烧结过程的理论基础
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烧结技术与设备建设的重要进步随着钢铁工业的迅速发展,我国铁矿烧结取得前所未有的进步,尤其是近些年来,我国在开拓创新烧结工艺技术与设备建设方面相当活跃,烧结机明显向大型化、节能化、环保化方向发展,能耗指标大幅度降低,环境指标明显改善。
一、低温烧结技术的推广。
低温烧结是相对于传统高温烧结而提出来的概念,目的是在1250~1300℃下形成强度与还原性均优良的针状复合铁酸钙粘结相。
低温烧结工艺的理论基础是“铁酸钙理论”。
对于赤铁矿粉烧结,理想的烧结矿物组成和结构为:40%左右的未参与反应的赤铁矿被约40%针状复合铁酸钙粘结相以熔蚀形态交织而成的非均相结构。
这种针状复合铁酸钙在较低温度(小于1300℃)下形成,温度过高将分解。
传统的烧结法主要依靠提升烧结温度,产生大量熔体,使烧结料固结成矿;低温烧结则是严格控制烧结温度,使物料部分发生熔化,且形成优质的复合铁酸钙粘结相,完成烧结矿固结。
在低温烧结工艺下生产的烧结矿,其冷强度、低温还原粉化特性、还原特性以及软熔特性等指标均明显优于高温工艺获得的烧结矿。
这种烧结技术对高炉冶炼过程具有积极意义:有利于降低软熔带位置,有利于发展间接还原,提高煤气利用率,降低燃料消耗;有利于降低料柱压差,改善高炉透气性。
同时该技术还能够降低烧结能耗,并提高烧结矿质量指标。
低温烧结技术已在国内烧结厂得到普遍推广。
二、厚料层烧结工艺的研发。
厚料层烧结工艺的理论基础是“烧结料层自动蓄热原理”,为烧结过程的“节能减排”提供了可能,也为低温烧结技术创造了有利条件,同时对改善烧结矿质量有好处。
生产实践表明,厚料层烧结能够改善烧结矿强度,提高成品率,降低固体燃料消耗和总热耗,降低FeO含量并提高还原性等。
目前首钢京唐公司烧结的料层厚度达到830mm,在国内属于领先水平。
三、烧结机与环冷机栏板加宽技术。
首钢京唐烧结工程通过采用栏板加宽技术,使烧结面积增加10%,烧结矿产量增加约5%~12%,吨矿耗风量降低约5%~10%,烧结矿电耗、煤耗减少,单位能耗降低,效果明显。
烧结理论基础知识考试题A卷(满分150分)姓名: 得分:一, 推断题(正确记“√”, 错误记“×”)每题2分, 共20分1, 若倒数第二个风箱的废气温度低于倒数第一个风箱的废气温度说明烧结“终点”滞后(√)。
2, 烧结的点火强度低, 可通过延长点火时间或加大煤气流量来提高(√)3, 当料层厚度及抽风量肯定时, 真空度愈高, 则料层透气性愈好。
(×)4, 煤气爆炸主要是由于空气和煤气形式爆炸的混合气体, 同时混合气体达到必要的温度(着火点)或遇上明火造成, 二者缺一不可(√)5, 氧化亚铁是低价铁, 还原性能好, 因此烧结矿中FeO越高, 还原性越好(×)6, 点火后料面呈清黑色, 并有金属光泽局部熔融为最好(×)7, 配料计算将返矿视为常数, 计算时不考虑返矿这是传统的配料计算方法。
(√)8, 当电子秤不准, 电子秤实际配比及微机给定配比不符, 生产上常将不准的电子秤的配比加大或缩小, 来保证电子秤下料量及微机给定的下料量相符, 这种方法临时应急是可行的(√)9, 磁铁矿的主要化合物是四氧化三铁Fe3O4。
(√)10, 赤铁矿的主要化合物是Fe2O3, 3H2O(×)1、二, 填空题。
每空1分, 共30分2、严格限制烧结三点温度, 即点火温度, (终点温度), (总管废气温度)4、在运行混合料抽风烧结的过程中, 沿整个料层高度将呈现出性质不同的五个带为(烧结矿带), (燃料燃烧带), (预热带), (干燥带), (过湿带)5、配料室五勤一准操操作内容是: (勤检查), (勤联系), (勤分析推断)(勤计算调整), (勤总结沟通), 一准为: (配料精确)6、返矿加水的目的是降低返矿的(温度), 稳定混合料水粉, 以利于造球。
