2-烧结与球团课件.ppt

1、赵定国20152015版版钢铁冶金概论 第2章-铁矿粉造块铁矿石的分类：铁矿石的分类：1.1.概述概述矿物组成矿物组成磁铁矿磁铁矿 Fe3O4 72.4% 铁黑色铁黑色赤铁矿赤铁矿 Fe2O3 70% 暗红色暗红色褐铁矿褐铁矿 nFe2O3mH2O 5566% 浅褐色浅褐色菱铁矿菱铁矿 FeCO3 48.3%各类铁矿石图各类铁矿石图赤铁矿赤铁矿磁铁矿磁铁矿菱铁矿菱铁矿褐铁矿褐铁矿第2章-铁矿粉造块第2章-铁矿粉造块矿物品位矿物品位富矿富矿 贫矿贫矿 选矿选矿 精矿（精矿（ 0.074mm）（ 70%理论值理论值）（ 70%理论值理论值）块矿（块矿（1045mm） 粉矿（粉矿（810mm）高炉高

2、炉造块造块我国铁矿石资源的两个特点：1、贫矿多，富矿少。贫矿占矿石总储量的 80%左右。2、单一矿种少，复合矿石多。如白云鄂博铁伴生稀土矿、攀枝花和承德地区的钒钛磁铁矿等。 因此我国需大力发展选矿和造块工业； 有些矿含有铜、铀、银等贵重金属，应加强矿 石综合利用。第2章-铁矿粉造块第2章-铁矿粉造块2.2.铁矿粉混匀铁矿粉混匀原因：化学成分和颗粒组成波动较大原因：化学成分和颗粒组成波动较大目的：降低波动，稳定高炉操作目的：降低波动，稳定高炉操作(1) 一次料场一次料场 轮式取料机轮式取料机(2) 混匀配料槽混匀配料槽 按混匀矿配料要求配料按混匀矿配料要求配料(3) 混匀料场混匀料场 轮式堆料机

3、轮式堆料机 混匀矿取料机混匀矿取料机 2条条 轮换作业轮换作业 原则：平铺直取原则：平铺直取组成：组成：3. 铁矿粉造块铁矿粉造块一、定义：铁矿粉造块是将不能直接入炉的金属矿粉一、定义：铁矿粉造块是将不能直接入炉的金属矿粉经配料后用人工方法造成符合冶炼要求的矿块。经配料后用人工方法造成符合冶炼要求的矿块。二、意义：扩大了冶炼原料的来源，同时又改善了原二、意义：扩大了冶炼原料的来源，同时又改善了原料的质量。料的质量。三、目的：将粉料制成具有高温强度的块状料；改善铁矿三、目的：将粉料制成具有高温强度的块状料；改善铁矿石的冶金性能，使高炉冶炼指标得到改善；去除某些有害石的冶金性能，使高炉冶炼指标得到

4、改善；去除某些有害杂质，回收有益元素，达到综合利用资源和扩大铁矿石原杂质，回收有益元素，达到综合利用资源和扩大铁矿石原料资源。料资源。四、主要方式：烧结和球团四、主要方式：烧结和球团第2章-铁矿粉造块第2章-铁矿粉造块烧结原料烧结原料铁物料铁物料熔熔 剂剂燃燃 料料精矿粉匀矿精矿粉匀矿粉矿和破碎矿匀矿粉矿和破碎矿匀矿钢铁厂二次含铁原料钢铁厂二次含铁原料消石灰消石灰 石灰石粉石灰石粉白云石粉白云石粉 蛇纹石粉蛇纹石粉焦粉焦粉无烟煤无烟煤燃烧放热；液相燃烧放热；液相调碱度调碱度第2章-铁矿粉造块烧结矿种类烧结矿种类非熔剂性（酸性）非熔剂性（酸性） R0.5自熔性自熔性 R=1.01.3 高碱度高碱

