的先进水平。的先进水平。 近年来国内外烧结点火技术进步表现在：采用高效低燃耗近年来国内外烧结点火技术进步表现在：采用高效低燃耗的点火器、选择合理的点火参数、合理组织燃料燃烧。的点火器、选择合理的点火参数、合理组织燃料燃烧。 高效低燃耗点火器的特点：高效低燃耗点火器的特点：采用集中火焰直接点火技采用集中火焰直接点火技术，缩短点火器长度，降低点火强度，通常为术，缩短点火器长度，降低点火强度，通常为2958.6MJ/(m2min)；使用高效率的烧嘴，缩短火焰长度，使用高效率的烧嘴，缩短火焰长度，降低炉膛高度降低炉膛高度(400500mm)，点火器容积缩小，热损失，点火器容积缩小，热损失减少；减少；降低点火风箱的负压，避免冷空气吸入，沿台车降低点火风箱的负压，避免冷空气吸入，沿台车宽度方向的温度分布更加均匀。宽度方向的温度分布更加均匀。(4)各种新型点火各种新型点火烧嘴，下面介嘴，下面介绍常用的常用的5种种烧嘴。嘴。川崎川崎线形多孔式形多孔式烧嘴。嘴。烧嘴嘴结构构简图如如图3-13所示，属所示，属扩散燃散燃烧型型烧嘴。它嘴。它实际上是一根双上是一根双层套管，内管送煤气，外管套管，内管送煤气，外管送空气，管套上有几百个直径小于送空气，管套上有几百个直径小于l0mm的的喷口，沿台口，沿台车宽度方度方向成直向成直线排列。空气与煤气成射流状直角相交，燃排列。空气与煤气成射流状直角相交，燃烧效率高，效率高，火焰火焰长度度为400mm，每吨，每吨烧结矿的点火燃耗已降至的点火燃耗已降至1825MJ。住友多住友多缝式式烧嘴。嘴。烧嘴嘴结构构简图如如图3-14所示。所示。为两段燃两段燃烧多多喷口口扩散型散型烧嘴，助燃空气分一次和二次，空气与煤气比嘴，助燃空气分一次和二次，空气与煤气比可在可在0.63.0之之间变动，火焰，火焰长度度为可可调节的的连续扁平火焰，火扁平火焰，火焰焰长度度400mm，烧嘴嘴缝宽度大于度大于4.5mm，司防止堵塞。燃，司防止堵塞。燃烧效效率高，每吨率高，每吨烧结矿点火燃耗已降至点火燃耗已降至2028MJ。图3-13 川崎川崎线形多孔式形多孔式烧嘴嘴图3-14 住友多住友多缝式式烧嘴嘴新日新日铁面燃面燃烧式式烧嘴。嘴。标准型面燃准型面燃烧式式烧嘴嘴结构构见图8-23，它属，它属预混式混式烧嘴，嘴，烧嘴由嘴由预混器和透气性面板混器和透气性面板组成。焦炉煤气与空气成。焦炉煤气与空气预先在混合器内混合、均先在混合器内混合、均压，混，混合气流合气流经烧嘴和三嘴和三维交叉的多孔燃交叉的多孔燃烧面板（用陶瓷或合面板（用陶瓷或合金制作，孔隙率金制作，孔隙率90，孔径，孔径为1.8mm）。）。喷口呈口呈缝隙状，隙状，间隙隙为6mm，火焰成，火焰成带状，并在台状，并在台车料面上均匀分布，料面上均匀分布，火焰短，燃火焰短，燃烧效率高，每吨效率高，每吨烧结矿的点火燃耗已降至的点火燃耗已降至915MJ。多多缝式混合型式混合型烧嘴。我国的点火技嘴。我国的点火技术借借鉴日本先日本先进经验，研制了研制了许多多节能型的点火器，比能型的点火器，比较有代表性的是混合型有代表性的是混合型烧嘴嘴和幕帘式和幕帘式烧嘴。混合型嘴。混合型烧嘴的嘴的结构构简图见图3-15所示，在所示，在烧嘴嘴轴向安装旋流片，形成向安装旋流片，形成强强烈的空气旋流，提高了空气与煤烈的空气旋流，提高了空气与煤气的气的预混效果，通入二次空气，有利于煤气完全燃混效果，通入二次空气，有利于煤气完全燃烧，使燃，使燃烧火焰火焰长度度缩短、当改短、当改变一次空气和二次空气的比例，可一次空气和二次空气的比例，可调节火焰火焰长度和火焰温度，与旧式点火器比度和火焰温度，与旧式点火器比较可可节省煤气省煤气40。 武武钢、重、重钢、水、水钢等等烧结厂先后采用多厂先后采用多缝式混合型式混合型烧嘴点嘴点火器，它是将十多个小型火器，它是将十多个小型烧嘴沿嘴沿烧结机机宽度方向等距离密集度方向等距离密集排列，各个排列，各个烧嘴嘴喷出口相互出口相互连通，形成一个狭通，形成一个狭长梯形通道，梯形通道，喷出的混合气体成射流出的混合气体成射流扩展，便形成一个均匀的展，便形成一个均匀的连续喷射流，射流，其断面其断面为一条一条连续带状火焰。状火焰。这种种烧嘴的混合性能好，燃嘴的混合性能好，燃烧稳定性好，可在很低的空气定性好，可在很低的空气过剩系数下达到完全燃剩系数下达到完全燃烧。武。武钢二二烧采用多采用多缝式混合型式混合型烧嘴后的点火燃耗嘴后的点火燃耗为56MJ/t烧结矿。图3-16 混合型混合型烧嘴（尺寸嘴（尺寸单位：位：mm）1煤气管；煤气管；2空气管；空气管；3煤气煤气喷口；口；4混合物混合物喷口；口；5空气旋流器空气旋流器幕帘式幕帘式烧嘴。