烧结球团0

nullnull烧 结 球 团 学范 晓 慧讨 论讨 论（1）根据已学知识，讨论对本专业的认识 （2）对本课程的要求 nullnull地 位本课程是矿物加工工程专业学生必修的专业主干课。要 求任 务null地 位 要 求任 务 了解烧结球团的基本任务及在冶金工业中的作用和地位； 了解烧结球团技术的发展历史和发展趋势； 掌握烧结球团基本概念，基本原理； 掌握烧结及球团两大造块方法的共同点与各自的特点； 了解烧结球团一般工艺原理。 null地 位要 求任 务 1、了解烧结球团造块方法的分类，原料的物化特性及各自对原料的要求； 2、重点掌握烧结过程燃料烧结规律，传热规律、烧结料层、燃料燃烧、动力学及其基本概念； 3、重点掌握细磨料成球理论及影响成球过程和成球动力学的因素； null地 位要 求任 务 4．重点掌握烧结过程和球团焙烧过程的物化反应原理、成矿机理、粘结机理及基本概念；详细地分析影响烧结过程和球团焙烧过程的各因素； 5．掌握烧结一般工艺的原理，低温烧结和小球团烧结法的基本原理及工艺特点； null地 位要 求任 务 6、掌握竖炉球团法、带式焙烧机球团法及链蓖机一回转窑球团法等球团工艺原理、共同点及持点： 7、掌握压团原理及其工艺特点、影响因素； 8、了解烧结球团产品质量及其测定方法； 9、对直接还原法、低温固结球团法进行一般了解。 null联 系 该课程的先修课为化学、物理化学、冶金原理等基础课和专业基础课； 本课程把上述课程中的基本知识和原理应用到烧结球团中、分析烧结球团料层中复杂组分的作用原理、反应方向、反应条件，抑制不利反应发生，创造条件使有利于烧结球团产质量提高的反应顺利进行。内 容null联 系与本课程配合的实践课程为《矿物加工实验》和生产实习；内 容null联 系绪论 烧结原理及工艺 球团原理及工艺内 容nullnullnullnullnullnullnullnull0.1.1基本概念0.1 任务及应用null造块过程烧结法球团法压团法将粉状物料进行高温加热，在不完全熔化的条件下烧结成块的方法。 将细粒物料在加水条件下在专门造球设备上经滚动而成生球，然后再经焙烧固结的方法。 将粉状物料在一定外压力下，使之在模型内受压，形成形状和大小一定的团块的方法。null造块过程烧结法球团法压团法烧结矿：外形不规则多孔状 热源：烧结所需热能由配入烧结料内的碳与通入过剩的空气经燃烧提供，氧化烧结 固结：液相粘结为主，固相固结起次要作用。球团矿：球形，粒度均匀 热源：大部分外部气体的燃烧供热 固结：固相固粘起。null炉 料生 料熟 料供冶炼用的原矿多种原料配合又 经高温处理的人 造块矿null0.1.2作用粉矿：块矿开采、破碎过程中形成－8（10）mm的矿石 精矿：贫矿经过深磨细选后所得到的细粒矿。 含碳酸盐和结晶水较多矿石 难还原的矿石 含有有害成分硫的矿石 钢铁厂内的各种含铁废料，各种含铁烟尘、泥与渣的综合利用炉内良好的料柱透气性 降低炼铁焦比造块null高炉精料技术高炉精料技术 高：铁品位(核心)，转鼓强度，烧结矿碱度(1.8～2.0) 入炉矿品位每提高1%，高炉燃料比会下降1.5%，高炉产量提高2.5%，吨铁渣量减少30kg，允许高炉增加喷吹煤粉15kg/t。 “高、熟、净、小、均、稳、少、好”高炉精料技术高炉精料技术熟：高炉入炉原料中熟料比要高。 随着高炉炼铁生产技术的不断进步，现在 已不十分强调熟料比要很高。有些企业已 有20%左右的高品位天然块矿入炉。 净：入炉原燃料中＜5㎜粒度要低于总量的5%。 高炉精料技术高炉精料技术小：入炉料的粒度应偏小。 最佳强度的粒度是：烧结矿25～40㎜，焦炭 20～40㎜，易还原的赤铁矿和褐铁矿粒度在 8～20㎜。对于中小高炉原燃料的粒度还允许 再小一点。 高炉精料技术高炉精料技术均：高炉入炉料的粒度要均匀。 不同粒度的炉料分级入炉，可以减少炉料的 填充性和提高炉料的透气性，会有节焦提高 产量的效果。 高炉精料技术高炉精料技术稳：入炉原燃料的化学成分和物理性能稳定。 