实验2 抽风烧结实验

烧结生产0概述全世界的矿石储量2500亿吨，富矿20%我国矿石储量500亿吨，富矿5%随着钢铁工业的发展，天然富矿从产量和质量上都不能满足高炉冶炼的要求。

而且精矿粉和富矿粉都不能直接入炉冶炼。

为了解决这一难题，将粉矿制成块状人造富矿。

方法：烧结法和球团法。

一、现代高炉对原料的要求1、节焦上（1）、铁矿石品位高，杂质少。

首钢经验：品位提高1%，焦比下降2%，产量提高3%。

产量提高，单位热损失减少，加入熔剂少，减少热量支出。

（2）、熟料比高。

不用或少加熔剂，减少热量支出，冶金性能好。

（3）碱度高。

可以不加石灰石，减少热量支出。

C a C O=CaO+CO2 吸热32、透气性（1）粒度均匀大小不均造成小块填到大块中间破块透气性上限40~50mm下限5~10mm。

（2）粉末少（3）强度高3、冶炼性能（1）还原性好有利于铁氧化物还原，有利于煤气利用的改善与焦比的下降（2）低温还原粉化率低粉化率高粉末多影响透气性（3）软熔性能软化温度高软化区间窄使成渣带下移变薄改善透气性二、人工富矿的方法１、烧结法烧结是将各种粉状含铁原料，配入一定数量的燃料和熔剂，混匀后，进行燃烧，进行一系列的物化反应，产生一定数量的液相，冷凝后粘结起来的块状产品叫做烧结矿，这个过程叫烧结。

２球团法球团矿：把润湿的铁精矿粉和少量的添加剂混合，再造球设备中滚动成9~16mm左右的圆球，在经过干燥，预热，焙烧、均热、冷却、发生一系列的物化反映，使生球固结，成为高炉需要的球团矿。

三、烧结矿在钢铁工业中的重要地位１、扩大矿石来源贫矿经过选矿、造块、烧结制成烧结矿，供高炉使用。

富矿粉经过造块后，供高炉使用。

２、可以改善高炉技术经济指标改善了原料的物理化学性能。

孔隙率高，反应面积增大，加速冶炼过程。

粒度均匀，透气性好。

机械强度高还原性好。

低温还原粉化率低，高温还原软化性好，提高冶炼效果。

３、能够充分利用冶金工业和化学工业的废品。

烧结可以利用高炉炉灰，轧钢皮，硫酸渣、转炉尘作为原料，合理利用资源，降低生产成本。

烧结富氧的工艺研究谢增（重庆科技学院，重庆中国 401331）摘要:通过改变天然气流量和氧气过剩系数以及氧气和空气的配比,在实验室进行了一系列点火烧结试验研究,重点考查富氧对烧结点火的影响。

研究表明,富氧烧结点火能够降低烧结点火能耗和减少CO2的排放量,同时点火温度上升,烧结料层表面固体燃料的利用率提高,并可获得良好的烧结矿产量、质量指标。

当天然气流量为2 m3.h-1,点火时间为1.5 min,助燃风为50%氧气+50%空气(体积分数),氧气过剩系数为1.9的情况下,烧结点火能耗为30.32 MJ.m-2,点火烟气中氧的体积分数为14.28%,所获得的烧结矿成品率和转鼓强度分别为72.32%和65.30%。

与助燃风为空气,其它条件不变的情况比较,烟气中氧的体积分数提高了5.17%,烧结矿成品率和转鼓强度分别提高了10.59%和1.97%。

关键词: 烧结富氧工艺烧结工艺法是在烧结生产过程中,将含有一定浓度的空气吹入烧结机上方,通过增加空气中的氧含量,进行富氧烧结的连续性生产,达到提高烧结矿产质量,降低固体燃耗的目的。

一种新型的烧结工艺生产方法,能够提高料层厚度,改善烧结矿粒度组成,降低固体燃耗,促使硫的顺利脱除。

富氧烧结工艺法是有效提高烧结矿产质量的新工艺、新方法。

富氧能改善烧结矿强度和粒度组成,降低返矿率且有利于烧结过程脱硫。

富氧浓度为21%~23%时,烧结矿的物理化学性能及产量指标最好。

烧结是一种氧化和还原的物理化学反应过程，烧结过程中的气氛是影响烧结指标和烧结矿质量的重要因素之一。

为了获得高质量的烧结矿，并提高烧结矿的产量，降低烧结过程的消耗，进行了铁矿石富氧烧结的试验研究。

众所周知，铁酸钙是烧结矿中理想的粘结相，具有良好的强度和还原性。

而要形成以铁酸钙为粘结相的烧结矿需要一定的客观条件，生成针状铁酸钙的最佳条件为：①比较高的碱度(CaO／SiO2一1．8～2．2)，只有在高碱度条件下，CaO与Fe2O3的结合力才能比CaO与SiO2的结合力强；②比较低的烧结温度(磁铁矿原料1230～1250℃，赤铁矿1250～1270℃)；③较高的高温保持时间，约2—3min；④适宜的Al2O3含量，可以促进SFCA的生成；⑤良好的氧化气氛，促进氧化，有利于SFCA形成。

