淺談燒結工藝技術及其設計

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摘要：本文對燒結生成工藝及其設計進行了詳細介紹，并具體闡述了一些生產新工藝和新技術，具有一定的參考價值。 

關鍵詞：燒結；工藝；設計  中圖分類號：s611文獻標識碼： a 文章編號：  引言  自上世紀70年代以來，我國鐵礦粉造塊工業(yè)取得了很大的成就。目前，我國鋼鐵企業(yè)的發(fā)展有著比較大的空間，由于國內和國際市場競爭的日益激烈，燒結廠也面臨著市場經濟調節(jié)的大問題?，F(xiàn)階段需要快速解決的問題就是應該對燒結礦的質量進行不斷的提高；燒結生產發(fā)展的未來趨勢是逐步實現(xiàn)燒結機的大型化；提高自動化水平和生成率，努力降低燒結礦的成本；采用原料混勻技術，提高燒結的精料水平；采用小球燒結工藝，進一步強化燒結生產；加強環(huán)保治理，加速增加球團礦用量，改善我國高爐的爐料結構；充分利用國內國外的鐵礦資源；繼續(xù)對老舊設備進行改造更新；堅持生產高堿度燒結礦；調整和改善燒結生產布局。  燒結生成工藝及其設計  所謂“燒結”就是指粉狀物料加熱到熔點以下而粘結成固體的現(xiàn)象.燒結過程簡單來說，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機上燃燒的關鍵設備，控制好點火器的溫度、負壓等，混合料才能成為合格的燒結成品礦。  鐵礦粉燒結是將細粒含鐵原料與燃料、熔劑按一定比例混合，加水潤濕、混勻而制成燒結料，然后布于燒結機上，通過點火、抽風，并借助燒結料中燃料燃燒產生高溫，進而發(fā)生一系列的物理化學反應，生成部分低熔點物質，并軟化熔融產生一定數(shù)量的液相，將鐵礦物顆粒潤濕粘結起來，冷卻后形成具有一定強度的多孔產品一燒結礦。它是是一種鐵礦粉造塊方法。整個燒結料層可分為：燒結礦層、燃燒層、預熱層和冷卻層。燒結作業(yè)是燒結生產的中心環(huán)節(jié)，它包括布料、點火、燒結等主要工序。  目前生產上廣泛采用帶式抽風燒結機生產燒結礦。主要包括燒結料的準備，配料與混合，燒結和產品處理等工序。將鋪底料、混合料鋪在燒結機臺車上的作業(yè)。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。準確控制燒結的風量、真空度、料層厚度、機速和燒結終點。燒結終點的判斷與控制：控制燒結終點，即控制燒結過程全部完成時臺車所處的位置。  燒結固體燃料為燒結提供熱源，兼有還原劑的作用，對燒結過程有著重要的影響作為燒結燃料，要求具有一定的反應性和燃燒性，固定炭含量要高，灰分和揮發(fā)分含量要低，硫含量少等。以半焦、無煙煤代替焦粉作為燒結燃料，探索使用半焦。無煙煤的不同配比以及不同粒度的生產規(guī)律，對降低燒結燃料成本，節(jié)約能源，對促進鋼鐵企業(yè)向高產、優(yōu)質、低耗和低成本、環(huán)保的方向發(fā)展有著重要的意義。  燒結中采用添加助燃劑，可強化燒結料中焦炭的燃燒，減少燒結過程的固體燃料消耗對減少燒結煙氣排放有積極的作用。降低固體燃耗有效的途徑之一是通過催化燃燒來改善固體燃料的燃燒條件，影響燃燒速度，充分利用燃燒熱而提高燒結成品率。添加助燃劑的主要作用是強化焦粉燃燒，提高熱能利用率，減少熱損失，可改善燒結礦的質量，達到節(jié)能降耗的目的。因此，催化劑中除了有能活化固體碳晶體結構的活性物質外，至少還應包含有氧化劑和助燃劑。而對不同組成的催化劑篩選則需根據(jù)燒結的綜合指標來進行分析和評價，從而找出較優(yōu)的鐵礦燒結用催化節(jié)能添加劑。  二、生產新工藝和新技術  1、球團燒結  球團礦是當前使用最廣泛的酸性爐料之一。