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1、燒結(jié)工藝流程圖:
圖片:
燒結(jié)工藝流程圖:
燒結(jié)是鋼鐵生產(chǎn)工藝中的一個重要環(huán)節(jié),它是將鐵礦粉、粉(無煙煤)和石灰按一定配比混勻。經(jīng)燒結(jié)而成的有足夠強度和粒度的燒結(jié)礦可作為煉鐵的熟料。利用燒結(jié)熟料煉鐵對于提高高爐利用系數(shù)、降低焦比、提高高爐透氣性保證高爐運行均有一定意義。
由于燒結(jié)技術(shù)具體的作用和應用太廣泛了, 以下介紹一下燒結(jié)生產(chǎn)在鋼鐵工業(yè)粉礦造塊的意義和作用
我國的鐵礦石大部分都是貧礦,貧礦直接入爐煉鐵是很不合算b,因此必須將貧礦進行破碎、選出高品位的精礦后,再將精礦粉造塊成為人造富礦才能入高爐冶煉。所以,粉礦造塊是充分合理利用貧礦的不可缺少的關(guān)控環(huán)節(jié)。
富礦的
2、開采過程中要產(chǎn)生粉礦,為了滿足高爐的粒度要兔在整較過程中也會產(chǎn)生粉礦,粉礦直接入爐會51起高爐不順。惡化高爐技術(shù)經(jīng)濟指標,因此粉礦也必須經(jīng)過造塊才能入爐。
粉礦經(jīng)過迭決后,可以進一步控制相改善合鐵原料的性腸獲得氣孔串高、還原性好、強度合適、軟熔溫度較高、成份穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)冶金原料,有助于爐況的穩(wěn)定和技術(shù)經(jīng)濟指標的改善。粒礦造塊過程中,還可以除去部份有害雜質(zhì),如硫、氟、砷、鋅等,有利于提高生鐵的質(zhì)量。因為人造富礦比天然富礦更具有優(yōu)越性,成為了現(xiàn)代商爐原料的主要來源。
粉礦迭塊還可綜合利用含鐵、合被、臺鈣的粉狀工業(yè)廢料,如高爐爐塵、鋼迢、軋鋼皮、均熱爐渣、硫酸渣、染料鐵紅、電廠煙塵灰筆適當配入可
3、以成為廉價的高爐好原料,又可以減少環(huán)境污染,取得良好的經(jīng)濟效益和社會效益。
粉礦造鐵是現(xiàn)代高爐冶煉并獲得優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的基礎(chǔ),對于高爐冶煉有君十分重要的意義,是鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)必不可少的重要工序,對鋼鐵生產(chǎn)的發(fā)展起著重要作用。
1.2 粉礦造塊的方法
粉礦造塊方法很多,主要是燒結(jié)礦和球團礦。此外,還有壓制方團礦、輥壓團礦、蒸養(yǎng)球團t碳酸化球團,其成球方式和固結(jié)方法與球團礦不同,還有小球燒結(jié),國外稱為HPs球團化撓結(jié)礦,界于球團和燒結(jié)之間;還有鐵焦生產(chǎn),是煉焦和粉礦造塊相結(jié)合。
球團礦的焙燒方法主要乞豎隊帶式焙烷仇鏈蓖機—回轉(zhuǎn)竊。目前地方小鐵廠還有平地堆烷的。
燒結(jié)方法主要有吹風燒結(jié)法和
4、抽風燒結(jié)法兩大類。吹風燒結(jié)有平地堆撓、饒結(jié)識、撓結(jié)盤,抽風燒結(jié)有路式僥結(jié)、艱面步進式燒紹機、帶式燒結(jié)機、環(huán)形撓結(jié)機電即日本矢作式)。
國內(nèi)外苫遍采用的是常式抽風燒結(jié)機,在我國地方小鐵廣還有相當一部分用平地吹風堆燒和箱式抽風燒結(jié)。比外,還有回轉(zhuǎn)窯澆結(jié)法、懸浮燒結(jié)法。
所謂“燒結(jié)”就是指粉狀物料加熱到熔點以下而粘結(jié)成固體的現(xiàn)象.
燒結(jié)過程簡單來說,就是把品位滿足要求,但粒度卻不滿足的精礦與其他輔助原料混合后在燒結(jié)機上點火燃燒,重新造塊,以滿足高爐的要求。點火器就是使混合料在燒結(jié)機上燃燒的關(guān)鍵設(shè)備,控制好點火器的溫度、負壓等,混合料才能成為合格的燒結(jié)成品礦。
燒結(jié)的主要體系是,配料,混料
5、,看火等??椿鸬慕?jīng)驗:看火主要控制的三點溫度是;點火溫度,終點溫度,和總管廢氣溫度。一般來說把終點溫度控制在倒數(shù)第2號風箱的溫度。
鐵礦粉造塊
鐵礦粉造塊目前主要有兩種方法:燒結(jié)法和球團法。兩種方法所獲得的塊礦分別為燒結(jié)礦和球團礦。
鐵礦粉造塊的目的:
◆綜合利用資源,擴大煉鐵用的原料種類。
◆去除有害雜質(zhì),回收有益元素,保護環(huán)境。
◆改善礦石的冶金性能,適應高爐冶煉對鐵礦石的質(zhì)量要求。
一、鐵礦粉燒結(jié)生產(chǎn)
1.燒結(jié)的概念
將各種粉狀含鐵原料,配入適量的燃料和熔劑,加入適量的水,經(jīng)混合和造球后在燒結(jié)設(shè)備上使物料發(fā)生一系列物理化學變化,將礦粉顆粒黏結(jié)成塊的過程。
2.
6、燒結(jié)生產(chǎn)的工藝流程
目前生產(chǎn)上廣泛采用帶式抽風燒結(jié)機生產(chǎn)燒結(jié)礦。燒結(jié)生產(chǎn)的工藝流程如圖2—4所示。主要包括燒結(jié)料的準備,配料與混合,燒結(jié)和產(chǎn)品處理等工序。
圖2-4 抽風燒結(jié)工藝流程
◆燒結(jié)原料的準備
①含鐵原料
含鐵量較高、粒度<5mm的礦粉,鐵精礦,高爐爐塵,軋鋼皮,鋼渣等。
一般要求含鐵原料品位高,成分穩(wěn)定,雜質(zhì)少。
②熔劑
要求熔劑中有效CaO含量高,雜質(zhì)少,成分穩(wěn)定,含水3%左右,粒度小于3mm的占90%以上。
在燒結(jié)料中加入一定量的白云石,使燒結(jié)礦含有適當?shù)腗gO,對燒結(jié)過程有良好的作用,可以提高燒結(jié)礦的質(zhì)量。
③燃料
主要為焦粉和無煙煤。
對
7、燃料的要求是固定碳含量高,灰分低,揮發(fā)分低,含硫低,成分穩(wěn)定,含水小于10%,粒度小于3mm的占95%以上。
對入廠燒結(jié)原料的一般要求見表2—2。
表2-2 入廠燒結(jié)原料一般要求
◆配料與混合
①配料
配料目的:獲得化學成分和物理性質(zhì)穩(wěn)定的燒結(jié)礦,滿足高爐冶煉的要求。
常用的配料方法:容積配料法和質(zhì)量配料法。
容積配料法是基于物料堆積密度不變,原料的質(zhì)量與體積成比例這一條件進行的。準確性較差。
質(zhì)量配料法是按原料的質(zhì)量配料。比容積法準確,便于實現(xiàn)自動化。
②混合
混合目的:使燒結(jié)料的成分均勻,水分合適,易于造球,從而獲得粒度組成良好的燒結(jié)混合料,以保證燒結(jié)礦的質(zhì)量和提高
8、產(chǎn)量。
混合作業(yè):加水潤濕、混勻和造球。
根據(jù)原料性質(zhì)不同,可采用一次混合或二次混合兩種流程。
一次混合的目的:潤濕與混勻,當加熱返礦時還可使物料預熱。
二次混合的目的:繼續(xù)混勻,造球,以改善燒結(jié)料層透氣性。
用粒度10~Omm的富礦粉燒結(jié)時,因其粒度已經(jīng)達到造球需要,采用一次混合,混合時間約50s。