烧结过程的理论基础烧结就是将矿粉、熔剂和燃料，按一定比例进行配加，均匀的混合，借助燃料燃烧产生的高温，部分原料熔化或软化，发生一系列物理、化学反应，并形成一定量的液相，在冷却时相互粘结成块的过程。

一、烧结过程的基本原理近代烧结生产是一种抽风烧结过程，将矿粉、燃料、熔剂等配以适量的水分，铺在烧结机的炉篦上，点火后用一定负压抽风，使烧结过程自上而下进行。

通过大量的实验对正在烧结过程的台车进行断面分析，发现沿料层高度由上向下有五个带，分别为烧结矿带、燃烧带、预热带、干燥带和过湿带。

当前国内外广泛采用带式抽风烧结，代表性的生产工艺流程如图3—1所示。

1、烧结五带的特征（1）烧结矿带在点燃后的烧结料中燃料燃烧放出大量热量的作用下，混合料熔融成液相，随着高负压抽风作用和燃烧层的下移，导致冷空气从烧结矿带通过，物料温度逐渐降低，熔融的液相被冷却凝固成网孔状的固体，这就是烧结矿带。

此带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，一般是返矿的主要来源。

（2）燃烧带该带温度可达1350~1600度，此处混合料软化、熔融及液相生成，发生异常复杂的物理化学变化。

该层厚度为15~50mm 。

此高炉灰轧钢皮 （10~0mm ） 碎焦无烟煤 （25~0mm ） 石灰石白云石 （80~0mm ） 精矿富矿粉 （10~0mm ）空气排出废气(热烧结矿)冷烧结矿图3—1 烧结生产一般工艺流程图带对烧结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。

该带过窄，烧结温度低，液相量不足，烧结矿粘结不好，导致烧结矿强度低。

燃烧带宽窄主要受物料特性、燃料粒度及抽风量的影响。

（3）预热带该带主要使下部料层加热到燃料的着火温度。

一般温度为400~800度。

该带主要反应是烧结料中的结晶水及部分碳酸盐、硫酸盐分解，磁铁矿进行还原以及组分间的固相反应等。

（4）干燥带烧结料的热废气从预热带进入下层，迅速将烧结料加热到100℃以上，因此该带主要是水分的激烈蒸发。

陶瓷材料烧结工艺和性能测试实验指导书1实验目的和意义1）了解陶瓷材料的烧结和性能检测的工艺流程，掌握吸水率，表面气孔率，实际密度，线收缩率的测定方法。

2）利用实验找出材料的最优烧结工艺，包括烧结温度和烧结时间。

2 实验背景知识2.1 烧结实验在粉体变成的型坯中，颗粒之间结合主要靠机械咬合或塑化剂的粘合，型坯的强度不高。

将型坯在一定的温度下进行加热，使颗粒间的机械咬合转变成直接依靠离子键，共价键结合，极大的提高材料的强度，这个过程就是烧结。

陶瓷材料的烧结分为三个阶段，升温阶段，保温阶段和降温阶段。

在升温阶段，坯体中往往出现挥发分排出、有机粘合剂等分解氧化、液相产生、晶粒重排与长大等微观现象。

在操作上，考虑到烧结时挥发分的排除和烧结炉的寿命，需要在不同阶段有不同的升温速率。

保温阶段指型坯在升到的最高温度（通常也叫烧结温度）下保持的过程。

粉体烧结涉及组成原子、离子或分子的扩散传质过程，是一个热激活过程，温度越高，烧结越快。

在工程上为了保证效率和质量，保温阶段的最高温度很有讲究。

烧结温度与物料的结晶化学特性有关，晶格能大，高温下质点移动困难，不利于烧结。

烧结温度与材料的熔点有关系，对陶瓷而言是其熔点的0.7—0.9倍，对金属而言是其熔点的 0.4-0.7倍。

冷却阶段是陶瓷材料从最高温度到室温的过程，冷却过程中伴随有液相凝固、析晶、相变等物理化学变化。

冷却方式、冷却速度快慢对陶瓷材料最终相的组成、结构和性能等都有很大的影响，所以所有的烧结实验需要精心设计冷却工艺。

由于烧结的温度如果过高，则可能出现材料颗粒尺寸大，相变完全等严重影响材料性能的问题，晶粒尺寸越大，材料的韧性和强度就越差，而这正是陶瓷材料的最大问题，所以要提高陶瓷的韧性，就必须降低晶粒的尺寸，降低烧结温度和时间。