嘴。这也是一种采用二次混合的外混式也是一种采用二次混合的外混式烧嘴。点火嘴。点火烧嘴采用嘴采用一次空气一次空气预混，二次空气完全燃混，二次空气完全燃烧，火焰，火焰长度可借二次空气与一次空气的度可借二次空气与一次空气的比例比例进行行调节，控制火焰高温区在料面上。，控制火焰高温区在料面上。为使火焰均匀地使火焰均匀地铺在料在料层上，上，将将烧嘴嘴设计成成许多小多小烧嘴，嘴，组成一排火嘴通道，两成一排火嘴通道，两边各留一条二次各留一条二次风窄窄缝，形成幕帘式火焰。梅山形成幕帘式火焰。梅山烧结厂使用幕帘式厂使用幕帘式烧嘴，点火燃料消耗嘴，点火燃料消耗为83MJ/t烧结矿。图3-15 标准型面燃准型面燃烧式式烧嘴嘴 3. 烧结(1)烧结过程。程。烧结混合料点火后，混合料点火后，在抽入的空气在抽入的空气作用下，混合料中的燃料燃作用下，混合料中的燃料燃烧，随着，随着烧结过程的程的进行，燃行，燃烧带逐逐渐下移，自上而下完成混合料的下移，自上而下完成混合料的烧结。对正在正在烧结的台的台车进行解剖，行解剖，烧结各各带及其主要反及其主要反应如如图3-17所示。由于冷所示。由于冷风从料从料层上部上部进入，因此入，因此在燃在燃烧带的上部形成的上部形成烧结矿带，在燃，在燃烧带的下部依的下部依次次为干燥干燥预热带、过湿湿带和原始料和原始料带。图3-17 烧结过程的解剖程的解剖1烧结盘；烧结盘； 2炉篦；炉篦； 3废气出口；废气出口； 4煤气点火器；煤气点火器； 5铺底料铺底料烧结矿带，即成矿带。烧结矿带，即成矿带。主要反应是液相凝结，矿物析晶，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，预热空气，此带表层强度较差，其原因是：其原因是：(a)烧结温度低。烧结温度低。(b)受空气剧冷作用，表层矿物来不及析晶，玻璃质较多，内受空气剧冷作用，表层矿物来不及析晶，玻璃质较多，内应力很大，所以性脆，在烧结机卸矿端被击碎而进入返矿。应力很大，所以性脆，在烧结机卸矿端被击碎而进入返矿。表层厚度一般为表层厚度一般为1050mm，只有在烧结机点火器采取保温措，只有在烧结机点火器采取保温措施才能改善其表层强度。近年来由于烧结采用高料层作业，施才能改善其表层强度。近年来由于烧结采用高料层作业，表层所占比例相对减少，它对烧结矿强度总体影响较少，为表层所占比例相对减少，它对烧结矿强度总体影响较少，为了节约煤气，已不用保温了。了节约煤气，已不用保温了。燃烧带，即烧结带。该带是燃料燃烧带，温度可达燃烧带，即烧结带。该带是燃料燃烧带，温度可达11001500。此处混合料软化、熔融及液相开成。该层厚。此处混合料软化、熔融及液相开成。该层厚度为度为1550mm。此带对烧结过程产量及质量影响很大。该带此带对烧结过程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；过窄烧结温度低，液过宽会影响料层透气性，导致产量低；过窄烧结温度低，液相量不足，烧结矿黏结不好，强度低。该层的宽窄受燃料粒相量不足，烧结矿黏结不好，强度低。该层的宽窄受燃料粒度、抽风量的影响。度、抽风量的影响。预热干燥带，主要过程是干燥与预热。该带预热干燥带，主要过程是干燥与预热。该带特点是热交换迅速，由于热交换剧烈，废气温特点是热交换迅速，由于热交换剧烈，废气温度很快从度很快从1500下降到下降到6070。此带主要反。此带主要反应是水分蒸发，结晶水及石灰石分解，矿石氧应是水分蒸发，结晶水及石灰石分解，矿石氧化还原以及固相反应等，该带宽度一般在化还原以及固相反应等，该带宽度一般在2040mm。水份冷凝带。即过温带，因为上层高温废气中带水份冷凝带。即过温带，因为上层高温废气中带入较多的水汽，进入下层冷料时水份析出而形成水入较多的水汽，进入下层冷料时水份析出而形成水分冷凝带。该带影响烧结透气性，破坏已造好的混分冷凝带。该带影响烧结透气性，破坏已造好的混合料小球，解决的办法是预热混合料。合料小球，解决的办法是预热混合料。（2）烧结主要工艺参数选择。影响烧结过程的工艺因素很多，）烧结主要工艺参数选择。影响烧结过程的工艺因素很多，合理选择烧结工艺参数，与烧结产质量提高有密切联系。下面主合理选择烧结工艺参数，与烧结产质量提高有密切联系。下面主要讨论风量、风压、料高及返矿对烧结的影响。要讨论风量、风压、料高及返矿对烧结的影响。风量与负压。国内外烧结生产实践证明，在一定范围内增加风量与负压。