我国高炉炼铁入炉原料的性能不稳定是影响高炉 正常生产的主要因素。 保证原料场的合理储存量（保证配矿比例不大变 动）和建立中和混均料场是提高炉料成份稳定的 有效手段。 高炉精料技术高炉精料技术少：铁矿石、焦炭中含有有害杂质要少。特别是 对S、P的含量要严格控制，同时还应关注控制好 En、Pb、Cu、As、K、Na、F、Ti（TiO2）等元 素的含量。 高炉精料技术高炉精料技术好：铁矿石的冶金性能要好。 铁矿石的还原度应大于60%；铁矿石的还原粉 化率应当低；矿石的荷重软化点要高，软熔温 度的区间要窄；矿石的滴熔性要温度高，区间 窄。 null炉内良好的料柱透气性：粒度大且均匀、粉末少，机械强度（包括冷强度和热强度）高，具有良好的软熔性能。 降低炼铁焦比：含铁品位高，有害（S、P等）杂质少，具有良好的还原性。null0.1.3应用黑色冶金：铁矿烧结、球团，锰矿烧结、球团 有色冶金：铅锌矿烧结、球团 铁合金生产：铬铁矿烧结、球团 型煤生产 其他：粉末冶金、陶瓷、水泥、塑料等粉体成型null不加膨润土:焦粉配比9.5%-10.5%，混合料水分8.5%-9.0%，烧结矿转鼓强度57.07-58.67%,成品 率63.38-71.25%。 添加膨润土:焦粉配比9.0%-10.5%，混合料水分8.0%-9.0%，烧结矿转鼓强度55.73-61.33%,成品 率71.97-74.38%。铬铁矿烧结null有色烧结有三大任务: （1）最大限度地脱除原料中的硫； （2）在足够的烧结温度下，使精矿粉烧结成块； （3）调节混合料成分，生成具有适宜冶金性能的渣相。铅锌矿烧结铅锌矿烧结铅锌矿烧结原料：返矿70%，圆盘铅23%，浸出渣4%，烧渣4%，石灰石3.2%，石英砂1.1%。 结果：结块率32.06%，利用系数16.7t/(d.m2)，烧结速度17.56mm/min，烧结块的残硫含量2.15%，脱硫率60.86%，脱硫强度1.74t/(d.m2)。 nullnull0.2 烧结球团法的发展 人造块矿中发展最早的是压团法，但随着世界钢铁工业迅速发展，烧结法和球团法取得日新月异的进展；成为钢铁工业生产中必不可少的工艺过程。现按不同造块方法于以简介其发展情况。我国钢铁产量我国钢铁产量1978年，中国钢产量只有3000多万吨，仅占当年世 界总产量的百分之四。1996年首次跃居世界第一位以后，中国钢产量连年 增长，并一直保持钢产量世界排名第一的位置。2008年中国钢铁产量首次突破5亿吨 2009年中国钢铁产量或将出现近年来首次下降，将 维持在4.9吨至5亿吨之间 null2007年钢产量4.89亿吨； 生铁产量4.694亿吨； 烧结矿产量4.96亿吨； 球团矿产量0.94亿吨； 进口铁矿石3.83亿吨。我国钢铁产量null烧结矿从1.68亿吨增长到4.3亿吨，年增长率20.6%； 球团矿1427万吨增长到7635万吨，年增长率40%。0.2.1烧结法0.2.1烧结法间断烧结→连续带式烧结 鼓风→抽风(各自优缺点） 环式→ 带式（D-L型烧结机） 大型化：18m2 → 600m2 （宝钢、武钢、太钢） 180m2 以下的限制生产。烧结设备与生产发展null(1)加强烧结理论研究 (2)改进并寻找新烧结工艺 (3)强调环境保护和重视综合利用 (4)提高设备自动化和监控水平 目的：提高强度、改善还原性、抑制低温还原粉化，提高生产率。烧结科学技术的发展null铁酸钙理论→ 高碱度烧结矿的发展 原料中和技术→含铁原料的选择、混匀，形成稳定性 能的中和粉。 强化制粒技术→改善原料的透气性，提高烧结速度， 增加产量。 布料技术→偏析布料，粒度与燃料由上而下合理分布 （粒度逐渐增大，燃料逐渐减少）。