7、网目数是指在(1英寸或2.54cm)筛网上的筛孔数, 这是英国泰勒标准筛的表示方法;8、烧结生产工艺流程大体可分为八个部分, 受料系统, 原料打算系统, (配料系统), (混合制粒系统), (烧结系统)抽风系统, (成品处理系统), 除尘系统9、烧结厂用燃料粒度一般标准是≤3mm的部分大于(80)%为合格。
填空题1.烧结过程的主要作用,是为了充分利用块矿加工过程中产生的________及贫矿精选所得的精矿粉。
2.烧结过程的粘结块机理,是在高温条件下,部分混合料颗粒表面________产生一定数量的液相冷却后使矿粉颗粒粘成块。
3.铁矿粉烧结后,不但改变了冶炼性能,而且有利于________。
4.铁矿粉烧结后,性能的改善,有利于强化高炉冶炼过程及改善________。
5.烧结生产发展的趋势是________的大型的自动化水平的提高。
6.烧结矿热处理的作用是为了________,减少返矿及粉末。
7.烧结矿的生矿还原性好的主要原因是________增加。
8.烧结矿过程宏观上是________。
9.烧结过程中自上而下具有明显的分层性,点火开始后各层依然出观,然后又________。
10.烧结过程中在碳颗粒的周围是________气氛。
11.燃烧层透无性差的主要原因是矿物________,增加了对空气穿透的阻力。
12.在燃烧层中碳燃烧后生________。
13.在燃烧层下部的热交换主要体现在________将热量传递给混合料。
14.燃烧层中温度最高点的移动速度称为________。
15.烧结矿质量不均匀的直接原因是________的温度不均匀。
16.当燃料粒度增大时.料层的透气性________。
17.燃料粒度太粗时,易造成偏析而引起________不均匀。
18.增加固体燃料用量,可以使高温的________升高。
19.混合料中水分蒸发的条件是气相中水蒸汽的分压________该条件下的饱和蒸汽压。
20.当温度大于 100℃时,混合料中的留有部分水分________。
21.褐铁矿烧结时,结晶水分解吸热,可以降低________的烧结温度水平。
22.烧结过程中 CaO 的矿化程度主要与自身粒度、矿石粒度________有关。
23.烧结矿中 FeO 含量越少,氧化度越高,________越好。
24.影响固相反应速度的外在条件是________。
立志当早,存高远小球烧结技术---小球烧结法的理论基础小球烧结法就是将烧结混合料制成小球,以提高烧结料层的透气性,实现厚料层及低温烧结的方法。
小球烧结法一般要求混合料中粒度不小于3mm 的小球占混合料总量的75%以上。
该方法所制得烧结矿胶结相主要以针状和柱状铁酸钙为主,烧结矿强度高、还原性好、粉末少、块度大。
早在20 世纪60 年代,我国就进行了小球烧结法的研究,鞍钢开发了适合红矿烧结的双球烧结工艺,但因工艺难度较大,一直未能实现工业化生产。
80 年代,日本成功地开发了部分小球烧结法,于1987 年在福山4 号烧结机上投产,各项主要烧结技术指标都明显优于普通烧结法。
在国内外研究的基础上,钢铁研究总院开发成功了小球烧结新工艺,然后和有关单位合作,于1994~1996 年,小球烧结法在泰山钢铁公司烧结厂和首钢矿山公司烧结厂进行工业化生产获得成功,结束了我国小球烧结工艺只停留在试验研究阶段的历史,这是我国几代烧结工作者努力奋斗的结果。
目前,小球烧结法已在我国钢铁企业得到广泛推广和应用,取得了显著的经济效益。
小球烧结法可以大幅度地提高烧结矿产量,改善烧结矿质量,降低烧结燃料消耗,其理论根据分析如下:烧结机的产量可用下式计算:Q=60KRBHV (1) 式中Q———产量,t/h; K———成品率,%;R———混合料松散密度,t/m3;B———烧结机宽度,m;H———料层高度,m;V———烧结机机速,m/min。
式1 中H 用垂直烧结速度表示时,则:C=H/t 因:C=H/(L/V) 则:CL=HV (2) 式中C———垂直烧结速度,m/min; t———烧结时间,min,t=L/V;K———烧结机长度,m。