国内外烧结生产实践证明，在一定范围内增加单位烧结面积的风量，能有效地提高烧结矿的产质量。目前在烧单位烧结面积的风量，能有效地提高烧结矿的产质量。目前在烧结风量与负压的选择有如下几种情况。结风量与负压的选择有如下几种情况。大风量高负压烧结大风量高负压烧结20世纪世纪70年代以来，国外一些烧结厂在不断年代以来，国外一些烧结厂在不断强化烧结过程的基础上，采用高负压大风量，以满足进一步提高强化烧结过程的基础上，采用高负压大风量，以满足进一步提高烧结料层厚度的要求。单位烧结面积的风量一般高达烧结料层厚度的要求。单位烧结面积的风量一般高达85100m3/(m2min)，主风机的抽风负压为，主风机的抽风负压为14.217.1kPa。有的。有的高达高达19.6kPa以上，首钢以上，首钢2#、3#烧结机对比试验表明，单位烧结烧结机对比试验表明，单位烧结面积风量分别为面积风量分别为80和和100m。(m min)时，烧结机利用系数提高时，烧结机利用系数提高34。 一般说在料高一定的条件下，提高负压伴随着一般说在料高一定的条件下，提高负压伴随着风量增加，烧结利用系数提高，但烧结矿强度风量增加，烧结利用系数提高，但烧结矿强度有所下降。若风量一定，随负压和料层高度的有所下降。若风量一定，随负压和料层高度的增加，利用系数几乎为一常数，烧结矿强度提增加，利用系数几乎为一常数，烧结矿强度提高。高。 根据生产实践和实验室测定结果，烧结风量根据生产实践和实验室测定结果，烧结风量与负压、垂直烧结速度和单位烧结矿的电耗有与负压、垂直烧结速度和单位烧结矿的电耗有关。关。 式中：k1、k2、k3为与原料性质和操作有关的系数；卸为抽风负压，Pa；为垂直烧结速度，mm/min；q为单位烧结矿电耗，kWh/t；Q为风量，m3/(m2min)。上述关系式表明，上述关系式表明，风量增加，垂直量增加，垂直烧结速度也增加。速度也增加。但但风量增加采用提高量增加采用提高负压的的办法是不法是不经济的。因的。因负压与与风量量1.8次方成正比，即提高次方成正比，即提高风机机负压后后风量增加并不量增加并不大，而大，而单位位烧结矿的的电耗耗则几乎直几乎直线上升。上升。日本和歌山的日本和歌山的3#和和4#烧结机，在原料条件、配料机，在原料条件、配料组成成和和强强化措施大体相同，两者的利用系数几乎相等化措施大体相同，两者的利用系数几乎相等时，采，采用用14210Pa风机与机与19600Pa风机相比机相比较，其，其单位位烧结矿的的电耗从耗从16.3kWh/t增加到增加到23kWh/t，增加，增加40。此外，高此外，高负压大大风量量还有一些不利因素，有一些不利因素，负压增加，增加，主主风机机曲曲线向左移，漏向左移，漏风率增大，率增大，对料料层压实收收缩大，大，烧结矿气孔率减少，气孔率减少，还原性下降。同原性下降。同时高高负压风机的噪声大，亦机的噪声大，亦污染染环境。因此，采用境。因此，采用过高高的的负压和大和大风量生量生产并不是一个理想的方案，并不是一个理想的方案，对于一般生于一般生产，采用多高，采用多高负压和和风量，要根据量，要根据原料条件、料原料条件、料层厚度，厚度，对烧结矿的的质量要求、量要求、燃料消耗和燃料消耗和电力消耗力消耗综合合进行考行考虑或通或通过实验来确定。来确定。 低低负压大大风量量烧结是采用高的是采用高的单位面位面积风量和量和较低的低的风机机负压，在不断，在不断强强化化烧结过程的基程的基础上不断提高上不断提高烧结料料层厚度，其厚度，其单位位烧结面面积每分每分钟的的风量量为8090m3，负压为1029012250Pa。 实施大施大风量量烧结主要靠改善料主要靠改善料层透气性，表透气性，表3-2列出首列出首钢烧结厂采用六厂采用六项提高料提高料层透气性的措施（透气性的措施（包括蒸气包括蒸气预热混合料、改混合料、改进布料、安装松料器、布料、安装松料器、实行行铺底料，配加少量底料，配加少量粉粉矿和和钢渣，渣，严格控制返格控制返矿）后，提高料后，提高料层高度各工高度各工艺参参数的数的变化。当料化。当料层高度自高度自313mm提高到提高到426mm时，其，其风量和量和负压没有多大没有多大变化，但化，但烧结矿强强度增加度增加0.7，FeO下下降了降了1.68，槽下，槽下筛分分5mm由由8.67下降到下降到5.43，固，固体燃耗由每吨体燃耗由每吨烧结矿62.8kg下降到下降到55.9kg。这一措施，一措施，对于老厂改造，在既定于老厂改造，在既定风机能力的条件下，无疑是正确的。机能力的条件下，无疑是正确的。