铁矿粉烧结的基本理论

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________。

钢铁烧结工艺钢铁烧结工艺是一种重要的冶金工艺，用于将金属粉末通过高温烧结过程使其聚结成块状材料。

这种工艺在钢铁行业中应用广泛，具有高效、节能、环保等优点。

本文将详细介绍钢铁烧结工艺的基本原理、应用领域以及发展趋势。

一、钢铁烧结工艺的基本原理钢铁烧结工艺是利用金属粉末的高温烧结性质，通过加热和冷却过程使其粒子间发生扩散和结合，从而形成块状材料。

具体步骤包括原料制备、成型、烧结和冷却四个过程。

原料制备是钢铁烧结工艺的第一步，主要包括金属粉末的选择和配比。

金属粉末通常由铁粉、合金粉等组成，根据不同要求可以添加一定比例的添加剂。

配比的合理与否直接影响到烧结后材料的性能。

成型是将原料粉末按一定的形状和尺寸进行压制，使其具有一定的强度和形状稳定性。

常用的成型方式有压制、注塑、挤压等。

成型后的材料称为绿坯。

烧结是将成型后的绿坯置于高温环境中，使其发生热变形和结合。

烧结的温度通常在金属材料的熔点以下，但高于金属的晶界扩散温度。

在烧结过程中，金属粉末颗粒间会发生扩散，同时表面粒子经过短时间的高温接触，使其发生部分熔化，从而实现颗粒间的结合。

冷却是烧结后的最后一个过程，将已烧结的块状材料冷却至室温，使其具有一定的强度和形状稳定性。

冷却过程中，要注意避免过快或过慢的冷却速度，以免引起材料内部应力过大或结构不稳定。

钢铁烧结工艺广泛应用于钢铁行业的各个环节，包括铁矿石的烧结、高炉炉料的制备、铁精粉的制备等。

在铁矿石的烧结过程中，通过烧结工艺可以将低品位的铁矿石转化为高品位的烧结矿。

这样不仅提高了铁矿石的利用率，还减少了矿石资源的消耗，对环境保护也起到了积极的作用。

高炉炉料的制备是钢铁生产过程中的重要环节。

通过烧结工艺，可以将粉状的铁精粉和其他辅助材料烧结成块状的高炉炉料。

这样可以提高炉料的流动性和透气性，进一步提高高炉的冶炼效率和产量。

铁精粉的制备是钢铁烧结工艺的另一个重要应用领域。

通过烧结工艺，可以将铁精粉和其他添加剂烧结成块状的铁精矿。

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。

钢铁烧结工艺钢铁烧结工艺是一种重要的冶金工艺，用于将粉状或颗粒状的铁矿石或钢铁副产品烧结成块状物。

通过高温下的热处理和矿石颗粒之间的结合作用，烧结工艺可以实现铁矿石的高效利用和资源的循环利用。

本文将介绍钢铁烧结工艺的基本原理、工艺流程以及其在钢铁生产中的应用。

钢铁烧结工艺的基本原理是利用矿石颗粒之间的物理和化学作用，在高温下使其粘结成块。

在烧结过程中，矿石颗粒首先在高温下软化，然后在颗粒间的接触点处发生熔融和结晶，最终形成块状物。

烧结过程中所需的高温由燃烧炉提供，燃烧炉中的燃料可以是焦炭、煤粉等。

同时，为了促进矿石颗粒之间的结合作用，还需要添加一定量的结合剂，常用的结合剂有石灰石、白云石等。

钢铁烧结工艺的工艺流程包括原料准备、配料、混合、球团化、烧结和冷却等环节。

首先，将铁矿石和其他辅助原料进行粉碎，并按照一定比例进行配料。

然后，将配料进行混合，以确保各种原料充分混合。

接下来，将混合后的物料送入球团机，通过机械力和湿法粘结剂的作用，将物料压制成颗粒状的球团。

然后，将球团送入烧结机进行烧结，烧结过程中，通过高温下的热处理和结合剂的作用，使球团逐渐结合成块状物。

最后，将烧结后的块状物进行冷却，并进行筛分和破碎，得到所需的烧结矿。

