铁矿粉造块.ppt

铁矿粉造块,矿石中有用成分的含量称矿石的品位，常用百分数表示。在矿石中除了有用矿物外，几乎都有一些在工业上没有利用价值的矿物，称为脉石。,铁矿石的成分和种类,铁矿石,脉石和硫磷杂质,铁化合物,Fe3O4(磁铁矿石),Fe2O3(赤铁矿石),2Fe2O33H2O(褐铁矿石),FeCO3(菱铁矿石),铁 矿 石 样 本,黄铁矿,磁铁矿,褐铁矿,菱铁矿,赤铁矿,铁矿石晶体,暗红色铁铝榴石晶体，产地奥地利,立方体黄铁矿晶体，产地西班牙,祖母绿、黄铁矿、方解石共生，产地哥伦比亚,高炉精料,烧结矿高铁分低硅烧结矿球团矿酸性球团矿 自熔性球团矿块矿 高品位块矿,铁矿粉造块目前主要有两种方法：烧结法和球团法，所得块矿分别为烧结矿和球团。粉矿造块能充分利用资源：把大量的贫矿、多种金属共生复合矿经选矿后得到的精矿粉和在开采、破碎过程中产生的粉矿固结成块，即成为高炉的“熟料”。特别是加添了石灰石、白云石、消石灰等熔剂的人造富矿，因高温固结时产生气孔，透气性和还原性都较天然矿石好。因此，高炉使用熟料有利于降低焦比，有利于高炉顺行。,铁矿粉烧结是最主要的造块技术之一，由于开采时产生大量的铁矿粉，特别是贫矿富选促进了铁精矿粉的生产发展，使铁矿粉烧结成为规模最大的造块作业。其物料的处理量约占钢铁联合企业的第二位(仅次于炼铁生产)，能耗仅次于炼铁及轧钢而居第三位，成为现代钢铁工业中重要的生产工序。,烧结方法在冶金生产中的应用，起初是为了处理矿山、冶金、化工厂的废弃物(如富矿粉、瓦斯灰、轧钢皮、锻钢屑、均热炉渣、硫酸渣等)以便回收利用。随着钢铁工业的迅速发展，天然富矿愈来愈满足不了生产的要求，迫使人们利用贫矿。贫矿的开发，促进了选矿工业的发展。但由于选矿产品铁精矿粒度细，不能直接进入高炉冶炼，因此，烧结工艺就成了炼铁生产不可缺少的一环。,烧结工艺简言之就是把粉状的原料和细小颗粒的原料在不完全熔化的条件下，或者说不允许整个原料都同时呈液相的条件下(物料处在熔化温度下的时间很短)烧结在一起。细小颗粒的原料的固结主要靠固相扩散反应，以及颗粒表面软化，局部熔化和造渣。,高炉炼铁的原料,铁矿石燃料熔剂,烧结的主要原料：1、选矿后得到的精矿粉、天然富矿粉和经破碎产生的粉矿；2、含二氧化碳、结晶水和水分较多的矿石；3、难还原的矿石，经过烧结或者造球培烧，变成还原性良好和稳定性高的炉料。,烧结的主要作用是：1.改善高炉入炉矿石的状态(特别是要保证块状带的透气性)；2.保证烧结原料柱的透气性良好，要求烧结料额度均匀，粉末少，机械强度高；3.降低高炉焦比，要求烧结料含铁原料的还原性好、品位高而烧结可以达到这一目的。,首钢700万烧结厂,一、烧结生产工艺烧结生产工艺起源于大约1870年前后的英国、瑞典和德国，当时主要用烧结锅生产烧结矿。第一座倾动式炉子，于1904年安装在比利时的科克里尔(Cockerill)厂，用于烧结高炉灰。其后美国在1902开始大量应用，大约在1910年美国率先使用了带式烧结机，此后，又发明了很多带式烧结机，其中A.S.Dwight，R.L.Lboyd工作组的带式抽风烧结机(即DL烧结)最为成功。,目前世界各国90%以上烧结矿都是由这种烧结机生产的。,带式抽风烧结机生产工艺过程：将经过准备处理(破碎、筛分、混匀)的烧结原料(包括燃料、熔剂、铁矿粉等)按一定比例配料，再经过加水混合造小球，所得混合料由布料器铺到烧结机台车上。烧结料层经点火器点火，然后台车在向前移动时，依靠抽风机从上向下抽过空气，燃烧其料层中的燃料。燃烧产生的高温，使矿粉局部熔化或软化，生成一定数量的液相。,液相是烧结矿固结成形的基础。之后，随着温度降低，液相冷凝，矿物逐渐凝结成块，即为烧结矿。烧结矿从烧结机台车上自动卸下，经过齿式单辊破碎机破碎、冷却机冷却，再进行二次破碎筛分，得到成品烧结矿。,烧结生产主要设备,烧结生产设备主要是带式抽风烧结机。带式抽风烧结设备主要包括混料设备、烧结机本体设备、主抽风机、冷却设备及防尘等设备。,(一)混料设备般采用圆筒混料机，它的作用是混合和造球。,(二)烧结机本体设备 烧结机个体设备由本体钢结构机架、布料器、点火器、台车、真空箱及主抽风管道、破碎等设备组成。,1、布料器：是将混合料连续装入烧结机台车的装置。一般采用圆筒给料机布料。,2点火器：是对已经布入烧结机台车的烧结料表面层进行点火的设备。点火使用的燃料一般为焦炉煤气或混合煤气。点火温度通常为1200一1300。点火时间约12分钟。点火器内设有多个烧嘴。煤气对2空气内各自的管道从点火器两侧引入各个烧嘴，混合后在烧嘴下方燃烧。,3台车：台车是烧结机的主要组成部分，它直接承受装料、点火、抽风烧结直至机尾卸，完成烧结作业。