烧结系统培训材料课件.ppt
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1、 铁矿粉造块方法,目前主要有烧结和球团两种。铁矿粉造块方法,目前主要有烧结和球团两种。经过造块而得到的烧结矿和球团矿冶金性能大为改经过造块而得到的烧结矿和球团矿冶金性能大为改善,给高炉生产带来巨大的经济效益,为钢铁工业善,给高炉生产带来巨大的经济效益,为钢铁工业的发展奠定了坚实的物质基础。球团矿生产需要粒的发展奠定了坚实的物质基础。球团矿生产需要粒度很细的粉矿或精矿,并需用气体或液体燃料进行度很细的粉矿或精矿,并需用气体或液体燃料进行焙烧,原料条件要求比较高。烧结法对原料的适应焙烧,原料条件要求比较高。烧结法对原料的适应性很强,不仅可以用粒度较粗的富矿粉和精矿生产性很强,不仅可以用粒度较粗的富
2、矿粉和精矿生产烧结矿,同时还可以处理工业含铁废弃物。烧结矿,同时还可以处理工业含铁废弃物。 烧结就是将铁矿粉、溶剂和燃料并添加适宜的水烧结就是将铁矿粉、溶剂和燃料并添加适宜的水分后进行均匀混合,借助燃料产生的高温,使烧结分后进行均匀混合,借助燃料产生的高温,使烧结料中的组成成分熔化或软化,发生化学物理反应和料中的组成成分熔化或软化,发生化学物理反应和生成一定量的液相,冷却后互相粘结成块的过程。生成一定量的液相,冷却后互相粘结成块的过程。 烧结过程所得的多孔块状产品叫烧结矿。烧结过程所得的多孔块状产品叫烧结矿。 现代烧结生产的特点在连续作业,大体上分为原现代烧结生产的特点在连续作业,大体上分为原
3、料准备和烧结两个部分。烧结主作业线是从配料开料准备和烧结两个部分。烧结主作业线是从配料开始,包括配料、混料、烧结、冷却及成品烧结矿整始,包括配料、混料、烧结、冷却及成品烧结矿整粒几个主要环节,作业线长达数百米。在烧结机上粒几个主要环节,作业线长达数百米。在烧结机上进行的烧结过程持续时间不长,在几十分钟内完成进行的烧结过程持续时间不长,在几十分钟内完成点火、燃料燃烧、传热和各种液相生成及冷却和再点火、燃料燃烧、传热和各种液相生成及冷却和再结晶过程。烧结机大型化有利于提高生产率和降低结晶过程。烧结机大型化有利于提高生产率和降低单位成本。单位成本。 配料矿槽所储存的粉矿、熔剂、焦粉、返矿等烧配料矿槽
4、所储存的粉矿、熔剂、焦粉、返矿等烧结原料按照一定的比例,由定量给料机定量排出,结原料按照一定的比例,由定量给料机定量排出,必要时还添加蛇纹石、硅砂等。按种种比例派出的必要时还添加蛇纹石、硅砂等。按种种比例派出的各种原料,有集料皮带运输机送到一次混合机加水各种原料,有集料皮带运输机送到一次混合机加水混合,然后送往二次混合机加足水,再次进行混合混合,然后送往二次混合机加足水,再次进行混合同时造球。混合造球后的烧结送料混合料槽,经槽同时造球。混合造球后的烧结送料混合料槽,经槽下园辊给料机(布料器)铺到烧结机台车上,台车下园辊给料机(布料器)铺到烧结机台车上,台车底部为篦条。为底部为篦条。为了防止篦条
5、间隙漏料和保护篦条不被烧结矿粘结以了防止篦条间隙漏料和保护篦条不被烧结矿粘结以及及延长篦条使用寿命,在篦条上面铺一层一定粒度的延长篦条使用寿命,在篦条上面铺一层一定粒度的成品烧结矿作为铺底料。布好混合料的台车在轨道成品烧结矿作为铺底料。布好混合料的台车在轨道上移动,经过点火炉使料层表面燃料点燃,同时下上移动,经过点火炉使料层表面燃料点燃,同时下部风箱强制抽风,使烧结过程继续向下进行。随着部风箱强制抽风,使烧结过程继续向下进行。随着台车的运行进行烧结反应。台车到达烧结机尾部时,台车的运行进行烧结反应。台车到达烧结机尾部时,燃烧层达到料层底部,混合料变成烧结饼,由链轮燃烧层达到料层底部,混合料变成
