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取料机
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烧结原料粒度的要求
(1)矿粉的粒度
-(8-10)mm,高碱度和高硫矿粉,-(6-8)mm
粒度太细,不利于改善透气性;
粒度太粗,会出现:
在较短的高温作用时间内,矿粒不易熔融黏结,烧结矿
强度低;
垂直烧结速度过快,出现“夹生”现象,返矿率增大,
产量下降;
布料时易引起粒度偏析,使烧结不均匀;
不利于硫的分解和氧化,影响去硫效果。
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(2)熔剂粒度
-3mm 以保证烧结过程中能充分分解和矿化。
过粗,易出现“白点”和正硅酸钙
(3)燃料粒度
0.5~3mm
太细燃烧过快,燃烧层过窄,温度降低,高温反
应来不及进行,烧结矿强度变坏,返矿增加,
生产率降低。
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粒度过大时,燃料分布不均匀:这是因为同
样用量时,料层中碳的分布点少,在粗燃料
颗粒周围,温度高,还原性气氛强,液相过
多且流动性好,形成难还原的薄壁粗孔结构,
强度降低;
另一方面,布料时粒度易于偏析集中在料
层下部,燃料粗,燃烧带变厚,料层透气性
变差,也会导致产质量下降。
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(4)返矿粒度
-(5-6)mm
来源:
热返矿、整粒筛分返矿、高炉槽下返矿、烧结过程产
生粉末
作用:
改善烧结料层透气性,作为物料的制粒核心。
已烧结的低熔点物质,它有助于烧结过程液相的生成。
热返矿用于预热混合料。
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粒度过大,在烧结料中加水混匀过程难于冷却和润湿,对成
球不利.
大颗粒返矿很难粘结,烧结矿强度降低,影响烧结矿成品率
和产量.
粒度过小,特别是<1mm的粒级比例过大,会降低烧结料层
透气性.
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(5)其他烧结物料粒度
-10mm,有利于配料操作和混匀.
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原料的化学成分与粒度组成
Fe2O3:三氧化二铁,又称为赤铁矿、红矿,一
般粉矿多以赤铁矿为主。
Fe3O4:又称为磁铁矿、黑矿,一般精矿多以磁
铁矿为主。磁铁矿的化学分子式可视为
Fe2O3+FeO,其中FeO称为氧化亚铁,简称为
亚铁。在烧结生产中,烧结矿的亚铁含量与烧结
燃耗和烧结矿质量密切相关,因此亚铁是烧结工
艺的一个重要指标。
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TFe:全铁,指物料中以各种化合物形态存在的
铁的总和。又称为含铁原料的含铁品位。烧结矿
的全铁越高,高炉的产量越高,渣量低,焦比低。
但过高的含铁品位可能导致烧结矿强度的降低。
由于烧结矿和含铁原料中,铁多以Fe2O3和
Fe3O4形式存在,因此烧结矿和含铁原料化验
TFe和FeO,由TFe和FeO可计算Fe2O3和Fe3O4
的含量.
