烧结矿与球团矿的比较

球团工理论试题（填空题）1、球团矿生产时铁精粉的要求有（）、（）、（）。

2、（）是目前球团生产使用最广泛、效果最佳的一种优质黏结剂。

它是以（）为主要成分的黏土矿物。

3、膨润土经焙烧后残存部分的主要成分为（）和（）。

4、目前国内外球团矿氧化焙烧工艺有三种：（）、（）、（）。

5、各种物料成球性能的好坏不尽相同，它主要与（）和与水的（）有关。

6、液面下厚度约为分子作用半径的一尽液体称为（）。

7、造球时最适宜的水介于（）和（）毛细水之间。

8、生球干燥过程是由（）和（）两个过程组成。

9、最佳造球原料应略（）适宜值。

10、球盘倾角最适宜值的大小与圆盘的直径有关。

11、细磨物料的成球可分为三个阶段，即（）（）（）。

12、在原料的天然性质中，对造球过程起主要作用的是颗粒（）和（）。

13、造球盘的倾角与混合料的（）有关。

14、造球过程中，提高物料温度，会使水的粘度（），流动性变好，可以（）母球的长大。

15、当生球的水分超过（）与干燥介质（）接触时，因生球表面的水蒸汽压力（）干燥介质中的（），水分便从球的表面蒸发。

16、根据干燥数度的不同变化，通常把干燥过程分为四个阶段，即（）（）（）和（）。

17、生球主要靠（）的作用，使颗粒彼此黏在一起而具有强度。

18、随着干燥过程的进行，（）减少（）收缩，（）增加，颗粒间粘结力加强。

19、生球干燥必须以生球不发生（）为前提。

20、一般说来，生球在流动的干燥介质中的破裂温度比在静止干燥介中（）。

21、对于同一种原料所制成的生球，随着初始湿度的增高，生球的破裂温度（）。

22、生球的（）是球团生产中最复杂的工序。

23、球团矿的焙烧可分为（）、（）、（）、（）、（）五个阶段。

24、在球团焙烧过程中，对氧化起主要作用的不是气体氧向内（），而是（）和（）在固相层内的扩散。

25、磁铁矿球团在（）阶段就开始发生氧化反应。

26、在球团焙烧过程中，可能出现的化合物主要有以下几种体系：（）、（）、（）和（）体系。

烧结和球团富选得到的精矿粉，天然富矿破碎筛分后的粉矿，以及一切含铁粉尘物料（如高炉、转炉炉尘，轧钢皮，铁屑，硫酸渣等）不能直接加入高炉，必须将其重新造块，烧结和球团是最重要最基本的造块方法。

这不仅解决了入炉原料的粒度问题，扩大了原料来源，同时，还大大改善了矿石的冶金性能，提高高炉冶炼效果。

烧结1）烧结生产工艺流程一.烧结的概念将各种粉状含铁原料，配入适量的燃料和熔剂，加入适量的水，经混合和造球后在烧结设备上使物料发生一系列物理化学变化，将矿粉颗粒黏结成块的过程。

二. 烧结生产的工艺流程主要包括烧结料的准备，配料与混合，烧结和产品处理等工序，如下图所示：1.烧结原料的准备①含铁原料含铁量较高、粒度<5mm的矿粉，铁精矿，高炉炉尘，轧钢皮，钢渣等。

一般要求含铁原料品位高，成分稳定，杂质少。

②熔剂要求熔剂中有效CaO含量高，杂质少，成分稳定，含水3％左右，粒度小于3mm 的占90％以上。

在烧结料中加入一定量的白云石，使烧结矿含有适当的MgO，对烧结过程有良好的作用，可以提高烧结矿的质量。

③燃料主要为焦粉和无烟煤。

对燃料的要求是固定碳含量高，灰分低，挥发分低，含硫低，成分稳定，含水小于10％，粒度小于3mm的占95％以上。

2.配料与混合配料目的：获得化学成分和物理性质稳定的烧结矿，满足高炉冶炼的要求。

混合目的：使烧结料的成分均匀，水分合适，易于造球，从而获得粒度组成良好的烧结混合料，以保证烧结矿的质量和提高产量。

混合作业：加水润湿、混匀和造球。

根据原料性质不同，可采用一次混合或二次混合两种流程。

一次混合的目的：润湿与混匀，当加热返矿时还可使物料预热。

二次混合的目的：继续混匀，造球，以改善烧结料层透气性。

3.烧结生产烧结作业是烧结生产的中心环节，它包括布料、点火、烧结等主要工序。

①布料将铺底料、混合料铺在烧结机台车上的作业。

当采用铺底料工艺时，在布混合料之前，先铺一层粒度为10～25mm，厚度为20～25mm 的小块烧结矿作为铺底料，其目的是保护炉箅，降低除尘负荷，延长风机转子寿命，减少或消除炉箅粘料。

烧结矿与球团矿的区别烧结矿与球团矿的区别一、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（-74μm）必须≥80％，比表面积1500～2000cm2/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40～50％。

