烧结配料培训教材

烧结配料技能知识培训配料的目的和意义为了使烧结矿的化学成分和理化性能稳定，符合高炉冶炼要求，同时烧结料具有足够的透气性获得较高的烧结生产率；适宜的配料比，可以生产具有足够的液相；适宜的燃料，可以获得良好的强度和还原性。必须要把各种不同成分的含铁原料、熔剂、燃料根据烧结的过程和烧结矿质量的要求进行精确配料。配加形式为：铁料通过圆盘给料机和电子皮带计量秤将料给到配－1胶带机上；白云石、焦粉通过仓下拖料斗和电子皮带计量称将料给到配－1胶带机上；生石灰通过配料仓下的螺旋输送计量称和螺旋输送机及生石灰螺旋消化器，将料给到配－1胶带机上。通过自动配料系统，实现集中操作控制，稳定配料过程，减少配料系统误差。A、B两期各设15个料仓。其中，6个混匀铁料仓；2个循环返矿仓；1个除尘灰仓；2个焦粉仓；1个白云石仓；3个生石灰仓。A配料仓容积及储存时间物料名称个数单仓有效容积m3堆比重t/m3储量t储存时间h混匀料61852.132364.38.7返矿22101.8756不储存除尘灰11851.6296不储存焦粉21770.6121613.6白云石11941.603109.8生石灰32300.55359.711.2烧结原料及特性—铁矿粉原料主要包括：铁矿粉、熔剂、燃料、固体废弃物等矿物种类：磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿。按粒度分类：精矿粉、富矿粉。按品位分类：富矿、贫矿。烧结原料及特性—磁铁矿存在形态：Fe3O4；比密度4.9-5.2，有金属光泽，有磁性，理论含铁量72.4%。其晶体为八面体，组织结构致密坚硬，一般为块状或粒状。表面颜色为银灰或黑色，条痕为黑色。假象赤铁矿或半假象赤铁矿地壳表层的磁铁矿被氧化成赤铁矿，但保持磁铁矿的晶型。采用磁性率表示百分比表示氧化程度。纯磁铁矿=42.8%磁铁矿28.6%半假象赤铁矿=28.6-14.3%假象赤铁矿14.3%32OFeFeO烧结原料及特性—赤铁矿主要存在形态为不含水的三氧化二铁Fe2O3，密度4.8-5.3，硬度不一，完整晶型赤铁矿硬度为5.5-6，理论含铁量为70%。晶型组织多种多样，从非常致密到松软的粉状，片状组织表面具有金属光泽，平滑如镜为镜铁矿，条痕色为红色。烧结原料及特性—褐铁矿含有结晶水的赤铁矿（nFe2O3.mH2O），按结晶水的含量可分为以下五类：褐铁矿名称分子式理论含铁量含水密度水赤铁矿2Fe2O3.H2O66.15.324--5针赤铁矿Fe2O3.H2O62.910.114-4.5水针赤铁矿3Fe2O3.4H2O60.912.83-4.4褐铁矿2Fe2O3.3H2O6014.393-4.2黄针铁矿Fe2O3.2H2O57.218.373--4黄楮矿Fe2O3.2H2O55.225.232.5-4烧结原料及特性—菱铁矿含铁的碳酸盐FeCO3，理论含铁量为48.2%，往往与其它金属的碳酸盐共生。常见的碳酸盐坚硬、致密，密度为3.9，硬度为3.5-4，在空气和水的作用下，易转变为褐铁矿。这种褐铁矿覆盖在菱铁矿表面。烧结原料及特性—铁精矿天然矿石经过破碎、磨碎、选矿等加工处理的矿粉叫铁精矿粉。选矿的工艺包括：磁选、浮选和重选等。铁矿石的冶炼性能强度还原性可烧性赤铁矿55-70少较好软、易破碎易还原差磁铁矿45-70S、P高差坚硬、致密难还原良好褐铁矿37-62P高好软、疏松易还原差菱铁矿30-45少差易破碎烧后易还原差冶炼性能有害物质实际含铁量名称亲水性烧结对铁矿石的要求1、对铁矿石的质量要求（1）、含铁量高、脉石成分适宜、有害杂质少：原料含铁量越低，脉石数量就越多，高炉冶炼就多用熔剂和焦炭、生产率也要下降。而且渣量增加的倍率要大于铁分降低的倍率。过贫的矿石直接入炉在经济上是不合算的，同时在操作上也又较多困难。脉石中的SiO2、Al2O3叫酸性脉石，CaO、MgO叫碱性脉石，矿石中的（CaO+MgO）/（Al2O3＋SiO2）或CaO/SiO2的比值叫碱度，碱量超过8％，渣难熔而不易流动。因此矿石中Al2O3要加以控制。一般矿石中SiO2/Al2O3比不宜大于2～3。铁矿石中常见的有害杂质时硫、磷、砷以及铜、锌、钾、钠等。这些有害杂质要少。硫在钢铁中以FeS形态存在招致“热脆”。磷和铁结合生成化合物Fe3P,此化合物和铁形成二元共晶Fe3P－Fe，导致钢材“冷脆”。铅在高炉内还原成金属铅，对炉底起破坏作用。锌在高炉中易还原、易挥发。在高炉上部温度较低的地方冷凝下来，破坏炉衬并引起结瘤，甚至堵塞烟道。钾和钠碱金属含量，过高碱金属在高炉内循环富集，引起高炉结瘤、悬料、破坏炉衬，甚至堵塞管道。（2）、铁矿石化学成分稳定性好：烧结用铁矿石化学成分的波动会引起烧结矿含铁量和碱度的波动，从而导致高炉炉温、炉渣碱度和生铁质量的波动，造成炉况不顺，并使焦比升高，产量下降。（3）、有良好的烧结性能（粒度组成、亲水性和成球性、软化－熔融特性等）：矿石粒度越均匀，高炉料柱的透气性就越好，因此，天然富矿入炉前往往要经过严格的破碎、筛分，使其粒度在8～25mm或10～50mm范围之内。烧结矿经过整粒可达到理想的冶炼粒度。矿石强度差、粉末多，料柱透气性不好，炉尘吹损量大。烧结原料及特性—熔剂烧结加入熔剂的作用：烧结加入碱性熔剂，可以使得烧结矿熔剂化，将炼铁加入的部分熔剂在高炉内的化学反应转移到烧结中，可以强化高炉冶炼、高炉造渣和降低焦比。同时改善烧结性能，强化烧结过程和提高烧结矿的产质量指标。烧结熔剂种类碱性熔剂：含有CaO和MgO等碱性物质的熔剂。种类：石灰石：CaCO3生石灰：CaO消石灰：Ca（OH）2白云石：[Ca.Mg（CO3）2]菱镁石：MgCO3轻烧白云石和菱镁石烧结熔剂种类酸性熔剂：含有效成分SiO2、高的熔剂橄榄石：（Mg.Fe）2.SiO2蛇纹石：3MgO.2SiO2.2H2O石英：SiO2对于酸性熔剂一般要求SiO2高。中性熔剂：含Al2O3的熔剂。烧结对熔剂的质量要求总的要求是：有效成分高，酸性物质和S、P等有害杂质少，粒度和水分合适。碱性熔剂：有效熔剂性=简化可得有效熔剂性=烧结矿熔剂熔剂322322OAlSiOMgOCaOOAlSiOMgOCaO烧结矿熔剂熔剂22SiOCaOSiOCaO烧结对熔剂的质量要求生石灰要求有一定活性度，避免生烧和过烧。活性度：生石灰水化的速度。生烧：生石灰含有的未分解生石灰。过烧：生石灰煅烧温度过高，含有熔融块而影响消化。烧结对熔剂的质量要求CaO含量：石灰石：50-54%；生石灰：80-85%；消石灰：60-65%；CaO及MgO含量：白云石：45-52%；轻烧白云石：70-80%SiO2+Al2O3含量3-3.5%S含量：0.01-0.08%；P含量：0.01-0.03%。熔剂的破碎采用二段破碎，一段为3台鄂式机开路，二段为预先筛分的闭路破碎流程，破碎机为3台φ1400×1300单转子可逆锤式破碎机，筛分采用1800×4000mm振动筛，控制熔剂粒度≤3mm含量达85％以上。（265）采用二段破碎，一段1台为鄂式机开路，二段为预先筛分的闭路破碎流程，破碎机为2台φ1400×1300单转子可逆锤式破碎机，筛分采用1500×2000mm振动筛，控制熔剂粒度≤3mm含量达85％以上。（20）烧结对熔剂的质量要求粒度从有利于烧结过程的化学反应和矿化过程要求来看，需要粒度越细越好。粒度粗，反应慢，反应不充分，甚至残留白点，破坏烧结矿强度。粒度过细，造成破碎设备效率的降低和电耗的增加，同时造成混合料透气性下降，不利于烧结矿产质量指标的提高。粒度控制在0-3mm比较合适。烧结原料及特性—燃料燃料是烧结过程的主要热量来源，主要有气体燃料、液体燃料和固体燃料。气体和液体燃料——点火；固体燃料主要种类是焦粉和无烟煤粉。要求有效成分高，要求灰分低，挥发分少。烧结原料及特性—燃料采用二段开路破碎流程，3台对辊破碎机，5台φ900×700四辊破碎机，3开2备，控制焦粉粒度≤3mm粒级量达80％以上。（265）采用二段开路破碎流程，1台对辊破碎机，2台φ900×700四辊破碎机，1开1备，控制焦粉粒度≤3mm粒级量达80％以上。（20）烧结对燃料的要求：对固体燃料的要求烧结所用的燃料主要是固体燃料。它对烧结料层种温度的高低，燃烧的速度燃烧带的宽度，烧结料层中的气氛以及烧结过程的顺利进行和烧结矿质量都有极大的影响。因此，烧结过程对固体燃料提出了一定的要求。（1）、具有一定的燃烧性和反应性：为了使燃烧过程中燃料的燃烧速度和传热速度以相等的速度在料层中移动。要求固体燃料具有一定的燃烧性和反应性，燃烧与反应速度过快，高温保持时间短，产生夹生料；若燃烧和反应速度过慢，则燃料不能充分燃烧，料层得不到必要的高温，也会使烧结矿的质量变差，燃烧性和反应性取决于燃料的种类和粒度。如焦粉的反应性接近于传热速度，无烟煤的反应性一般偏高，故在使用燃料时，应注意其适宜的粒度和用量。（2）、具有良好的热稳定性：热稳定性指煤受热后爆裂的情况。层状或片状结构的无烟煤受热后易爆裂成粉末，因而不利于烧结过程的进行。烧结用煤粉粒度小于3毫米，故其热稳定性比高炉用的块煤较小。（3）、含炭量要高（发热值大）：固体燃料中固定炭含量越高，则发热值越大，灰分含量越低，含炭量一般用固定炭含量来表示。（4）挥发分、硫分要低、灰分熔点要低：挥发分不参与燃烧，常被气流抽到烟道系统中，有可能引起火灾。若固体燃料中含硫量高，则会增加混合料中总的含硫量，增加了烧结脱硫的困难。同时即使硫被氧化成SO2挥发出来，也会腐蚀设备很造成环境污染。燃料中灰分的熔点对烧结过程影响很大，易熔灰分易生成液相，有利于矿石烧结成块，可进一步改善烧结矿的质量，在一般情况下，灰分中含有Al2O3、SiO2较高的，其熔点亦较高。（5）、适宜的粒度：粒度大，使燃烧带变宽，使烧结料层透气性变坏；燃料在料层中分布不均匀，以致在大颗粒燃料的周围熔化很利害，而离燃料颗粒远的地方的物料则不能很好地烧结；粗粒燃料周围还原性气氛较强，而没有燃料的地方空气得不到利用；在布料时燃料在料层中分布不均匀和产生偏析，大颗粒燃料集中在料层下部，容易造成局部过熔，FeO含量过高和烧坏台车蓖条；而在料层上部则温度低，粘结差，造成烧结矿结构疏松，强度差。粒度小，燃料燃烧速度快，燃烧产生的热量难以使烧结料达到所需的高温，液相生成少，烧结矿强度差；同时小颗粒燃料易堵塞料层空隙，使料层透气性变差。由此可见，适宜的固体燃料粒度，对提高烧结生产率和改善烧结矿质量都有好处。固体燃料的适宜粒度应根据使用燃料的种类（燃烧性）、矿石性质及粒度组成、料层厚度等研究确定。当烧结细精矿时，一般按0～3mm所占百分比含量来控制。要求粒度0-3mm。0-3mm在80%以上，减少大颗粒。对于煤粉为避免过粉碎，可以适当放宽上限。要求S等有害杂质越少越好。烧结原料及特性—废弃物高炉尘：从高炉炉顶吹出并被回收的粉尘，是矿粉和焦粉的混合物，配加在烧结中可以回收铁和降低固体燃料的消耗。转炉尘：从转炉吹出并回收的含铁粉尘，含铁量较高并有部分金属铁。炉尘应均匀润湿使用，否则恶化工作环境。烧结原料及特性—废弃物氧化铁皮：轧钢厂的副产品，含铁量高，密度大，有害杂质少，可以有效的提高烧结矿的品位。钢渣：炼钢的副产品，碱性物质多，含有一定的金属铁。可以代替部分熔剂、增加烧结的液相，改善烧结矿的质量。同时含有P，有利于降低自然粉化。烧结配料及影响因素烧结配料方法及计算影响配料的因素及调整配料作业及要求配料作业：根据对烧结矿的质量指标要求和原料化学成分，将各种含铁原料、燃料、熔剂按一定比例组成混合料的工序过程，称为配料作业。配料作业及要求要求1）达到考核指标的要求；如TFe、碱度的稳定。TFeTFe碱度波动优质烧结矿标准±0.4±0.05普通烧结矿标准一级±0.5±0.08二级±1.0±0.12国外先进水平±0.3±0.032）达到高炉对脉石成分和有害杂质的要求3）满足原料的烧结