鐵礦粉燒結(jié)生產(chǎn)工藝流程培訓(xùn)課程

1、鐵礦粉燒結(jié)生產(chǎn)工藝流程1.燒結(jié)的概念將各種粉狀含鐵原料，配入適量的燃料和熔劑，加入適量的水，經(jīng)混合和造球后在燒結(jié)設(shè)備上使物料發(fā)生一系列物理化學(xué)變化，將礦粉顆粒黏結(jié)成塊的過(guò)程。2. 燒結(jié)生產(chǎn)的工藝流程目前生產(chǎn)上廣泛采用帶式抽風(fēng)燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)燒結(jié)礦。燒結(jié)生產(chǎn)的工藝流程如圖24所示。主要包括燒結(jié)料的準(zhǔn)備，配料與混合，燒結(jié)和產(chǎn)品處理等工序。圖2-4 抽風(fēng)燒結(jié)工藝流程 燒結(jié)原料的準(zhǔn)備 含鐵原料含鐵量較高、粒度 28.6%為磁鐵礦；磁性率=28.6%14.3%為半假象赤鐵礦；磁性率 3.5）、褐鐵礦及鏡鐵礦都不能用磁性率來(lái)衡量。磁鐵礦結(jié)晶結(jié)構(gòu)很致密，所以它的還原性比其它鐵礦差。 、赤鐵礦石 主要的含鐵礦物為赤

2、鐵礦，化學(xué)式為Fe2O3，含鐵70%，含氧30%。它的結(jié)晶外形為片狀和板狀集合體，片狀表面有金屬光澤，明亮如鏡的叫鏡鐵礦；細(xì)小片狀的叫云母狀赤鐵礦；紅土狀赤鐵礦（鐵赭石）系紅色粉末，沒(méi)有光澤。此外還有膠體沉積形成的鮞狀、豆?fàn)詈湍I狀等集合體。結(jié)晶的赤鐵礦外表顏色為鋼灰色和鐵黑色，其它為暗紅色，但條痕色均為暗紅色。赤鐵礦的物理組織結(jié)構(gòu)相差很懸殊，由非常致密的結(jié)晶到很松散的粉末。結(jié)晶的赤鐵礦硬度達(dá)到5.56，土狀及粉狀則硬度很低，赤鐵礦的比重為4.85.3。在赤鐵礦中往往含有18%的殘余磁鐵礦以及部分風(fēng)化而生成的褐鐵礦，脈石常常為石英質(zhì)。一般含硫、磷低，因此可用來(lái)冶煉低磷貝氏鐵。赤鐵礦還原性好。 、

3、褐鐵礦石 主要含鐵礦物為含水的Fe2O3，它的化學(xué)組成可用mFe2O3 nH2O來(lái)表示。根據(jù)含結(jié)晶水的不同，褐鐵礦可分為以下五種類(lèi)型： 水赤鐵礦（2Fe2O3H2O）：含5.23%的結(jié)晶水，66.1%鐵；針鐵礦（Fe2O3H2O）：含10.11%的結(jié)晶水，62.9%鐵；褐鐵礦（2Fe2O33H2O）：含14.39%的結(jié)晶水，60.0%鐵；黃針鐵礦（Fe2O32H2O）：含18.37%的結(jié)晶水，57.2%鐵；黃赭石（2Fe2O33H2O）：含25.23%的結(jié)晶水，52.2%鐵。 自然界的褐鐵礦大部分以2Fe2O33H2O形態(tài)存在。褐鐵礦的密度為3.04.2克/厘米3，硬度14。由于褐鐵礦是其它鐵