使用細磨精礦粉燒結(jié)時,因粒度過細,料層透氣性差,為改善透氣性,必須在混合過程中造球,所以采用二次混合,混合時間一般不少于2.5~3min。
我國燒結(jié)廠大多采用二次混合。
◆燒結(jié)生產(chǎn)
燒結(jié)作業(yè)是燒結(jié)生產(chǎn)的中心環(huán)節(jié),它包括布料、點火、燒結(jié)等主要工序。
①布料
將鋪底料、混合料
9、鋪在燒結(jié)機臺車上的作業(yè)。
當采用鋪底料工藝時,在布混合料之前,先鋪一層粒度為10~25mm,厚度為20~25mm的小塊燒結(jié)礦作為鋪底料,其目的是保護爐箅,降低除塵負荷,延長風機轉(zhuǎn)子壽命,減少或消除爐箅粘料。
鋪完底料后,隨之進行布料。布料時要求混合料的粒度和化學成分等沿臺車縱橫方向均勻分布,并且有一定的松散性,表面平整。
目前采用較多的是圓輥布料機布料。
②點火
點火操作是對臺車上的料層表面進行點燃,并使之燃燒。
點火要求有足夠的點火溫度,適宜的高溫保持時間,沿臺車寬度點火均勻。
點火溫度取決于燒結(jié)生成物的熔化溫度。??刂圃?25050℃。
點火時間通常40~60
10、s。
點火真空度4~6kPa。
點火深度為10~20mm。
③燒結(jié)
準確控制燒結(jié)的風量、真空度、料層厚度、機速和燒結(jié)終點。
燒結(jié)風量:平均每噸燒結(jié)礦需風量為3200m3,按燒結(jié)面積計算為(70~90)m3/(cm2.min)。
真空度:決定于風機能力、抽風系統(tǒng)阻力、料層透氣性和漏風損失情況。
料層厚度:合適的料層厚度應將高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)結(jié)合起來考慮。國內(nèi)一般采用料層厚度為250~500mm。
機速:合適的機速應保證燒結(jié)料在預定的燒結(jié)終點燒透燒好。實際生產(chǎn)中,機速一般控制在1.5~4m/min為宜。
燒結(jié)終點的判斷與控制:控制燒結(jié)終點,即控制燒結(jié)過程全部完成時臺車所處的位置
11、。中小型燒結(jié)機終點一般控制在倒數(shù)第二個風箱處,大型燒結(jié)機控制在倒數(shù)第三個風箱處。
帶式燒結(jié)機抽風燒結(jié)過程是自上而下進行的,沿其料層高度溫度變化的情況一般可分為5層,各層中的反應變化情況如圖2—5所示。點火開始以后,依次出現(xiàn)燒結(jié)礦層,燃燒層,預熱層,干燥層和過濕層。然后后四層又相繼消失,最終只剩燒結(jié)礦層。
圖2-5燒結(jié)過程各層反應示意圖
①燒結(jié)礦層
經(jīng)高溫點火后,燒結(jié)料中燃料燃燒放出大量熱量,使料層中礦物產(chǎn)生熔融,隨著燃燒層下移和冷空氣的通過,生成的熔融液相被冷卻而再結(jié)晶(1000—1100℃)凝固成網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)的燒結(jié)礦。
這層的主要變化是熔融物的凝固,伴隨著結(jié)晶和析出新礦物,還
12、有吸入的冷空氣被預熱,同時燒結(jié)礦被冷卻,和空氣接觸時低價氧化物可能被再氧化。
②燃燒層
燃料在該層燃燒,溫度高達1350~1600℃,使礦物軟化熔融黏結(jié)成塊。
該層除燃燒反應外,還發(fā)生固體物料的熔化、還原、氧化以及石灰石和硫化物的分解等反應。