鐵礦石經細磨、精選，得到較高鐵品位的細磨鐵精礦粉，精粉用于燒結不僅工藝技術困難，燒結生產指標惡化，而且能耗浪費。球團礦靠滾動成型，粒度均勻；經過高溫焙燒固結，機械強度很高，不僅滿足高爐冶煉過程的需要。而且生產球團礦的能耗較燒結礦低，有利于煉鐵系統(tǒng)節(jié)能，高爐爐料結構也會更加合理。另外，球團礦本身的性能較好，全鐵含量高，粒度均勻，冷強度高，適于貯運，堆積密度大，還原性能良好。但是球團礦在高爐冶煉過程中存在體積膨脹的問題。球團礦的優(yōu)點是高爐精料的重要組成部分。  2、高堿度燒結  高堿度燒結礦，其粒度均勻，粉末較少，還原性與高溫軟熔性能較好，化學成分穩(wěn)定，造渣性能良好，同時可以在高爐生產時少加或不加熔劑，降低高爐內的熱量消耗，改善高爐的生產指標。而自熔性燒結礦和酸性燒結礦因強度差、還原性差、軟熔溫度低、燃料單耗高。高爐使用高堿度燒結礦,不僅有利于改善高爐塊狀帶和軟熔帶透氣性,而且可降低高爐輔助原料用量,降低了高爐上部熔劑分解吸熱和高爐爐墻結瘤的危險,高爐造渣制度控制更為簡單靈活。但是燒結礦的低溫還原粉化性能較差，尤其是高鐵低硅技術的發(fā)展，燒結礦的強度有所下降，造成其在高爐部粉化較嚴重，惡化透氣性，改善燒結礦低溫還原粉化性和提高強度是當前的研究重點。  3、低溫燒結新技術  低溫燒結是世界上燒結工藝中一項先進的工藝，它具有顯著的改善燒結礦質量和節(jié)能的優(yōu)點。鐵酸鈣特別是針狀復合鐵酸鈣是還原性和強度均好的礦物，但是它只能在較低的燒結溫度下獲得。低溫燒結產生的粘結相主要是針狀鐵酸鈣，其本身強度高，而且與殘存原礦結合的牢固；燒結礦的礦物組成簡單，內應力小，微細裂紋少。另外，低溫燒結礦主要由針狀鐵酸鈣和赤鐵礦組成，針狀鐵酸鈣的間隙內很少夾雜渣狀物，殘存原礦的微氣孔被堵塞的幾率小，微孔發(fā)達，因此，低溫燒結礦的還原性好。低溫燒結礦的優(yōu)良冶金性能與針狀鐵酸鈣的存在密切相關，只有生成大量的針狀鐵酸鈣的條件，才能成功的進行低溫燒結，關鍵是把溫度控制在較低范圍內。低溫燒結新技術可以在現(xiàn)有燒結生產設備不作大的改造的情況下，通過加強燒結原料的準備，優(yōu)化燒結工藝，控制燒結溫度等技術措施來實現(xiàn)。  4、厚料層燒結  厚料層燒結技術是以厚料層燒結為核心，將強化制粒燃料分加、偏析布料等一系列新技術融為一體，并予以最佳匹配，使各項先進技術產生交勻作用效果的燒結新技術。厚料層燒結由于料層的自動蓄熱作用，燒結內層氧化氣氛增強，降低固體燃料配比，使高價鐵氧化物的分解減少，有利于促進復合鐵酸鈣粘結相的生成。如果燒結礦中的復合鐵酸鈣數(shù)量較多且大多以熔蝕狀態(tài)存在，則燒結礦的還原性和強度均會明顯改善，使高爐增鐵節(jié)焦。但是厚料層燒結不得當?shù)脑?，將使燒結負壓提得過高，使電耗增大。它是國內外燒結工序研究應用的一種提質降耗的新技術。  結束語  燒結是鋼鐵生產工藝中的一個重要環(huán)節(jié)，它是將鐵礦粉和石灰按一定配比混勻。經燒結而成的有足夠強度和粒度的燒結礦可作為煉鐵的熟料。利用燒結熟料煉鐵對于提高高爐利用系數(shù)、提高高爐透氣性保證高爐運行均有一定意義。  參考文獻：  [1] 周取定，孔令壇．鐵礦石造塊理論及工藝[m]．北京：冶金工業(yè)出版社，1989。  [2] 王保林，楊鵬展．高還原性燒結礦的初步研究[j]．柳鋼科技，2002, (2)：6～11。  [3] 張玉柱，馬向鵬．在變堿度條件下低硅燒結礦顯微結構及礦物組成對其冶金性能的影響[j]．燒結球團，2004，24 (5)：32~35。  [4] 張化桂．燒結礦降硅提鐵工業(yè)實驗[m]．包鋼科技，1996，3。