6、烧结饼,由链轮和导轨进行大倾翻,卸落烧结饼。烧结饼经机尾单和导轨进行大倾翻,卸落烧结饼。烧结饼经机尾单辊破碎机(一次破碎)破碎后,直接进入冷却机。辊破碎机(一次破碎)破碎后,直接进入冷却机。冷却后的烧结矿冷却后的烧结矿经二次破碎机破碎和数次筛分后,按粒级分成成品经二次破碎机破碎和数次筛分后,按粒级分成成品矿、矿、铺底料和返矿。成品矿送往高炉,铺底料和返矿则铺底料和返矿。成品矿送往高炉,铺底料和返矿则分分别送往铺底料槽和返矿槽,再度在上述系统中循环。别送往铺底料槽和返矿槽,再度在上述系统中循环。同时,烧结过程中产生的废气由主排风机通过下部同时,烧结过程中产生的废气由主排风机通过下部风箱吸往主排气
7、管,在通过除尘器时进行除尘,然风箱吸往主排气管,在通过除尘器时进行除尘,然后从烟囱排出。后从烟囱排出。(1 1)自动控制程度高;)自动控制程度高;(2 2)不设热矿筛,向环冷机直接供料;)不设热矿筛,向环冷机直接供料;(3 3)铺底料工艺;)铺底料工艺;(4 4)成品系统采用一破四筛的双系统作业流程;)成品系统采用一破四筛的双系统作业流程;(5 5)资源综合利用(粉尘处理系统和)资源综合利用(粉尘处理系统和OGOG泥处理);泥处理);(6 6)高负压大风量厚料层抽风烧结设计。)高负压大风量厚料层抽风烧结设计。1 1、自动控制程度高、自动控制程度高 一个烧结厂实际上是由皮带运输机联接起来的一一个
8、烧结厂实际上是由皮带运输机联接起来的一系列工艺设备,如定量给料机、混合机、烧结机、系列工艺设备,如定量给料机、混合机、烧结机、冷却机、破碎机及筛分机等设备串联构成的主作业冷却机、破碎机及筛分机等设备串联构成的主作业线,以及各种动力设备(风机、水泵、油泵、空压线,以及各种动力设备(风机、水泵、油泵、空压机等),各种附属设备(除尘设备等)共同组合成机等),各种附属设备(除尘设备等)共同组合成的大型设备联动系统。在主作业线上,物料在传递的大型设备联动系统。在主作业线上,物料在传递过程中,完成了配料、加水、混料、造球、布料、过程中,完成了配料、加水、混料、造球、布料、点火、烧结、冷却和整粒等一系列工艺
9、过程。在工点火、烧结、冷却和整粒等一系列工艺过程。在工艺过程度各个环节艺过程度各个环节之间,设置了不同容积的矿槽作为缓冲,使各个环之间,设置了不同容积的矿槽作为缓冲,使各个环节的处理能力易于达到同步和协调,并使某一环节节的处理能力易于达到同步和协调,并使某一环节发生的故障不致扩大到整个烧结厂主作业线,使全发生的故障不致扩大到整个烧结厂主作业线,使全线停产。对于如此庞大的系统,需要在电气控制上线停产。对于如此庞大的系统,需要在电气控制上实行高度集中控制,才能有效地对全厂设备进行运实行高度集中控制,才能有效地对全厂设备进行运转监视和系统开停操作。转监视和系统开停操作。 某厂所有的工艺设备均在中央控
10、制室实行集中控某厂所有的工艺设备均在中央控制室实行集中控制和操作。制和操作。2 2、不设热矿筛,向环冷机直接供料、不设热矿筛,向环冷机直接供料 由于热矿筛处于长期的高温、多尘的环境中,零由于热矿筛处于长期的高温、多尘的环境中,零部件磨损严重,本体易产生热变形、侧板龟裂、轴承部件磨损严重,本体易产生热变形、侧板龟裂、轴承损坏,过度磨损等故障,直接影响烧结机作业率。损坏,过度磨损等故障,直接影响烧结机作业率。 目前,新设计的烧结机均不采用热筛工艺。取消目前,新设计的烧结机均不采用热筛工艺。取消热热矿筛的优点有:设备故障少,主线作业率高;返矿量矿筛的优点有:设备故障少,主线作业率高;返矿量降低,生产