透气性指数料料层高高度度/mm风量量/(m3/min)抽抽风面面积/m2负压/Pa313564875106992285378552675107502518426534475103802637表表3-2 改善料层透气性后风量和负压变化情况改善料层透气性后风量和负压变化情况低负压大风量法在强化的基础上提高料层，每吨烧结矿低负压大风量法在强化的基础上提高料层，每吨烧结矿的电耗相差很少。应该指出，增加料层厚度，由于料层的电耗相差很少。应该指出，增加料层厚度，由于料层总阻力增加，会降低垂直烧结速度。由此，采用此法提总阻力增加，会降低垂直烧结速度。由此，采用此法提高料层高度同时必须改善料层透气性，否则，低负压下高料层高度同时必须改善料层透气性，否则，低负压下就不可能获得较高的生产率。就不可能获得较高的生产率。 从从节电角度考虑，采用大面积烧结机，低负压大节电角度考虑，采用大面积烧结机，低负压大风量操作，与采用较小面积，高负压大风量烧结方法比风量操作，与采用较小面积，高负压大风量烧结方法比较，其产量相同时，电耗较低，此外，在料高一定情况较，其产量相同时，电耗较低，此外，在料高一定情况下，低负压小风量操作，可使烧结成品率和机械强度提下，低负压小风量操作，可使烧结成品率和机械强度提高，但利用系数会降低，而且大面积烧结机的投资比较高，但利用系数会降低，而且大面积烧结机的投资比较高。因此，以过分增加烧结面积以满足低负压小风量烧高。因此，以过分增加烧结面积以满足低负压小风量烧结也是不适宜的。结也是不适宜的。 统计资料表明，国外自统计资料表明，国外自20世纪世纪70年代中期以后所年代中期以后所建烧结厂，单位烧结面积风量为建烧结厂，单位烧结面积风量为8090m3/(m2min)，负压为负压为1078012740Pa。料层厚度。改变料层厚度能显著影响烧结生产率、料层厚度。改变料层厚度能显著影响烧结生产率、烧结矿质量及固体燃料消耗。生产率随料层厚度的烧结矿质量及固体燃料消耗。生产率随料层厚度的改变有极值特性，这是因为增加料层厚度，一方面改变有极值特性，这是因为增加料层厚度，一方面使垂直烧结速度降低，另一方面由于烧结矿强度提使垂直烧结速度降低，另一方面由于烧结矿强度提高而使成品率增加。图高而使成品率增加。图3-18为负压一定时，生产率为负压一定时，生产率与料层厚度的关系。当料层厚度与料层厚度的关系。当料层厚度300mm以内时，以内时，随着料层厚度的增加，生产率有一程度的提高。但随着料层厚度的增加，生产率有一程度的提高。但当料层厚度达到当料层厚度达到350mm时，再增加料层厚度，时，再增加料层厚度，生产率则有所降低。生产率则有所降低。因此在一定的风机负压下，就因此在一定的风机负压下，就有一个相应适宜的料层厚度有一个相应适宜的料层厚度,随着风机负压提高随着风机负压提高,适适宜的料层厚度随之增加。宜的料层厚度随之增加。图3-18 料料层厚度厚度与生与生产率的关系率的关系 另外，另外，料层厚度增加，使烧结料层中的蓄热料层厚度增加，使烧结料层中的蓄热量增加，烧结带在高温区的停留时间延长，烧量增加，烧结带在高温区的停留时间延长，烧结矿的形成条件改善，液相的同化和熔体结晶结矿的形成条件改善，液相的同化和熔体结晶较为充分。而且料层增高后，表层烧结矿的数较为充分。而且料层增高后，表层烧结矿的数量相对减少。因此，厚料层烧结可在不增加燃量相对减少。因此，厚料层烧结可在不增加燃料用量的条件下，烧结矿的强度提高。料用量的条件下，烧结矿的强度提高。 对于每一料层高度的烧结混合料，其含碳量有一对于每一料层高度的烧结混合料，其含碳量有一个相应值，比值应确保碳燃烧时放出的热量满足个相应值，比值应确保碳燃烧时放出的热量满足烧结料烧结要求。随着料层厚度增加蓄热量增加。烧结料烧结要求。随着料层厚度增加蓄热量增加。固体燃烧消耗下降，可使烧结过程式的温度固体燃烧消耗下降，可使烧结过程式的温度热水平沿料层高度的分布较为合理。热水平沿料层高度的分布较为合理。 但是，随着料层增厚，料层阻力增大，水分但是，随着料层增厚，料层阻力增大，水分冷凝现象加剧。因此，为减少过湿层的影响，厚冷凝现象加剧。因此，为减少过湿层的影响，厚料层烧结应预热混合料，同时采用低碳低水操作。料层烧结应预热混合料，同时采用低碳低水操作。 返矿平衡。返矿平衡。返矿来源为烧结过程中的筛下产物，返矿来源为烧结过程中的筛下产物，包括：未烧透和没有烧结的混合料。强度较差在运输包括：未烧透和没有烧结的混合料。强度较差在运输过程中产生的小块烧结矿，包括：热返矿、整粒筛分过程中产生的小块烧结矿，包括：热返矿、整粒筛分返矿、高炉槽下返矿。返矿的成分和成品烧结矿基本返矿、高炉槽下返矿。