铁矿石烧结技术的应用及其作用
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烧结工艺流程图:图片:烧结工艺流程图:烧结是钢铁生产工艺中的一个重要环节,它是将铁矿粉、粉(无烟煤)和石灰按一定配比混匀。
经烧结而成的有足够强度和粒度的烧结矿可作为炼铁的熟料.利用烧结熟料炼铁对于提高高炉利用系数、降低焦比、提高高炉透气性保证高炉运行均有一定意义。
由于烧结技术具体的作用和应用太广泛了,以下介绍一下烧结生产在钢铁工业粉矿造块的意义和作用我国的铁矿石大部分都是贫矿,贫矿直接入炉炼铁是很不合算b,因此必须将贫矿进行破碎、选出高品位的精矿后,再将精矿粉造块成为人造富矿才能入高炉冶炼.所以,粉矿造块是充分合理利用贫矿的不可缺少的关控环节。
富矿的开采过程中要产生粉矿,为了满足高炉的粒度要兔在整较过程中也会产生粉矿,粉矿直接入炉会51起高炉不顺。
恶化高炉技术经济指标,因此粉矿也必须经过造块才能入炉。
粉矿经过迭决后,可以进一步控制相改善合铁原料的性肠获得气孔串高、还原性好、强度合适、软熔温度较高、成份稳定的优质冶金原料,有助于炉况的稳定和技术经济指标的改善。
粒矿造块过程中,还可以除去部份有害杂质,如硫、氟、砷、锌等,有利于提高生铁的质量。
因为人造富矿比天然富矿更具有优越性,成为了现代商炉原料的主要来源。
粉矿迭块还可综合利用含铁、合被、台钙的粉状工业废料,如高炉炉尘、钢迢、轧钢皮、均热炉渣、硫酸渣、染料铁红、电厂烟尘灰笔适当配入可以成为廉价的高炉好原料,又可以减少环境污染,取得良好的经济效益和社会效益。
粉矿造铁是现代高炉冶炼并获得优质高产的基础,对于高炉冶炼有君十分重要的意义,是钢铁工业生产必不可少的重要工序,对钢铁生产的发展起着重要作用。
1.2 粉矿造块的方法粉矿造块方法很多,主要是烧结矿和球团矿.此外,还有压制方团矿、辊压团矿、蒸养球团t碳酸化球团,其成球方式和固结方法与球团矿不同,还有小球烧结,国外称为HPs球团化挠结矿,界于球团和烧结之间;还有铁焦生产,是炼焦和粉矿造块相结合。
球团矿的焙烧方法主要乞竖队带式焙烷仇链蓖机—回转窃。
论铁精粉烧结在钢铁冶炼生产中的重要性钢铁产能是一个国家工业化发展的标志,钢铁冶炼是现代化国家的立国之本。
铁精粉烧结是钢铁冶炼流程中的首道综合性生产工艺(以下简称“烧结”)。
烧结就是把各种粉状含铁原料,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,烧结成块,再经整粒、筛分生产出粒度均匀,成分合适的成品烧结矿的过程。
烧结的原材料因具有成本占钢铁冶炼总成本比例高(根据炼铁生产要求,其比例约为40-60%),又能消化绝大部分的钢铁冶炼的副产品(变废为宝,进一步降低钢铁生产成本)的双重特性,故而烧结生产在整个钢铁冶炼生产中起着至关重要的作用。
但是烧结生产受不能直接创造效益、烧结工艺不完全可控、可见程度低、整体工作环境差等诸多客观因素影响,在很多钢铁从业者头脑中形成了一种烧结生产没有炼铁、炼钢生产重要的偏颇观念。
为了论证其重要性、使之能更加充分的在钢铁冶炼流程中发挥实效,结合个人从事烧结工艺二十余年的理论与实践经验,特总结观念如下:一、烧结生产的重要性对于钢铁冶炼的所有工序来讲(烧结→炼铁→炼钢→轧钢),越往后的生产环节越精细,越可控,越能更直观的产生效益,越容易引起重视,因而也有更多的人力物力参与生产和研究。
然而,炼铁是炼钢优质、高产的基础保障,烧结就是所有钢铁冶炼的源头。
没有烧结生产,仅仅使用天然富矿的冶炼,这在中国是不切合实际更是行不通的。
可以说没有烧结生产就不能进行大规模的钢铁冶炼。
但是国家和生产单位对于烧结生产的重视程度远低于炼铁和炼钢,以至于烧结的生产技术没有达到更加深入的理论研究高度,对于烧结精细化生产的指导远远不够,很难做到在任何物料条件下都能生产优质、高产、低耗的烧结矿以满足炼铁冶炼的需要。