5、度 R=1.62.5目前大中型高炉采用：高碱度烧结目前大中型高炉采用：高碱度烧结+酸性球团酸性球团+块矿块矿 或或 高碱度烧结高碱度烧结+ +酸性球团酸性球团第2章-铁矿粉造块方式：抽风式方式：抽风式 鼓风式鼓风式生产能力：有效烧结面积，单位生产能力：有效烧结面积，单位m2，如，如90、130、290等等(1) 布料器布料器 辊式辊式(2) 铺底料机铺底料机 1225mm(3) 点火器点火器 混合煤气混合煤气 1125 (4) 烧结台车烧结台车 台车台车-铸钢；蓖条铸钢；蓖条-耐热合金耐热合金(5) 风箱风箱 降尘管降尘管(6) 除尘器除尘器 电除尘电除尘(7) 破碎机和振动筛破碎机和振动筛

6、(8) 冷却设备冷却设备 环形鼓风冷却机环形鼓风冷却机带式抽风烧结机组成：带式抽风烧结机组成：烧结机烧结机烧结厂核心设备烧结厂核心设备第2章-铁矿粉造块第2章-铁矿粉造块第2章-铁矿粉造块烧结工艺流程烧结工艺流程配料配料配料槽配料槽混料混料圆筒混料机圆筒混料机一次混料一次混料 混匀混匀二次混料二次混料 制粒、提温制粒、提温布料布料铺底料铺底料+混合料混合料 料层厚度料层厚度500800mm烧结烧结点火、抽风；烧结五层（自上而下）点火、抽风；烧结五层（自上而下）(1) 烧结矿层烧结矿层 (2) 燃烧层燃烧层 中部最高中部最高12501350 (3) 预热层预热层 各种反应：分解、氧化、脱各种反应

7、：分解、氧化、脱S(4) 干燥层干燥层 水汽蒸发水汽蒸发(5) 湿料层湿料层 水汽凝结水汽凝结整粒整粒三级（三级（512；1225；2540）第2章-铁矿粉造块第2章-铁矿粉造块1)烧结矿层：小于烧结矿层：小于1100，空气预热；烧结矿冷却；液相结晶，空气预热；烧结矿冷却；液相结晶固结。厚度逐渐增加，烧结完成时则全部都是。固结。厚度逐渐增加，烧结完成时则全部都是。2)燃烧层：燃烧层：700至至1350或或1500，厚度为，厚度为15-80mm。燃料燃。燃料燃烧；软熔；氧化；还原；分解等。烧；软熔；氧化；还原；分解等。 3)干燥预热层：露点至干燥预热层：露点至700，升温速度快。水分蒸发；燃料，

8、升温速度快。水分蒸发；燃料加热；固相反应；结晶水分解。加热；固相反应；结晶水分解。 4)过湿层：露点以下至露点。水汽重新凝结于混合料中，产生过湿层：露点以下至露点。水汽重新凝结于混合料中，产生过湿，透气性差。过湿，透气性差。 5)混合料层和铺底料。混合料层和铺底料。第2章-铁矿粉造块烧结五带烧结五带烧结过程的主要反应烧结过程的主要反应1 1）固体燃料的燃烧）固体燃料的燃烧xC+yO2=nCO+mCO2 烧结废气成分为：烧结废气成分为：CO、CO2 、N2、H2、O22）分解反应）分解反应（1）结晶水分解：分解吸热，增加燃料消耗）结晶水分解：分解吸热，增加燃料消耗（2）碳酸盐分解及矿化作用）碳酸

9、盐分解及矿化作用CaCO3=CaO+CO2 MgCO3=MgO+CO2第2章-铁矿粉造块矿化作用：固化反应，形成矿化作用：固化反应，形成CaOSiO2、CaOFe2O3等。等。3）氧化还原反应）氧化还原反应4）气化反应（有害杂质的去除）气化反应（有害杂质的去除） S的去除。的去除。85-90 去去As:氧化去氧化去As，烧透是前提。，烧透是前提。As有毒。有毒。 2FeAsS+5O2=Fe2O3+As2O3+2SO2 脱脱F： F 对人体有害、腐蚀设备。对人体有害、腐蚀设备。 2CaF2+SiO2=2CaO+SiF4 第2章-铁矿粉造块Pb和和Zn的去除的去除燃料增加到燃料增加到10%至至11