钢铁烧结工艺在钢铁生产中具有重要的应用价值。

首先，烧结矿具有较高的机械强度和耐高温性，可以直接用于高炉冶炼，减少了矿石的运输和预处理成本。

其次，烧结工艺可以实现对钢铁副产品的综合利用，例如炉渣、炉尘等，通过烧结可以将这些副产品转化为有用的烧结矿。

此外，烧结矿中的矿物相和化学成分可以根据不同的工艺要求进行调整，以满足钢铁生产中的特定需求。

因此，钢铁烧结工艺在提高钢铁生产效率和资源利用率方面具有重要意义。

尽管钢铁烧结工艺在钢铁生产中具有重要的应用价值，但也存在一些问题和挑战。

例如，烧结过程中会产生大量的烟尘和废气，对环境造成污染。

为了减少污染物的排放，需要采取相应的治理措施，如安装烟气脱硫、脱硝设备等。

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。

烧结配料知识一、烧结基础知识1、烧结的含义将含铁粉状料或细粒料进行高温加热，在不完全熔化的条件下烧结成块的过程。

铁矿粉烧结是一种人造富矿的过程。

2、烧结的方法（1）鼓风烧结：烧结锅，，平地吹；以及带式烧结机。

（2）抽风烧结：a：连续式：带式烧结机和环式烧结机等；b：间歇式：固定式烧结机，如盘式烧结机和箱式烧结机；移动式烧结机，如步进式烧结机；（3）在烟气中烧结：回转窑烧结和悬浮烧结。

3、烧结生产的工艺流程一般包括：原燃料的接受、贮存，溶剂、燃料的准备，配料，混合，制粒，布料，点火烧结，热矿破碎，热矿筛分，热矿冷却，冷矿筛分，铺底料、成品烧结矿及返矿的贮存、运输等工艺环节（见下图）。

机上冷却工艺不包括热矿破碎和热矿筛分。

现代烧结工艺流程不再使用热矿工艺，应使用冷矿工艺。

在冷矿工艺中，宜推广具有铺底料系统的流程。

4、烧结厂主要技术经济指标烧结厂的主要技术经济指标包括利用系数、作业率、质量合格率、原材料消耗定额等。

1>、利用系数每台烧结机每平方米有效抽风面积（m2）每小时（h）的生产量（t）称烧结机利用系数，单位为t/（m2.h）。

它用台时产量与烧结机有效抽风面积的比值表示：利用系数=台时产量（t/h）/有效抽风面积（m2）=总产量（t）/[总生产台时（t）×总有效面积（m2）]台时产量是一台烧结机一小时的生产量，通常以总产量与运转的总台时之比值表示。

这个指标体现烧结机生产能力的大小，它与烧结机有效面积的大小无关。

利用系数是衡量烧结机生产效率的指标，它与烧结机有效面积的大小无关。

2>、烧结机作业率作业率是设备工作状况的一种表示方法，以运转时间占设备日历时间的百分数表示：设备作业率=运转台时/日历台时× 100%日历台时是个常数，每台烧结机一天的日历台时即为24台时。

它与台数、时间有关。

日历台时=台数× 24×天数事故率是指内部事故时间与运转时间的比值，以百分数表示：事故率=事故台时/运转台时× 100%设备完好率是衡量设备良好状况的指标。

1；概述抽风烧结过程，按烧结料层自上而下分哪几带？并指出各带的特点以及各带是怎样变化的？答：抽风烧结过程是将混合料配以适量的水分，混合、制粒后，铺在带式烧结机的炉箅上，点火后用一定负压抽风，使烧结过程自上而下地进行。

烧结从烧结台车上卸下，经破碎、冷却、制粒、筛分，分出成品烧结矿、返矿和铺底料。

自上而下分为：烧结矿层﹑燃烧层﹑预热层﹑干燥层﹑过湿层。

（1）烧结层：温度在1000℃，随着烧结矿层的下移和冷空气的通过，物料温度逐渐下降，熔融液相被冷却，凝固成多孔结构的烧结矿。

烧结矿层逐渐增厚，整个料层透气性变好真空度变低;高温熔融物凝固成烧结矿，伴随着结晶和析出矿物，同时抽入的冷空气被预热，烧结矿被冷却，与空气接触的低价氧化物可能被氧化。

