第一章宝钢烧结分厂概况 20Word文档下载推荐.docx

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各种含铁原料，包括厂内回收的含铁粉尘，均在集中设置大型原料场内混匀为成分、粒度均匀的单一匀矿供烧结使用。

1.2实行低碳烧结，生产高碱度烧结矿

配用1.5％～2.0％生石灰和采用五分钟混合造球时间来改善烧结料层透气性。

并通过高负压主抽风机，实现600mm以上厚层烧结。

在厚料低碳烧结条件下生产低FeO含MgO的高碱度烧结矿

1.3粉焦粒度良好控制

对破焦采取两段破碎，粗焦采用闭路循环，在破碎前先进行筛分，筛下物不经该段破碎，以减少过粉碎，使焦粉粒度得到较好控制。

1.4均匀布料

烧结机布料装置杂采用梭式布料器、圆辊给料机、反射板型式基础上，增设6个辅助闸门和自动清扫装置。

辅助闸门能对料层宽度进行为调，并使台车方向的厚度更趋于均匀，而清扫装置能定时铲除反射板上的粘料。

1.5取消热振筛

机尾卸下热烧结矿经热破碎机后直接装入鼓风式环冷机，简化流程以提高作业率。

1.6厚料层鼓风冷却

冷却效果好，并使高温段热废气潜热能充分回收利用。

1号3号机仅回收少量冷却机热废气，用于烧结点火炉和保温炉。

2号机设置了冷却机和主排气两套余热回收装置，生产低压蒸汽供公司蒸汽管网。

1.7采用一段冷破机、四段冷筛分的烧结矿整粒系统

经整粒，5～50mm成品烧结矿供高炉，其中10～20mm烧结部分用作烧结铺底料，四次筛筛下<

5mm含量小于5％为返矿，重新用于烧结。

1.8回收利用全厂含铁尘泥

全厂有轧钢、冶炼、烧结过程中产生的含铁、含碳粉尘和尘泥，按照粒度粗细，分别通过配入混匀矿和小球团工艺用于烧结。

这些含铁粉尘和尘泥的充分利用，使烧结用铁矿粉单耗下降，降低了烧结成本。

部分粉尘中的含炭、高FeO含量，也使烧结燃料有所下降。

二、高效率、高作业率的烧结设备

2.1设备作业率高

设备作业率按94.5％设计，为保证高作业率连续运转生产方式的实现，在设备结构、材质选用、安全保证以及润滑方式等方面均有明显改进和提高。

对易磨损设备如成品筛分设备采用双系统加备用，热破碎设备的齿辊采用整体更换，使烧结设备作业率能达到较高的水平。

2.2效率高、能满足烧结工艺的要求

烧结配料用定量给料装置，称量精度±

1.0％大型混合机的良好混匀和制粒效果，布料装置辅助闸门的设置，自动取样检验设备等，为大型烧结机生产创造了良好的条件。

二设备的高效率和完善的安全保护措施，也为高度自动化、高劳动生产量创造了良好的条件。

第三节、宝钢烧结使用的原燃料及特点

一、铁矿石

铁是组成地壳的重要元素之一，它占地壳中各种元素总重的4.2％，因此大部分地壳的岩石中都含有铁。

自然界含铁的元素很多，但呈金属状的铁是极少见的，一般都和其它元素组合成化合物。

现已知道的含铁矿物约300多种。

但在目前用作铁原料的只有20多种，所以不能把所有含铁的岩石都称之为铁矿石。

铁矿石主要由一种或者几种含铁矿物或脉石组成。

含铁矿物是具有一定化学成分和结晶构造的自然界的化合物，脉石也是由各种矿物如石英、长石等所组成。

所以铁矿石是各种矿物的机械组合体。

根据含铁矿物的性质，铁矿石主要有四种类型：

即磁铁矿石、赤铁矿石、褐铁矿石和磷铁矿石。

1.磁铁矿石磁铁矿为主要含铁矿物，其化学式为Fe3O4，也可看作FeO.Fe2O3,理论含铁量为72.4％。

磁铁矿晶体为八面体，其组织比较坚硬致密，一般呈块状或者粒状，硬度一般为5.5～6.5，比重为4.9～5.2t/m3。

起外表颜色为钢灰色或黑灰色，黑色条纹，难还原和破碎，其显着特点具有磁性，故可用电磁选矿方法分选富集。

自然界中纯磁铁矿石很少见到，由于氧化作用，部分磁铁矿被氧化成赤铁矿。

即从Fe3O4氧化成Fe2O3，成为既含有Fe3O4又含有Fe3O4的矿石，但仍保持赤铁矿的结晶形态，这种现象成为假相赤铁矿石或半假相赤铁矿石。

为衡量磁铁矿石的氧化程度，通常以全铁（TFe）与氧化亚铁（FeO）的比值（TFe/FeO）来加以区分，比值越大，说明该铁矿石的氧化程度越高。