null铺底料技术→保护炉篦条，改善透气性 高料层烧结→降低燃耗,改善烧结矿质量,提高烧结成品率 整粒技术→给高炉提供粒度均匀的炉料，改善高炉透 点火技术→节能 自控技术→提高控制能力和管理水平 新工艺：低温烧结,小球烧结,热风烧结,低硅烧结null球团设备与生产发展 竖炉：7.81m2→ 25m2 （我国16m2) ↓ 带式焙烧机：94m2 → 768m2 ↓ 链蓖机—回转窑：Φ 3.05m×36.6m → Φ7.62m×48.77m 武钢矿业公司年产500万吨的球团厂，Φ6.9m×45.7m 0.2.2球团法null球团科学技术的发展 研究新的添加剂 改善球团矿质量 降低球团矿生产成本null原料预处理技术（润磨、高压辊磨） 降低膨润土用量 膨润土改型技术降低膨润土用量 自熔性球团、含镁球团 内配碳降低能耗 磁铁矿氧化动力学研究 固结机理null粘结剂的研究与开发 高压成型设备的研究与开发 成型压力由＞3000N/cm2  10000N/cm2发展0.2.3压团法null0.3 烧结球团造块法的分类将粉状物料(如粉矿和精矿)进行高温加热，在不完全 熔化的条件下烧结成块的方法。 产品称为烧结矿，外形为不规则多孔状。 烧结所需热能由配入烧结料内的碳与通入过剩的空气 经燃烧提供，故又称氧化烧结。 烧结矿主要靠液相粘结(又称熔化烧结)，固相（扩散） 固结仅起次要作用 0.3.1烧结球团造块法比较——烧结法null将细粒物料(尤其是细精矿)在加水条件下在专门造球 设备上经滚动而成生球，然后再经焙烧固结的方法。 产品称为球团矿，呈球形，粒度均匀，具有高强度和 高还原性。 球团矿固相粘结起主要作用，液相粘结相很少。 高温氧化焙烧时的热源主要由高温气体来提供0.3.1烧结球团造块法比较——球团法null将粉状物料在一定外压力作用下，使之在模型 内受压，形成形状和大小一定的团块的方法。 团块强度主要由添加的粘结剂或粉状物料本身 具有的粘结物保持。 成型后团块一般还需要某种固结。 物料性质（化学成分和矿物组成等）基本上保 持原矿特性。0.3.1烧结球团造块法比较——压团法null 烧结球团造块法比较null0.4 烧结球团原料0.4.1铁矿null碱性矿石R>1.3酸性矿石R<1.0铁矿自熔性矿石 R=1.0~1.3R=nullnullnullnullnullnullnull因含结晶水不同，褐铁矿可分为五种： 水赤铁矿——2Fe2O3.H2O 针赤铁矿——2Fe2O3.H2O 水针铁矿——3Fe2O34.H2O 黄针铁矿——Fe2O32.H2O 黄赭石——Fe2O33H2O 自然界中的褐铁矿绝大部分以褐铁矿 (2Fe2O33.H2O)形态存在null褐铁矿是由其他矿风化而成，其结构松 软，密度小，含水量大，气孔多，且在 温度升高时结晶水脱除后又留下新的气 孔，故还原性皆比前两种铁矿高。null褐铁矿因含结晶水和气孔多，用烧结 球团造块时收缩性很大，使产品质量 降低，只有用延长高温处理时间，产品 强度可相应提高，但导致燃料消耗增大， 加工成本提高。null在碳酸盐内的一部分铁可被其他金属混 入而部分生成复盐，如(Ca.Fe)CO3和 (Mg.Fe)CO3等。在水和氧作用下，易转 变成褐铁矿而覆盖在菱铁矿矿床的表面。 在自然界中分布最广的粘土质菱铁矿， 其夹杂物为粘土和泥沙。null在烧结球团造块时，因收缩量大、导致产 品强度降低和设备生产能力低，燃料消耗 也因碳酸盐分解而增加。null0.4.2锰矿氧化锰矿碳酸盐矿物锰矿（自然类型）锰矿石含锰矿石锰矿（工业上锰铁比））铁锰矿石nullnull锰矿石含锰矿石锰矿（工业上锰铁比））铁锰矿石锰铁比在0.8~1.0以上，主要成分是锰。锰含 量大于30%，锰铁比不小于3的富锰矿石，可 可直接用于冶炼锰质铁合金；锰含量小于 30%，锰铁比小于3的高铁贫锰矿需经选矿后 应用。 锰铁比在0.5-0.8之间，通常需经选矿后才 能作为冶炼锰质合金原料，一般用于冶炼非 标准锰铁、镜铁和炼铁配料。 这类矿石以含铁为主，含锰仅5%-I0%，一 般用来冶炼含锰生铁。对锰粉矿用烧结球团 法造块，其燃耗比铁粉略高。对菱锰矿高温 造块时，因菱酸盐类分解后挥发，可使锰品 位提高8~10%。null冶金锰矿石贫富划分标准null0.4.3工厂含铁杂料null0.4.4熔剂石灰石CaCO3 消石灰Ca(OH)2 生石灰CaO 白云石CaCO3.MgCO3碱性熔剂橄榄石(Mg.Fe)O2.SiO2 蛇纹石3MgO.2SiO2.2H2O 石英石SiO2酸性熔剂熔剂中性熔剂（高铝类）null石灰石理论含Ca0量为56%。