（2）燃烧层：被烧结矿层预热的空气进入燃烧层，与固体碳接触时发生燃烧反应，放出大量的热，温度1300—1500℃的高温，形成一定的气相组成；低熔点物质继续发生并熔化，形成一定数量的液相，部分氧化物分解、还原、氧化，硫化物、硫酸盐和碳酸盐等分解。

（3）预热层：热交换很剧烈，废气温度很快降低，此层温度很薄，所处温度在150–700℃之间；部分结晶水，碳酸盐分解。

硫化物，高价铁氧化物分解氧化。

部分铁氧化物还原以及固相反应等。

（4）干燥层：由于湿料的导热性好，料湿很快升高到100℃以上，水分完全蒸发需要到120–150℃左右；由于升温速度快，干燥层和预热层很难截然分开，有时又称为干燥预热层，其厚度只有20–40nm。

（5）过湿层：根据不同的物料，过湿层增加的冷凝水介于1％–2％之间。

但在实际烧结矿时，发现在烧结料下层有严重的过湿现象，这是因为在强大的气流和重力作用下烧结水分比较高，烧结料的原始结构被破坏，料层中的水分向下机械转移，特别是那些湿容量较小的物料容易发生这种现象。

水汽冷凝使得料层的透气性大大恶化，对烧结过程产生很大影响。

2：请画出抽风烧结工艺与球团工艺的流程图。

成品烧结矿抽风烧结工艺流程图膨润土接受储存精矿接受储存混合↓造球↓坚炉生产球团工艺流程图3：何谓固相反应，固相反应对烧结过程和球团焙烧有何作用，如何促进固相反应。

烧结工艺的简单介绍当前，跟着市场竞争的加剧，钢铁工业设施向大型化发展，对原料的要求日益提升，而高炉炼铁生产技术指标的提升，主要依赖入炉原料性质的改良，烧结矿是我国高炉的主要入炉料，所以，保证和提升烧结矿的质量，是保证钢铁工业稳固发展的重要手段。

一、烧结的观点烧结是钢铁生产工艺中的一个重要环节，它是将各样粉状含铁原料，配入适当的燃料和熔剂，加入适当的水，经混淆和造球后在烧结设施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、烧结矿的根源以及意义铁矿粉造块当前主要有两种方法：烧结法和球团法。

两种方法所获取的块矿分别为烧结矿和球团矿。

球团法往常在选贫矿的地域采纳，特别是北美地域。

而在有天然富矿能够开采使用的地方，烧结法例是一种成本较低的方法，在世界的其余地域被宽泛采纳。

固然新的炼铁方法会不停出现，可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%以上都是靠烧结法供给的。

所以，铁矿石烧结对我国的钢铁工业有重要的意义。

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。

利用烧结熟料炼铁关于提升高炉利用系数、降低焦比、提升高炉透气性保证高炉运转均有必定意义。

烧结生产的工艺流程以下列图所示。

主要包含烧结料的准备，配料与混淆，烧结和产品办理等工序。

当前生产上宽泛采纳带式抽风烧结工艺流程：1、烧结的原资料准备 :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，成分稳固，杂质少。

熔剂：要求熔剂中有效 CaO含量高，杂质少，成分稳固，含水 3％左右，粒度小于 3mm的占 90％以上。

在烧结猜中加入必定量的白云石，使烧结矿含有适合的MgO，对烧结过程有优秀的作用，能够提升烧结矿的质量。

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，成分稳固，含水小于 10％，粒度小于 3mm的占 95％以上。

一、铁矿石基本知识1、矿石的概念钢铁企业的产品离不开铁，铁是元素周期表上第26位元素，原子量为55.85，在大气压下于1534℃熔化，2740℃气化。

铁元素约占地壳4%，固态铁的密度是7870Kg∕m³。

矿石是受地壳中天然的物理化学作用和生物作用而产生的自然化合物为主的矿物，所谓铁矿石是指在现有的技术条件下，能从中提取铁金属之矿物。

所谓岩石是指在现有的技术条件下，不能从中提取金属或有用之矿物。

因此，矿石和岩石的概念是相对的。

2、种类一般铁矿石常见的铁矿物有：赤铁矿（Fe2O3）、磁铁矿（Fe3O4）、褐铁矿（nFe2O3·mH2O,n=1～3，m=1～4）、菱铁矿（FeCO3）等。

通常实际品位低于理论品位，其原因是矿石中含有相当数量的脉石矿物，这些脉石矿物主要是石英、各种硅酸盐和碳酸盐等矿物以及数量不等的S、P等杂质和CO2、结晶水等在高温下分解的物质。