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。

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。

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。

八、环境状况比较生产球团矿比生产烧结矿排入大气的灰尘量要少，同时烟气含尘量少，有利于改善环境。

烧结矿与球团矿的比较第一节烧结矿与球团矿的比较烧结和球团都是粉矿造块的方法。

但它们的生产工艺和固结成块的基本原理却有很大区别，在高炉上冶炼的效果也有各自的特点。

烧结与球团的区别主要表现在以下几方面：1、原料条件：球团和烧结对原料条件要求的主要差别在于粒度不同。

1)球团对原料要求严格。

要求造球料粒度细（-200网目大于80%），比表面积大，原料的品位要高，SiO2含量要少。

2)烧结对原料粒度要求可粗一些，对原料的适应性强。

烧结原料中-150目粒级的应小于20%，一般SiO2含量要高于5%；可使用富矿粉和钢铁厂的其他副产品，如钢渣、炉尘、轧钢皮、焦粉等都可充分利用。

2、固结成块的机理不同：1)烧结矿是靠液相固结的，为了保证烧结矿的强度，要求产生一定数量的液相（一般>25%），因此混合料中必须有燃料，为烧结过程提供热源。

2)球团矿主要是依靠矿粉颗粒的高温再结晶固结的，要避免产生过多液相（<5%），防止球团粘结；热量由焙烧炉内的燃料燃烧提供，混合料中不加燃料。

3、冶金性能：1)球团矿粒度小而均匀，常温强度高，可作为商品买卖；含铁品位高，氧化度高，还原性好；酸性氧化球团的高温性能较差，需要防止还原膨胀率过高。

2)烧结矿是不规则的多孔质块矿，粒度不够均匀，最好分级入炉，运输和贮存时粉末较多，一般不作为商品买卖；含铁品位比球团矿低，高碱度烧结矿高温性能较好。

4、冶炼效果：二者均属于人造富矿，与天然矿相比，具有含铁品位高、还原性好、强度合适、软熔温度高、有害杂质少等的优点。

代替天然块矿冶炼时，能大幅度提高产量，改善煤气利用，降低焦比。

5、环境状况：球团矿的生产环境明显优于烧结。

1)球团矿的强度好，粉末少，料层透气性好，抽风负压低，烟气含粉尘量少，除尘负荷轻，排人大气的粉尘就少。

2)由于烧结是以固体燃料为主，与气、液体燃料相比，其含硫量较高，挥发分中又含有氮。

1、设备投资和生产费用带式焙烧机和链箅机—回转窑比带式烧结机设备复杂、庞大，加之增加了原料细磨与造球设备，因而球团的建厂投资费用要高于烧结。

实验2 球团矿的制备及性能测试一、球团矿的发展现状与趋势精料和合理的炉料结构一直是国内炼铁界努力探索的课题。

球团矿作为良好的高炉炉料，不仅具有品位高、强度好、易还原、粒度均匀等优点，而且酸性球团矿与高碱度烧结矿搭配，可以构成高炉合理的炉料结构，使得高炉达到增产节焦、提高经济效益的目的，因而近年来国内炼铁球团矿产量和用量大幅增加，不仅中小型高炉普遍使用，大型高炉如马钢2500M3高炉、昆钢2000 M3高炉、宝钢、攀钢等也加大了球团矿的配料比例。

大力发展球团矿已成为有关权威机构、学术会议以及生产厂家关注的焦点和共识，国内目前已形成一股球团矿“热”。

1、球团矿具有规则的形状、均匀的粒度、高的强度（抗压和抗磨），能进一步改善高炉的透气性和炉内煤气的均匀分布;球团矿FeO含量低，有较好的还原性（充分焙烧后，有发达的微孔）更有利于高炉内还原反应的进行。

因此，球团矿在我国高炉操作者的心目中称之为“顺气丸”，其冶金性能好，非其它熟料所能比。

2、国内大量的理论研究和生产实践表明，高碱度烧结矿与酸性炉料搭配有一个合适的配比。

大型高炉采用75% ~70%碱度为1.85左右的烧结矿与25% ~ 30%的酸性球团矿是合理的炉料结构。

当酸性球团配入比例为25% ~ 30%时，其在炉内软熔区间的最大压差值最小，也就是按此比例搭配效果最佳。

3、在上述合适的范围内，在高炉正常运行情况下，球团矿入炉配比的高低是由其质量决定的。

高质量的球团矿应具有的指标为：TFe≥65%; FeO≤1.0%; SiO2≤3.0%; S≤0.04%; 球团矿粒度8—16mm占95%以上；转鼓指数（ISO）≥96%，抗压强度≥2500N/个球。

目前，我国冶金企业生产的球团矿，特别是竖炉球团矿与高质量球团矿及进口球团矿相比，普遍存在着相当的差距。

纵观国内外先进高炉炼铁经验，在原料供应可能的情况下，合理的炉料结构发展趋势是：a）高炉少吃或不吃生料；b）增加高炉球团矿的用量；c）减少烧结矿的用量（即提高烧结矿的品位，应当相应提高烧结矿的碱度，否则烧结矿的强度、冶金性能将会有较大的下降。

1．加速石灰渣化的途径？答案：①改进石灰质量,采用软烧活性石灰.②适当改进助熔剂的成分③提高开吹温度.④控制合适的枪位⑤采用合成渣2．钢水为什么要脱氧？答案：钢水不进行脱氧，连铸坯就得不到正确的凝固组织结构。