巧妇难为无米之炊,炼铁没有优质低成本的原料就没办法冶炼出优质、低成本的铁水以满足炼钢生产的需要。
所以烧结生产应该是钢铁冶炼的重中之重,不容忽视。
二、成本控制的重要途径1、含铁物料配比的精算为了实现烧结成本控制,配料计算中含铁原料高品位①配低品位、高硅②配低硅、高亲水性③配低亲水性、严格控制综合铁料的粒度组成、调整好铁料里各种铁氧化物的比例和吸放热反应等等精准预算都至关重要。
第四讲 铁矿粉造块一、铁矿粉烧结生产1.烧结生产的意义烧结矿的生产是充分利用自然资源,扩大铁矿石来源。
贫矿必须经过选矿和造块才能使用;富矿加工过程中产生的富矿粉也需造块才能使用。
烧结过程中可以加入高炉炉尘、转炉炉尘、硫酸渣等其它钢铁及化工工业的若干废料,使这些废料得到有效利用,既降低成本又变废为宝,化害为利;经过烧结制成的烧结矿(与天然矿相比),粒度合适,还原性和软化性好,成分稳定,造渣性好,保证了高炉冶炼稳定顺行;烧结过程能去除有害元素。
尤其去硫率高达80%-90%。
此外还能去除部分砷、氟等有害元素。
2.烧结生产流程将经过准备处理(破碎、筛分、混匀)的烧结原料(包括燃料、熔剂、铁矿粉等)按一定比例配比,再经过加水混合造小球,所得混合料由布料器铺到烧结机台车上。
铺料厚一般为500毫米。
为了保护台车篦条,在铺入混合料之前,需要在台车上先垫一层约30毫米厚的粒度为10-20毫米的成品烧结矿作为铺底料。
烧结料层经点火器点火,然后台车在向前移动时依靠抽风机从上向下抽过空气,燃烧其料层中的燃料。
燃烧产生的高温,使矿粉局部熔化或软化,生成一定数量的液相。
液相是烧结矿固结成形的基础。
之后,随着温度降低,液相冷凝,矿物逐渐凝结成块,即为烧结矿。
烧结矿从烧结机尾台车上自动卸下,经过齿式单辊破碎机破碎、冷却机冷却,再进行二次破碎筛分,得到成品烧结矿。
烧结生产工艺流程(以宝钢烧结为例)3.烧结原料的准备烧结生产历来是以原料为基础的。
要保证烧结矿优质高产必须从加强原料的管理开始;在加强原料存放管理的同时,要狠抓原料的中和混匀,使配料用的各种原料,特别是矿粉化学成分的波动尽量缩小。
原料的中和可在原料场和原料仓库进行;在仓库中和时,通常是借助于移动漏矿皮带和桥式起重机抓斗,将来料在指定地段逐层铺放,堆到一定高度后,再用抓斗自上而下垂直取料来完成。
中和效果将随着中和次数的增多而改善;配料时,首先根据原料成分和高炉冶炼对烧结矿化学成分的要求,进行配料计算,以保证烧结矿的含铁量、碱度、FeO含量和含硫量等主要指标控制在规定范围内,然后选择适当的配料方法和设备,以保证配料的准确性。
烧结矿作用全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:烧结矿作为铁矿石的一种,其在炼铁过程中有着非常重要的作用。
烧结矿是由粗矿粉和细矿粉混合后经过烧结而成的一种铁矿石。
它具有高度的机械性能和热稳定性,可在高温条件下经受热变形和破碎。
烧结矿还具有良好的氧化还原性能,能够与其他矿石和还原剂反应生成高品质的铁精矿。
烧结矿主要由铁矿石、燃料、粘结剂和添加剂组成,其中铁矿石是烧结矿的主要成分,其含铁量通常在60%以上。
燃料主要是焦炭,用于提供热量并促使铁矿石还原反应进行。
粘结剂主要是用来粘合烧结矿颗粒的,以提高其机械强度。
添加剂则是用来改善烧结矿的性能,如增强其还原性能、改善其流动性等。
烧结矿在炼铁过程中的作用主要有以下几个方面:烧结矿作为主要的铁矿石原料,其含铁量高,燃料消耗低,热效率高,可大大降低生铁的成本。
烧结矿中的铁氧化物在高温下与焦炭反应生成还原铁,从而得到高品质的铁水。
烧结矿中的硅、锰、磷等杂质也会在炼铁过程中与其他矿石和还原剂共同剥离,降低了生铁的杂质含量。
烧结矿具有一定的流动性和透气性,有利于高炉内物料的均匀分布和气体的顺利流通。
烧结矿颗粒在高炉内受到高温和气流的作用,逐渐软化和熔融,形成一层坚固的“烧结块”,有助于高炉内的均质化和还原反应进行。