将式2代入式1:Q=60KRBCL (3) 在式3 中,烧结机的宽度B 和长度L 为不变量,成品率K、烧结料松散密度R 和垂直烧结速度C 为变量。
可见,采取措施提高成品率K、混合料松散密度R 和垂直烧结速度C 是烧结机增产的关键,现对这。
烧结工艺理论知识(全面)第一章烧结生产概述§1-1烧结生产在冶金工业中的地位一、详述热处理工艺的产生和发展烧结方法在冶金生产中的应用,起初是为了处理矿山、冶金、化工厂的废气物(如富矿粉、高炉炉尘、扎钢皮、炉渣等)以便回收利用。
随着钢铁工业的快速发展,矿石的开采量和矿粉的生成量亦大大增加。
据估计,每生产1t生铁须要1.7~1.9t铁矿石,若就是贫矿,须要的铁矿石则更多。
另外,由于长期的采矿和消耗,能够轻易用以炼钢的富矿愈来愈少,人们不得不大量采矿贫矿(含铁25%~30%)。
但贫矿轻易浸出炼钢就是很不经济的,所以必须经过选矿处置。
选矿后的精矿粉,在含铁品位上就是提升了,但其粒度不合乎高炉炼钢建议。
因此,对采矿出的粉矿(0~8mm)和精矿粉都必须经过造块后方可以用作炼钢。
我国铁矿资源多样,但贫矿较多,约占到80%以上,因此,炼钢前大都需经碎裂、筛分、选矿和造块等处理过程。
烧结生产的历史已有一个多世纪。
它起源于资本主义发展较早的英国、瑞典和德国。
大约在1870年前后,这些国家就开始使用烧结锅。
我国在1949年以前,鞍山虽建有10台烧结机,总面积330m2,但工艺设备落后,生产能力很低,最高年产量仅几十万吨。
我国铁矿石烧结领域取得的成就,概括起来包括以下几个方面:(1)热处理工艺:自1978年马钢冷烧技术科技攻关顺利后,一批重点企业和地方骨干企业基本顺利完成了苏烧改冷烧工艺。
部分企业投入使用原料搅匀料场,并投入使用,绝大多数钢铁企业同时实现了自动化配料、混合机加强制粒、偏析布料、加热筛分、整粒及砌底料技术。
(2)新工艺、新技术开发和应用:如高碱度烧结矿技术、小球烧结技术、低温烧结技术、低硅烧结技术等,在钢铁企业得到推广应用,并取得了显著的效益。
(3)设备大型化和自动化:20世纪50年代,我国最小烧结机75m2,60年代130m2,80年代265m,90年代宝钢二、三期和武钢等450m烧结机相继投产,这些都就是我国自行设计、自行生产,并同时实现自动化生产的。
低温厚料层烧结我国烧结原料以细粒精矿为主,料层透气性差,料层厚度较薄,烧结矿粉末多、强度低、还原性差、能耗高。
自1978年起,首钢、本钢、鞍钢率先将料层厚度提高到300、340、375mm 以后,全国各企业均相应采取措施,逐年提高料层,取得了明显的技术经济效果。
到目前为止,年平均料层厚度超过500mm的有宝钢、首钢、鞍钢、唐钢、重钢、柳钢、济钢等企业,其中宝钢、柳钢、济钢等超过600mm。
提高料层厚度所采取的技术措施主要有:1)优化原料品种结构,适量增加富矿粉,配用成球性好的原料。
2)使用生石灰、消石灰、轻烧白云石粉等强化剂;改善生石灰粒度、提高生石灰活性度;使用生石灰配消器;采用热水消化生石灰。
3)加强燃料的破碎,采用外滚燃料工艺,减少下层燃料量。
4)改变混合机参数和结构,延长混料造球时间,提高成球率。
5)稳定混合料水分和碳含量,并采用低水、低碳操作。
6)采用橡胶衬板或含油稀土尼龙衬板做混合机内衬;采用雾化水、有机黏结剂(如丙烯酸酯等)等,强化混合料成球。
7)用蒸汽预热混合料。
8)改善布料条件,松散混合料,采用松料器;加强燃料的合理偏析;减少表层的压料量;保证料层铺平,减轻边沿效应。
9)适当降低1号和2号风箱负压;加强表面点火和上部供热。
10)提高风机负压;减少烧结抽风系统的阻力损失;降低抽风系统的漏风率;采用合理的抽风制度。
11)严格控制烧结终点,稳定与提高冷、热返矿的质量。
12)降低事故率,采用各种自动化工艺,创造一个稳定生产的良好环境。