钢中氧含量高还会产生皮下气泡、疏松等缺陷，并加剧硫的危害作用。

生成的氧化物夹杂残留于钢中，会降低钢的塑性、冲击韧性等力学性能，因此，都必须脱除钢中过剩的氧。

3．吹炼过程中应从那几个方面预防爆发性喷溅？答案：⑴控制好熔池温度。

⑵控制(TFe>不出现聚集现象。

⑶吹炼过程一旦发生喷溅就不要轻易降枪。

⑷在炉温很高时，可以在提枪的同时适当加白灰稠化炉渣。

4．炉衬损坏的原因？答案：(1>废钢、铁水对炉衬冲击及机械磨损。

(2>钢液、炉渣的搅动及气体冲刷。

(3>炉渣对炉衬的化学侵蚀。

(4>炉衬温度激冷、激热变化和组织变化的开裂剥落。

(5>开炉初期的机械剥落。

(6>衬砖内部的碳素的氧化。

5．简述冶炼中期炉渣特点及矿物组成？答案：冶炼中期，炉内碳、氧反应剧烈，炉渣容易出现“返干”其特点：碱度高，氧化亚铁含量低。

炉渣得矿物组成时：主相为硅酸二钙和硅酸三钙，当石灰加入大时，有较多的游离CaO。

碱度越高时，硅酸三钙量越大，游离CaO越多，这对冶炼效果不利的。

6．简述减少钢包温降有那些措施？答案：(1>钢包内衬砌筑隔热层，减少散热。

(2>钢包烘烤采用高效节能装置。

(3>加快钢包热周转，红包出钢。

(4>钢包加盖。

(5>钢包钢水表面加保温覆盖材料。

7．为什么对钢夜进行钙处理？答案：钙是强脱氧剂，进入钢液后很快成为蒸气，在上浮过程中与钢液中的氧作用生成钙的氧化物，CaO与其它氧化物结合生成低熔点的化合物，密度变小，在钢液中集聚上浮排入炉渣，因而可以改善钢液的浇注性能和钢的质量。

钢坯偏析？8．简述炼钢选用原材料的原则？答案：国内外大量生产证明，贯彻精料方针是实现转炉炼钢过程自动化的和提高各项技术经济指标的重要途径，原材料主要由：铁水、废钢、造渣材料、铁合金、和氧气等。

烧结矿与球团矿的区别集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#球团矿的显微结构及矿物组成与烧结矿比较，球团矿的矿物组成比较简单。

因为球团矿的原料含铁品位高。

杂质少。

球团矿的配料也较简单，几乎为单一的铁精矿粉，只配进极少量添加剂。

仅在生产自熔性球团矿时，才配加熔剂。

此外焙烧工艺也较简单，一般为高温氧化过程。

一、对于酸性球团矿95%以上为赤铁矿。

球团矿的固结，以赤铁矿单一相固相反应为主，液相数量极少。

在氧化气氛中石英与赤铁矿不进行反应，所以可见到独立的石英颗粒。

赤铁矿经过再结晶和晶粒长大连成一片。

少量添加剂-皂土已经熔融，粘附在赤铁矿晶粒表面，只有放大显微倍率，才能偶尔发现尚未全熔的大颗粒皂土，由于球团矿的固结，以赤铁矿单一相固相反应为主，液相数量极少。

它的气孔呈不规则形状，多连通气孔，全气孔率与开口气孔率的判别不大。

这种结构的球团矿，具有相当高的抗压强度和良好的低温、中温还原性。

目前世界上大多数球团矿属于这一类。

用磁铁矿精矿生产球团矿，如果氧化不充分，其显微结构将内外不一致，沿半径方向可分三个区域：表层氧化充分，和一般酸性球团矿一样。

赤铁矿经过再结晶和晶粒长大，连接成片。

少量未熔化的脉石，以及少量熔化了的硅酸盐矿物，夹在赤铁矿晶粒之间。

中间过渡带的主要矿物仍为赤铁矿。

赤铁矿连晶之间，被硅酸铁和玻璃质硅酸盐液相充填，在这个区域里仍有未被氧化的磁铁矿。

中心磁铁矿带，未被氧化的磁铁矿在高温下重结晶，并被硅酸铁和玻璃质硅酸盐液相粘结，气孔多为圆形大气孔。

具有这样显微结构的球团矿，一般抗压强度低。

因为中心液相较多，冷凝时体积缩小，形成同心裂纹，使球团矿具有双层结构。

即以赤铁矿为主的多孔外壳，以及以磁铁矿和硅酸盐液相为主的坚实核心，中间被裂缝隔开。

因此用磁铁矿生产球团矿时，务必使它充分氧化。

二、对于自熔性球团矿自熔性球团矿与酸性球团矿相比，其矿物组成比较复杂。

除赤铁矿为主外，还有铁酸钙、硅酸钙、钙铁橄榄石等。

现代冶金学——钢铁冶金期末复习资料现代冶金学——钢铁冶金期末复习资料————炼铁部分1、高炉炼铁有什么经济指标？答：（1）有效容积利用系数：只高炉单位有效容积的日产铁量。

（2）焦比：生产每吨生铁所消耗的焦炭量。

（3）冶炼强度：单位体积高炉有效容积焦炭日消耗量。

（4）焦炭负荷：每批炉料中铁、锰矿石的总重量与焦炭重量之比，用以评估燃料利用水平，调节配料的重要参数。

（5）生铁合格率：指合格生铁量占高炉总产量的百分数。

（6）休风率:高炉休风时间占规定作业时间的百分数。

（7）生铁成本：生产1t生铁所需的费用。

（8）高炉一代寿命：通常指从高炉点火开炉到停炉大修，或高炉相邻两次大修之间的冶炼时间。

2、焦炭在高炉生产中起什么作用，高炉冶炼过程对焦炭质量提出哪些要求？答：（1）作用：焦炭是用焦煤在隔绝空气的高温下，进行干馏、炭化而得到的多孔块状产品。

其主要起以下几点作用：燃料、还原剂、料柱骨架、生铁渗碳的碳源。

（2）要求:含碳量高、灰分低、有害杂质少、成分稳定、强度高、焦炭均匀使高炉透气性良好、焦炭高温性能包括反应性CRI要低和反应后强度CSR要高3、球团矿与烧结矿质量比较？答：目前国内外普遍认为球团矿比烧结矿的冶金性能有以下优点：（1）粒度小而均匀：有利于高炉料柱透气性的改善和气流的分布均匀。