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SiO2:二氧化硅,适量的SiO2有利于烧结矿的强
度,但SiO2越高,全铁越低,因此,国内外不断
进行低硅烧结的研究,在保证烧结矿强度的前提
下,尽可能降低烧结矿SiO2的含量。
Al2O3:三氧化二铝,由矿石中泥质物带入,对
烧结与炼铁多有不利影响。Al2O3与SiO2也称为
矿石的脉石成分。
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CaO:氧化钙,熔剂,降低SiO2的熔点,有利于高炉炉
渣的形成与渣铁分离。在烧结矿中通常将CaO/ SiO2的
比称为二元碱度(简称碱度,以R表示)。根据烧结矿碱
度的高低,可以将烧结矿分为低碱度烧结矿(R<1.0),
自熔性烧结矿(R=1.2~1.4)和高碱度烧结矿(R>
1.6)。
MgO:氧化镁,熔剂,高炉操作需要一定量的氧化
镁,以改善高炉渣的性能。烧结矿含一定量的MgO,
有利于烧结矿冶金性能的改善,但过高对烧结矿强
度有不利影响。
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矿石中有害杂质的危害及界限含量
元素
名称
允许含量(%)
危 害 及 某 些 说 明
S
硫
<0.3
使钢产生“热脆”,易轧裂。
P
磷
0.2~1.2
对碱性转炉生铁
0.05~0.15
对普通铸造生铁
0.15~0.6
对高磷铸造生铁
磷使钢产生“冷脆”。烧结及炼铁过程皆不能除磷。
Zn900℃挥发,上升后冷凝沉积于炉墙,位炉墙膨胀,破坏炉壳。烧结可除去50-
60%的Zn
Zn
锌
<0.1~0.2
Pb
铅
<0.1
Pb易还法,比重大与Fe分离沉于炉底,破坏砖衬,Pb蒸汽在上部循环累积,形成炉
瘤,破坏炉衬
Cu
铜
<0.2
少量Cu可改善钢的耐腐蚀性。但Cu过多使钢热脆,不易焊接和轧制。Cu易还原并
进入生铁。
As
砷
<0.07
砷使钢“冷脆”不易焊接。生铁含[As]:<0.1%。炼优质钢时,铁中不应有[As]。
Ti
钛
(TiO2)
15~16
钛降低钢的耐磨性及耐腐蚀性。使炉渣变粘易起泡沫。含(TiO2)过高的矿可作为宝
贵的Ti资源
K,
Na
钾,
钠
<0.2~0.5
易挥发,在炉内循环累积,造成结瘤,降低焦炭及矿石的强度。
F
氟
<2.5
氟高温下气化,腐蚀金属,危害农作物及人体,CaF2侵蚀破坏炉衬。
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含铁原料
含铁原料的来源:
a 粉矿:开采、破碎过程中形成的0~10mm的铁矿石,
常称为粉矿
b 精矿:贫矿经过深磨细选后所得到的细粒铁矿,常称
为精矿。
C 冶金循环料:冶炼或其它工艺过程形成的细粒、含有
价成分的粉末(如除尘粉等)。
d 烧结返矿:烧结矿在运输、破碎整粒过程中形成的小
于5mm粒级的粉末,返回烧结。返矿的化学成分基
本上与烧结矿相同。
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原料入厂条件
对含铁原料,要求烧结用的精矿粒度不宜太细,褐铁矿、
菱铁矿的精矿或粉矿要考虑结晶水、二氧化碳的烧损。
国内褐铁矿烧损为9~15%,菱铁矿烧损为l7~36%。烧
损大,烧结时体积收缩,褐铁矿收缩8%左右,菱铁矿收
缩10%左右。
精矿水分大于12%时,影响配料准确性,混合不易均匀;
粉矿粒度要求控制在8mm以下,便于烧结矿质量。
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粉矿的入厂条件如下:
化学成分:
一级 TFe≥54%,SiO2≤12%,S≤0.2%,P≤0.1%
二级 TFe≥50%,SiO2≤15%,S≤0.3%,P≤0.15%
三级 TFe≥48%, SiO2≤18%,S≤0.4%,P≤0.2%
四级 TFe≥45%,SiO2≤22%,S≤0.5%,P≤0.3%
其他成分:Cu≤0.2%,As≤0.07%,Pb≤0.1%,
Zn≤0.1%,Sn≤0.08%,
铁品位波动范围为±0.5%。
粒度:
磁铁矿、赤铁矿≤10mm,其中≥10mm不超过10%,
高硫矿≤8mm,其中≥8mm不超过5%,
褐铁矿≤10mm
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对精矿的其他要求:
品位波动范围:±0.5%
水分:磁铁矿为主的精矿I类≤10%, II类≤11%
赤铁矿为主的精矿I类≤11%, II类≤12%
攀西式钒钛铁矿≤10%
包头式多金属矿≤11%
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俄罗斯
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熔剂