但是在烧结时，如果烧结温度太低，没有充分烧结，材料颗粒间的结合不紧密，颗粒间仍然是靠机械力结合，没有发生颗粒的重排，原子的传递等过程，那么材料就是不可用的。

烧结过程的理论基础烧结就是将矿粉、熔剂和燃料，按一定比例进行配加，均匀的混合，借助燃料燃烧产生的高温，部分原料熔化或软化，发生一系列物理、化学反应，并形成一定量的液相，在冷却时相互粘结成块的过程。

一、烧结过程的基本原理近代烧结生产是一种抽风烧结过程，将矿粉、燃料、熔剂等配以适量的水分，铺在烧结机的炉篦上，点火后用一定负压抽风，使烧结过程自上而下进行。

通过大量的实验对正在烧结过程的台车进行断面分析，发现沿料层高度由上向下有五个带，分别为烧结矿带、燃烧带、预热带、干燥带和过湿带。

当前国内外广泛采用带式抽风烧结，代表性的生产工艺流程如图3—1所示。

1、烧结五带的特征（1）烧结矿带在点燃后的烧结料中燃料燃烧放出大量热量的作用下，混合料熔融成液相，随着高负压抽风作用和燃烧层的下移，导致冷空气从烧结矿带通过，物料温度逐渐降低，熔融的液相被冷却凝固成网孔状的固体，这就是烧结矿带。

此带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，一般是返矿的主要来源。

（2）燃烧带该带温度可达1350~1600度，此处混合料软化、熔融及液相生成，发生异常复杂的物理化学变化。

该层厚度为15~50mm。

此图3—1 烧结生产一般工艺流程图高炉灰轧钢皮 （10~0mm ） 碎焦无烟煤 （25~0mm ） 石灰石白云石 （80~0mm ） 精矿富矿粉 （10~0mm ）带对烧结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。

该带过窄，烧结温度低，液相量不足，烧结矿粘结不好，导致烧结矿强度低。

燃烧带宽窄主要受物料特性、燃料粒度及抽风量的影响。

（3）预热带该带主要使下部料层加热到燃料的着火温度。

一般温度为400~800度。

该带主要反应是烧结料中的结晶水及部分碳酸盐、硫酸盐分解，磁铁矿进行还原以及组分间的固相反应等。

（4）干燥带烧结料的热废气从预热带进入下层，迅速将烧结料加热到100℃以上，因此该带主要是水分的激烈蒸发。

（5）过湿带从烧结料点火开始，物料中的水分就开始转移到气流中去。

1.概述抽风烧结过程中，按烧结料层自上而下分哪几带？并指出各代的主要特点以及各带是怎么变化的？答：自上而下为：烧结矿层、燃烧层、预热层、干燥层、过湿层。

(1)烧结矿层的特点及变化：经高温点火后，燃料燃烧已结束，形成多孔的烧结矿饼。

主要变化是熔融物的凝固，伴随着结晶和析出新矿物，还有吸入的冷空气被预热，同时烧结矿被冷却，和空气接触时低价氧化物可能被再氧化。

(2)燃烧层的特点及变化：燃料在该层燃烧，温度高达1300～1500℃，使矿物软化熔融黏结成块。

该层除燃烧反应外，还发生固体物料的熔化、还原、氧化以及石灰石和硫化物的分解等反应。

(3)预热层的特点及变化：由燃烧层下来的高温废气，把下部混合料很快预热到着火温度，一般为150～700℃。

此层内开始进行固相反应，结晶水及部分碳酸盐、硫酸盐分解，磁铁矿局部被氧化。

(4)干燥层的特点及变化：干燥层受预热层下来的废气加热，混合料中的游离水大量蒸发，此层厚度一般为20～40mm。

该层中料球被急剧加热，迅速干燥，易被破坏，恶化料层透气性。

(5)过湿层特点及变化：此层水分过多，使料层透气性变坏，降低烧结速度。

2.请画出抽风烧结工艺与球团工艺的流程图？球团工艺流程图3.何谓固相反应，固相反应对烧结过程和球团过程焙烧有何作用，如何促进固相反应？答：固相反应是固体质点进行扩散迁移并发生化学反应，颗粒与颗粒之间形成固体连接桥（或者连接颈），化合物和固溶体把颗粒连接起来。