低温烧结法低温烧结就是控制烧结温度在1200~1280℃的范围内,适当增宽高温带,确保生成足够的黏结相的一种烧结新工艺。
低温烧结矿中铁矿物以赤铁矿为主,且多呈原生颗粒状;黏结相以针状交织结构的四元系铁酸钙(SFCA)为主,SFCA的一般结构式为Ca5Si2(Fe,Al)18O36。
与普通熔融型(烧结温度大于1300℃)烧结矿比较,低温烧结矿具有强度高、还原性能好、低温还原粉化率低等特点,是一种优质的高炉炉料。
(1)常压烧结:又称无压烧结。
属于在大气压条件下坯体自由烧结的过程。
在无外加动力下材料开始烧结,温度一般达到材料的熔点0.5-0.8即可。
在此温度下固相烧结能引起足够原子扩散,液相烧结可促使液相形成或由化学反应产生液相促进扩散和粘滞流动的发生。
常压烧结中准确制定烧成曲线至关重要。
合适的升温制度方能保证制品减少开裂与结构缺陷现象,提高成品率。
(2)热压烧结与热等静压烧结:热压烧结指在烧成过程中施加一定的压力(在10~40MPa),促使材料加速流动、重排与致密化。
采用热压烧结方法一般比常压烧结温度低100ºC左右,主要根据不同制品及有无液相生成而异。
热压烧结采用预成型或将粉料直接装在模内,工艺方法较简单。
该烧结法制品密度高,理论密度可达99%,制品性能优良。
不过此烧结法不易生产形状复杂制品,烧结生产规模较小,成本高。
作为陶瓷烧结手段,利用来自于表面能的表面应力而达到致密化的常压烧结法虽是一般常用的方法,但是,不依赖于表面应力,而在高温下借助于外压的方法,也是可以采用的。
这就是称为热压法的烧结方法。
广义来说,在加压下进行烧结的方法包括所有这类方法,超高压烧结和热等静压(HIP)烧结也属于这类方法。
不过,一般都作为在高温下施加单轴压力进行烧结的方法来理解。
其基本结构示于图1。
首先,制备粉体试料,置于模型中,在规定温度下加热、加压,获得烧结体。
由于下述原因而采用这种方法:(1)烧结温度降低;(2)烧结速度提高;(3)使难烧结物质达到致密化。
因为能够在颗粒成长或重新结晶不大可能进行的温度范围达到致密化,所以,可获得由微小晶粒构成的高强度、高密度烧结体。
图2所示,是热压对陶瓷致密化影响效果之一例。
将热压作为制造制品的手段而加以利用的实例有:氧化铝、铁氧体、碳化硼、氮化硼等工程陶瓷。
连续热压烧结生产效率高,但设备与模具费用较高,又不利于过高过厚制品的烧制。
热等静压烧结可克服上述弊缺,适合形状复杂制品生产。
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。
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15~50m m。
此精矿富矿粉石灰石白云石碎焦无烟煤高炉灰轧钢皮(-) 3~0mm一次混合10~0mm)破碎筛分■ r-------- 空气烟道灰(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。
冷却排出 废气(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100C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。
含有水蒸气的废气经过料层冷却后,废气被冷却到露点温度,致使其中水蒸气冷凝,这部分烧结料中的水分含量超过了物料的原始水分,出现了过湿现象,这一区域成为过湿带。
该带严重影响了烧结料的透气性,破坏已造好混合料小球,最好的解决办法就是预热混合料。
冷却,再氧化烧结矿层冷却,再结晶燃烧层固体碳燃烧和液相形式预热层去水干燥层固相反应,氧化和还原,分解湿料层水分凝结铺底料温度,c图3 —2 烧结过程各层反应示意图2、烧结过程分层原因带式烧结机有明显的分层性,如图3—2所示。
抽风烧结过程的这种分层性,是烧结过程自上而下进行的特点所决定的。
