烧结工艺的简单介绍
目前，随着市场竞争的加剧，钢铁工业设备向大型化发展，对原料的要求日益提高，而高炉炼铁生产技术指标的提高，主要依靠入炉原料性质的改善，烧结矿是我国高炉的主要入炉料，因此，保证和提高烧结矿的质量，是保证钢铁工业稳定发展的重要手段。
一、烧结的概念
烧结是钢铁生产工艺中的一个重要环节，它是将各种粉状含铁原料，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，将矿粉颗粒黏结成块的过程。
二、烧结矿的来源以及意义
铁矿粉造块目前主要有两种方法：烧结法和球团法。两种方法所获得的块矿分别为烧结矿和球团矿。球团法通常在选贫矿的地区采用，尤其是北美地区。而在有天然富矿可以开采使用的地方，烧结法则是一种成本较低的方法，在世界的其它地区被广泛采用。虽然新的炼铁方法会不断出现，但是烧结矿的需求在很长一段时间内仍将保持在较高的水平。在我国，高炉入炉的炉料90%以上都是靠烧结法提供的。因此，铁矿石烧结对我国的钢铁工业有重大的意义。
三、烧结工艺流程介绍
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。烧结生产的工艺流程如下图所示。主要包括烧结料的准备，配料与混合，烧结和产品处理等工序。
目前生产上广泛采用带式抽风烧结工艺流程：
1、烧结的原材料准备:
含铁原料：含铁量较高、粒度<5mm的矿粉，铁精矿，高炉炉尘，轧钢皮，钢渣等。一般要求含铁原料品位高，成分稳定，杂质少。
熔剂：要求熔剂中有效CaO含量高，杂质少，成分稳定，含水3％左右，粒度小于3mm的占90％以上。在烧结料中加入一定量的白云石，使烧结矿含有适当的MgO，对烧结过程有良好的作用，可以提高烧结矿的质量。
燃料：主要为焦粉和无烟煤。对燃料的要求是固定碳含量高，灰分低，挥发分低，含硫低，成分稳定，含水小于10％，粒度小于3mm的占95％以上。
2、烧结的配料与混合:
配料目的：获得化学成分和物理性质稳定的烧结矿，满足高炉冶炼的要求。
配料方法：质量配料法，即按原料的质量配料；通过电子计量设备，按一定比例配兑原材料。
混合目的：使烧结料的成分均匀，水分合适，易于造球，从而获得粒度组成良好的烧结混合料，以保证烧结矿的质量和提高产量。
混合的方法：加水润湿、混匀和造球。根据原料性质不同，可采用一次混合或二次混合两种流程。一次混合的目的：润湿与混匀，当加热返矿时还可使物料预热。二次混合的目的：继续混匀，造球，以改善烧结料层透气性。用粒度10～Omm的富矿粉烧结时，因其粒度已经达到造球需要，采用一次混合，混合时间约50s。使用细磨精矿粉烧结时，因粒度过细，料层透气性差，为改善高炉透气性，必须在混合过程中造球，所以采用二次混合，混合时间一般不少于2．5～3min。我国烧结厂大多采用二次混合。
3、配料与混合的主要设备:
电子计量称：对放置在皮带上并随皮带连续通过的松散物料进行自动称量的衡器。主要有机械式(常见的为滚轮皮带秤)和电子式两大类。电子皮带秤是使用最广泛的皮带秤。由承重装置、称重传感器、速度传感器和称重显示器组成主要用到的自动化产品：称重传感器、速度传感器、数显表、变频器、电动机
混合机：混合机械是利用机械力和重力等，将两种或两种以上物料均匀混合起来的机械。混合机械广泛用于各类工业和日常生活中。常用的混合机械分为气体和低粘度液体混合器、中高粘度液体和膏状物混合机械、热塑性物料混合机、粉状与粒状固体物料混合机械四大类。
4、烧结工艺简述：
1）原料准备与配料
烧结原料包括含铁原料（原矿及精矿粉）、熔剂（生石灰、石灰石）、燃料（焦炭或无烟煤）、附加物（轧钢皮、钢铁厂回收粉尘）及返矿。这些原料除要求一定化学成分外，还要求一定的化学成分稳定性。
经机械强制混合后的物料形成了不同粒径的小球，使物料具有良好的透气性。
返矿的加入，有利于增加混合料的透气性。
2）混合布料：
配好的各种粉料进行混匀制粒，以保证获得质量比较均一的烧结矿，在混合过程中加入必须的水分使烧结料充分润湿，以提高烧结料的透气性，我们采用的是二次混合工艺，在一次混合主要是混匀并加入适当水润湿，二次混合时补足到适宜水分使混合料中细粉造成小球。
采用宽皮带给料机沿台车宽度上均匀布料，以保证透气性一致，同时保证料面平正，并有一定松散性。
3）点火控制
烧结台车上的物料，经点火炉进行料面点火，从料面开始烧结，并在强制通风的情况下使混合料中配入的燃料从上至下燃烧达到烧结的目的。点火炉采用高炉煤气点火，节约了烧结矿的能耗，降低了成本。点火温度取决于烧结生成物的熔化温度。常控制在1250±50℃。
点火时间通常40～60s。
点火真空度4～6kPa。
点火深度为10～20mm。
4）烧结矿的处理：
对烧结矿进行破碎筛分，使烧结矿粒度均匀和除去部分夹生料，为高炉冶炼创造有利条件，筛子选用双层筛，其中6mm以下的作为返矿进入配料，6-20mm 作为铺底料，20mm以上进入高炉矿仓。
四、烧结过程中的基本化学反应
①固体碳的燃烧反应
固体碳燃烧反应为：
反应后生成C0和C02，还有部分剩余氧气，为其他反应提供了氧化还原气体和热量。燃烧产生的废气成分取决于烧结的原料条件、燃料用量、还原和氧化反应的发展程度、以及抽过燃烧层的气体成分等因素。
②碳酸盐的分解和矿化作用
烧结料中的碳酸盐有CaC03、MgC03、FeC03、MnC03等，其中以CaC03为主。在烧结条件下，CaC03在720℃左右开始分解，880℃时开始化学沸腾，其他碳酸盐
相应的分解温度较低些。碳酸钙分解产物Ca0能与烧结料中的其他矿物发生反应，生成新的化合物，这就是矿化作用。反应式为：
CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2
CaCO3+Fe2O3=CaO ·Fe2O3+ CO2
如果矿化作用不完全，将有残留的自由Ca0存在，在存放过程中，它将同大气中的水分进行消化作用：
CaO+H2O=Ca(OH)2
使烧结矿的体积膨胀而粉化。
③铁和锰氧化物的分解、还原和氧化
铁的氧化物在烧结条件下，温度高于l300℃时，Fe203可以分解：
Fe304在烧结条件下分解压很小，但在有Si02存在、温度大于1300℃时，也可能分解：
五、烧结工艺参数对烧结过程产品的影响
精矿粉是烧结的主要原料，它是选矿厂的最终产品。物理化学性能对烧结矿
质量影响最大。具体要求如下：
1．含铁量（矿石品位）
铁精矿的含铁量是衡量铁精矿粉质量的指标。精矿含铁量越高，生产出的烧结
矿含铁量也高，经济价值越高，铁精矿粉含铁量一般在55%-65%，当然越高越好。
2．脉石成分及含量
从现有的铁矿资源来看，铁矿石的脉石成分绝大多数为酸性，SiO2含量较高。
生产溶剂性烧结矿，需加碱性溶剂，因此，含量越高，需加入的碱性溶剂也越多，
导致燃料消耗增多，烧结矿品位降低。所以要求精矿粉的脉石矿物含量要少而和
含量高一些，起经济价值也会高一些。
3．有害杂质
硫、磷、砷、铜、铅、锌、钾、钠。铁矿石中有害杂质含量越少越好。
4．铁精矿粉的粒度
精矿粒度很细，用网目表示，小于200目的占60%以上，精矿粒度粗细与矿石
的晶粒大小有关，与磨矿生产工艺有关。
烧结用的精矿粒度不宜太细，一般小于0.074mm（-200目）的量小于80%。
5．成分稳定
6．铁精矿粉的烧结性能
铁精矿粉的烧结性能对烧结过程和烧结矿的产量、质量都有十分重要的影响。了解各种精矿烧结性能，选择和搭配使用烧结性能不同的铁精矿粉，合理掌握烧结
因素，是充分利用资源，达到优质高产的有效措施。对烧结过程影响较明显的铁精矿粉的物理化学性能，主要包括精矿种类、化学成分、粒度、水分、亲水性和成球性，以及软化熔融特性等。这些因素往往互相交错，从而对烧结过程表现出不同程度的影响。例如粒度粗的磁铁矿粉，较致密，成球性差，软化和熔化温度区域较窄，一般是属于难烧结的精矿；而细磨的磁铁矿粉就容易烧结。赤铁矿一般成球性较好，当假如大量溶剂时，熔点也较底，易于烧结；但浮选赤铁精矿又常因为难脱水，呈泥团状，给烧结生产带来困难。其它如褐铁矿和菱铁矿烧结时由于结晶水和分解出来，不但要多消耗燃料，而且影响烧结矿的强度。脉石的类型和数量对铁精矿粉的烧结也有显著的影响。例如用含超过15%的铁精矿粉制造自熔性烧结矿时强度差；但经过精选，把铁精矿粉含量降低到4%-5%以下，又会出现烧结时液相量太少的问题，必须相应采取其他措施才能使烧结矿强度得到保证。精矿含少量可以改善成球性，但过多时，精矿熔点高也难于烧结。另外，铁精矿的软化温度越底，软化温度区间越宽，越容易生成液相，这种矿石的烧结性能较好。对溶剂的质量要求对碱性溶剂的要求是：有效成分含量高，有害杂质少，粒度、水分适宜，成分稳定。有效溶剂性高有效溶剂性高即碱性氧化物含量要高，而酸性氧化物含量要低。有害杂质硫磷的限度溶剂中的有害杂质要低，含硫一般为0.01%-0.08%，含磷一般为0.01%-0.03%。粒度和水分从目前生产条件上看，溶剂粒度一般控制在小3mm，且粒度小于3mm 的溶剂占总量之比应大于85%。
第一章应用写作概述