绝大多数矿石的脉石是酸性的。

磁铁矿：含铁一般在45~70%，S、P高，坚硬，致密难还原。

很少直接入炉，大多进行选矿。

Fe3O4Fe72.4%，O27.6%；Fe3O4中FeO31.03%，Fe2O368.97%颜色呈黑色，有磁性，结构致密坚硬，还原性差。

（钒钛磁铁矿）2）赤铁矿：含铁一般在55~65%，S、P少，软易破碎，易还原。

例如：巴西矿、澳矿、国内海南铁矿等Fe2O3Fe69.94%，O30.06%颜色呈红色，暗红色，还原性较好褐铁矿（针铁矿FeO(OH)Fe62.9%）:含铁一般在37~62%，疏松，大部松软易还原。

例如：扬迪粉、火箭粉、PB粉、MAC粉、国内黄梅铁矿等。

Fe2O3.n H2O颜色呈黄褐色，吸湿性强，烧失量高，孔隙率大，还原性能好褐铁矿是统称，实际上它不是一个矿物种，而是针铁矿、纤铁矿、水针铁矿、水纤铁矿以含水氧化硅、泥质等的混合物，化学成分变化大，含水量变化也大。

通常表达式褐铁矿是Fe2O3·nH2O，nH2O就称做结晶水，n数值变化大小说明结晶水含量的多少。

冶金生产知识培训教材烧结部分适用范围：进厂新员工和岗位操作工编辑孙玉军第一章粉烧结基本理论第一节烧结生产概述一、烧结生产的意义烧结生产为高炉冶炼提供具有良好冶金性能的烧结矿，使高炉技术经济指标大大改善。

烧结矿的质量在很大程度上决定高炉生产指标的好坏。

所谓烧结就是在粉状含铁物料中配入适当数量的熔剂和燃料，在烧挠结机上点火燃烧，借助于燃料燃烧的高温作用产生一定数量的液相，把其他未熔化的烧结料颗粒粘结起来，冷却后成为多孔质块矿。

烧结是粉矿造块的基本方法之一。

钢铁工业的发展需要大量铁矿石，经长时间的开采，世界范围内天然富矿越来越少，高炉不得不使用大量的贫矿。

但贫矿直接入炉，无论经济上还是技术操作上都是不合适的，必须经过选矿和造块才能使用。

另外，富矿加工过程中产生的富矿粉也需造块才能使用。

因此烧结矿的生产是充分利用自然资源，扩大铁矿石来源，推动钢铁工业发展不可缺少的重要阶段。

其次，烧结过程中可以加入高炉炉尘、转炉炉尘、轧钢皮、机械加工的铁屑及硫酸渣等钢铁及化工工业的若干“废弃“物，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。

第三，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。

保证高炉冶炼稳定顺行。

尤其是烧结料中加入一定数量的熔剂生产自熔性或熔剂性烧结矿，高炉使用这种烧结矿时，可少加或不加石灰石，降低炉内的热消耗，从而改善高炉冶炼的技术经济指标。

最后，烧结过程中可以去除80％一90％的硫及氟、砷等有害杂质，大大减轻高炉冶炼过程的去硫重担，提高生铁质量。

二、烧结生产的发展根据烧结过程的特点和所用设备的不同，烧结方法可分为以下几种：堆烧（平地吹）鼓风烧结法烧结锅带式烧结机固定式烧结盘间歇式移动式烧结盘抽风烧结法环式烧结机连续式带式烧结机回转窑烧结在烟气内烧结悬浮烧结目前世界上使用最广泛的是连续生产的抽风带式烧结机。

1911年第一台8.3m2的带式烧结机在美国布鲁肯公司投产，l 934年出现36.6m2烧结机，1936年扩大到75m2，I 960年出现255m2饶结机．1964年288m2，1969年302m2．1975年600m2。