对于纯磁铁矿石，其理论值为2.33。

当TFe/FeO<

2.7时，为原生磁铁矿石；

TFe/FeO＝2.2～3.5时，为混和矿石；

TFe/FeO>

3.5时，为氧化矿石。

这种划分只是对于矿物成分简单，铁矿石为较单一的磁铁矿石和赤铁矿组成的铁矿床才适用。

如果矿石中含有硅酸盐，硫酸盐和碳酸铁等，因其中的FeO不具有磁性，在计算时把它列入FeO范围内就出现假象。

赤铁矿中含有（V2O5）和（TiO2）较多的叫做钒钛磁铁矿石。

磁铁矿石中的主要脉石有：

石英、硅酸盐和碳酸盐，有时还含有少量的粘土。

此外矿石中还可能含有黄铁矿和磷灰石，甚至还含有黄铜矿和闪锌矿。

磁铁矿石可烧性良好，因Fe3O4在烧结过程中氧化放热，所以节省燃料。

2.赤铁矿石赤铁矿石又称“红矿”，化学式为Fe2O3，理论含铁量为70％，含氧30％。

赤铁矿的组织结构多种多样，由非常致密的结晶组织到到疏松分散的粉状。

结晶多为片装和板状。

片装表面由金属光泽，明亮如镜的叫镜铁矿；

外表呈云母状的叫云母状赤铁矿；

质地松软、无光泽、含有粘土等杂质的为红色土状赤铁矿。

此外还有胶体沉积形成缅状、豆状和肾形集合体赤铁矿等。

结晶的赤铁矿外表呈现钢灰色或者铁黑色，其它为暗红色。

赤铁矿的比重为4.8～5.3t/m3，硬度则不一样。

结晶赤铁矿的硬度为5.5～6，其它形态的赤铁矿硬度很低。

赤铁矿较赤铁矿易还原和破碎。

赤铁矿所含的硫、磷、砷等杂质较赤铁矿少，冶炼性能也较赤铁矿优越。

其主要脉石成分为SiO2、Al2O3、CaO和MgO等。

赤铁矿石可烧性差，能耗较高。

3.褐铁矿石褐铁矿石含有结晶水的Fe2O3，其化学式为Fe2O3.nH2O。

与Fe2O3成化合态存在的结晶水数量、生成情况和外形不同，可分成五类：

即水赤铁矿，针铁矿，褐铁矿，黄针铁矿，黄赭铁矿。

自然界的褐铁矿绝大部分以形态存在。

褐铁矿的外表颜色为黄褐色、暗褐色和黑色。

呈黄色或者褐黄条纹，比重为3.0～4.2，硬度为1～4，无磁性。

自然界中褐铁矿的富矿很少，含铁量一般为37％～55％，其脉石主要为粘土、石英等。

含硫、磷、砷等杂质较高。

由于褐铁矿石气孔较大，且温度升高结晶水排空后又留下新的气孔。

故其还原性较磁铁矿和赤铁矿都高。

褐铁矿石的可烧性较差、烧结矿质量差。

4.菱铁矿石菱铁矿石的化学式为，理论含铁量48.42％，FeO为62.61％，CO2为37.9％。

在碳酸盐内的一部分铁可被其它金属混入而生成部分复盐，如（Ca·

Fe）CO3、（Mg·

Fe）CO3等，在氧和水的作用下，易变成褐铁矿而覆盖在菱铁矿床的表面上。

在自然界分布较广的为粘土质菱铁矿石，它的夹杂物为粘土和泥沙。

常见的是坚硬致密的菱铁矿，外表颜色呈灰色或黄褐色，风化后变成深褐色。

条很痕为灰色或代黄色，具玻璃光泽，比重为3.8t/m3。

硬度为3.5～4，无磁性。

根据铁矿石的上述特征，可看出铁矿石的主要性质，并可判断出它们之间的重要区别。

在生产上，除了根据矿务组成划分外，还根据脉石成分中（CaO+MgO）/（SiO2）的比值R划分为：

碱性矿石（R>

1.3）、自熔性矿石（R=1~1.3）和酸性矿石（R<

1）。

还可根据含铁品位划分为富矿（直接用于冶炼）和贫矿（需经选矿处理），贫、富铁矿石的划分通常随矿石种类、脉石性质以及选矿和冶炼的技术条件而定。

矿石的评价关于铁矿石的使用价值，主要取决于高炉冶炼和烧结对铁矿石性能的要求。

随钢铁工业技术的进步，烧结矿的入炉率大大增加，目前大型高炉中烧结矿的入炉率达80％以上，在某种意义上讲，铁矿石的使用价值又主要取决于烧结对铁矿粉的要求。

（1）含铁量。

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。

而且渣量增加的倍率要大于铁分降低的倍率。

例如，鞍山地区原矿含铁30％，含SiO250%,选矿后的精矿含铁升高到60％，SiO2降低到14％。