烧结料中的燃料点燃之后,随抽入的空气继续燃烧,于是料层的表面形成了燃烧层,当这一层的燃料燃烧完毕后,下部料层中的燃料继续燃烧,于是燃烧层向下移动,而其上部形成了烧结矿层。
燃烧层产生的高温废气进入燃烧层以下的料层之后,很快将热量传递给烧结料,使料温急剧上升。
随着温度的升高,到100C以上,首先出现混合料中的水分蒸发,达到300~400C,水分蒸发完毕,继续升高到800 C,混合料中的燃料着火。
这样,燃烧层下部形成了100~400 C之间以水分蒸发为主的干燥层和400~800C之间的预热层。
实际上,干燥层和预热层之间没有明显的界限,因此,也有统称为干燥—预热层的。
高温废气将热量传递给混合料使之干燥和预热之后,进入干燥层以下的料层,当温度下降到水蒸气的露点(大约60C)以下时,在干燥层中蒸发进入废气的水分在这里重新凝结,形成了过湿层。
随着烧结过程的进行,燃烧层、预热层和干燥层逐渐下移,烧结矿层逐渐扩大,湿料层逐渐减小,最后全部烧结料变为烧结矿层。
3、烧结料层中发生的物理化学变化及其对烧结生产的影响烧结矿层在料层的最上部,抽入的空气首先要穿过烧结矿层,而烧结矿层中已无燃料的燃烧,所以被抽入的空气所冷却,发生熔融矿物的结晶和新相的形成过程,并将自身的热量传递给空气,使空气温度升高(称为自动蓄热作用)。
由于气流作用和来不及逸出的气泡及冷却时的体积收缩,熔融物冷却后成为多孔状块矿,使料层透气性增加,负压降低。
在与空气接触的烧结矿表面层,还可能发生低价氧化物的再氧化反应。
燃烧层主要是固体燃料的燃烧,引起料层温度的升高和液相的生成。
燃烧层的温度高达1350~1600C,超过了烧结料的软化和熔化温度,为产生一定数量的液相使烧结料粘结成块创造了条件。
此外,燃烧层内还发生碳酸盐和硫酸盐的分解,磁铁矿的氧化、赤铁矿的热分解以及在固体燃料颗粒的周围高价氧化物的还原等反应。
由于燃烧层内存在大量液相粘结物,气体通过料层的阻力增加,透气性变坏,不利于提高产量,因此,生产中要求燃烧层的厚度不要太大,一般在15~50mm之间。
干燥层中主要发生水分的蒸发。
由于烧结过程的气流速度很快,烧结料又是细粒散料,所以,烧结料温度能迅速提高,在一个很窄的区域(13~30m m)内完成干燥过程。
在预热层中,水分蒸发完毕,干料温度继续升高,达到着火温度(800 C左右)。
此层内发生部分碳酸盐的分解、硫酸盐的分解和磁铁矿的局部氧化,以及烧结料各成分之间的固相反应。
干燥和预热层中,由于升温速度过快,料球易受破坏,恶化料层透气性。
在过湿层中,由于重新凝结的水分充塞于烧结料颗粒之间,使气流通过的阻力增加,同时,由于水分过多,超过混合料的原始水分,严重时使物料成泥泞状,严重降低料层透气性,大大降低烧结速度。
粒度愈细和吸水性差的物料,这种现象愈明显。
燃烧层对烧结的影响:燃烧层是烧结生产过程中最重要的部分,这里主要对此层对烧结生产的影响做详细的叙述。
燃烧层是烧结料层中温度最高的区域,因此也称高温区。
高温区温度水平和厚度对烧结过程的影响非常显著首先,高温区移动速度,即垂直燃烧速度,是决定烧结矿产量的主要因素。
产量同垂直烧结速度成正比关系,而垂直烧结速度和风速成0.77~1.05 次方的关系。
因此,增加风速即可提高垂直烧结速度,提高产量。
但垂直烧结速度也不能过快,过快会引起烧结矿强度下降,成品率低。
混合料的热容量大,导热性好,粒度小,以及吸热反应发展,都能增加混合料从废气中吸热的能力,从而使烧结速度减小,降低烧结矿产量。
而适当增加混合料的水分和溶剂用量时,由于改善了烧结料层的透气性,有利于提高烧结速度。
其次,高温区温度高,生成的液相多,可以提高烧结矿强度,但温度过高会造成过溶现象,降低烧结矿的还原性,同时,液相过多,增加气流阻力,降低烧结速度,影响产量。
最后,高温区厚度过大,也会增加气流阻力,降低烧结速度,但厚度过小,又不能保证各种高温反应所必需的时间,影响烧结矿质量。
因此,必须有一个合适的高温区温度和厚度,才能使烧结生产过程得到改善。