③預熱層
由燃燒層下來的高溫廢氣,把下部混合料很快預熱到著火溫度,一般為400~800℃。
此層內(nèi)開始進行固相反應,結(jié)晶水及部分碳酸鹽、硫酸鹽分解,磁鐵礦局部被氧化。
④干燥層
干燥層受預熱層下來的廢氣加熱,溫度很快上升到100℃以上,混合料中的游離水大量蒸發(fā),此層厚度一般為l0~30mm。
實際上干燥層與預熱層難以截然分開,可以
13、統(tǒng)稱為干燥預熱層。
該層中料球被急劇加熱,迅速干燥,易被破壞,惡化料層透氣性。
⑤過濕層
從干燥層下來的熱廢氣含有大量水分,料溫低于水蒸氣的露點溫度時,廢氣中的水蒸氣會重新凝結(jié),使混合料中水分大量增加而形成過濕層。
此層水分過多,使料層透氣性變壞,降低燒結(jié)速度。
燒結(jié)過程中的基本化學反應
①固體碳的燃燒反應
固體碳燃燒反應為:
反應后生成C0和C02,還有部分剩余氧氣,為其他反應提供了氧化還原氣體和熱量。
燃燒產(chǎn)生的廢氣成分取決于燒結(jié)的原料條件、燃料用量、還原和氧化反應的發(fā)展程度、以及抽過燃燒層的氣體成分等因素。
②碳酸鹽的分解和礦化作用
燒結(jié)料中的碳酸鹽有
14、CaC03、MgC03、FeC03、MnC03等,其中以CaC03為主。在燒結(jié)條件下,CaC03在720℃左右開始分解,880℃時開始化學沸騰,其他碳酸鹽相應的分解溫度較低些。
碳酸鈣分解產(chǎn)物Ca0能與燒結(jié)料中的其他礦物發(fā)生反應,生成新的化合物,這就是礦化作用。反應式為:
CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2
CaCO3+Fe2O3=CaO Fe2O3+ CO2
如果礦化作用不完全,將有殘留的自由Ca0存在,在存放過程中,它將同大氣中的水分進行消化作用:
CaO+H2O=Ca(OH)2
使燒結(jié)礦的體積膨脹而粉化。
③鐵和錳氧化物的分解、還原和氧化
鐵的氧化物在燒結(jié)
15、條件下,溫度高于l300℃時,F(xiàn)e203可以分解:
Fe304在燒結(jié)條件下分解壓很小,但在有Si02存在、溫度大于1300℃時,也可能分解:
二 、球團礦生產(chǎn)
1.球團礦的概念
把細磨鐵精礦粉或其他含鐵粉料添加少量添加劑混合后,在加水潤濕的條件下,通過造球機滾動成球,再經(jīng)過干燥焙燒,固結(jié)成為具有一定強度和冶金性能的球型含鐵原料。
2.球團礦生產(chǎn)迅速發(fā)展的原因:
◆天然富礦日趨減少,大量貧礦被采用。
鐵礦石經(jīng)細磨、選礦后的精礦粉,品位易于提高。
過細精礦粉用于燒結(jié)生產(chǎn)會影響透氣性,降低產(chǎn)量和質(zhì)量。
細磨精礦粉易于造球,粒度越細,成球率越高,球團礦強度也越高。
◆球團法生產(chǎn)工藝的成熟。
從單一處理鐵精礦粉擴展到多種含鐵原料。
生產(chǎn)規(guī)模和操作也向大型化、機械化、自動化方向發(fā)展。
技術(shù)經(jīng)濟指標顯著提高。
球團產(chǎn)品也已用于煉鋼和直接還原煉鐵等。
◆球團礦具有良好的冶金性能:粒度均勻、微氣孔多、還原性好、強度高,有利于強化高爐冶煉。
3.球團礦生產(chǎn)的工藝流程
一般包括原料準備、配料、混合、造球、干燥和焙燒、冷卻、成品和返礦處理等工序,如圖2-6所示。
圖2-6 球團礦生產(chǎn)的工藝流程