可见品位提高1倍，SiO2量降低近4倍，而单位重量生铁渣中SiO2量降低接近8倍（按SiO2、/Fe计算），所以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难。

对于菱铁矿、褐铁矿，含有碱性脉石的矿石，应在扣除其中的CO2和H2O或碱性脉石的情况下，来衡量矿石含铁品位的高低。

（2）脉石成分。

脉石中的SiO2、Al2O3叫酸性脉石，CaO、MgO叫碱性脉石，矿石中的（CaO+MgO）/（Al2O3＋SiO2）或CaO）/SiO2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CaO多，冶炼价值高一些。

而SiO2越低越好，SiO2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。

矿石中MgO高时，会增加炉渣中的MgO的含量，能提高烧结矿质量，改善炉渣的流动性和增加其稳定性。

所以一般炉渣中保持6％～8％的MgO，但是MgO过高又会降低其脱硫能力和渣的流动性。

Al2O3在高炉渣中位中性氧化物，渣中Al2O3含量超过8％，渣难熔而不易流动。

因此矿石中Al2O3要加以控制。

一般矿石中SiO2/Al2O3比不宜大于2～3。

（3）有害杂质含量。

铁矿石中常见的有害杂质时硫、磷、砷以及铜、锌、钾、钠等。

硫在钢铁中以FeS形态存在于晶粒接触面上，熔点低（1193℃）招致“热脆”。

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。

据鞍钢经验：

矿石中含硫升高0.1％，焦比升高5％，故铁矿石中的硫应在烧结中脱除，使高炉原料含硫少于0.15％。

磷和铁结合生成化合物Fe3P,此化合物和铁形成二元共晶Fe3P－Fe，导致钢材“冷脆”。

烧结和高炉冶炼都不能脱磷，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，炼成含磷合格的生铁。

表2－1铁矿石的分类及特性

矿石名称

含铁矿物名称和化学式

矿物中

的理论

含铁量

矿石比重

颜色

条痕

冶炼性能

实际含有害强度及还原性

铁量杂质

赤铁矿（磁性氧化铁矿石）

磁性氧化铁

72.4

5.2

黑色或灰色

黑色

45～70S、P高坚硬、致密难还原

赤铁矿（无水氧化铁矿石

赤铁矿Fe2O3

70.0

4.9-5.3

红色至淡灰色甚至黑色

红色

55～60少较易破碎、易还原

水赤铁矿2Fe2O3`H2O

66.1

4.0-5.0

褐铁矿

针赤铁矿

Fe2O3`H2O

62.9

4.0-4.5

黄褐

水针铁矿

3Fe2O3`4H2O

60.9

3.0-4.4

色、暗

黄褐色

37～55P高疏松，大部分属软矿石，易还原

（含水氧化铁矿石）

2Fe2O3`4H2O

60.0

3.0-4.2

褐色致黑色

黄针铁矿

黄石

Fe2O3`3H2O

57.2

55.2

3.0-4.0

2.5-4.0

菱铁矿（碳酸盐铁矿石）

碳酸铁

FeCO3

48.2

3.8

灰色带褐色

灰色或带黄色

30～40少易破碎最易还原（焙烧后）

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。

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Fe3C的数量，并使结晶变细，但超过0.3％时就会降低焊接性能，并产生“热脆”现象。

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。

在高炉上部温度较低的地方冷凝下来，一部分进入炉砖缝中，随后氧化成氧化锌，体积膨胀，破坏炉衬并引起结瘤，甚至堵塞烟道。

钾和钠碱金属含量，国外一般限制在3.5～4.5Kg/t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。