4、礦風(fēng)化后生成的，所以質(zhì)地松軟、密度小、含水大。因此不宜直接入爐，必須經(jīng)過(guò)焙燒或造塊。自然界中褐鐵礦的富礦很少，一般含鐵3755%。由于褐鐵礦多存在于水成巖中，所以脈石多為可溶性的碳酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽等鹽類(lèi)溶解后留下的礦物，或者在礦床生成時(shí)從混濁狀沉積下來(lái)的泥土、鋁土礦等。因而褐鐵礦的硫、磷、砷等有害元素的含量一般較高。 、菱鐵礦石 主要含鐵礦物為菱鐵礦，其化學(xué)式為FeCO3。菱鐵礦含F(xiàn)e48.2%，F(xiàn)eO62.1%，CO237.9%。自然界中常見(jiàn)的一種是堅(jiān)硬的菱鐵礦，其外表顏色為帶黃褐色褐灰色，風(fēng)化后變?yōu)樯詈稚?。條痕色為灰色或帶黃色。玻璃光澤，密度為3.9克/厘米3，硬度為3.54。菱鐵礦露

5、出地表面部分，很容易風(fēng)化成褐鐵礦。在自然界中分布較廣的為粘土質(zhì)菱鐵礦，它是沉積于泥沙中的礦床，夾雜不少泥土與泥沙。有時(shí)還和泥碳狀的物質(zhì)共生而呈黑色。被稱(chēng)為碳質(zhì)鐵礦。菱鐵礦常夾雜有鎂、錳、鈣等碳酸鹽，這些碳酸鹽的結(jié)晶體都是同一類(lèi)型的菱面體。菱鐵礦石一般含鐵Fe3040%。經(jīng)過(guò)焙燒后，其含鐵量顯著增加，礦石也變得多孔，易破碎，其還原性也好。 2、錳礦石 錳礦石是用來(lái)制造錳燒結(jié)礦供高爐冶煉錳鐵得原料。有時(shí)在鐵礦燒結(jié)配料中加入少量錳礦粉，其目的使高爐爐渣的MnO含量達(dá)到610%，以降低爐渣的粘度，提高爐渣的流動(dòng)性。錳礦粉對(duì)于提高燒結(jié)的產(chǎn)量及質(zhì)量也是有利的。但錳礦的價(jià)格比較貴，因此在一般情況下燒結(jié)不配加

6、錳礦粉。自然界蘊(yùn)藏著很豐富的錳礦資源，但在目前技術(shù)條件下可供開(kāi)采的錳礦卻為數(shù)不多。主要有軟錳礦、硬錳礦、水錳礦、褐錳礦及菱錳礦。燒結(jié)物理化學(xué)過(guò)程燒結(jié)過(guò)程是許多物理化學(xué)變化的綜合過(guò)程。這個(gè)過(guò)程不僅錯(cuò)綜復(fù)雜，而且瞬息萬(wàn)變，在幾分鐘甚至幾秒鐘內(nèi)，燒結(jié)料就因強(qiáng)烈的熱交換而從70以下被加熱到12001400，與此同時(shí)，它還要從固相中產(chǎn)生液相，然后液相又被迅速冷卻而凝固。這些物理化學(xué)變化包括：1、燃料的燃燒和熱交換；2、水分的蒸發(fā)及冷凝；3、碳酸鹽的分解，燃料中揮發(fā)分的揮發(fā)；4、鐵礦物的氧化、還原與分解；5、硫化物的氧化和去除；6、固相間的反應(yīng)與液相生成；7、液相的冷卻凝結(jié)和燒結(jié)礦的再氧化等。 第一節(jié) 燃

7、料的燃燒和熱交換一、燒結(jié)礦生產(chǎn)使用的燃料 燒結(jié)生產(chǎn)使用的燃料分為點(diǎn)火燃料和燒結(jié)燃料兩種。 1、點(diǎn)火燃料 現(xiàn)在燒結(jié)使用的點(diǎn)火燃料有氣體燃料（高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣、發(fā)生爐煤氣和天然氣等）和液體燃料（重油）兩種，發(fā)生爐煤氣在這里不再介紹，因固體燃料已經(jīng)不再使用，在這里也不做介紹。 、氣體燃料： 、高爐煤氣高爐煤氣是高爐冶煉時(shí)的一種副產(chǎn)品。高爐每煉一噸生鐵可以獲得35004000米3的高爐煤氣。其成分隨冶煉時(shí)所采用的燃料種類(lèi)及高爐操作條件而不同。一般含有大量氮、二氧化碳等氣體（約占6370%）。因此，它的發(fā)熱量不高，約為8501100千卡/標(biāo)米3（其成分見(jiàn)表2-1），若不經(jīng)過(guò)預(yù)熱，高爐煤氣燃燒溫度達(dá)不到

8、1250，高爐煤氣中一般含塵量為5080毫克/米3，所以必須除塵后才能應(yīng)用。做為燒結(jié)點(diǎn)火用的煤氣含塵量不應(yīng)大于30毫克/米3，經(jīng)過(guò)除塵后高爐煤氣含塵量可以降至520毫克/米3，煤氣溫度在40以下。輸送到燒結(jié)廠的煤氣壓力一般為300毫米水柱左右。 表21 高爐煤氣成分成分CO2COCH4 H2N2發(fā)熱量千卡/米3范圍 %9.015.525310.30.52.03.055588501100、焦?fàn)t煤氣焦?fàn)t煤氣是煉焦過(guò)程產(chǎn)生的副產(chǎn)品。平均每噸干煤煉焦時(shí)可產(chǎn)生320米3的焦?fàn)t煤氣，約占全部產(chǎn)品的17.6%，經(jīng)過(guò)洗滌后的煤氣含焦油量為0.000.02克/標(biāo)米3，用于燒結(jié)的焦?fàn)t煤氣的發(fā)熱量為4000千卡/標(biāo)

9、米3左右（其成分見(jiàn)表2-2）。 表22 焦?fàn)t煤氣成分成分H2COCH4CO2N2O2發(fā)熱量千卡/米3范圍 %54595.57.023281.52.5350.31.731604580、天然氣天然氣是由地下開(kāi)采出來(lái)的可燃性氣體，它的發(fā)熱量很高可達(dá)80009000千卡/標(biāo)米3，主要可燃物質(zhì)是甲烷（CH4）（其成分見(jiàn)表2-3）。 表23 天然氣氣成分成分H2COCH4H2SH2N2O2發(fā)熱量千卡/米3范圍 %0.40.80.10.385950.90.40.81.55.00.20.380009000、液體燃料： 石油是天然的液體燃料，也稱(chēng)為原油。它基本上由炭、氫、氮、氧、硫五種元素組成。將石油加熱分餾后

10、，比重最大的殘留物就是重油。重油具有發(fā)熱值高（大于9000千卡/公斤）、粘性大等特點(diǎn)。呈黑褐色或綠褐色的粘稠液狀，比重約為0.90.96公斤/立升。重油的灰分含量非常低，一般不超過(guò)0.3%。重油按粘度不同，可分為20號(hào)、60號(hào)、200號(hào)幾種，重油粘度越大，含氫量越少，重油含的雜質(zhì)主要是少量的硫化物、氧化物、水分以及混入的機(jī)械雜質(zhì)。我國(guó)重油的含硫量都在1%以下，重油的著火點(diǎn)約為500600。 2、燒結(jié)燃料 燒結(jié)燃料主要指在料層內(nèi)燃燒的固體燃料，最常用的是碎焦粉粉末和無(wú)煙煤等。 、碎焦粉末焦碳是煉焦煤在隔絕空氣高溫加熱后的固體產(chǎn)物。碎焦粉末是高爐用的焦碳的篩下物，粒度一般小于25毫米。焦碳的質(zhì)量的好壞，主要從它的化學(xué)成分、物理機(jī)械性能、物理化學(xué)性質(zhì)幾方面來(lái)衡量。焦碳的化學(xué)成分通常以工業(yè)分析測(cè)得。主要有固定炭、灰分、揮發(fā)分和含硫量。焦碳的物理機(jī)械性能主要指機(jī)械強(qiáng)度（如耐磨性和抗沖擊強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度）及篩分粒度組成。焦碳的物理化學(xué)性質(zhì)是指其燃燒性和反應(yīng)性。燃燒性是指焦碳與氧在一定溫度下的反應(yīng)速度。反應(yīng)速度越快，燃燒反應(yīng)性越高，一般反應(yīng)性好的焦碳燃燒性也好。 、無(wú)煙煤隨著煤炭化的程度不同，煤中的揮發(fā)物含量的差別是很大的。炭化程度越高，它的揮發(fā)分含量也就越少。