第二章 铁矿石造块

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1、第二章铁矿粉造块AgglomerationofFineIronOre主要内容2.1铁矿粉造块的意义和作用2.2造块的基本理论2.3烧结过程的理论及工艺2.4球团过程的理论及工艺2.5人造富矿的质量检验及高炉炉料结构2.1铁矿粉造块的意义和作用造块(Agglomerate)：将细粒散料制成大块物料的工艺，是工业生产中常见的一种生产过程；炼铁工业造块意义重大规模巨大质量要求高主要方式：烧结、球团铁矿石造块的作用现代高炉(BlastFurnace)生产对原料(RawMaterials)提出更加严格的要求（精料方针）。天然富矿(Naturalrichore)少，富矿粉(Fineore)和

2、贫矿(Leanore)选矿后的精矿粉(Concentrates)粒度(size)细，不适合在填充床(Packedbed)中冶炼。通过造块工艺，可改善铁矿石的冶金性能(Metallurgicalproperties)。通过造块过程，可脱除某些杂质，如：S、P、K、Na等。造块过程可综合利用冶金企业产生的大量粉尘(FinesandDusts)和烟尘(Fluedusts)，扩大矿石资源。2.2造块的基础理论散粒物料聚结现象是颗粒间相互联结力与相互排斥力作用的结果；颗粒间固结力=联结力-排斥力2.3烧结过程的理论及工艺烧结发展概述1897年硫化铅矿1902年侧翻式烧1909年铁矿石烧结锅(sin

3、tering结锅专利烧结工艺专利pan)专利1911年基于带式烧结机1911年第一台铁矿石烧结的DL在德(Pallet-type/strand)的国的布鲁克钢铁公司诞生（6M2）铁烧结工艺专利1921年21M2烧结1936年75M2烧1952年烧结单机机投入运行结机投入运行面积增至90M21970年600M2烧1956年120M2烧结机在日本诞生结机投入运行烧结机生产现场照片国内发展状况我国第一台55M2烧结机我国第一台450M2烧结机建于20年代的鞍钢建于80年代的上海宝钢2.3.1烧结(Sintering)工艺概述2005年我国300m2以上烧结机在大型烧结机方面,2005年底我国已

4、投产的烧结机中,有19台300～495m2大型烧结机,面积达7211m2,平均单机面积380m2,其中“十五”期间,300m2以上烧结机增加了13台。目前，全国烧结机约400台，200m2以上的有40台烧结工艺参数现代烧结生产是一种抽风烧结(wind-drawingsintering)过程；料层高度(Sintermix/blendbedheight)为350－700mm；点火温度(Ignitiontemperature)为950－1200℃；抽风负压(Wind-drawingnegativepressure)为1000－1600mmHO柱；2烧结温度(Sinteringtemperatu

5、re)为1260－1350℃（1500℃）。烧结机台车(Pallet)纵向剖面示意图烧结过程沿料层高度的变化状况烧结矿层(Sinterorelayer)――上冷下热，约40－50mm为脆性层（T低、急冷）；燃烧层(Combustionlayer)――即烧结层(Sinteringlayer)，厚度约为15－50mm，温度为1100－1400℃，主要反应为燃烧反应；预热层(Preheatinglayer)――厚度为20－40mm，特点是热交换剧烈，废气温度快速下降，主要反应为水分蒸发、结晶水及石灰石分解、矿石氧化还原及固相反应；冷料层(Mix/Blendlayer)――即过湿层(wettin

6、glayer)，上层带入的水分由于温度低而凝结，过多的重力水使混合料小球被破坏，影响料层透气性(Permeability)；垫底料层(Hearthlayer)――为保护烧结机炉蓖子不因燃烧带下移而烧坏。2.3.2烧结过程主要反应燃烧反应(Combustion)分解反应(Decomposition)水分蒸发与冷凝反应(EvaporationandCondensation)还原与再氧化反应(ReductionandReoxidation)气化反应(Gasification)(1)燃烧反应为烧结过程提供热量和温度。C的完全燃烧占主导地位。700℃以上开始燃烧。局部区域可有还原性气氛。燃烧反应速

7、度决定燃烧带厚度。燃料粒度是决定烧结质量的重要因素(1-3mm)。C+O=CO（易）△G⊕=-395350-0.54T222C+O=2CO△G⊕=-228800-171.54T22CO+O=2CO（易）△G⊕=-561900+170.46T22C+CO=2CO△G⊕=166550-171.0T2实测烧结废气成分烧结废气中以CO2为主，少量的CO，以及一些自由氧和氮。燃烧比及其影响因素生产和研究中常用燃烧比来衡量烧结过程中的气氛和燃料