（2）冷态强度（抗压和抗磨）高。

在运输、装卸和储存室产生粉末少。

（3）还原性好，有利于改善煤气化学能的利用。

（4）原料来源宽，产品种类多（5）适于处理细精矿粉。

4、降低生铁含硫量的途径答:(1)降低炉料带路的总硫量--减少炉源、燃料含硫量，是降低生铁含硫量，获得优质生铁的根本途径和有效措施。

同时，由于硫负荷减小，可减轻炉渣脱硫负担，从而减少了熔剂用量和渣量，对降低燃耗和改善顺利都很有利。

降低铁矿石含硫量的主要方法，一是选矿，二是焙烧和烧结。

（2）提高煤气带走的硫量--随煤气逸出炉外，受焦比、渣量、碱度、炉温等复杂因素影响，如高温有利于硫挥发，但炉温首先取决于铁种，而不能单为气化脱硫采取节炉温措施。

球团矿与烧结矿的比较球团矿与烧结矿有如下不同：（1）球团矿适合于细磨精矿粉的造块。

由于贫矿的大量开采利用，选矿后的精矿粒度很细，精矿粉用于烧结时，料层透气性很差，影响烧结矿的产量和质量。

根据我国的铁矿资源条件，需要细磨精选的贫矿占的比重很大，球团矿的生产必将迅速发展。

粒度较粗的矿粉和碎焦、轧钢皮、高炉炉尘等不适于造球的工业废弃物，则适于生产烧结矿。

球团对原料的要求比较严格，原料粒度越细越有利于造球。

此外，矿物的性质、脉石成分和脉石含量，对于球团矿的生产工艺和成品质量都有很大影响。

烧结矿对于原料的适用性比较强。

（2）在大多数冶金性能上，球团矿比烧结矿更好些，球团矿粒度均匀，含铁量高，还原性好，低温强度好。

表是球团矿与烧结矿的质量比较。

球团矿的气孔度虽小些，但由于是小于4-5mm的小气孔（烧结矿的气孔多数是5-15mm的大气孔），有利于提高强度和还原性。

但是球团矿的碱度一般比烧结矿低。

高炉的冶炼实践表明，使用球团矿后一般都可以提高产量，降低焦比。

但收效大小与冶炼条件有关。

（3）球团矿的常温强度好，在运输过程中粉碎较少，并且适合于长期贮存，而烧结矿则在长期贮存时，易失去强度。

在生产过程中，由于球团矿焙烧时料层透气性好，强度好，与生产烧结矿相比，可以减少向大气中逸散的灰尘，有利于改善环境。

（4）球团矿的热还原强度比烧结矿差球团矿热还原强度降低同它在还原时产生膨胀有直接关系。

球团矿的膨胀分两个阶段，第一阶段是在还原度小于30%之前出现的，称为正常膨胀。

主要由于Fe2O3还原成Fe3O4时，发生晶格转变所引起的。

第二阶段是在还原度达到30%以后出现的，称为异常膨胀。

引起异常膨胀的一个原因，是在浮氏体还原成金属铁时出现纤维状金属铁，或“铁胡须”长大，促使体积膨胀。

影响球团矿体积膨胀的因素包括含铁矿物的形态、脉石成分、焙烧温度等，球团中FeO 越多，Fe2O3越少,则还原后体积膨胀率越小,强度降低也越小。

因为Fe2O3少，可以减少因Fe2O3还原成Fe3O4时晶格转变而引起的膨胀。

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（-74μm）必须≥80％，比表面积1500～2000cm2/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40～50％。

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。

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。

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。

八、环境状况比较生产球团矿比生产烧结矿排入大气的灰尘量要少，同时烟气含尘量少，有利于改善环境。

烧结生产的主要原料是铁精矿粉，固体燃料可采用焦煤，气体燃料为高炉自产的高炉煤气。

第一章烧结原燃料1．1概述所谓烧结，即是将各种粉状含铁原料，按要求配入一定数量的燃料和熔剂，均匀混合制粒后布到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。

目前，生产人造富矿的方法主要有烧结法和焙烧球团法。

由于烧结矿和球团矿都是经过高温制成的，因此又统称为熟料。

1．1．1 烧结的目的和意义高炉冶炼过程中，为了保证料柱的透气性良好，要求炉料粒度均匀，粉末少，机械强度高。

为了降低高炉焦比，要求炉料含铁品味高，有害杂质少，且具有自熔性和良好的还原性能。

采用烧结方法后，上述要求几乎能全部达到。

贫矿经过选矿后所得到的细粒精矿，天然富矿在开采过程中和破碎分级过程中所产生的粉矿，都必须经过烧结成块后才能进入高炉。

含碳酸盐和结晶水较多的矿石，经过破碎进行烧结，可以除去挥发分而使铁富集。

某些难还原的矿石，或还原期间容易破碎或膨胀的矿石，经过烧结可以变成还原性良好的热稳定性高的炉料。

铁矿石中的某些有害元素，如硫、氟、钾、钠、铅、锌、砷等，都可以在烧结过程中大部分去除或回收利用。

通过烧结过程，可以利用工业生产中的副产品，如高炉炉尘、转炉炉尘、轧钢皮、硫酸渣等，使其变废为宝，合理利用资源，降低生产成本，并可净化环境。

生产实践证明，高炉使用烧结矿和球团矿之后，高炉冶炼可以达到高产、优质、低耗、长寿的目的。

1．1．2 烧结技术的发展及现状烧结生产起源于英国和德国。

大约在1870年，这些国家就开始使用烧结锅，用来处理矿山开采、冶金工厂、化工厂等的废弃物。

1892年美国也出现了烧结锅。

世界钢铁工业第一台带式烧结机于1910年在美国投入生产。

这台烧结机的面积为8.325m2当时用于处理高炉炉尘，每天生产烧结矿140 t。

它的出现引起了烧结生产的重大变革，从此带式烧结机得到了广泛的应用。

1，矿石的品味：矿石中有用成分的质量百分含量矿石的理论含铁量：（通过矿石成分的化学分子式来计算得出的矿石含铁量）赤铁矿（Fe2O3）70%，磁铁矿（Fe3O4）72.4%，磷铁矿（FeCO3）48.3%，褐铁矿（nFe2O3mH2O）55.2-66.1%2，贫矿：实际含铁量低于理论含铁量70%的铁矿石富矿：含铁品味大于50%的铁矿石2，矿石的品位 ore grade 贫铁矿 low-grade iron ore/lean iron ore 富铁矿 high-grade iron ore 铁矿粉造块 agglomeration of iron ore 烧结 sintering 球团 pelletizing3，铁矿粉混匀：（1）目的：均匀同一种铁矿粉或不同种类铁矿粉之间的化学成分和粒度组成，使各种铁矿粉按烧结配料要求在原料场混匀，得到混匀矿，从而使烧结矿化学成分稳定，以稳定高炉操作，达到增产、节焦、长寿的目的（2）工艺：“平铺切取”，将入厂原料水平分层堆放到一定数量，再纵向取用4，铁矿粉造块：（1）作用：①将粉料制成高炉快料以适应高炉冶炼、直接还原等在流体力学方面的要求②改善铁矿石的冶炼性能，时高炉冶炼指标得到改善③可以去除有害元素，回收有益资源，扩大原料来源（2）方法：①烧结法（sintering）②球团法（pelletizing）③块矿（lump ore）5，国内铁矿石的资源状况：（1）分布分散，储量不多（2）贫矿多，占铁矿石总储量的80%以上，因此必须大力发展选矿和造块（3）多元素共存的复合矿较多，必须加强矿石的综合利用5，我国球团原料长期存在的问题：（1）含铁品味低（2）SiO2含量高（3）铁精矿粒度粗（4）膨润土配加比例高（5）水分高6，烧结生产的技术经济指标：（1）利用系数：单位时间内每平方米有效烧结面积的产量（t/（m2h））（利用系数=成品烧结矿台时产量Q/烧结机有效烧结面积F）（2）成品烧结矿的台时产量Q：单位时间内每台烧结机生产的烧结矿产量（t/（台h））（3）成品率K1：烧结矿经机尾筛分后，筛上为成品烧结矿，筛下为返矿，成品烧结矿与混合料总量之比为成品率（烧结矿成品率=扣除返矿后的成品烧结矿量/烧结料重量=1-返矿+烧损）（4）烧成率K2：混合料扣除烧损后的重量与混合料总量之比（烧成率=（成品矿+返矿）/烧结混合料量=成品烧结矿/烧结料重量）（5）作业率：设备年开动小时总计/（日历天数*24）（6）烧结机年产量：日历天数*24*作业率*台时产量7，烧结料层的分层性及各层的特点：（1）烧结矿层：从表面开始随着烧结过程的进行逐渐增厚，在同燃烧层接近处，进行液相的冷却结晶，使烧结物固结形成多孔的烧结矿（2）燃烧层：燃料被预热空气燃烧，产生1300-1500℃的高温，时烧结料局部熔化、造渣并进行还原、氧化，石灰石及硫化物的分解反应（3）预热层：已经干燥的烧结料被燃烧层的高温气体迅速加热到燃料的着火点，并进行氧化、还原、分解和固相反应，出现少量液相，热交换进行的迅速剧烈（4）干燥层：同预热层交界处温度约120-150℃，烧结料中的游离水在此大量蒸发，使料干燥，同时料中热稳定性差的一些球形颗粒可能破裂，使料层透气性变坏（5）过湿层：即原始的烧结混合料层，由于干燥层来的废气中含有大量的水蒸气，当其被料湿层冷却到露点温度以下时，水蒸气便重新凝结，使料的湿份超过原始水分，造成过湿现象，使料层透气性恶化8，铁矿粉造块的作用力：（1）引力：分子吸引力，静电接触电位，过剩电荷引力，磁力（2）液相作用力：水桥，表面张力，高粘度液体粘合（3）固相粘结力：盐类晶桥，熔化物固结-液相烧结，粘结力硬化联接，固相烧结，化学反应联接9，烧结过程原料燃烧与热交换：（1）在燃料少，透气性好，空气充足处，进行完全燃烧形成氧化区（C+O2=CO2），相反，则进行不完全燃烧形成还原区（C+1/2CO2=2CO）（2）热交换：燃烧层相当部分的热量是靠上部灼烧的燃烧矿层将抽入的空气预热到足够高的温度，供给燃烧层燃料燃烧，烧结矿层起到自动蓄热作用，且烧结矿层愈厚，自动蓄热作用越显著，在燃烧层的以下下的区域，炽热的废气将燃料传递给烧结料，热废气温度在预热层、干燥层迅速降低，而预热层、干燥层烧结料的温度急剧升高，燃烧层时温度最高的一层9，烧结料层的自动蓄热作用：燃烧层相当部分的热量是靠上部灼热的燃烧矿层将抽入的空气预热到足够高的温度来供给燃烧层燃料燃烧的，灼热的烧结矿层相当于一个“蓄热室”，这一作用称为少结过程中的自动蓄热作用10，烧结过程中气体力学特性：（1）料层透气性指数：？（透气性：指固体散料层允许气体通过的难易程度）（2）厚料层烧结的优缺点：①优点：垂直烧结速度降低，烧结矿强度提高而使成品率增加，蓄热量增加固体燃料消耗下降，对传热有利，降低焦粉用量，FeO含量降低，还原性改善②缺点：水分冷凝现象加剧，料层加厚，导致透气性降低，引起烧结过程不均匀，产生烧不透的生料，使上下烧结矿的质量不均匀（3）如何做到厚料层烧结的扬“长”避“短”：①扬“长”:厚料烧结，提高烧结矿的自动蓄热作用，提高热量利用，降低焦粉用量②避”短“：控制燃料在料层高度方向上的分布，采用不同配碳量的双层或多层烧结方法，加强偏析布料，加强抽风量，提高烧结负压，改善料层透气性10，改善烧结透气性的途径：加强原料准备，强化制粒，强化烧结操作与控制11，高碱度烧结矿的主要粘结相及矿物结构、特点及生产条件：（1）主要粘结相：CaO-Fe2O3的液相粘结（2）矿物结构：针状复合状铁酸钙系（3）特点：铁酸钙系化合物和共晶体熔点低，液相容易生成，生产的烧结矿还原性好，强度高（4）生产条件：高碱度，低温，低碳，高氧势烧结12，烧结矿的成矿机理：（1）固相扩散：机理是离子扩散，在一定温度下，粉状物料在熔化之前，固体颗粒中的离子克服晶格间的结合力，在晶格内部进行位置交换并扩散到与之接触的临近晶格内的界面上发生化学反应，生成低熔点物质，反应产物也是固相（2）液相粘结：烧结过程中一些低熔点的物质在高温作用下，熔化成液态物质，同时随着燃料层的移动，温度升高，各种互相接触的矿物又形成一系列的易熔化合物，在燃烧温度下形成新的液相，液滴浸润并溶解周围的矿物颗粒而将它们粘结在一起（3）冷凝固结：液相形成以后，随着燃烧层的下移，被熔化的物质温度开始下降，液相放出能量而结晶或变成玻璃体，形成多孔、坚硬的烧结矿13，抽风烧结：是将铁矿粉、熔剂和燃料经适当处理，按一定比例加水混合，铺在烧结机上，然后从上部点火，下部抽风，气流自上而下通过料层，燃层中燃料燃烧产生高温，引起一系列物理化学反应，物料局部软熔生成一定的液相，随后，由于温度的降低，液相冷凝结块，形成气孔率高、矿物组成与天然矿物不同的烧结矿13，抽风烧结生产工艺流程：（1）中和：将各种铁矿原料按化学成分、粒度组成、烧结性能进行配矿、中和、形成中和粉（2）配料：按烧结工艺、化学成分要求确定中和料、燃料、熔剂、返矿的比例（3）一次混合：在一次圆筒混合机中加水，将混合料混合（4）二次混合：在二次圆筒混合机中进行制粒，将混合料制粒为制粒小球（5）布料：将铺底料、混合料依次布到烧结机台车上（6）点火、烧结：用点火器点燃料层中的燃料，并使表面保温一段时间，抽风烧结（7）热破碎：烧结机机尾卸出烧结矿，用单辊破碎机破碎（8）冷却：冷却至不烧皮带（9）破碎、整粒、筛分、铺底料、返矿14，烧结生产重量配料法：电子皮带秤按质量计量物料流量，由自动调节系统控制调速圆盘，控制、调整流量特点：（1）配料准确，精度高（2）自动化程度高，不用端盘子15，烧结过程控制的主要参数：（1）料高：采用厚料层烧结，使料层阻力增加，增加蓄热，减少固体燃料的消耗量，现在料高多为600-650mm（2）混合制粒：在一次圆筒混合机中加水，将混合料混合，在二次圆筒混合机中进行制粒，将混合料制粒为制粒小球，粒度为1-3mm（3）布料方式：偏析布料，在高度方向上自上而下含碳量逐层降低，粒度逐层增大（4）点火温度：1200-1250℃（5）点火时间：1min15，提高烧结生产效率的措施：（1）终点控制（2）适当增加料层厚度（3）改善料层透气性（4）增加抽风量16，现代球团常用含铁原料的种类及其特征：（1）种类：①粉矿和铁精矿②二次含铁原料（2）特征要求：品位高，脉石低，化学成分稳定，粒度组成合理16，球团矿：是细精矿粉加入少量的添加剂，按一定比例经过配料、混合后，在造球上加水，依靠毛细力和旋转运动的机械力造成直径8-16mm的生球，然后在焙烧设备上干燥焙烧使其发生一系列物理化学变化，在高温氧化性气氛下Fe2O3再结晶的晶桥键固结成的品位高、强度好、粒度均匀的球形炼铁原料17，目前国内外常用的粘结剂种类及其对于球团生产的重要作用：（1）无机粘结剂：主要是钙、铝、硅等元素的粘结剂，包括膨润土、水玻璃、石灰石、白云石等，可以改善成球性能，提高生球强度和爆裂温度，改善球团矿质量，增加产量，降低消耗（2）有机粘结剂：来源广泛，包括沥青类物质，植物类产品，化工加工后的产品等，用量少，带入有害杂质少，对环境污染小18，球团生产工艺流程：（1）原料准备：磨矿，脱水，中和混匀（2）配料：按工艺、化学成分要求确定精矿粉、燃料、熔剂、粘结剂等添加物的比例（3）混合：使配合料物化性能均匀，保证造球过程稳定，以获得密度、粒度均匀的生球（4）造球：加水并在造球设备上进行制造生球（5）焙烧：将制造好的生球进行焙烧，提高球团矿的强度，使球团矿具有良好的冶炼性能（6）冷却，筛分，返矿磨碎19，生球干燥发生裂纹和爆裂的原因：（1）湿度差引起收缩不均匀，表里收缩不均匀时产生应力，应力大于球表面拉应力或剪应力极限时，生球表面产生裂纹，削弱球团强度（2）在降速干燥阶段，内部扩散控制为主，水分主要通过蒸汽由内向外扩散的方式进行干燥，当传热过多，蒸汽多，来不及扩散到表面，求内蒸汽压升高，当球内压力超过干燥表层的径向和切向抗拉强度时，球团产生爆裂，结构遭到破坏20，球团中磁铁矿氧化及脱硫：（1）氧化机理：①氧化阶段及其产物：第一阶段，4Fe3O4+O2→6r-Fe2O3（200-400℃）；第二阶段：r-Fe2O3→a-Fe2O3（400-1000℃）②氧化途径：大气中的O2被Fe3O4颗粒吸收，Fe2+→Fe3++e，导致O2电离O2+4e→2O2-,上述反应引起Fe3+扩散（2）脱硫：①预热为强氧化气氛，有利于脱除90%以上的硫②脱硫反应，FeS2在200-300℃即开始分解，FeS2→FeS+S，S+O2→SO2↑,2FeS+7/2O2→Fe2O3+ 