作用：固相反应产物能形成原始烧结料所没有的低熔点新物质，但不能决定烧结矿最终矿物成分。

在温度继续升高时，就能为液相形成先导，使液相生成的温度降低。

因此，固相反应的类型与最初形成的固相反应产物对烧结过程具有主要作用，直接影响烧结矿的质量。

促进反应方法：可以把固相反应物研细，或者找一种合适的溶剂进行溶解后进行反应，也可以加热，还可以加入正向催化剂。

4.在圆盘造球机中，生球是怎样形成，长大和紧密的？球团矿的焙烧分为哪几个阶段，其目的是什么？答：粉料加进盘内被水湿润后，不断翻滚形成料粒-小料球-大料球，当小球偏向盘的中部继续滚大时，则滚向盘边排出。

报告编号：烧结厂2011/2/16现场动平衡检测报告
名称：主抽风机现场动平衡检测
生产厂：烧结厂
设备联系人：
检测日期：2月15日
报告日期：2月16日
报告人：
审核人：
广西盛隆冶金有限公司
设备机动部
1概述：
1.1测量使用仪器：RH822频谱分析仪
1.2参数设置：单面、加重、去试重、调整、测量平均次数5次1.3测试目的：通过检测振动确定风机平衡破坏量
1.4平衡转速：1499rpm
2测量简图：
3单面校平衡过程：
初始测量：振幅 4.06mm/s 相位252度
试重块：420g，95度（A位置）
加试重后测量：振幅12.07mm/s 相位272度
建议配重：204g，151度
实际配重：200g，151度
配重后测量：振幅 3.25mm/s 相位302度
调整配重后测量：振幅 1.88mm/s 相位323度
振动特征：转频大幅度下降，振动总值从4.31mm/s下降至最终的1.91mm/s.
动平衡校完，后轴振动随之降低，振动总值从7.41mm/s下降至最终的2.49mm/s 4简评：
风机基本是动平衡破坏引起振动，通过校正动平衡振动明显降低，但由于电机串轴、联轴器对中等原因，振动不能彻底消除。

实验7-2 抽风烧结实验一、试验目的与要求烧结是烧结工艺的核心内容，烧结过程的基本参数直接影响烧结矿的产质量，因此掌握烧结实验的基本方法是学习烧结的基础。

1. 掌握烧结实验的基本方法和操作技能 2. 掌握影响烧结过程的主要操作参数 3. 熟悉烧结实验设备 4. 实验前认真阅读指导书。

二、实验原理烧结是将铁矿粉和铁精矿配加熔剂、燃料经高温处理变成块状炉料—烧结矿的过程。

这一过程是一个非常复杂的物理化学反应过程。

三、实验设备1. Ф100×500烧结杯2. Ф100液化气点火器3. 烧结抽风机4. 点火风机5. 烧结仪表柜121 液化石油气罐2 助燃风机3 液化气流量计4、5 助燃一、二次风流量计6 液化气开关 7、8 一、二次风开关 9 空气放散开关10 点火器 11 烧结实验杯 12 烧结真空室 13 点火测温热电偶 14 烧结废气测温热电偶15 烧结负压测定16 烧结废气流量测定17 仪表柜18 除尘器19 烧结抽风机20 抽风放散调节阀图7-2-1 烧结实验装置示意图四、实验操作步骤1. 熟悉实验设备及烧结流程2. 先称取1Kg粒级为10至16mm的成品烧结矿作铺底料，布入烧结杯炉篦条上刮平，然后再将已经混合制粒后的烧结料顺着炉壁慢慢布入烧结杯中，布满烧结杯后刮平压料大约20mm。

3. 启动点火风机，将明火放在点火枪口前缓慢开启液化气使点火抢先点着火，然后开启另一个液化气瓶，通过已点着火的点火枪，点着点火器，再通过调节液化气用量、一、二次风量比例使点火温度达到1050至1250℃。

4. 在调节点火器温度的同时，开启烧结抽风风机，通过调节阀将烧结负压调到点火要求的负压，然后将点火器转到烧结杯正上方，开始点火并计时，点火一分钟，然后减少液化气和空气量使点火器温度降低再保温一分钟，关闭液化气和助燃风机，调节负压至烧结要求的负压，在烧结过程中要求每分钟纪录一次烧结负压（Pa）、烧结废气流量（m³/h）和烧结废气温度（℃）。