11、率和成品率提高,烧结矿温度达到要求;降低,生产率和成品率提高,烧结矿温度达到要求;扬尘点减少,环境改善,流程简化投资节省。扬尘点减少,环境改善,流程简化投资节省。 3 3、铺底料工艺、铺底料工艺 烧结混合料布到烧结机台车上之前,先在台车上烧结混合料布到烧结机台车上之前,先在台车上铺上一层铺上一层303040mm40mm厚、中等粒度级的成品烧结矿厚、中等粒度级的成品烧结矿作为铺底料。其作用为:作为铺底料。其作用为:(1 1)使烧结的赤热层不与台车篦条直接接触,降低)使烧结的赤热层不与台车篦条直接接触,降低了篦条和台车本体的温度,使用寿命延长,成本降了篦条和台车本体的温度,使用寿命延长,成本降低;
12、低;(2 2)铺底料组成过滤层,防止粉料由炉篦条缝被抽)铺底料组成过滤层,防止粉料由炉篦条缝被抽走,大大减少废气含尘量,从而减轻除尘器负荷,走,大大减少废气含尘量,从而减轻除尘器负荷,提提高抽风机转子的使用寿命;高抽风机转子的使用寿命;(3 3)防止粉料和烧结矿堵塞和粘结炉篦条,增加有)防止粉料和烧结矿堵塞和粘结炉篦条,增加有效抽风面积,提高料层透气性,强化了烧结过程,效抽风面积,提高料层透气性,强化了烧结过程,使生产率提高;使生产率提高;(4 4)使烧结料能烧透而不粘炉篦条,成品率提高,)使烧结料能烧透而不粘炉篦条,成品率提高,返矿质量改善,燃耗降低,并能准确控制烧结终点。返矿质量改善,燃耗
13、降低,并能准确控制烧结终点。(5 5)改善厂区环境和劳动条件。)改善厂区环境和劳动条件。 某厂通过三次筛的分配器采取粒级某厂通过三次筛的分配器采取粒级101020mm20mm的成品烧结矿作为铺底料使用。的成品烧结矿作为铺底料使用。5 5、资源综合利用(粉尘处理系统和、资源综合利用(粉尘处理系统和OGOG泥处理)泥处理) 现代化的大型钢铁联合企业在冶炼、轧钢等工序现代化的大型钢铁联合企业在冶炼、轧钢等工序过程中产生大量的含铁废料,这些数量可观的废料,过程中产生大量的含铁废料,这些数量可观的废料,充分回收,加以利用,可以提高企业的经济效益,充分回收,加以利用,可以提高企业的经济效益,节省资源。节省
14、资源。 某厂采用配入混匀矿、制成小球团添加到混合机某厂采用配入混匀矿、制成小球团添加到混合机内、喷浆替代部分混合料添加水的方法充分回收使内、喷浆替代部分混合料添加水的方法充分回收使用了大量的含铁废料。用了大量的含铁废料。4 4、成品系统采用一破四筛的双系统作业流程、成品系统采用一破四筛的双系统作业流程(1 1)设置冷破碎设备,成品烧结矿粒度均匀;)设置冷破碎设备,成品烧结矿粒度均匀;(2 2)采用固定筛和单层振动筛作四段筛分,进入各)采用固定筛和单层振动筛作四段筛分,进入各段筛子的负荷量逐级减少,提高筛分效率;段筛子的负荷量逐级减少,提高筛分效率;(3 3)铺底料粒度好。成品烧结矿粉末含量低,
15、出厂)铺底料粒度好。成品烧结矿粉末含量低,出厂皮带机上小于皮带机上小于5mm55mm5;(4 4)结合大型化设备特点,整粒流程采用双系统型)结合大型化设备特点,整粒流程采用双系统型式。一个系统出故障仍能依正常生产率达式。一个系统出故障仍能依正常生产率达7575左右左右维持生产。维持生产。6 6、高负压大风量厚料层抽风烧结设计、高负压大风量厚料层抽风烧结设计(1 1)烧结料层下的负压是由抽风机造成的。虽然负)烧结料层下的负压是由抽风机造成的。虽然负压本身取决于烧结料的特性,但当混合料粒度、筛压本身取决于烧结料的特性,但当混合料粒度、筛分、温度,料层高度和设备状况一定时负压高低和分、温度,料层高度