返矿的成分和成品烧结矿基本相同，但其相同，但其TFe和和FeO较低，且含有少量的残碳，它较低，且含有少量的残碳，它是整个烧结过程中的循环物。是整个烧结过程中的循环物。 返矿作用为：由于返矿粒度较粗，气孔多，加返矿作用为：由于返矿粒度较粗，气孔多，加入混合料中可改善烧结料层透气性。对于细粒精矿烧入混合料中可改善烧结料层透气性。对于细粒精矿烧结来说，返矿可以作为物料的制粒核心，改善烧结混结来说，返矿可以作为物料的制粒核心，改善烧结混合料的粒度组成，提高垂直烧结速度。同时由于返矿合料的粒度组成，提高垂直烧结速度。同时由于返矿中含有已烧结的低熔点物质，它有助于烧结过程液相中含有已烧结的低熔点物质，它有助于烧结过程液相的生成。热返矿用于预热混合料，可减轻过湿现象。的生成。热返矿用于预热混合料，可减轻过湿现象。 返矿平衡，就是烧结生产中产生的所有返矿返矿平衡，就是烧结生产中产生的所有返矿（RA）与加入到烧结混合料中的返矿（）与加入到烧结混合料中的返矿（RE）相）相等时，称之为返矿平衡。等时，称之为返矿平衡。实际操作上，要完全相实际操作上，要完全相等是困难的，一般规定返矿操作与返矿平衡的调等是困难的，一般规定返矿操作与返矿平衡的调节操作：（节操作：（a）返矿不参加配料，产生多少，加）返矿不参加配料，产生多少，加入多少。缺点是影响料流的稳定性和燃料配比的入多少。缺点是影响料流的稳定性和燃料配比的稳定性。（稳定性。（b）返矿参与配料，稳定操作。）返矿参与配料，稳定操作。（c）当烧结成品率小幅变化时，调整返矿配比。）当烧结成品率小幅变化时，调整返矿配比。（d）当烧结成品率大幅度变化时，应及时调整）当烧结成品率大幅度变化时，应及时调整燃料用量，以调整返矿率。燃料用量，以调整返矿率。 返返矿的的质量和数量有直接影响量和数量有直接影响烧结的生的生产质量，量，应当当严格加以控制，正常的格加以控制，正常的烧结生生产过程是在返程是在返矿平衡的条件下平衡的条件下进行的。行的。烧结机投机投产后，需要后，需要较长时间才能才能过到返到返矿平衡（平衡（B=1）如果）如果烧结生生产的返的返矿出量增大，出量增大，即即B1时，则应适当增加适当增加烧结料中的燃料中的燃料用量，以提高料用量，以提高烧结矿的的强强度，减少返度，减少返矿出量，使出量，使之达到平衡，若返之达到平衡，若返矿出量减少，即出量减少，即B1时，则应降降低混合料中的配碳可使返低混合料中的配碳可使返矿出出时增加。增加。烧结生生产一一般般维持在在大致平衡的程度，即持在在大致平衡的程度，即。若相当。若相当时间仍未达到返仍未达到返矿平衡的要求，平衡的要求，则表明表明烧结过程程的目的目标参数与操作参数之参数与操作参数之间的关系不相适的关系不相适应，应全面全面进行行调整。整。烧结矿处理烧结矿处理1. 处理流程处理流程 从烧结机上卸下的烧结饼块度大从烧结机上卸下的烧结饼块度大,温度高达温度高达6001000,对输送、储存及高炉生产都有不良的对输送、储存及高炉生产都有不良的影响。因此，需进一步处理处理。流程有热矿和冷影响。因此，需进一步处理处理。流程有热矿和冷矿两种。热矿流程已很少采用了。烧结厂大都采用矿两种。热矿流程已很少采用了。烧结厂大都采用冷矿流程，它包括破碎、筛分、冷却和整粒。冷矿流程，它包括破碎、筛分、冷却和整粒。2. 烧结矿的破碎筛分烧结矿的破碎筛分 生产实践证明，不设置破碎筛分作业时，大生产实践证明，不设置破碎筛分作业时，大块烧结矿不仅堵塞矿槽，而且在冶炼过程中，在块烧结矿不仅堵塞矿槽，而且在冶炼过程中，在高炉的上、中部未能充分还原便进入炉缸的热工高炉的上、中部未能充分还原便进入炉缸的热工制度，造成焦比升高，若不筛除粉末，不仅仅影制度，造成焦比升高，若不筛除粉末，不仅仅影响烧结矿的冷却，粉末进入高炉内会恶化料柱透响烧结矿的冷却，粉末进入高炉内会恶化料柱透气性。引起煤气分布不均，炉况不顺，风压升高，气性。引起煤气分布不均，炉况不顺，风压升高，悬料、崩料，高炉产量下降悬料、崩料，高炉产量下降。据统计烧结矿中的。据统计烧结矿中的粉末每增加粉末每增加1，高炉产量下降，高炉产量下降68，焦比升，焦比升高，大量炉尘吹出会加速炉顶设备的磨损和恶化高，大量炉尘吹出会加速炉顶设备的磨损和恶化劳动条件。据鞍钢经验，烧结矿劳动条件。据鞍钢经验，烧结矿5mm的粉末减的粉末减少少10，可降低焦比，可降低焦比1.6，产量增加，产量增加7.6，因，因此，在烧结机尾设置破碎筛分作业，对烧结厂和此，在烧结机尾设置破碎筛分作业，对烧结厂和炼冶厂都是十分必要的。炼冶厂都是十分必要的。