烧结、球团工艺培训教材
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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、球团生产工艺知识培训讲义一、烧结生产工艺知识<一>、烧结生产的意义:1、现代烧结生产已成为钢铁联合企业的重要一环,是高炉提高冶炼强度,改善技术经济指标最有效的途径。
2、扩大了铁矿资源利用范围,使不能直接入炉的富铁矿粉和铁精矿粉经烧结后成为高炉的主要原料。
3、烧结料中可配加炉尘(瓦斯灰)、钢渣、氧化铁皮等含铁废料,既变废为宝,又改善了工厂环境质量。
4、烧结矿具有品位高、化学成分稳定、粒度均匀、粉末少、机械强度高、还原性好、有害杂质少等一系列优点,有利于强化高炉冶炼和增铁节焦。
<二>、烧结对高炉的影响烧结厂的任务是向高炉提供精料,烧结矿的每项技术经济指标都影响高炉冶炼的效果、生产成本、产品质量。
如烧结矿含铁量提高1%,可降低焦比2%,高炉增产3%,烧结矿含粉率下降1%,焦比下降4~7kg/t,高炉产量上升0.6~0.8%,烧结矿TFe标准偏差由1%减少到0.5%,焦比下降1%,增产2%,碱度标准偏差由0.1减少到0.05,焦比下降0.3%,增产0.5%。
<三>、烧结过程的基本原理将准备好的烧结混合料和铺底料在烧结机上进行铺底、布料、点火,由抽风系统通过对料层的抽风作用,使混合料中的燃料燃烧,产生高温使烧结物料局部软化或熔化,发生一系列物理化学变化,生成一定的液相。
随后,由于料层温度降低、液相冷却而凝固成块状烧结矿,这就是烧结过程的基本原理。
对正在烧结过程的台车进行解剖,根据温度的高低和其中的物理化学变化,自上而下可以将正在烧结的料层分为五个带,即烧结矿带、燃烧带、干燥预热带、水分冷凝带及原始烧结料带。
1、烧结矿带又称成矿带,此带中熔融物(液相)冷凝、矿物析晶,空气流经此带得到预热。
2、燃烧带又叫燃料燃烧带,温度可达1100-1500℃,此带中混合料软化、熔融及形成液相。
此带对烧结过程产量及质量影响很大。
该带过宽,则料层透气性差,导致产量低;过窄则烧结温度低,液相量不足,烧结矿粘结不好,强度低。
《烧结与球团工艺》课程教学大纲课程名称:烧结与球团工艺英文名称:Sintering and Pelletizing Processes课程代码:METE2012课程类别:①专业教学课程;②考试;授课对象:冶金工程等专业;开课学期:第7学期;学分:1学分;学时:18学时(其中包括0学时的实验);主讲教师:指定教材:龙红明:《铁矿粉烧结原理与工艺》,冶金工业出版社,2010;张一敏:《球团理论与工艺》,冶金工业出版社,1997;一、教学目的:本课程的目的和任务是培养学生综合运用所学钢铁冶金和传输的基础理论;熟悉烧结与球团工艺的主要设备和工艺流程;掌握烧结与球团工艺的基础理论、基本分析方法;培养学生运用所学烧结球团的理论知识分析和解决生产实际问题的能力;为日后从事烧结球团方面的科学研究和工程技术工作打好基础。
二、课程内容教学基本(主要)内容与基本要求:第一章烧结球团绪论1、教学内容掌握烧结球团的基本概念和作用;了解烧结球团法的发展;了解烧结球团法分类。
2、教学要点教学重点:①烧结球团概念和作用;②烧结球团法对比。
教学难点及要求:①烧结球团法对比(熟练掌握)。
第二章烧结过程的理论1、教学内容掌握烧结过程;了解烧结过程燃烧燃烧与传热规律;掌握水分在烧结混合料中的行为;了解烧结过程中化合水和碳酸盐的分解;了解烧结过程氧化物分解、还原和再氧化;掌握烧结矿的成矿机理。
2、教学要点教学重点:①烧结料层的五个带;②烧结过程传热规律;③水分在烧结中的作用;④铁氧化物的还原;⑤烧结料层透气性的变化规律;⑥烧结过程的固相反应、液相形成和冷凝。
教学难点及要求:①烧结过程传热规律(正确理解);②烧结矿的固结方式(熟练掌握)。
第三章烧结生产工艺1、教学内容了解烧结原料与特性;掌握烧结生产工艺过程;了解烧结矿评价标准;了解烧结新技术、新工艺。
2、教学要点教学重点:①烧结用铁矿石、熔剂和燃料的种类和特性;②烧结料的配料、混合和制粒;③混合料烧结;④烧结矿处理。