烧结矿颗粒之间的空隙也有利于煤气的传递和反应,提高了高炉内反应的效率。
烧结矿中的粘结剂能够使烧结矿颗粒之间紧密结合,增强烧结块的机械强度和抗压性。
这有利于高炉内矿料的顺利下降和保持高炉的稳定操作。
粘结剂还有助于减少烧结矿颗粒之间的空隙,减少煤气的透过和提高反应效率。
烧结矿中的添加剂能够改善烧结矿的性能,如增强其还原性能、降低烧结温度、改善烧结块的熔融性等。
这些添加剂可以根据不同的原料和工艺要求进行选择,以确保烧结矿在炼铁过程中的正常运行和达到预期的成效。
烧结矿在炼铁过程中起着至关重要的作用,其优良的性能和适宜的成分能够大大提高生铁的质量和产量,降低生产成本,提高生产效率。
铁矿石烧结技术的应用及其作用
一:烧结的原理及应用:
烧结过程是许多物理化学变化的综合过程。
这个过程不仅错综复杂,而且瞬息万变,在几分钟甚至几秒钟内,烧结料就因强烈的热交换而从70 ℃以下被加热到1200~1400℃,与此同时,它还要从固相中产生液相,然后液相又被迅速冷却而凝固。
这些物理化学变化包括:燃料的燃烧和热交换;水分的蒸发及冷凝;碳酸盐的分解,燃料中挥发分的挥发;铁矿物的氧化、还原与分解;硫化物的氧化和去除;固相间的反应与液相生成;液相的冷却凝结和烧结矿的再氧化等。
原理
燃烧和传热---烧结料层中的气流运动---水分的蒸发与凝结分解---氧化和还原---非铁元素在烧结过程中的行为---矿粉的熔融和凝固
烧结工艺
熔剂和燃料的加工---配料---混合和制粒---点火燃烧---烧结矿的热破碎和筛分---烧结矿的冷却---烧结矿整理---烧结厂的余热利用
铁矿石造块的主要方法之一。
将贫铁矿经过选矿得到的铁精矿,富铁矿在破碎和筛分过程中产生的粉矿,生产中回收的含铁粉料(高炉和转炉炉尘,轧钢铁皮等)、熔剂(石灰石、生石灰、消石灰、白云石和菱镁石等)和燃料(焦粉和无烟煤)等,按要求比例配合,加水混合制成颗粒状烧结混合料,平铺在烧结台车上,经点火抽风烧结成块。
简史1887年英国人亨廷顿(T.Huntington)和赫伯莱茵(F.Heberlein)首次申请了硫化矿鼓风烧结法和用于此法的烧结盘设备的专利。
1906年美国人德怀特(A.Dwight)和劳埃德(R.Lloyd)在美国取得抽风带式烧结机的专利。
1911年第一台有效面积为8m2的连续带式抽风烧结机(亦称DL型烧结机)在美国宾夕法尼亚州的布罗肯钢铁公司建成投产。
这种设备一出现就很快取代了压团机(见方团矿)和烧结盘(见烧结盘烧结)等造块设备。
随着钢铁工业的发展,烧结矿的产量也迅速增加,到80年代全世界烧结矿的产量达到5亿多吨。
中国最早的带式抽风烧结机于1926年在鞍山建成投产,烧结机有效面积为21.81m2。
1935~1937年又有4台50m2烧结机相继投产,1943年烧结矿最高年产量达24.7万t。
中华人民共和国成立后,钢铁工业迅速发展,烧结能力和产量均有很大提高。
到1991年末,全国烧结机总有效面积达到9064m2,烧结矿年产量达到9654万t,重点企业高炉熟料率达90%。
带式抽风烧结法出现后,不仅烧结矿的生产规模和产量有了很大提高,而且生产技术有了很大进步:(1)加强了烧结原料的加工处理,如矿粉混匀,燃料和熔剂的破碎、混合料的准确配料、制粒和预热等;(2)开发了各种增产、节能和
改善质量的新工艺,如厚料层烧结、低温烧结、小球烧结、双球烧结、细精矿烧结、双层烧结、热风烧结、新点火工艺、烧结矿整粒等;(3)烧结设备大型化、机械化和自动化,计算机用于生产管理和操作控制;(4)应用了除尘、脱硫和去除氮的氧化物等环保技术。
原理矿粉烧结包括许多物理和化学反应过程。
无论采用何种烧结方法,烧结过程基本上可以分为:干燥去水、烧结料预热、燃料燃烧、高温固结和冷却等阶段。
这些过程是在烧结料中分层依次进行的。
图1示出抽风条件下烧结过程各层的反应。
抽入的空气通过已烧结好的热烧结矿层被预热,在燃烧层中使固体燃料燃烧,放出热量,获得高温(1250~1500℃)。
从燃烧层抽出的高温废气将烧结料预热和脱水干燥。
根据温度和气氛条件,在各层进行着不同的物理和化学反应:游离水和结晶水的蒸发和分解,碳酸盐的分解,铁氧化物铁tie的分解、还原和氧化,硫、砷等杂质的去除,一些氧化物(CaO、SiO2,FeO,Fe2O3,MgO)的固相和液相反应;液相的冷却结晶和固结等。
燃烧和传热固体碳的燃烧可以提供烧结过程热收入中80%以上的热量和1250~1500℃的高温(在燃烧层),保证了烧结过程中脱水、石灰石分解、铁氧化物的分解和还原、去硫、液相生成和固结等物理和化学反应的进行。
燃烧反应对烧结机产量也有影响。
烧结料层中碳的燃烧反应较复杂,一般可表示为:C+O2=CO2;2C+O2=2CO;CO2+C=2CO;2CO+O2=2CO2。
在碳集中的区域,气相中CO浓度高,CO2浓度低,气氛呈还原性;在少碳和无碳的区域,CO浓度低,CO2浓度高,气氛呈氧化性。
料层中碳燃烧应具备两个最重要的条件是燃料颗粒表面加热到着火温度和灼热的燃料表面需接触有足够氧浓度的气流。
提高气流中氧的浓度、气流温度、气流速度和增加燃料的反应表面积等均有助于提高燃烧反应速度。
烧结常用的燃料是焦粉和无烟煤;高挥发分的煤种,因大量挥发分在着火前挥发,容易堵塞管道,故不宜用于烧结。
烧结过程中传热速度很快。
烧结料都是小颗粒物料,传热效率很高,而且还存在水分蒸发、分解等吸热过程,所以热传导在烧结料中进行得很快。
烧结过程中热量利用好,主要表现在废气温度低和烧结过程的“自动蓄热作用”。
后者是指被抽空气通过灼热的烧结矿层(相当“蓄热室”作用)时被预热到1000℃以上,增加了燃烧层中的热收入量(约占燃烧层总热收入的40%至60%),提高了燃烧层的温度,随烧结矿层的增厚,这部分热收入增多;燃烧层温度升高,烧结液相增多,烧结矿强度提高,但烧结速度降低。
燃烧层温度受燃料配加量和自动蓄热作用,以及燃烧层中各种化学反应的热效应等因素所影响。
增加配碳量、增加放热反应和减少吸热反应有利于提高燃烧层温度,提高料层也有同样的作用。
二:烧结技术作用:
⑴烧结生产是一种人造富矿的生产过程,自然界中大量存在的贫矿可通过选矿和烧结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。
⑵烧结过程中可以利用高炉炉尘、转炉炉尘、轧钢皮、铁屑等其它钢铁及
化工工业的若干含铁废料,使这些含铁废料得到有效利用,做到变废为宝,变害为利。
⑶经过烧结制成的烧结矿,与天然矿相比,粒度合适,还原性好,成分稳定,造渣性能良好。
具体表现在一下几个方面:
(1)烧结矿品位每升高1%,高炉焦比降低2%、产量提高3%;
(2)烧结矿FeO变动,影响高炉焦比和产量,同时影响烧结矿的还原性和软容性能;
(3)烧结矿碱度稳定是稳定高炉炉况的重要条件之一;
(4)烧结矿强度对高炉冶炼有较大影响。
入炉矿含粉率升高,将导致高炉焦比升高、产量降低;
(5)烧结矿还原性对高炉的影响,主要体现在烧结矿FeO含量,FeO高低影响着高炉冶炼的直接还原度(rd)。
直接还原度增加,焦比升高、产量降低;
(6)烧结矿的低温还原粉化率(RDI)升高,高炉产量下降、焦比升高;
(7)烧结矿荷重软化温度升高,高炉的透气性改善,产量提高;
(8)熔滴性能直接影响高炉内熔滴带的位置和厚度,影响Si、Mn等元素的直接还原,从而影响生铁的成分和高炉技术经济指标。
(9)通过烧结,可为高炉提供化学成分稳定、粒度均匀、还原性好、冶金性能高的优质烧结矿,为高炉优质、高产、低耗、长寿创造良好的条件;
(10)可去除硫、锌等有害杂质;
(11)可利用工业生产的废弃物,如高炉炉尘、炼钢炉尘、轧钢皮、硫酸渣、钢渣等;
(12)可回收有色金属和稀有、稀土金属。
具体来说,烧结技术在钢铁生产中有不可代替的作用,烧结技术的进步关系到我国钢铁生产的进步,关系国民经济的健康稳定的发展,是国民经济中不可或缺的一个环节。