烧结理论知识培训教材
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第一章概述传统的钢铁工业生产系统是由采矿、选矿、烧结(球团)、炼铁、炼钢、轧钢这六大工序组成的,烧结在钢铁企业中占有相当重要的地位。
所谓烧结,是把粉状和细粒含铁物料制成具有良好冶金性能的人造块矿的过程,是粉状含铁物料的主要造块方法之一。
烧结料通常由选矿厂出产的铁矿粉和对天然富矿进行破碎、筛分时产生的小于8mm 的富矿粉,烧结过程中产生的小于8mm 的返矿粉以及其它冶金厂的若干含铁废弃物(如高炉炉尘、转炉炉尘、轧钢皮、硫酸渣等)组成。
把这些烧结料按一定比例混合后,再根据烧结过程的热量需要和碱度要求配加适量的燃料(焦粉或无烟煤)和熔剂(石灰石、生石灰或消石灰),混匀后放入烧结设备中点火烧结。
由于燃料燃烧时产生的高温作用,料层内产生一定数量的液相(但不允许烧结料全部熔化),将那些尚未熔化的粉料粘结成块,这就是烧结矿。
由此可见,烧结是一种粉状含铁物料的造块工艺,它主要是靠烧结料中产生的液相把粉料固结成块。
在古代人们是直接用富矿来炼铁的,随着钢铁工业的迅速发展,要求日益扩大对贫矿和多种金属共生复合矿的利用,这些矿石经过选矿处理后得到的精矿粉,以及粉状富矿粉都需经过造块才能进行冶炼。
1870 年英国、瑞典、德国使用烧结锅,1910 年世界上第一台带式烧结机在美国投入生产,我国建国初期,只有首钢的烧结锅,本钢的烧结盘,以及鞍钢的50m2带式烧结机投入使用。
第二章配料一、配料知识简介配料是高炉优质、高产、低耗的先决条件,是获得优质烧结矿的前提,烧结矿使用的原料种类多,物理化学性质各不相同。
为了合理综合利用国家资源,生产出符合高炉冶炼要求而且成分相对稳定的烧结矿,同时还要兼顾生产过程的要求,烧结厂必须根据本厂原料的供应情况及物理化学性质选择合适的原料,通过计算确定配料比,并严格按配比确定每条电子称皮带下料量,经常进行重量检查(跑盘)及时调整。
所谓配料就是根据高炉对烧结矿的产品质量要求及原料的化学性质,将各种原料、溶剂、燃料、代用品及返矿等按一定比例进行配加的工序。
烧结工职业技能培训教材(初级)前言烧结生产是钢铁生产过程的一个重要环节,是保证高炉炼铁正常生产的基本条件。
如何提高烧结矿的产品质量、产量和降低能耗、成本,是企业追求的目标。
为了满足我厂职工学习烧结生产技术知识,提高烧结生产操作水平的愿望,特编此教材。
本教材共分六章,包括烧结原燃料概述、烧结生产基础知识、烧结生产操作、烧结机结构及故障分析、看火工安全技术规程、看火工岗位操作规程、煤气基本知识和有关试题。
由于编者水平有限,时间仓促,有不妥和错误之处,恳请批评和指正。
编者:张宏伟董忠强2009年10月工种说明与鉴定基本要求工种说明工种名称:烧结工工种职责:负责FeO稳定率、转鼓强度指标的完成。
根据原、燃料烧结性能及时调整燃料用量、空燃配比、料层、机速等参数,确保烧结矿产质量,并保持与一混的联系,保证烧结料水分的稳定。
适用范围:烧结值班长、烧结工等级:初鉴定基本要求按我公司《持证上岗制度》的规定执行目录第一章烧结原燃料 (7)第一节概述 (7)一、烧结的目的和意义 (7)二、烧结技术的发展及现状 (7)三、烧结生产工艺流程及技术经济指标 (8)第二节矿物、矿石和岩石的基本概念 (11)一、矿物 (11)二、矿物的形态 (11)三、矿物的物理性质 (12)第三节含铁矿石的种类及作用 (14)一、铁矿石 (14)二、铁矿石的评价 (16)三、铁精矿粉 (18)四、其他含铁原料 (19)第四节烧结生产所用的熔剂、燃料及其作用 (20)一、熔剂 (20)二、燃料 (21)第二章烧结过程基本理论 (21)第一节抽风烧结过程概述 (21)一、烧结矿层 (22)二、燃烧层 (22)三、预热层 (22)四、干燥层 (23)五、过湿层 (23)第二节燃料的燃烧与热交换 (23)一、燃烧反应的一般规律 (23)二、烧结料层中碳的燃烧反应 (25)三、烧结料层中的温度分布和热交换 (27)第三节水分的蒸发、分解与冷凝 (30)第四节碳酸盐的分解及氧化钙的钙化作用 (33)一、碳酸盐的分解 (33)二、氧化钙的钙化作用 (34)第五节烧结过程中金属氧化物的分解、还原与氧化 (35)一、金属氧化物的分解 (35)二、金属氧化物的还原 (36)三、铁氧化物的氧化 (37)第六节固相之间的反应 (38)第七节液相生成与冷却结晶 (41)一、液相生成概念 (41)二、烧结过程的主要液相 (41)三、液相冷却结晶 (45)第八节烧结矿的矿物组成、结构及其对品质的影响 (46)一、烧结矿的矿物组成 (47)二、影响烧结矿矿物组成的因素 (49)三、烧结矿的结构 (51)第九节有害物的去除 (52)一、硫的去除 (53)第三章烧结生产操作 (54)第一节混合料的烧结 (54)一、布料 (54)第二节烧结料的点火 (56)一、点火温度 (57)二、点火时间 (57)三、点火热量 (58)四、点火深度 (59)五、点火真空度 (59)六、点火废气含氧量 (59)七、抽盲板操作 (60)八、堵盲板操作 (60)九、点火器性能 (60)十、点火操作 (61)第三节混合料的烧结 (62)一、烧结风量和负压 (62)二、料层厚度与机速 (63)三、烧结终点判断与控制 (64)四、烧结料中碳和水分的判断与调节 (65)第四章烧结机结构及故障处理 (66)第一节烧结机结构 (66)第二节烧结机常见故障及处理方法 (68)第五章看火工安全技术与岗位操作规程 (70)第一节看火工安全技术规程 (70)一、点火前准备 (70)二、点火操作 (70)三、停炉操作 (70)四、一般安全规定 (71)第二节看火工岗位操作规程 (71)一、职责 (71)二、生产技术操作 (72)三、安全注意事项 (78)第六章煤气基本知识 (78)第一节煤气中毒事故的产生、预防和处理 (78)一、煤气中毒机理 (78)二、煤气中毒症状 (79)三、煤气中毒事故的预防 (79)四、煤气中毒事故的处理 (80)第二节煤气着火事故的条件和预防 (83)一、煤气燃烧的必要条件 (83)二、煤气燃点 (84)第三节煤气爆炸事故的条件和预防 (84)一、煤气爆炸事故发生的必要条件 (84)二、煤气爆炸事故的预防 (85)第一章烧结原燃料第一节概述所谓烧结,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。
烧结工艺知识培训材料在炼铁过程中铁矿石中主要以铁氧化物和脉石组成,脉石成分绝大多数为酸性,SiO2含量较高,要能使渣铁分离,必须使炉渣有一定的R,需要加入一定量的碱性熔剂,熔剂的分解需要消耗大量的热,成本增加,且粉矿入炉炉子的透气性很差,不利于高炉冶炼。
终和这些问题的弊端,给炼铁带来的不利,就发展到了粉矿造块,粉矿造块分为:烧结法(R性烧结矿)和球团法(酸性球团)。
烧结也就是将粉矿通过加热,矿粉熔化,结成块,并加入炼铁必须的碱性熔剂,使得烧结矿熔剂化。
烧结的意义:)通过烧结可为高炉提供化学成分稳定,粒度均匀、还原性好,冶金性能好的优质人造矿矿,为高炉优质、高产、低耗、长寿创造了良好的条件;2)可去除有害杂质,如硫、锌等;3)可利用工业生产的废弃物;如高炉灰、除尘灰、轧钢皮、钢渣烧结矿的化学成分稳定就考虑到原料成分的均匀稳定,并需要储存,发展到了料场:经过筛选后的矿粉到厂,也就是码头上料后的堆场称为一次料场,对原料初混有一定的作用一次料场的堆料有:定点堆料、鳞行堆料、行走堆料、条形堆料;我们使用鳞行堆料,其作用就是粒度偏析比较小定点堆料鳞行堆料行走堆料条形堆料取料:分层分段取料,这样可以保证送料量稳定、均匀、也可以提高设备的作业能力混匀的作用:使不同成分、粒度、烧结性能的各种矿粉按一定比例均匀混合,使其得到化学成分稳定、粒度均匀,烧结性能稳定,而且供料稳定长期的烧结原料矿粉混匀采用人字行行走堆料方式进行平铺留头留尾,再通过过滚式滚匀取料机进行全端面截取。
二、烧结烧结就是将各种粉状含铁原料,配入适量的熔剂,加入适量的水,经混合和造球后将混合料均匀的铺到烧结台车上,经点火、抽风烧结,在过程中借助燃料燃烧产生的一定高温,使物料发生一系列物理化学反应变化,产生一定数量的液相,经冷却后形成烧结饼,称为烧结矿,经破碎、筛分后送炼铁烧结对原辅材料的要求:1、铁矿石(矿粉):自然界中金属铁很少见,根据其组成通常分为四大类:①磁铁矿Fe3O4,其结构致密,晶粒极小,黑色条纹,具有强磁性,S、P含量高,还原性差;②赤铁矿Fe2O3,,条纹为樱红色,具有弱磁性。
目录第一章烧结厂烧结工艺、设备情况简介………………………第一节烧结厂简介…………………………………………………………………………第二节烧结生产工艺流程…………………………………………………………………第三节烧结设备情况简介…………………………………………………………………第二章烧结的基础理论知识………………………………………………………第一节烧结生产主要技术经济指标………………………………………………………第二节原料基本知识………………………………………………………………………第三节配料基本知识………………………………………………………………………第四节混料基本知识………………………………………………………………………第六节烧结基本知识………………………………………………………………………第五节成品矿处理基本知识………………………………………………………………第三章烧结应知应会知识…………………………………………………………第一节配料工技能知识……………………………………………………………………第二节混料工技能知识……………………………………………………………………第三节烧结工技能知识……………………………………………………………………第四章烧结工艺方面的知识………………………………………………………第一节原料管理……………………………………………………………………………第二节铁矿石烧结…………………………………………………………………………第三节烧结工艺操作管理…………………………………………………………………第四节烧结调整基准………………………………………………………………………第五节烧结现场配料计算及检化验事项…………………………………………………第五章烧结生产以来典型生产事故案例………………………………………生产事故案例一……………………………………………………………………………生产事故案例二……………………………………………………………………………生产事故案例三……………………………………………………………………………生产事故案例四……………………………………………………………………………第六章烧结设备情况介绍…………………………………………………………第一节原料系统设备……………………………………………………………………一、铁料设备…………………………………………………………………………………二、熔剂设备…………………………………………………………………………………三、燃料设备…………………………………………………………………………………第二节烧结机系统设备………………………………………………………………一、混合制粒设备……………………………………………………………………………二、铺底和布料设备…………………………………………………………………………三、点火炉及助燃风机………………………………………………………………………四、烧结机本体及传动设备…………………………………………………………………五、烧结机台车………………………………………………………………………………六、机头机尾密封……………………………………………………………………………七、烧结机单辊破碎机………………………………………………………………………八、主抽风机及附属设备……………………………………………………………………第三节成品矿处理设备…………………………………………………………………一、烧结矿破碎设备…………………………………………………………………………二、烧结矿筛分设备…………………………………………………………………………三、烧结矿冷却设备…………………………………………………………………………四、返矿给料设备……………………………………………………………………………第四节除尘设备……………………………………………………………………………第七章烧结投产以来发生的典型设备事故案例…………………………设备事故案列一……………………………………………………………………………设备事故案列二……………………………………………………………………………设备事故案列三……………………………………………………………………………设备事故案列四……………………………………………………………………………附录…………………………………………………………………………………………参考文献…………………………………………………………………………………第一章烧结车间烧结工艺、设备情况简介第一节烧结车间简介烧结车间是分二期新建二台90m2烧结机。
90m2带烧筹建于2007年3月,将于2008年7月5日投产。
烧结矿生产能力213.84万吨/年,分两期建设,一期建设一台90米2烧结机,不可分割的辅助生产设施一次建成,主要容为一台90米2带式烧结车间及配套的公用辅助设施。
二期建设一台90米2烧结机。
烧结车间生产能力完全能满足一、二期各一座位530M2高炉冶炼用料。
烧结车间一期定员150名,生产管理人员9人。
烧结车间分,钳工班1个,仪电班1个,倒班工段3个,岗位作业工141人。
第二节烧结生产工艺流程烧结生产工艺流程的定义:烧结过程就是根据高炉炼铁工艺要求,将细粒的含铁原料、熔剂、燃料进行接受,贮存,均匀中和、破碎后进行配料、混合造球、铺底、布料、点火、抽风烧结后结成矿,再经破碎、冷却、整粒后把成品烧结矿运往高炉矿槽,返矿重新参加配料后再进行烧结。
这一工艺过程称为烧结生产工艺流程。
烧结生产工艺流程是根据高炉冶炼对烧结的物理性能和化学成分的要求制定的,并随着科学技术不断发展而不断完善。
烧结生产工艺系统组成我车间烧结生产工艺流程如图1-1所示,大体分8个工序系统。
1、受料工序系统――主要包括铁料场、铁料受矿槽、熔剂受矿槽、燃料受矿槽,其任务是担负进厂原料的接受、运输和贮存。