目前我国目前我国烧结厂普遍采用厂普遍采用剪切式剪切式单辊破碎机破碎机，见图3-19，它，它具有的具有的优点有：点有：破碎破碎过程中的粉化程度小，成品率高；程中的粉化程度小，成品率高；结构构简单、可靠，使用、可靠，使用维修方便修方便破碎能耗低。破碎能耗低。 图3-19 单辊破碎机破碎机1. 破碎破碎齿；2. 轴套；套；3. 辊轴4. 篦板；篦板；5. 电动机；机；6. 水管水管热烧结矿的筛分热烧结矿的筛分,国内多采用筛分，效率高的热矿振动筛，国内多采用筛分，效率高的热矿振动筛，这种设备有效地减少成品烧结矿中的粉尘，可降低冷却这种设备有效地减少成品烧结矿中的粉尘，可降低冷却过程中的烧结矿层阻力和扬尘。同时，所获得的热返矿过程中的烧结矿层阻力和扬尘。同时，所获得的热返矿可改善烧结混合料的粒度组成和预热混合料，对提高烧可改善烧结混合料的粒度组成和预热混合料，对提高烧结矿的产质量有好处。但热矿筛也有缺点，因在高温下结矿的产质量有好处。但热矿筛也有缺点，因在高温下工作，振动筛事故多，降低了烧结机作业率。因此，近工作，振动筛事故多，降低了烧结机作业率。因此，近年来设计投产的大型烧结机取消了热矿筛，烧结矿自机年来设计投产的大型烧结机取消了热矿筛，烧结矿自机尾经单辊破碎后直接进入冷却机冷却。尾经单辊破碎后直接进入冷却机冷却。3.烧结矿的冷却烧结矿的冷却（1） 冷却意义。将炽热的绕结矿（冷却意义。将炽热的绕结矿（700800）冷却至冷却至100150，有如下好处：，有如下好处：冷烧结矿便于整冷烧结矿便于整粒粒,为高炉冶炼提供料度均匀的产品为高炉冶炼提供料度均匀的产品,可以强化高炉冶可以强化高炉冶炼炼,降低焦比降低焦比,增加产量；冷矿可用胶带机运输和上料，增加产量；冷矿可用胶带机运输和上料，适应高炉大型化的要求；可提高高炉炉顶的压力，延适应高炉大型化的要求；可提高高炉炉顶的压力，延长烧结矿仓和高炉炉顶设备的使用寿命，采用鼓风冷长烧结矿仓和高炉炉顶设备的使用寿命，采用鼓风冷却时，有利于冷却废气的余热利用；有利于改善烧结却时，有利于冷却废气的余热利用；有利于改善烧结厂和冶炼厂区环境。厂和冶炼厂区环境。(2)冷却方法。烧结矿的冷却方式主要有鼓风冷却几冷却方法。烧结矿的冷却方式主要有鼓风冷却几种。种。 抽风冷却采用薄料层（抽风冷却采用薄料层（H500mm）,所需风压相对要低所需风压相对要低（600750Pa），冷却机的密封回路简单，而且风机功率），冷却机的密封回路简单，而且风机功率小，可以用大风量进行热交换，缩短冷却时间，一般经过小，可以用大风量进行热交换，缩短冷却时间，一般经过2030min,烧结矿可冷却到烧结矿可冷却到100左右。左右。抽风冷却的缺点在抽风冷却的缺点在于风机在含尘量较大、气体温度较高的条件下工作、叶片于风机在含尘量较大、气体温度较高的条件下工作、叶片寿命短，且所需冷却面积大，一般冷却面积与烧结面积比寿命短，且所需冷却面积大，一般冷却面积与烧结面积比为为1.251.50，不能适应烧结设备大型化的要求。另外，不能适应烧结设备大型化的要求。另外，抽风冷却第一段气温度较低（约抽风冷却第一段气温度较低（约150200），不便于废），不便于废热回收利用。热回收利用。 鼓风冷却采用厚料层（鼓风冷却采用厚料层（H=1500mm），），低转速，冷却时低转速，冷却时间长约间长约60min，冷却面积相对较小，冷却面积与烧结面积，冷却面积相对较小，冷却面积与烧结面积比为比为0.91.2。冷却后热废气温度为。冷却后热废气温度为300400，较抽风，较抽风冷却废气温度高，便于废气回收利用。鼓风冷却的缺点是冷却废气温度高，便于废气回收利用。鼓风冷却的缺点是所需风压较高，一般为所需风压较高，一般为20005000Pa，因此必需选用密封，因此必需选用密封性能好的密封装置。性能好的密封装置。 抽风冷却与鼓风冷却比较，各有优缺点，但总抽风冷却与鼓风冷却比较，各有优缺点，但总的看来，鼓风冷却优于抽风冷却，在新建的烧结厂中，的看来，鼓风冷却优于抽风冷却，在新建的烧结厂中，抽风冷却已逐渐被取代。抽风冷却已逐渐被取代。 带式冷却机和环式冷却机带式冷却机和环式冷却机（图（图3-20）是比较成）是比较成熟的冷却设备，在国内外获得广泛的应用。它们都有熟的冷却设备，在国内外获得广泛的应用。它们都有较好的冷却效果，两者比较，环式冷机具有占地面积较好的冷却效果，两者比较，环式冷机具有占地面积较小，厂房布置紧凑点的优点。带式冷却机则在冷却较小，厂房布置紧凑点的优点。带式冷却机则在冷却过程中能同时起到运输作用，对于多于两台烧结机的过程中能同时起到运输作用，对于多于两台烧结机的厂房，工艺便于布置，而且布料较均匀，密封结构简厂房，工艺便于布置，而且布料较均匀，密封结构简单，冷却效果好。