烧结机的大小以有效烧结面积表示。有效烧结面积是以台车宽度与有效抽风长度的乘积表示的。宝钢450平方烧结机的台车宽度为5米，有效抽风长度为90米。,4真空箱(风箱)安装在烧结机台车下面。台车与真空箱之间装有密封装置。真空箱是将烧结料层上方的空气由上向下抽吸的装置。风箱内导管同主抽风管道连接。大型烧结机设有2025个真空箱。,(三)主抽风机 抽风机是烧结的主要配套设备。由主抽风机通过主抽风管道和真空箱从烧结机台车下方将烧结料层上方的空气抽入，以使烧结料中的焦粉燃烧，完成烧结过程。大型烧结机需要功率10000千瓦以上的离心式抽风机。,(四)烧结矿的冷却设备 从烧结机机尾卸下的烧结矿，温度达6001000为了方便运输、整粒工作、改善劳动条件和维护高炉炉顶设备，通常使热烧结矿冷却到100左右。例：宝钢烧结厂采用的是有效直径48米、有效面积460米的鼓风环形冷却机。由冷却机排出的热空气(300一400)经过多管除尘后，用作烧结时点火和保温过程的助燃空气。,(五)除尘设备 除尘设备是烧结厂环境保护设施之一。用以处理主抽风废气中的粉尘。国内采用旋风和多管两种除尘器。旋风除尘器除尘原理是：废气由切线方向被导入除尘器，在离心力量的作用下，粉尘粒子与废气分离。,二、烧结过程中烧结层分析,烧结过程各层反应示意图,烧结矿层燃烧层预热干燥层过湿层混合料铺底料层,烧结过程有明显的分层性。一般认为烧结过程分五层：烧结矿层、燃烧层、预热层、干燥层、湿料层。点火开始后，五层依次出现，然后湿料层、干燥层、预热层和燃烧层依次消失，直至最终均为烧结矿层。,(一)烧结矿层 在烧结矿层，空气被预热，烧结矿被冷却，表面稍被氧化。在同燃烧层相接近处进行液相的冷却结晶，散料固结成网孔结构的烧结矿。(二)燃烧层 燃料燃烧可使温度达1350一1600。燃烧层厚度一般为1550毫米。在燃烧层中进行着物料的熔化、还原、氧化以及石灰石、硫化物的分解。,(三)预热层 已经干燥的烧结料吸收高湿废气的热量把这一层原料加热至接近燃料的着火点。此层中还开始部分进行固相反应，还原和氧化反应，结晶水的分解等。由于传热很快，温度很快降低，故此层很薄o(四)干燥层 由于烧结料被很快加热，故到100以上游离水还未完全蒸发。干燥层和预热层的交界温度约在120150，干燥层厚度一般为1030毫米。(五)湿料层 从上层来的废气中合有大量水汽，出于废气温度降到与之相应的露点温度以下，重新凝结于烧结料层中，产生过湿现象。,1、碳酸盐的分解和氧化钙的化合,烧结过程中的基本化学反应,2、铁和锰氧化物的分解、还原和氧化,3、烧结过程中的脱硫反应,其他杂质的去除,氟的去除低氧化钙有利于脱氟铅、锌的去除去锌不易，去铅基本不可能。需要用还原法和氯化焙烧,高炉冶炼对烧结矿的质量要求：(一)常温性能入炉前烧结矿要有良好的常温强度，成分稳定和适当的粒度组成。(二)低温性能烧结矿在高炉低温区(400一700)要求没有显著的还原粉化。(三)中温性能在高炉中温区(700一1100)要有良好的还原性。(四)高温性能在高炉高温区(1100一1400)要求烧结矿软化温度高，软熔区间窄。,烧结生产主要技术经济指标,(一)利用系数烧结机利用系数是指在单位时间内每平方米有效烧结面积的产量。,(二)台时产量每台烧结机单位时间里生产的烧结矿数量：,(三)垂直烧结(培烧)速度是指燃烧层中温度最高点的移动速度。垂直烧结速度一般为2535mmmin。,(四)烧结矿品位,(五)烧结机作业率,球团生产,迅速发展的原因：1.细精矿粉粒度进一步减小2.本身粒度均匀，还原性好，有利于强化高炉生产3.工艺技术的发展拓宽了处理范围,一、原料及准备原料：精矿粉、粘结剂等混合料，加水润湿成球机理：母球形成、母球长大、生球进一步压紧,膨润土、消石灰，水泥,粒度及水分有要求,亲水性好、粘结性能好、杂质少等,不均匀点滴润湿,补充喷水润湿,停止加水润湿,二、造球造球设备：圆盘造球机、圆筒造球机对生球质量要求：粒度、抗压强度、落下强度、水分、热稳定性影响因素：原料性质：如原料粒度、亲水性、孔隙度等；添加剂种类等,褐赤磁脉石性质有很大影响,三、培烧固结干燥：200400预热：6001000培烧固结：10001300球团均热：12001300冷却：90120培烧设备：竖炉，带式培烧机，链篦机回转窑,烧结与球团生产工艺比较,原料 烧结矿 球团矿 粒度粗70%投资 投资低 投资高 能耗相对高 能耗相对低 维修费用低 维修费用高冶金 粉末多，粒度不均匀 粉末少，粒度均匀 性能 透气性较差 透气性好，气流分布均匀冶炼效果 差别不大环境影响 污染较大 污染小,第四章结束,