（4）粒度和强度。

矿石粒度越均匀，高炉料柱的透气性就越好，因此，天然富矿入炉前往往要经过严格的破碎、筛分，使其粒度在8～25mm或10～50mm范围之内。

烧结矿经过整粒可达到理想的冶炼粒度。

矿石强度差、粉末多，料柱透气性不好，炉尘吹损量大。

（5）冶金性能。

高炉使用易还原的矿石，产量高，焦比低。

烧结矿比天然块矿有较好的还原形。

天然块矿还原次序为：

磁铁矿<

赤铁矿<

褐铁矿<

菱铁矿

其次使矿石的软化性：

软化性有两重意义，一是矿石开始软化变形的温度；

一是软化区间，即软化开始到软化终了的温度的范围。

高炉冶炼时要求矿石软化开始温度应高一点，软化区间应窄一些。

应当指出，铁矿粉或铁精矿性质对烧结过程及烧结矿的质量有十分重要的影响。

如矿石种类、化学成分、粒度、亲水性等。

上述这些都影响烧结过程及烧结矿质量，他们的影响又是交互的，故常表现出不同的烧结性能。

生产实践和理论研究表明，铁矿石的软化温度越低、软熔区间越窄，越容易生成液相，这种矿石的烧结性能时好的。

但它又影响烧结过程的透气性。

二.烧结燃料

燃料的基本特性是具有可燃性，并放出一定热量。

燃料窄烧结中主要起发热剂和还原剂作用，它对烧结过程的技术经济指标影响大。

因此合理选择烧结燃料具有重要意义。

烧结过程中使用的燃料分为点火燃料和烧结料内配燃料两种。

燃料的物理形态又分为：

固体燃料、气体燃料和液体燃料。

1.固体燃料烧结过程中使用的固体燃料主要是焦炭和无烟煤。

焦炭。

焦炭是炼焦煤在隔绝空气条件下高温加热后的固体产物。

焦炭呈黑色，机械强度大固定炭含量高。

所以焦炭中产量的85～90％用于高炉炼铁，它是生铁冶炼过程中的热源之一，又是还原剂、疏松剂和料柱的骨架。

炼铁厂和炼焦厂的筛下焦用于烧结生产。

（1）焦炭的质量主要以化学成分、物理机械性能和物理化学性质几个方面来评定，焦炭的化学成分通常是以工业化学分析来表示。

即固定炭、灰分（包括灰分化学成分分析）水分和硫含量。

物理机械性能主要是指机械强度（耐磨强度、抗冲击强度和抗压强度等）以及筛分粒度组成。

化学性质是指燃烧性和反应性。

燃烧性就是指焦炭与氧在一定温度条件下的反应速度，反应性是指焦炭与CO2在一定温度下的反应速度。

这些反应速度越快的，则称为燃烧性和反应性越好。

一般情况下，反应性好的焦炭燃烧性也好。

（2）煤。

煤是一种复杂的混合物。

主要由有机元素C、H、O、N、S五种元素组成，它们的无机成分主要是水和矿物质。

因其成因条件不同而分为无烟煤、烟煤、褐煤等，不同种类的煤的比重、脆性、机械强度、光泽、热性质、结交性和发热量也有异。

无烟煤可供烧结使用，因其挥发分低（<

2~8%），氢氧含量少（约2～3％），固定炭高（40～80％），发热值为31400～33500KJ/Kg。

无烟煤比重较烟煤大（1.4～1.7t/m3）它的硬度也较烟煤高，呈灰黑色，光泽很强，水分含量低，经若磁力后可代替冶金焦。

烟煤常有致密结构，呈灰褐色或黑褐色。

光泽较褐煤亮，比重较含灰分相同的褐煤大（常为1.25～1.35t/m3）,含炭75～93％，氢含量为4～5.5％，含氧3～15％，挥发分波动于12％～15％。

烟煤是价值最高，用途最广的一种煤，常用于炼焦。

焦炭倍广泛用于冶金和其它行业之中。

褐煤平均含炭60～75％，密度小，着火点低，易燃，含水分高，天然的含水达30～60％，空气干燥条件下含水分10～30％，含灰分高，挥发分在40～55％之间，所以，发热值低（约8374～12560KJ/Kg），颜色为褐色。