单，冷却效果好。 机上冷却是将烧结机延长后，烧结矿直接在烧结机机上冷却是将烧结机延长后，烧结矿直接在烧结机的后半部进行冷却的工艺，其优点是单辊破碎机工的后半部进行冷却的工艺，其优点是单辊破碎机工作温度低，不需热矿筛和单独的冷却机，可以提高作温度低，不需热矿筛和单独的冷却机，可以提高设备作业率，降低设备维修费，便于冷却系统和环设备作业率，降低设备维修费，便于冷却系统和环境的除尘境的除尘。国内首钢、武钢烧结厂等已有机上冷却。国内首钢、武钢烧结厂等已有机上冷却的成功经验。目前，烧结矿冷却方式与设备的研究的成功经验。目前，烧结矿冷却方式与设备的研究日趋深入，这一技术经过日趋深入，这一技术经过20多年的发展，取得显著多年的发展，取得显著的进步，新的冷却技术和设备不断涌现。但不管采的进步，新的冷却技术和设备不断涌现。但不管采用什么样的设备，除具有良好的冷却效果外，还应用什么样的设备，除具有良好的冷却效果外，还应具备如下条件：具备如下条件：冷却能耗低冷却能耗低,且应为烧结生产工序且应为烧结生产工序能耗的降低创造条年；能耗的降低创造条年；有利于废热回收利用；有利于废热回收利用；环境污染要不；环境污染要不；便于检修和操作、占地面积小。便于检修和操作、占地面积小。图3-20 烧结厂鼓厂鼓风环式式冷却机冷却机（3）影响烧结矿冷却的因素。影响烧结矿冷却比较显著的参）影响烧结矿冷却的因素。影响烧结矿冷却比较显著的参数有：冷烧比、风量、风压、料层厚度、烧结矿块度及冷却时数有：冷烧比、风量、风压、料层厚度、烧结矿块度及冷却时间等。间等。 冷烧比与冷却方式有关，抽风冷却的冷烧比一般为冷烧比与冷却方式有关，抽风冷却的冷烧比一般为1.251.50，根据我国太钢、武钢、涟钢的生产实践表明冷烧比可以，根据我国太钢、武钢、涟钢的生产实践表明冷烧比可以小于小于1.5。鼓风冷却的冷烧比为。鼓风冷却的冷烧比为0.91.20，宝钢的冷烧比为，宝钢的冷烧比为1.02。对于机上冷却冷烧比为对于机上冷却冷烧比为0.81.0，其中褐铁矿、菱铁矿为主要，其中褐铁矿、菱铁矿为主要原料时在原料时在0.8以下。以下。冷却冷却风量按量按时每吨每吨烧结矿计，鼓，鼓风冷却冷却为20002200，抽抽风冷却冷却为35004800图图3-21所示为冷却风量与冷却时间关系，从图中看，所示为冷却风量与冷却时间关系，从图中看，随着单位面积通过风量的增加，冷却速度加快，冷随着单位面积通过风量的增加，冷却速度加快，冷却时间缩短。而同一风量时，大粒度的烧结矿冷却却时间缩短。而同一风量时，大粒度的烧结矿冷却较小粒度的烧结矿冷却速度快，未经筛分的烧结矿较小粒度的烧结矿冷却速度快，未经筛分的烧结矿的冷却速度最慢，所需冷却时间最长，这是料层阻的冷却速度最慢，所需冷却时间最长，这是料层阻力增大所致。料层厚度也影响烧结矿冷却速度，如力增大所致。料层厚度也影响烧结矿冷却速度，如图图3-22所示，随着料层厚度增加，所需冷却时间相所示，随着料层厚度增加，所需冷却时间相应延长。应延长。 图3-21 空气流量与冷却空气流量与冷却时间的关系的关系 图3-22 料料层厚度与冷却厚度与冷却时间的关系的关系1. 9.5mm的的烧结矿；2.大于大于6.3mm的的烧结矿； （大于（大于3mm的的烧结矿）：）：1. 30.48m3/ （m2min）；）； 26096m3/(m2min） 3.大于大于3.15mm的的烧结矿; 4.未未筛分的分的烧结矿从冷却风量、料层厚度与冷却时间的关系可以看出，冷从冷却风量、料层厚度与冷却时间的关系可以看出，冷却时间加长，每吨烧结矿冷却所需风量减少。因此，适却时间加长，每吨烧结矿冷却所需风量减少。因此，适当提高料层，扩大冷却面积，延长冷却时间，虽然基建当提高料层，扩大冷却面积，延长冷却时间，虽然基建投资要高一些，但电费随之减少，排出废气的温度有所投资要高一些，但电费随之减少，排出废气的温度有所提高，余热利用价值高，且烧结矿的强度相应改善。提高，余热利用价值高，且烧结矿的强度相应改善。4. 烧结矿的整粒烧结矿的整粒 随着高炉现代化、大型化和节能的需要，对烧结矿随着高炉现代化、大型化和节能的需要，对烧结矿的质量要求越来越高。烧结矿整粒技术就是随高炉冶炼技的质量要求越来越高。烧结矿整粒技术就是随高炉冶炼技术的发展而逐步发展完善的一项技术。近年来国内新建的术的发展而逐步发展完善的一项技术。近年来国内新建的烧结厂大都设有整粒系统，一些老厂的改造也增设了较完烧结厂大都设有整粒系统，一些老厂的改造也增设了较完善的整粒系统。