10、%，脱锌率可以达到，脱锌率可以达到20%。加入加入CaCl2，可以脱除，可以脱除90%左右的铅和左右的铅和65%左右的锌。左右的锌。 5）水分的蒸发、分解和凝结）水分的蒸发、分解和凝结第2章-铁矿粉造块烧结指标与质量烧结指标与质量(1) 利用系数利用系数 (2) 成品烧结矿台时产量成品烧结矿台时产量 (3) 成品率成品率(4) 烧成率烧成率(5) 作业率作业率生产技术经济指标：生产技术经济指标：(1) 烧结矿化学成分烧结矿化学成分 (2) 筛分指数和粒度组成筛分指数和粒度组成 (3) 转鼓指数和抗磨指数转鼓指数和抗磨指数(4) 还原性还原性(5) 低温还原粉化指数低温还原粉化指数(6) 铁矿石

11、软熔铁矿石软熔-滴落性能滴落性能烧结矿质量：烧结矿质量：第2章-铁矿粉造块4.4.球团球团产品产品氧化球团；粒度氧化球团；粒度915mm竖炉竖炉(1) 配料混料配料混料 (2) 造球造球 圆盘造球机；母球、长大圆盘造球机；母球、长大 (3) 焙烧固结焙烧固结 竖炉：布料口布料竖炉：布料口布料 烘床干燥烘床干燥 固结三带固结三带氧化带氧化带 9501100 高温带高温带 11501300 冷却带冷却带 鼓风冷却鼓风冷却链篦机链篦机-回转窑回转窑 借鉴水泥生产；总体质量好；建设成本高借鉴水泥生产；总体质量好；建设成本高 5.球团矿和烧结矿的比较球团矿和烧结矿的比较 1、原料条件：、原料条件： 球团

12、细，球团细，-325目要大于目要大于70%，比表面积为，比表面积为1500-2000cm2/g 烧结粗，烧结粗，-150目要小于目要小于20%，原料适应性强。，原料适应性强。2、生产设备投资和管理费用、生产设备投资和管理费用 生产设备投资球团高。生产设备投资球团高。 加工费用球团略高，但按含铁量比较球团稍低。加工费用球团略高，但按含铁量比较球团稍低。 球团的燃料费用低于烧结矿，但动力费用要高于烧结矿。球团的燃料费用低于烧结矿，但动力费用要高于烧结矿。3、冶金性能、冶金性能 （1）球团矿粒度均匀，冷态强度高，运输和贮存粉末少。）球团矿粒度均匀，冷态强度高，运输和贮存粉末少。 球团矿有还原膨胀现象

13、，高温冶金性能不太理想。球团矿有还原膨胀现象，高温冶金性能不太理想。 第2章-铁矿粉造块（2）烧结矿有低温还原粉化现象）烧结矿有低温还原粉化现象烧结矿深度还原和高温还原性能比较好，软熔性能比较烧结矿深度还原和高温还原性能比较好，软熔性能比较好。但烧结矿也有低温还原粉化问题。原因与球团矿还好。但烧结矿也有低温还原粉化问题。原因与球团矿还原膨胀的原因基本相同。原膨胀的原因基本相同。球团膨胀的原因：球团膨胀的原因： 膨胀小于膨胀小于20% 异常膨胀异常膨胀 Fe2O3 Fe3O4 FeO 六面体六面体 立方体立方体 铁胡须铁胡须 立方体立方体 正常膨胀一般小于正常膨胀一般小于20%，异常膨胀可以达，异常膨胀可以达100%至至200%或更大，原因主要是形成铁胡须。或更大，原因主要是形成铁胡须。第2章-铁矿粉造块4、高炉冶炼效果：球团矿与烧结矿无明显差异。、高炉冶炼效果：球团矿与烧结矿无明显差异。5、环境状况：球团工艺可以减少灰尘量、环境状况：球团工艺可以减少灰尘量、SO2和和NOx。 谢谢！