二、烧结生产的意义1、烧结生产是一种人造富矿的生产过程,由于有了这种造块方法,自然界中大量存在的贫矿便可以通过选矿和烧结后成为能满足高炉冶炼要求的优质人造富矿,从而使自然资源得到充分利用,有力的推动钢铁工业的发展。
2、烧结过程中可以利用富矿粉、高炉炉尘、转炉炉尘、轧钢皮、硫酸渣等其他钢铁及化工工业的若干废料,使这些废料得到有效利用,做到变“废”为宝,变“害”为利。
3、经过烧结生产制成的烧结矿,与天然矿相比,粒度合适,还原性和软化性好,成分稳定,造渣性能良好,保证了高炉生产的顺行。
尤其是烧结料中配入一定数量的熔剂后生产的自熔性或熔剂性烧结矿,可使高炉冶炼少加或不加石灰石,降低炉内消耗,从而改善高炉生产指标。
4、烧结过程可以除去80~90%的S、F、As 等有害杂质,大大减轻了高炉冶炼过程中的脱硫任务,提高了生铁质量。
三、烧结生产操作中几种主要的操作方法1、“稳定水碳”操作“稳定水碳”操作是稳定烧结与冷却过程的条件。
(1)烧结料含碳量由料层高低与返矿量大小而定,一般控制在3%左右,一定时期因受原料成分等各方面因素的影响,含碳量应根据具体情况随时调整。
(2)随时通过出点火器的台车情况,风箱与总管负压、废气温度、机尾断面情况判断烧结料的含碳量。
a.台车出点火器后3—4米不变色;风箱与总管负压升高;机尾断面燃烧带过宽;机尾断面出现大孔薄壁或石头结构,均说明烧结料含碳量(燃料配比)高。
b.台车出点火器后料面立即变色、有浮灰;风箱与总管压力降低;风箱与总管废气温度降低;机尾断面结构松散;返矿量增加,均说明烧结料含碳量(燃料配比)低。
(3)接班后,含碳物料配比变化大于0.5 时,均要进行烧结料含碳量与燃料配比的计算,并做好记录。
(4)要根据实际生产情况与计算的燃料配比,确定与调整燃料配比。
(5)发现烧结料含碳量发生变化,立即查明原因,及时调整燃料配比,在新料未到烧结机前,应进行相应的烧结机操作调整。
a.燃料配比高或燃料多时,适当提高烧结料水分,降低点火温度,并优先考虑减料层厚度,后降低机速。
b.燃料配比低或燃料量少时,烧结料水分控制在下限,适当提高料层厚度与点火温度,降低机速。
(6)布料前混合料的水分应控制在7.5 或更高一些。
(7)水分适宜的烧结料,台车料面平整、点火火焰不外喷、机尾断面整齐;水分过小时,台车料面不平整、料层厚度自动加厚、严重时点火火焰外喷、料面点火不好、负压升高。
水分过大时,台车料面有拉沟,料层厚度自动减薄,严重时有空台车,料面点火不好,负压升高、机尾断面松散、窝料有花脸;(8)发现水分异常,立即与球盘联系,并采取以下操作。
a.水分偏大时,适当提高点火温度、降低机速,上述操作无效时,适当降低料层厚度。
b.水分偏小时,适当降低点火温度。
2、“合理用风”操作合理用风就是使烧结机冷却过程的风量沿台车宽度分布要均匀一致,在整个烧结过程中,烧结机头部应少用风,以免混合料过早的被压实影响透气性,中间处风量要大,可增加垂直烧结速度,机尾风量也应适当减小,防止烧坏台车篦条。
具体注意事项如下:(1)铺底料厚度沿台车宽度要均匀一致,不许无铺底料操作。
发现亏料,立即与矿槽联系,调整铺底料给料量,无铺底料时,立即停机,向上级汇报。
(2)泥辊闸门开口度要一致,台车料面要平整,台车两侧要铺严,且略高于中部。
不准拉沟、亏料、空台车,发现局部亏料、空台车,立即查明原因,及时处理。
出现空台车要及时关闭风箱闸门。
(3)随时破坏台车料面因收缩产生的裂缝。
3、“低碳厚料”操作“低碳厚料”操作是提高质量、降低能耗的有效措施。
(1)严格控制球盘操作,保证混合料球的粒度,提高料层透气性,从而提高料层厚度,增加产量。
(2)控制好燃料配比,料层越高,配比越低。
3)要保证松料器的正常使用,尽可能的发挥其效应。
对松料器的要求:a.松料器要完整良好。
b.利用停机时间,清理松料器上面的积料。
当烧结料粒度、料温、水分、固定碳等影响透气性的因素波动不大时,应采取固定料层厚度,调整其他的操作方法。