善的整粒系统。 设有整粒系统的烧结厂，一般烧结矿从冷却机卸出后要经过设有整粒系统的烧结厂，一般烧结矿从冷却机卸出后要经过冷破碎，然后经冷破碎，然后经24次筛分，分出次筛分，分出5mm粒级作返矿，粒级作返矿，1020mm(或或1525mm)作铺底料，其余的为成品烧结矿，作铺底料，其余的为成品烧结矿，成品烧结矿的粒度上限一般不超过成品烧结矿的粒度上限一般不超过50mm。 使用整粒后的使用整粒后的烧结矿入炉，高炉利用系数提高了烧结矿入炉，高炉利用系数提高了18，每吨生铁焦比降，每吨生铁焦比降低低20kg，炉顶吹出粉尘减少，延长了炉顶设备的使用寿命。，炉顶吹出粉尘减少，延长了炉顶设备的使用寿命。 烧结厂的整粒流程各异，大型烧结厂多采用固定筛和单烧结厂的整粒流程各异，大型烧结厂多采用固定筛和单层振动筛作四段筛分的整粒流程，冷破碎为开路流程层振动筛作四段筛分的整粒流程，冷破碎为开路流程,每台每台振动筛分出一种成品烧结矿或铺底料，能较合理控制烧结矿振动筛分出一种成品烧结矿或铺底料，能较合理控制烧结矿上、下限粒度范围。成品中的粉末少，设备维修方便，总图上、下限粒度范围。成品中的粉末少，设备维修方便，总图布置整齐，是一个较为合理的整粒流程，但投资较大。小型布置整齐，是一个较为合理的整粒流程，但投资较大。小型烧结厂则多采用单层或双层振动筛作三段筛，图烧结厂则多采用单层或双层振动筛作三段筛，图3-23为单层为单层筛分三段整粒流程。筛分三段整粒流程。 图3-23采用采用单筛作三段作三段筛分的流程分的流程 图3-24采用固定采用固定筛和和单层振振动筛作四段作四段筛分的流程分的流程目前，世界各国目前，世界各国对烧结矿的整粒都很重的整粒都很重视，整粒流程也日，整粒流程也日臻完善。在众多流程中，臻完善。在众多流程中，图3-24较为合理，不合理，不过，由于由于烧结矿经热破、冷却后，大于破、冷却后，大于50mm 粒粒级的的烧结矿很少，不少很少，不少烧结厂厂已停止使用已停止使用50mm筛和冷破碎机。和冷破碎机。 烧结矿工艺烧结矿工艺为了追求更大的经济效益，烧结工艺在不断发展、深化，为了追求更大的经济效益，烧结工艺在不断发展、深化，包括：包括：（1）加强烧结理论研究。为更好满足冶炼要求，力求提）加强烧结理论研究。为更好满足冶炼要求，力求提高烧结矿产品质量，而强化了烧结理论研究工作。一方面探高烧结矿产品质量，而强化了烧结理论研究工作。一方面探明和掌握造块工艺规律，提高单台烧结机产量；另一方面查明和掌握造块工艺规律，提高单台烧结机产量；另一方面查明新的条件下造块机理，为冶炼提供优良烧结矿，如自熔性明新的条件下造块机理，为冶炼提供优良烧结矿，如自熔性烧结矿、低温烧结、料层透气性与热量传递，烧结矿机理等烧结矿、低温烧结、料层透气性与热量传递，烧结矿机理等方面的理论研究。方面的理论研究。（2）改进并寻找新烧结工艺。为实践已研究出的烧结理）改进并寻找新烧结工艺。为实践已研究出的烧结理论，已被证实利用的工艺有：改善原料中和（建立机械化和论，已被证实利用的工艺有：改善原料中和（建立机械化和计算机控制的原料场）；改善原料准备工艺（添加生石灰或计算机控制的原料场）；改善原料准备工艺（添加生石灰或消石灰，焦粉分加，分层布料，强化制料等）；改进烧结技消石灰，焦粉分加，分层布料，强化制料等）；改进烧结技术（厚料层、高负压、高碱度、低燃耗，混合料预热，富氧术（厚料层、高负压、高碱度、低燃耗，混合料预热，富氧和热风烧结，偏析布料与保温）；强化烧结矿产品整粒。和热风烧结，偏析布料与保温）；强化烧结矿产品整粒。（3）强调环境保护和重视综合利用。加强烟尘捕）强调环境保护和重视综合利用。加强烟尘捕集和回收，重新返回到烧结料中得用，为此，对产集和回收，重新返回到烧结料中得用，为此，对产生尘源点皆设置新型收尘设备；对热源和噪声采用生尘源点皆设置新型收尘设备；对热源和噪声采用隔离和防护措施，改善劳动条件等，其中烧结厂余隔离和防护措施，改善劳动条件等，其中烧结厂余热利用是当前得要课题。热利用是当前得要课题。（4）提高设备自动化和监控水平。产品质量的稳）提高设备自动化和监控水平。产品质量的稳定均一定均一 ，与生产过程的自控和监控水平有关。国，与生产过程的自控和监控水平有关。国内外已广泛采用了自动配料；对混合料水分，料层内外已广泛采用了自动配料；对混合料水分，料层透气性与料层厚度，点火温度，烧结终点，烧结矿透气性与料层厚度，点火温度，烧结终点，烧结矿FeO含量含量(导磁性法导磁性法)都采用了自动监控装置都采用了自动监控装置