它常被用作动力燃料和化工原料，冶金工业种很少应用。

各种固体燃料的发热值是不同的，为了方便比较和换算，常把其发热值折合成标准煤的发热值（29308KJ/Kg）。

2.烧结对固体燃料的要求烧结所用的燃料主要是固体燃料。

它对烧结料层种温度的高低，燃烧的速度燃烧带的宽度，烧结料层中的气氛以及烧结过程的顺利进行和烧结矿质量都有极大的影响。

因此，烧结过程对固体燃料提出了一定的要求。

（1）具有一定的燃烧性和反应性。

为了使燃烧过程中燃料的燃烧速度和传热速度以相等的速度在料层中移动。

要求固体燃料具有一定的燃烧性和反应性，燃烧与反应速度过快，高温保持时间短，产生夹生料；

若燃烧和反应速度过慢，则燃料不能充分燃烧，料层得不到必要的高温，也会使烧结矿的质量变差，燃烧性和反应性取决于燃料的种类和粒度。

如焦粉的反应性接近于传热速度，无烟煤的反应性一般偏高，故在使用燃料时，应注意其适宜的粒度和用量。

（2）具有良好的热稳定性。

热稳定性指煤受热后爆裂的情况。

层状或片状结构的无烟煤受热后易爆裂成粉末，因而不利于烧结过程的进行。

烧结用煤粉粒度小于3毫米，故其热稳定性比高炉用的块煤较小。

（3）含炭量要高（发热值大）。

固体燃料中固定炭含量越高，则发热值越大，灰分含量越低，含炭量一般用固定炭含量来表示。

（4）挥发分、硫分要低、灰分熔点要低。

挥发分不参与燃烧，常被气流抽到烟道系统中，有可能引起火灾。

若固体燃料中含硫量高，则会增加混合料中总的含硫量，增加了烧结脱硫的困难。

同时即使硫被氧化成SO2挥发出来，也会腐蚀设备很造成环境污染。

燃料中灰分的熔点对烧结过程影响很大，易熔灰分易生成液相，有利于矿石烧结成块，可进一步改善烧结矿的质量，在一般情况下，灰分中含有Al2O3、SiO2较高的，其熔点亦较高。

（5）适宜的粒度

气体燃料的种类和特性气体燃料主要是几种简单气体的混合物，可染物为H2、CO、CH4、H2S和各种炭氢化合物，而CO2、N2及O2属非可燃物。

3.气体燃料也有天然的和人造的两种。

天然气属于天然燃料。

此中煤气中含大量的CH4，占99％以上，但从气井喷出的天然气含大量矿物杂质，须经净化后方可使用。

人造起铁燃料根据发热值不同可分为三类，其中发热值大于15072KJ/m3的称高热值煤气；

发热值为6280～15072KJ/m3的称为中值煤气；

发热值小于6280KJ/m3的称为低热值煤气。

天然气的发热值介于31400～62800KJ/m3，属于高热值煤气。

高炉煤气是炼铁过程中的副产品，非可燃物占63～70％，而CO仅25～31％，因此，发热值不高，只3559～4600KJ/m3。

具有毒性，使用时务必注意安全。

此外，它含有水蒸气和大量灰尘（一般要求高炉煤气含尘量应小于30mg/m3,经洗涤后高炉煤气的含尘量可降至5～20mg/m3）。

所以必须洗涤净化后方可使用。

煤气压力取决于高炉构造特点及操作制度，一般情况下，输送到烧结厂的煤气压力在2470～2940Pa水柱左右，温度在40℃以下。

高炉煤气成分与高炉所用的燃料种类、焦比、生铁品种及操作制度有关。

在一般情况下，用家谈冶炼时，其煤气成分常波动在表2-4所列的范围内。

表2－4高炉煤气成分波动范围

成分

CO2

CO

CH4

H2

N2

含量（％）

9.0～15.5

25～31

0.3～0.5

2.0～3.0

55～58

焦炉煤气是炼焦过程的副产品，可燃成分（H2、CO、CH4）占75％以上，故发热值量达13230～19180KJ/m3。

经清洗后焦炉煤气中焦油含量为0.005～0.002g/m3（煤气温度为25～30℃时）。

焦炉煤气成分波动范围见表2－5。

表2－5焦炉煤气成分范围

CmHn

O2

54-59

5.5-7

23-28

2-3

1.5-2.5

3-5

0.3-0.7

大型烧结厂一般多位于高炉和焦炉附近。

多采用混合煤气进行烧结点火，混合煤气时高炉煤气和焦炉煤气按照一定的比例混和而成。

其发热值取决于二者混和的比例。

一般发热值为5360～6700KJ/m3范围内。

我国部分钢铁企业所用的混和煤气的特性见表2-6。

表2－6混和煤气特性

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