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燃料
国内焦化厂的碎焦供应量,25~0mm碎焦约占全焦总量7
%,其中10~0mm约占4%。高炉槽下筛下焦25~0mm占
高炉用焦炭量的2%以下。
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原料的破碎、筛分
烧结生产对熔剂和燃料的粒度都有严格要
求。一般要求3~0mm的含量大于85%,而入
厂的原燃料粒度上限大于40 mm,所以都需要
在烧结厂内进行破碎与筛分。
流程分类:
1) 开路流程:破碎后直接进入下一道工序
闭路流程:粒度合格的物料直接进入下一道工 序,不
合格物料返回破碎
2)
预先筛分:先筛分,不合格物料后破碎,然后返回
筛分。
检查筛分:先破碎,后筛分,不合格物料返回破碎
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熔剂的破碎与筛分
闭路流程(图5-4):
流程(a)为一段破碎与检查筛分
组成闭路流程
流程(b)为预先筛分与破碎组成
闭路流程
当给矿中3~0 mm的含
量较多(大于40%)时才
使用预先筛分流程(b)
破碎设备:
锤式破碎机
反击式破碎机
图5-4 闭路流程
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燃料破碎
开路流程(图5-5) :
粒度小于25mm时可
采用一段四辊破碎机
开路流程
粒度大于25mm,应
考虑两段开路破碎流
程
采用煤作为燃料,为
防止过粉碎,可采用
预先筛分的破碎流程
破碎设备:
一般采用对辊、四辊破碎
机
图5-5 开路流程
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燃料破碎流程选择依据
燃料含水量 :
一般企业,采用水熄焦,焦
粉含水量大,容易堵
塞筛孔 ,选用开路流
程
采用干熄焦时,可考虑采用
闭路流程。
图5—6 为宝钢焦粉破碎工艺
流程 。采用棒磨机,
可减少过粉碎,也不
存在对辊、四辊破碎
机辊轮磨损,间隙增
大,产品粒度过大的
问题
图5-6宝钢焦粉破碎工艺流程
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5.2烧结配料
5.2.1配料要求与方法
目的:
使烧结矿的物理性能和化学成分稳定
有害元素控制,符合高炉的冶炼要求
使烧结料具有良好透气性以获得较高的烧结生产率
要求:
(1)化学成分的稳定性
我国要求:TFe±0.1%~0.3%, CaO/SiO2±0.03~0.05;
日本要求:
TFe±0.3%~0.4%,CaO/SiO2±0.03,FeO±0.1%,
SiO2±0.2%。
(2)料流的稳定性,保证烧结的稳定性。
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容积配料法
重量配料法
化学成分配料法
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一般概念
1.配料设备:
料仓→给料设备→计量设备→配料皮带
2.物料下料顺序:
原则:不粘皮带,少扬尘
物料下料顺序:返矿 生石灰 燃料 白云石 石灰石 中
和粉(混匀矿)(先)
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配料室的圆盘给料机
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容积配料法:
方法:
假设物料堆密度不变,按容积计量物料量。定时进
行校对(端盘子),以保证配料的准确性。由圆盘
给料的开启度调整物流量
特点:
计量设备简单
手工操作,劳动强度大
准确性差:原料的粒度,水分,料仓料位高度
都会影响物料的堆密度。
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重量配料法:
方法:
电子皮带称按质量计量物料流量,由自动调节系统控
制调速圆盘,控制、调整流量
特点:
1)配料准确提高,精确度:重量法0.5- 1.0%,容积法
5%。
2)自动化程度高,不用端盘子。
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重量配料法它借助于电子皮带秤和调速圆盘,通过自动调节
系统来实现。
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配料室的圆盘给料机
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按化学成分配料法
方法:
用连续x射线萤光分析仪对原料进行化学成分分析,
根据化学成分确定各种物料的最佳配比,通过计算
来控制化学成分的波动. R波动为 ±0.035
特点:
可保证化学成分的稳定性
问题:
试样的代表性,在什么位置取样,如何取样?