2SO2↑21，球团焙烧的固结机理：（1）固结扩散反应类型：①Fe2O3单元系：主要球团原料为Fe3O4，预热时氧化为Fe2O3，产生晶格变化，具有巨大的表面能，质点迁移能力强，通过扩散在A、B颗粒间形成Fe2O3晶桥，将颗粒连接起来，使球团矿获得一定的强度②CaO（MgO）-Fe2O3二元系：CaO-Fe2O3在500-600℃时开始产生固相反应，CaO 与SiO2的亲和力大于CaO与Fe2O3的亲和力，但Fe2O3的浓度大，SiO2浓度小，低温下优先形成CaOFe2O3，由于共熔点低，出现液相，SiO2与CaOFe2O3液相中的CaO反应，置换出Fe2O3重结晶析出③CaO-SiO2系：CaO与SiO2在1200℃进行固相反应，，过量的CaO与SiO2生成2CaOSiO2的固相反应在500-700℃之间可进行（2）固结方式：①Fe2O3微晶键连接②Fe2O3再结晶连接③Fe3O4再结晶④渣相（液相）固结22，球团矿的矿物组成与显微结构：（1）酸性球团矿：①矿物组成：95%以上为Fe2O3，少量Fe3O4，独立SiO2颗粒，液相量极少②结构：1），Fe3O4精矿球团氧化完全时，Fe2O3再结晶，晶粒长大连成一片，气孔部规则状，多为连通气孔，全气孔率和开口气孔率差别不大，强度高，还原性良好2），Fe3O4精矿球团氧化不完全时，呈三层结构：a，表层，氧化充分 b，中间过渡层，Fe2O3为主，Fe2O3晶粒间，被硅酸铁和玻璃质硅酸盐液相填充，有残余的Fe3O4 c，中间层，残余Fe3O4重结晶，被硅酸铁和玻璃质硅酸盐液相填充，气孔多为圆形大气孔，冷却时体积收缩，形成同心裂纹，即球团矿成双层结构，外层Fe2O3为主，内层以Fe3O4和硅酸盐液相为主，中间被裂缝隔开，球团矿强度较低（2）熔剂性球团矿：①矿物组成：以Fe2O3为主，还含有铁酸钙、硅酸钙、钙铁橄榄石，液相量多②结构：气孔呈圆形大气孔，平均抗压强度低于酸性球团23，带式焙烧机焙烧工艺上的主要特征及其结构：（1）主要特征：①干燥、预热、焙烧、均热和冷却等过程在同一设备上进行，求层始终处于相对静止状态②铺有底料和边料，底料的作用是保护炉篦和台车免受高温烧坏，使气流分布均匀，边料的作用是保护台车两侧边板，防止被高温烧坏，防止两侧边板漏风，这两项使料层得到充分燃烧且有利于延长台车寿命③采用鼓风和抽风混合流程干燥生球，既强化了干燥，又提高了球团矿的质量和产量④球团矿冷却采用鼓风方式，冷却后的空气一部分直接循环，一部分借助于风机循环，循环热气一般作为焙烧助燃空气和均热风⑤各抽风区风箱热废气可根据需要作必要的调节，然后循环送到鼓风干燥区或抽风预热区⑥干燥区的废气因温度低、水汽多而排空⑦燃烧供热，焙烧和冷却带的热废气用于干燥、预热和助燃，其热量利用良好，使单位成品的热耗降低（2）结构：带式焙烧机的整个工作面被炉罩所覆盖，沿长度方向上被分隔成干燥、预热、燃烧点火、焙烧、均热、和冷却六个区，各段之间通过管道、风机、蝶阀等联接成一个有机的气流循环体系，各段的温度、气流速度（流量）可以藉燃料用量、蝶阀的开度进行调节24，带式焙烧机炉罩被分隔成若干区（段）的主要作用：可分为干燥、预热、燃烧点火、焙烧、均热、和冷却六个区，各段之间通过管道、风机、蝶阀等联接成一个有机的气流循环体系，各段的温度、气流速度（流量）可以藉燃料用量、蝶阀的开度进行调节，这种工艺结构操作灵活、方便、调节周期短①干燥：水分蒸发，部分结晶水分解②预热：脱除少量水，磁铁矿氧化成Fe2O3，碳酸盐、硫化物分解、氧化、固相反应③燃烧点火：燃料燃烧放出热量④焙烧带：铁氧化物的结晶，再结晶，晶粒长大，固相反应，球团矿体积收缩，结构致密⑤均热：使内部晶体长大，矿物组成均匀化，结构致密化⑥冷却：冷却过程中，尚未氧化的Fe3O4→Fe2O325，链篦机-回转窑球团生产的主要工艺过程及工艺特点：（1）工艺过程：将生球布在慢速运行的篦版上，利用环冷机预热及回转窑排除的热气流对生球进行鼓风干燥及抽风干燥、预热氧化，脱除吸附水或结晶水，并达到足够的抗压强度后直接送入回转窑进行焙烧，得到质量稳定的球团（2）工艺特点：①生球在链篦机上利用回转窑出来的热气进行鼓风干燥、抽风干燥和抽风预热，各段长度可根据矿石类型的特点进行调整，无需采用铺底料②球团在窑内不断滚动燃烧，各部分受热均匀，使球团中颗粒接触更紧密，球团矿的强度好而且质量均匀③根据生产工艺的要求来控制窑内的气氛，可生产氧化球团、还原球团，还可以通过氯化焙烧处理多金属氧化物④生产操作不当时容易“结圈”，其原因主要是高温带产生的液相过多⑤物料中低熔点物质的数量及物料化学成分产生波动，气氛的变化及球团粉末数量和操作参数是否稳定等都对结圈有影响26，回转窑的结圈并从工艺设计和操作制度上防止回转窑结圈：生球筛除粉末，在链篦机上提高预热球的强度，严格控制焙烧气氛和焙烧温度，稳定原料化学成分，选用灰分熔点高的煤粉等27，烧结矿、铁矿球团质量检测指标及其检测方法：（1）转鼓指数：烧结矿抵抗冲击的能力。

烧结矿和球团矿转鼓强度的测定方法标准1. 测定原理转鼓强度是评价烧结矿和球团矿冶金性能的重要指标之一，通过测定转鼓强度可以了解矿物的机械性质、耐磨性、抗压强度等。

转鼓强度测试的原理是将一定量的试样置于转鼓内，在规定的转速下旋转一定时间，然后测定试样的破损率或失重率，以此评价试样的强度。

2. 测定步骤2.1 样品准备将待测的烧结矿或球团矿破碎至一定粒度，然后按照规定的取样方法，从不同部位取一定量的试样，混合均匀。

将试样分成两份，一份用于测定转鼓强度，另一份用于制备标准样品。

2.2 转鼓试验将试样放入转鼓内，调整好转速和旋转时间。

旋转过程中，试样会受到冲击和摩擦力，导致颗粒破裂或磨损。

旋转结束后，将试样取出，并测量其破损率或失重率。

2.3 结果计算根据测得的破损率或失重率，计算出试样的转鼓强度。

具体计算方法可以根据相关标准或规定进行。

3. 试验报告试验报告应包括以下内容：3.1 试验目的；3.2 试验原理；3.3 试验步骤；3.4 试验结果；3.5 结果分析。

4. 注意事项4.1 在进行转鼓试验时，应注意安全，避免试样飞溅造成伤害；4.2 试样的粒度和取样方法应符合相关规定，以保证测试结果的准确性；4.3 在测试过程中，应保持转鼓的清洁，避免杂质的干扰；4.4 对于不同种类的烧结矿和球团矿，应采用不同的测试条件和参数。

5. 方法精密度该测定方法的精密度取决于多个因素，如试样的粒度、取样方法、转鼓的转速和旋转时间等。

一般来说，该方法的相对标准偏差为1%～3%。

6. 方法应用范围该测定方法适用于各种类型的烧结矿和球团矿的转鼓强度测定，可以用于评估矿物的机械性质、耐磨性、抗压强度等性能指标。

此外，该方法还可以用于研究矿物的结构和性质之间的关系，以及优化矿物的加工工艺。