16、和设备状况一定时负压高低和生产率近似成直线关系;生产率近似成直线关系;(2 2)在其它条件一定时烧结矿的产量与通过料层的)在其它条件一定时烧结矿的产量与通过料层的风量也近似成直线关系;风量也近似成直线关系;(3 3)料层提高后可以充分利用烧结的)料层提高后可以充分利用烧结的“自动蓄热自动蓄热”延长高温烧结时间,使液相生成量增多,结晶完善,延长高温烧结时间,使液相生成量增多,结晶完善,发育良好,同时表层强度较差的烧结矿相对比例减发育良好,同时表层强度较差的烧结矿相对比例减少,因此烧结矿强度粒度组成及成品率均有明显提少,因此烧结矿强度粒度组成及成品率均有明显提高,而且可相应降低配碳量和点火燃耗,使
17、烧结矿高,而且可相应降低配碳量和点火燃耗,使烧结矿FeOFeO含量减少,还原性改善。含量减少,还原性改善。 厚料层烧结效果明显,但因料层提高后抽风负压厚料层烧结效果明显,但因料层提高后抽风负压也相应升高,因此料层厚度与抽风能力要相适应,也相应升高,因此料层厚度与抽风能力要相适应,并要采取措施改善料层透气性促进料层的提高。为并要采取措施改善料层透气性促进料层的提高。为了达到优质、高效、低耗的生产目的,某厂采用高了达到优质、高效、低耗的生产目的,某厂采用高负压大风量厚料层抽风烧结设计。负压大风量厚料层抽风烧结设计。 从前述烧结生产工艺流程可以看出,烧结工艺操从前述烧结生产工艺流程可以看出,烧结工艺
18、操作主要由原燃料准备、配料、混合和造球、铺底料作主要由原燃料准备、配料、混合和造球、铺底料和布料、点火烧结、烧结矿冷却和整粒等。这些环和布料、点火烧结、烧结矿冷却和整粒等。这些环节的正确操作和控制,对充分发挥系统设备能力,节的正确操作和控制,对充分发挥系统设备能力,生产优质烧结矿,降低烧结工序能耗有重要意义。生产优质烧结矿,降低烧结工序能耗有重要意义。 烧结用料主要有三部分组成:烧结用料主要有三部分组成:(1 1)含铁料(包括铁矿石及工业副产品);)含铁料(包括铁矿石及工业副产品);(2 2)固体燃料(煤粉和焦粉);)固体燃料(煤粉和焦粉);(3 3)熔剂(包括碱性、酸性熔剂)。)熔剂(包括碱
19、性、酸性熔剂)。1 1、对铁矿石的质量要求、对铁矿石的质量要求(1 1)含铁量高、脉石成分适宜、有害杂质少:)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炉在经济上是不合算的,同时在操作上也又较多困难。难。 脉石中的脉石中的SiOSiO2 2、AlAl2 2OO3 3叫酸性脉石,叫酸性脉石,CaOCa
20、O、MgOMgO叫碱性脉石,矿石中的(叫碱性脉石,矿石中的(CaO+MgOCaO+MgO)/ /(AlAl2 2O O3 3SiOSiO2 2)或)或CaO/SiOCaO/SiO2 2的比值叫碱度,碱的比值叫碱度,碱度接近炉渣碱度时叫自熔性矿石。因此矿石中的度接近炉渣碱度时叫自熔性矿石。因此矿石中的CaOCaO多,冶炼价值高一些。而多,冶炼价值高一些。而SiOSiO2 2越低越好,越低越好,SiOSiO2 2多,消耗的石灰石量和生成的渣量也大,引起高炉多,消耗的石灰石量和生成的渣量也大,引起高炉冶炼焦比升高和产量下降。冶炼焦比升高和产量下降。 矿石中矿石中MgOMgO高时,会增加炉渣中的高时,
21、会增加炉渣中的MgOMgO的含量,的含量,改善炉渣的流动性和增加其稳定性。所以一般炉渣改善炉渣的流动性和增加其稳定性。所以一般炉渣中保持中保持6 68 8的的MgOMgO,但是,但是MgOMgO过高又会降低其过高又会降低其脱硫能力和渣的流动性。脱硫能力和渣的流动性。 AlAl2 2O O3 3在高炉渣中位中性氧化物,渣中在高炉渣中位中性氧化物,渣中AlAl2 2OO3 3含含量超过量超过8 8,渣难熔而不易流动。因此矿石中,渣难熔而不易流动。因此矿石中AlAl2 2OO3 3要加以控制。一般矿石中要加以控制。一般矿石中SiOSiO2 2/ Al/ Al2 2OO3 3比不宜大于比不宜大于2 2
22、3 3。 铁矿石中常见的有害杂质时硫、磷、砷以及铜、铁矿石中常见的有害杂质时硫、磷、砷以及铜、锌、钾、钠等。锌、钾、钠等。 硫在钢铁中以硫在钢铁中以FeSFeS形态存在于晶粒接触面上,熔形态存在于晶粒接触面上,熔点低(点低(11931193)招致)招致“热脆热脆”。高炉冶炼可以脱硫。高炉冶炼可以脱硫,但需多加焦炭和石灰石,使成本升高和产量降低,但需多加焦炭和石灰石,使成本升高和产量降低。故铁矿石中的硫应在烧结中脱除,使高炉原料含。故铁矿石中的硫应在烧结中脱除,使高炉原料含硫少硫少于于0.150.15。 磷和铁结合生成化合物磷和铁结合生成化合物FeFe3 3P,P,此化合物和铁形成此化合物和铁形
23、成二元共晶二元共晶FeFe3 3P PFeFe,导致钢材,导致钢材“冷脆冷脆”。烧结和高。烧结和高炉冶炼都不能脱磷,故要求矿石中含磷越低越好,炉冶炼都不能脱磷,故要求矿石中含磷越低越好,否则,高磷铁矿石应和低磷铁矿石搭配使用,炼成否则,高磷铁矿石应和低磷铁矿石搭配使用,炼成含磷合格的生铁。含磷合格的生铁。 砷在烧结过程中不易除去,在高炉还原后熔于铁砷在烧结过程中不易除去,在高炉还原后熔于铁中,它能降低钢的机械性能和焊接性能。中,它能降低钢的机械性能和焊接性能。 铜在冶炼过程中进入铁水中,少量的铜能改善铜在冶炼过程中进入铁水中,少量的铜能改善钢的耐腐蚀性,减少钢的耐腐蚀性,减少FeFe3 3C
24、C的数量,并使结晶变细,的数量,并使结晶变细,但超过但超过0.30.3时就会降低焊接性能,并产生时就会降低焊接性能,并产生“ “ 热脆热脆 ”现象。现象。 铅在高炉内还原成金属铅,由于它的熔点比生铁铅在高炉内还原成金属铅,由于它的熔点比生铁低、比重大。不熔于生铁,沉在铁水下面,渗入高低、比重大。不熔于生铁,沉在铁水下面,渗入高炉炉底砖缝,将耐火材料浮起,对炉底起破坏作用炉炉底砖缝,将耐火材料浮起,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,一部分进入炉砖缝中,随后氧低的地方冷凝下来,一部分进入炉砖缝中,随后氧化成氧化
25、锌,体积膨胀,破坏炉衬并引起结瘤,甚化成氧化锌,体积膨胀,破坏炉衬并引起结瘤,甚至堵至堵塞烟道。塞烟道。 钾和钠碱金属含量,国外一般限制在钾和钠碱金属含量,国外一般限制在3.53.54.5Kg/t4.5Kg/t铁以下,过高碱金属在高炉内循环富集,引铁以下,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。起高炉结瘤、悬料、破坏炉衬,甚至堵塞管道。(2 2)铁矿石化学成分稳定性好:)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、炉渣碱度铁量和碱度的波动,从而导致高炉炉温、炉渣碱度
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