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5.2.2影响配料准确性的因素分析
(1)原料条件
原料条件的稳定性、原料粒度和水分等。
(2)设备状况
如圆盘中心与料仓中心不吻合或盘面不水平使圆盘各个方
向下料不均匀;
(3)操作因素
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5.2.3 烧结配料计算
常用的方法简易理论计算法和现场经验计算法。
1.配料计算方法
(1)经验配料法——现场
1)特点
①快
② 误差大(经验)
2)思路
设置配料比(根据原料种类和化学成分、烧结矿化学成
分指标)
例:铁矿72%,生石灰 1.5% 石灰石10% 白云石7%
焦粉5.7%
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② 验证(烧结矿化学成分化验结果)
③ 调整 (上一个班的生产情况、现在的生产情
况、再估计一个配料比进行验算,再进行调
整)
④ 确准(当验算结果与烧结矿质量指标相符合,
确定为最终的配料比)
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(2)简单理论配料计算
1) 特点
① 准确 ② 快 ③ 适用于少量原料种类(≤3)
2)步骤
① 假设生产100kg烧结矿需要的各种原料用量
铁矿1:x kg 铁矿2:y kg 石灰石:zkg 高炉灰:
mkg 焦粉(或煤):n kg
② 原料的烧残率,%
ai 100 Igi 0.9Si
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③ 列平衡方程
a. 铁平衡方程
Fe烧 Fex x Fey y Fez z Fem m Fen n/ 100
Fex x Fey y Fez z 100 Fe烧 m Fem n Fen
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b. 碱度平衡方程
CaO x CaO y CaO z CaO m CaO n
R
SiO x SiO y SiO z SiO m SiO n
CaOx R SiO2 x x CaOy R SiO2 y y CaOZ R SiO2Z Z
x
y
z
m
2X
2y
2z
2m
n
2n
R SiO2m CaOm m R SiO2n CaOn n
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c. 氧平衡方程
失氧(FeO的增加):
FeO Q烧FeO烧 Qi FeOi /100
O2 19 FeO
失氧(烧结矿失重):
O2 Qi ai 100 Q烧
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1
9
Q烧 FeO烧 Qi FeOi /100 Qi ai 100 Q烧
100 FeO烧 x FeOx y FeOy z FeOZ m FeOm n FeOn
9 ax x a y y az z am m an n 90000
9ax FeOx x 9a
y
FeOy y 9az FeOz z
100FeO烧 90000 m9am FeOm n9an FeOn
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Fex x Fey y Fez z 100 Fe烧 m Fem n Fen
CaO R SiO x CaO R SiO y CaO R SiO z
x
2x
y
2y
z
2z
R ( SiO2 ) m CaOm m R ( SiO2 ) n CaOn n
9a FeO x 9a FeO y 9a FeO z
x
y
z
z
z
x
100FeO烧 90000 m9a m FeOm n9a n FeOn
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x
y
z
1
2
3
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a1 b1 c1
a 2 b2 c 2
a3 b3 c3
a1 d1 c1
d1 b1 c1
1 d 2 b2 c 2 2 a 2 d 2 c 2
d 3 b3 c3
a 3 d 3 c3
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x的配比=x/(x+y+z+m+n)
y的配比=y/(x+y+z+m+n)
z的配比=z/(x+y+z+m+n)
m的配比=m/(x+y+z+m+n)
n的配比=n/(x+y+z+m+n)
3)计算烧结矿化学成分的计算结果。
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5)烧结矿化学成分
① 烧结矿产量计算
*简易法,即不考虑在烧结过程中FeO的变化
Q Q1 Ig 0.9S
烧
式中:Ig——某种原料的烧损,%;S——某种原料的含S量,%
*考虑FeO变化
Q1 Ig 0.9S Q烧 O2
1
O2 9 FeO烧 Q烧 Q FeO
Q1 Ig 0.9S Q烧 19 FeO烧 Q烧 Q FeO
Q烧 Q91 Ig 0.9S FeO/9 FeO烧
②烧结矿化学成分预算
不变
*Fe、SiO2、CaO、MgO、
Al2O3
TFe Q ( Fe) / Q ,%
S 0.1 Q S / Q ,%
i
i
i
i
烧
烧
*FeO与烧结过程氧化还原反应有关,所以不能简单计算
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5.3混合料制备
5.3.1混合的目的与要求
目的:使各组分分布均匀,以利烧结并保证
烧结矿成分的均一稳定。
生产中采用的有一段混合和两段混合,有的
还有三段混合。大中型烧结厂均采用两段混
合和三段混合流程。
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一段混合主要是加水润湿、混匀,使混合料的水分、粒
度和料中各组分均匀分布;当使用热返矿时,可以将物
料预热;当加生石灰时,可使CaO消化。
二次混合除继续混匀外,主要作用是制粒,还可通蒸汽
补充预热,提高混合料温度;三次混合主要进行外裹煤。
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