2、原料准备工序系统――包括含铁原料的中和、燃料的破碎,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。
3、配料工序系统――包括配料室的矿槽、圆盘给料机、称量设施等。
根据规定的烧结矿化学成分和使用的原料种类,通过计算,各原料按计算的重量进行给料,以保证混合料和烧结矿化学成分稳定及燃料量的调整。
4、混合、造球工序系统――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,用一次混合机将混合料混匀,再用二次混合机造成小球。
5、烧结工序系统――主要包括铺底料、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。
6、抽风工序系统――主要包括风箱、集尘管、双层卸灰阀、机头电除尘器、抽风机、烟囱等。
7、成品处理工序系统――包括热破碎、环冷机冷却、整粒、及成品运输系统。
该工序的任务在于分出:5—10mm和20-150mm的成品矿,10-20mm的铺底料,小于5mm的冷返矿。
8、环保除尘工序系统――主要是用电除尘系统将烧结机机尾部卸矿处、返矿及整粒系统各处扬尘点的废气,4台布袋除尘器给燃破系统及配料系统除尘。
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烧结。
其任务是担负烧结生产的环境保护。
工艺流程:石灰石粉槽返精矿5~0毫米排出大气冷烧结矿高炉矿槽第三节烧结设备情况简介90M2烧结机的设备情况如下:1、上料系统,分铁料上料、熔剂上料、燃料上料系统。
用于铁精粉、混匀矿粉上料有五个受料矿槽,1个杂料仓受料矿槽用2米圆盘给料机给料;熔剂上料有四个受料上矿槽,一个储存生石灰,一个储存白云石,二个生石灰仓用电振结料机给料;燃料上料有两个受矿槽,用胶带机把焦粉运到四辊上面的两个储料仓,然后用两台四辊破碎机破碎;2、配料系统,各种原燃料通过皮带或铲车到配料矿槽,配料矿槽有6个铁料仓(其中1个杂料仓),2个燃料仓,4个熔剂仓(其中1个石灰石仓、1个白云石仓,2个生石灰仓,)2个冷返矿仓,2个高炉返矿仓,共16个料仓。
铁料和杂料用圆盘给料机和配料皮带秤给料,燃料、冷返矿和熔剂用直拖式皮带秤给料,熔剂生石灰用叶轮给料机、螺旋秤带星型给料机给料,各种原料通过配料主控的计算机控制电子称来调整其下料量。
3、混料系统,一次混合是3.2×14米的滚筒,二次混合是3.8×16米的滚筒。
4、烧结系统,1个铺底料仓,1个混合料仓,混合料仓上面是梭式布料器面料,圆辊给料给料七辊布料机把混合料均匀的布在烧结机台车上,点火器2排15个烧嘴进行点火(共计17个烧咀、2个亚高速烧嘴点燃点火烧嘴),烧结机台车为1×2.5米的,共计109个台车,13个风箱。
5、抽风系统,主要是风箱、185m2电除尘器,4200KW电机带动的主抽风机。
6、成品系统,单辊破碎,用110m2环式冷却机冷却烧结矿,两台冷筛进行处理冷却的烧结矿,第一台冷筛是筛出小于5mm的冷返矿,第二台冷筛的前端是筛出5-10mm的烧结矿,冷筛后端冷筛是筛出10-20mm的烧结矿用作铺底料。
高炉烧结矿成品备用仓6个120m3能储存1200吨烧结矿。
7、除尘系统,90M2烧结机共有2台电除尘器,185M2电除尘器给烧结机机头除尘;135M2电除尘器给烧结机机尾及成品系统除尘,4台布袋除尘器给燃破系统及配料系统除尘。
第二章烧结车间的基础理论知识第一节烧结生产主要技术经济指标烧结生产主要技术经济指标包括利用系数、作业率、产品合格率、原材料消耗等1 利用系数烧结机利用系数是指在单位时间每平方米有效烧结面积的生产量。
利用系数=(烧结机成品矿台时产量(Q)÷烧结机有效烧结面积(F))×100% t/(m2·h)2 台时产量台时产量是指每台烧结机在单位时间生产的烧结矿数量。
台时产量=烧结机生产总量÷烧结机实时作业时间t/(h·台)3 成品率烧结矿经机尾筛分,筛上为成品烧结矿,筛下为返矿,成品烧结矿所占混合料总产量的百分率即为成品率。
成品率=(成品矿÷混合料)×100%4 烧成率混合料经烧损后的烧成量(即成品矿加上返矿总量)与混合料之比的百分数。
烧成率=(成品矿+返矿)÷混合料×100%5 烧结机作业率作业率是设备工作状况的一种表示方法,指以运转时间占设备日历时间的百分数表示。
即:作业率=(实际作业时间÷设备日历时间)×100%对于一台烧结机来说,一天的日历时间为24小时,计算多台烧结机的设备作业率时,一天的日历时间为烧结机台数×24小时;计算多台烧结机月和年作业率时,日历时间依此类推。
即:日历时间=烧结机台数×24小时×天数运转时间按设备实际运转时间计算,它与同时运转的烧结机台数有关。