在自然界中石灰石都含有铁、镁、锰 等杂质，一般含Ca0为50%一55%。石灰石呈块状集合体，硬而脆, 易破碎，颜色呈白色或乳白色。有时，其成分中常含有Si02和 Al203杂质。 石灰石生石灰白云石由石灰石煅烧后制成。Ca0理论量为85%左右；易破碎。生石灰遇 水后变成消石灰，其Ca0含量为70%一80%，分散度大，具粘性， 密度小。 具有方解石和碳酸镁中间产物性质。白云石理论含CaCO3占 54.2%,(CaO为30.4%)，MgCO3占45.8%(MgO为21.8%)。呈 粗粒块状，较硬难破碎,颜色为灰白或浅黄色，有玻璃光泽。 在自然界中的分布没有石灰石普遍 null这类熔剂同时带入两种造渣成分, 即MgO和SiO2,可使造块产品质量提高.橄榄石石英石蛇纹石用于补充铁矿中SiO2的不足,尤其在有 色金属冶金中需酸性渣冶炼时的原料 造块中广泛使用.null0.4.5燃料固体燃料气体燃料燃料液体燃料焦碳煤天然人造null固体燃料焦碳煤焦粉:炼铁厂和焦化厂焦炭的筛下物(即 碎焦和焦粉) 。 工业分析:固定碳、挥发分，灰分，水分 和硫含量。 化学性质:其燃烧性和反应性。 燃烧性是表示碳与氧在一定温度下的反 应速度; 反应性是表示碳与CO2在一定温度下的 反应速度。 反应速度愈快，燃烧性和反应性愈好。 碳的反应性与燃烧性成正比关系。 焦粉质量要求:固定碳高，灰分和硫含量 低，粒度3-0mm，对其机械强度和灰分软 熔温度没有明确要求。null固体燃料焦碳煤粒度3-0mm，固定碳高(70%-80%)，挥发 分低(＜2%-8%)，灰分少(6%-10%) ，结 构致密，呈黑色，具亮光泽，水分很低。 它常作焦粉代用品以降低生产成本。 作为氧化球团焙烧则主要通过燃烧提供热 源。无烟煤应细碎到＜200目占80%以上， 用喷枪喷射燃烧； 作金属化球团焙烧时，则粒度应破碎至 30mm以下加入还原设备内，与球团矿 在高温区发生还原氧化反应。 null固体燃料焦碳煤烟煤绝不能在抽风烧结中使用。 用作金属化球团生产的是年轻烟煤和褐煤. 对烟煤和褐煤利用的主耍成分是挥发分和 固定碳，并要求其含量高，而要求灰分 和硫含量低，灰分软熔温度达1200℃以 上为最好。 年轻烟煤和褐煤的平均固定碳含量 50%-70%，密度小，着火点低，易燃， 但含水分高，发热值低，通常挥发分 可达40-55%左右。常作为动力燃料和 化工原料使用。 null气体燃料天然气，仅有少数国家使用天然人造焦炉煤气、高炉煤气和发生炉煤气烧结点火 球团焙烧nullnull气体燃料高炉煤气焦炉煤气混合煤气炼铁过程中从高炉上部排出的 副产物，经清洗排除煤气中水 分和灰尘后即可使用。高炉 煤气成分与冶炼时所用燃料类 型，冶炼焦比，生铁品种和操 作有关。null气体燃料高炉煤气焦炉煤气混合煤气炼焦炉排出的副产品，经清洗除 煤焦油后即可使用。可燃成分多 且高，总计可达75%以上。null气体燃料高炉煤气焦炉煤气混合煤气我国烧结厂皆位于高炉和焦炉附 近，通常将二者煤气按一定比例 制成混合煤气，其发热值取决于 二者混合的比例。我国部分厂在 5360-6700KJ/m3范围。nullnull液体燃料 液体燃料来自石油加热分馏后的产品。 烧结点火和球团焙烧主要用密度较大的重油。 重油发热值较高，达37680KJ/m3,呈黑色，粘性大。 按粘度不同，可分为20号、60号、100号、200号重油。基本上由C、H、N、O、S五种元素组成。 粘度越大，H含量越小，发热值越低。 我国重油的含量都在1%以下，灰分低于0.1%，着火温度为500-600℃。null思 考 题1、概念：烧结法、球团法、压团法 生料、熟料、磁铁矿、赤铁矿 2、烧结球团在冶炼中的作用 3、烧结球团法的区别nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull