礦物加工溉論-燒結(jié)工藝

礦物加工溉論-燒結(jié)工藝第一頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一

燒結(jié)工藝3.1燒結(jié)工藝與分類

近代燒結(jié)生產(chǎn)是一種抽風(fēng)燒結(jié)過程，將混合料（鐵礦粉、燃料、熔劑及返礦）配以適量的水分，混合、制粒后，鋪在帶式燒結(jié)機(jī)的爐篦上，點(diǎn)火后用一定負(fù)壓抽風(fēng)，使燒結(jié)過程自上而下的進(jìn)行。燒結(jié)礦從燒結(jié)臺(tái)車上卸下，經(jīng)破碎、冷卻、整粒篩分，分出成品燒結(jié)礦、返礦和鋪底料。圖3-1所示為現(xiàn)行常用的燒結(jié)生產(chǎn)工藝流程。典型的燒結(jié)生產(chǎn)工藝流程可分為8個(gè)工序系統(tǒng)：第二頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一精礦，富礦粉溶劑燃料爐塵及軋鋼皮等鋼鐵廠循環(huán)物料破碎破碎篩分配料混合，制粒布料，鋪底點(diǎn)火水（蒸氣）燒結(jié)空氣降塵抽風(fēng)煙囪破碎篩分冷卻整粒燒結(jié)礦排入大氣冷返礦鋪底料粉塵熱返礦圖3-1燒結(jié)生產(chǎn)工藝流程第三頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一(1)受料工序系統(tǒng)。主要包括翻車機(jī)系統(tǒng)、受料槽、精礦倉庫、熔劑倉庫、消燃倉庫等，其任務(wù)是擔(dān)負(fù)進(jìn)廠原料的接受、運(yùn)輸和儲(chǔ)存。(2)原料準(zhǔn)備工序系統(tǒng)。包括含鐵原料的中和、燃料的破碎、熔劑的破碎和篩分，其任務(wù)是為配料工序準(zhǔn)備好符合生產(chǎn)要求的原料、熔劑和燃料。(3)配料工序系統(tǒng)。包括配料間的礦槽、圓盤給料機(jī)、稱量設(shè)施等；根據(jù)規(guī)定的燒結(jié)礦化學(xué)成分和使用的原料種類，通過計(jì)算，各原料按計(jì)算的質(zhì)量進(jìn)行給料，以保證混合料和燒結(jié)礦化學(xué)成分穩(wěn)定及燃料量的調(diào)整。(4)混合、制粒工序系統(tǒng)。主要包括一次混合、二次混合等工序，其任務(wù)是加水、潤(rùn)濕混合料，完成混合料混勻，成型過程，為燒結(jié)提供透氣性良好的制粒小球。

第四頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一(5)燒結(jié)工序系統(tǒng)。包括鋪底料、布料、點(diǎn)火、燒結(jié)等。主要任務(wù)是將混合料燒結(jié)成合格的燒結(jié)礦。(6)抽風(fēng)工序系統(tǒng)。包括風(fēng)箱、集塵管、除塵器、拍風(fēng)機(jī)、煙囪等。(7)成品處理工序系統(tǒng)。包括熱破碎、熱篩分、冷卻、冷破碎、冷篩分及成品運(yùn)輸系統(tǒng)。該工序的任務(wù)在于分出5～50mm的成品燒結(jié)礦，10～20mm鋪底料，小于5mm冷返礦。(8)環(huán)保除塵工序系統(tǒng)。主要是用電除塵器系統(tǒng)將燒結(jié)機(jī)尾部卸礦處、熱篩、冷卻、返礦及整粒系統(tǒng)各處揚(yáng)塵點(diǎn)的廢氣，經(jīng)過除塵器凈化后，廢氣排入大氣，粉塵經(jīng)過潤(rùn)濕后加入燒結(jié)混合料中再燒結(jié)，其任務(wù)是擔(dān)負(fù)燒結(jié)生產(chǎn)的環(huán)境保護(hù)。第五頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一燒結(jié)法按照燒結(jié)設(shè)備和供風(fēng)方式不同，大致可劃分為抽風(fēng)燒結(jié)法、鼓風(fēng)燒結(jié)法、煙氣燒結(jié)法三類，見圖3-2。燒結(jié)煙氣燒結(jié)抽風(fēng)燒結(jié)連續(xù)式間歇式帶式燒結(jié)機(jī)環(huán)式燒結(jié)機(jī)固定式燒結(jié)機(jī)移動(dòng)式燒結(jié)機(jī)回轉(zhuǎn)窯燒結(jié)懸浮燒結(jié)鼓風(fēng)燒結(jié)帶式燒結(jié)機(jī)燒結(jié)鍋平地吹圖3-2燒結(jié)法分類第六頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一國(guó)內(nèi)外鐵礦粉燒結(jié)生產(chǎn)中，廣泛采用連續(xù)帶式抽風(fēng)燒結(jié)機(jī)，它具有勞動(dòng)生產(chǎn)率高，原料適應(yīng)性強(qiáng)，機(jī)械化程度高，勞動(dòng)條件好，便于實(shí)現(xiàn)大型化和自動(dòng)化特點(diǎn)，見圖3-3。圖3-3連續(xù)帶式抽風(fēng)燒結(jié)機(jī)系統(tǒng)1．離心抽風(fēng)機(jī)；2．橋式起重機(jī)；3．機(jī)頭電收塵器；4．水封拉鏈機(jī)；5．帶式輸送機(jī)；6．燒結(jié)機(jī)；7．帶式布料器；8．點(diǎn)火器、保溫爐；9．圓輥給料機(jī)；10．冷風(fēng)吸入閥；11．單輥破碎機(jī)；12．熱礦振動(dòng)篩；13．鼓風(fēng)帶式冷卻機(jī)；14．板式給礦機(jī)；15．冷卻鼓風(fēng)機(jī)第七頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一

間歇式抽風(fēng)燒結(jié)機(jī)(盤)，具有投資省、建設(shè)快、易掌握的優(yōu)點(diǎn)，但其生產(chǎn)能力低，勞動(dòng)條件差，在我國(guó)一些地方的小型鋼鐵企業(yè)中仍繼續(xù)在發(fā)揮作用。鼓風(fēng)燒結(jié)法，其特點(diǎn)是爐篦不黏結(jié)且不易燒壞、動(dòng)力消耗少，風(fēng)機(jī)壽命長(zhǎng)，特別適合于有色金屬硫化礦燒結(jié)，但勞動(dòng)條件應(yīng)很好維護(hù)以防止SＯ2溢出。

燒結(jié)原料準(zhǔn)備與配料1.燒結(jié)原料準(zhǔn)備燒結(jié)原料數(shù)量大，品種繁多，粒度及化學(xué)性質(zhì)極不均一。為保證獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的燒結(jié)礦，精心準(zhǔn)備燒結(jié)原料是十分重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。原料準(zhǔn)備一般包括：接受、儲(chǔ)存、中和混勻、破碎、篩分等作業(yè)。圖3-4是鋼鐵企業(yè)原料廠平面布置示意。第八頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一圖3-4鋼鐵聯(lián)合企業(yè)原料廠工藝平面布置示意圖1．主原料碼頭；2．副原料碼頭；3．碼頭棧橋；4．取制樣系統(tǒng)；5．貯煤場(chǎng)；6．混勻配料槽；7．混勻場(chǎng)；8．汽車受料槽；9．二次貯礦場(chǎng)；10．一次貯礦場(chǎng)；11．整粒車間；12．原料控制中心；13．煉焦煤一次粉碎室；14．供料系統(tǒng)；15．用戶廠受料點(diǎn)；16．燒結(jié)礦外運(yùn)系統(tǒng)；17．石灰石、白云石焙燒第九頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一(1)原料接受、儲(chǔ)存及中和。根據(jù)燒結(jié)廠所用原料來源及生產(chǎn)規(guī)模的不同，原料接受方式大致分為四種：①處在沿海并主要使用進(jìn)口原料的大型燒結(jié)廠，其所需原料用大型專用貨輪運(yùn)輸。因此，應(yīng)有專門的卸料碼頭和大型、高效的卸料機(jī)，卸下的原料由皮帶機(jī)運(yùn)至原料場(chǎng)。卸料機(jī)一般為門式，有卷揚(yáng)滑車、繩索滑車、抓斗滑車和水平牽引式卸料車等。②距選礦廠較遠(yuǎn)的內(nèi)陸大型燒結(jié)廠，可采用翻車機(jī)接受精礦、富礦粉和塊狀石灰石等原料。③中型燒結(jié)廠（年產(chǎn)100萬～200萬噸燒結(jié)礦），可采用接受與儲(chǔ)存合用的原料倉庫。這種原料倉庫的一側(cè)，采用門形刮板、橋形抓斗式或鏈斗式卸料機(jī)，接受全部原料。如果原料數(shù)量品種較多時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況，采用受料槽接收數(shù)量少和易起灰的原料。第十頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一④小型燒結(jié)廠（年產(chǎn)20萬噸以下的燒結(jié)廠），對(duì)原料的接受可因地制宜，采用簡(jiǎn)便形式，如用電動(dòng)手扶拉鏟和地溝膠帶機(jī)聯(lián)合卸車，電耙造堆，原料棚貯存；或設(shè)適當(dāng)形式的容積配料槽，以解決原料接受與貯存問題。也可以在鐵路的一側(cè)挖一條深約2m的地溝，安裝皮帶機(jī)，用電動(dòng)手扶拉鏟直接將原料卸在皮帶機(jī)上，再轉(zhuǎn)運(yùn)到配料礦槽或小倉庫內(nèi)。來自冶金廠的高爐灰、軋鋼皮、碎焦及無煙煤、消石灰等輔助原料，以及少量的外來原料則用受料槽接收，受料槽的容積能滿足10h燒結(jié)用料量即可。受料槽常用螺旋卸料機(jī)卸料。生石灰可采用密封罐車或風(fēng)動(dòng)運(yùn)輸。第十一頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一(2)含鐵原料儲(chǔ)存、中和混勻。燒結(jié)廠用含鐵原料種類多、數(shù)量大、原料基地遠(yuǎn)且分散。為了保證燒結(jié)生產(chǎn)連續(xù)穩(wěn)定進(jìn)行，燒結(jié)廠都設(shè)有原料場(chǎng)或原料倉庫，儲(chǔ)存原料并進(jìn)行中和混勻。原料場(chǎng)的大小根據(jù)其生產(chǎn)規(guī)模、原料基地遠(yuǎn)近、運(yùn)輸條件及原料種類等因素決定。圖3-5所示為上海寶鋼原料場(chǎng)的堆存、中和混勻作業(yè)示意圖，它包括如下作業(yè)：圖3-5寶鋼原料場(chǎng)中和混勻示意圖1～8．配料槽；9、10．中和混勻礦堆場(chǎng)；11．入槽皮帶機(jī)系統(tǒng)；12．定量給料裝置；13、14．堆料機(jī)第十二頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一①設(shè)有一次堆料場(chǎng)。各種物料從原料碼頭卸下后，直接用皮帶運(yùn)往一次料場(chǎng)，按品種、成分不同分別堆放并初步混勻。②設(shè)有中和料槽。由取料機(jī)并通過皮帶運(yùn)輸機(jī)將一次料場(chǎng)中的各種原料送入中和料槽，起貯存、配料、控制送料量提高混勻作業(yè)的效果的作用。③設(shè)有混勻料場(chǎng)。通過配料槽進(jìn)行中和作業(yè)的混合料，送往混勻料場(chǎng)，由堆料機(jī)沿料場(chǎng)的長(zhǎng)度方向進(jìn)行平鋪堆積，堆積層數(shù)為25×81（堆料機(jī)單程行走次數(shù)×同時(shí)切出槽數(shù)）。然后沿料堆垂直面，用取樣機(jī)切取。料堆成對(duì)配制，一個(gè)在鋪堆時(shí)，另一堆取樣送燒結(jié)廠配礦槽。設(shè)置原料場(chǎng)，可以簡(jiǎn)化燒結(jié)廠的儲(chǔ)礦設(shè)施及給料系統(tǒng)，也取消了單品種料倉，使場(chǎng)地和設(shè)備的利用率得到改善。沒有原料場(chǎng)而采用原料倉庫的燒結(jié)廠，其中和作業(yè)則借助于移動(dòng)漏礦皮帶車和橋式起重機(jī)抓斗，將來料在指定地段逐層鋪放，當(dāng)鋪到一定高度后，再用抓斗自上而下垂直取樣，把中和料卸入料斗送往配料室，見圖3-6。第十三頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一圖3-6原料倉庫平鋪截取示意圖1．漏礦皮帶；2．橋式吊車；3．抓斗；4．中和料堆；5．卸料斗；6．運(yùn)輸皮帶第十四頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一(3)熔劑和燃料的破碎、篩分。燒結(jié)生產(chǎn)對(duì)熔劑和燃料的粒度都有嚴(yán)格要求，一般要求3～0mm的含量應(yīng)大于85％，而入廠的熔劑和燃料粒度上限大于40mm，所以都需要在燒結(jié)廠內(nèi)進(jìn)行破碎與篩分，有關(guān)破碎與篩分的流程與設(shè)備詳見第2章。①熔劑的破碎與篩分。燒結(jié)廠常用石灰石、白云石均需破碎，常用的兩種破碎工藝流程為：(a)一段破碎與檢查篩分組成閉路流程，篩下為合格產(chǎn)品，篩上物返回與原礦一起破碎；(b)設(shè)預(yù)先篩分與破碎組成閉路流程，原礦首先經(jīng)過預(yù)先篩分分出合格的細(xì)粒級(jí)，篩上物進(jìn)入破碎機(jī)破碎后返回與原礦一起進(jìn)行篩分。目前燒結(jié)廠多采用(a)流程破碎熔劑。我國(guó)燒結(jié)廠的石灰石破碎大多在廠內(nèi)進(jìn)行，日本、美國(guó)和法國(guó)等國(guó)則多在礦山進(jìn)行，破碎后的石灰石轉(zhuǎn)運(yùn)燒結(jié)廠料場(chǎng)。第十五頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一②燃料的破碎與篩分。燒結(jié)廠所用的固體燃料有碎焦和無煙煤，其破碎流程是根據(jù)進(jìn)廠燃料粒度和性質(zhì)來確定的。當(dāng)粒度小于25mm時(shí)可采用一段四輥破碎機(jī)開路破碎流程，如果粒度大于25mm，應(yīng)考慮兩段開路破碎流程。我國(guó)燒結(jié)用煤或焦粉的來料都含有相當(dāng)高的水分（大于10％），采用篩分作業(yè)時(shí)，篩孔易堵，降低篩分效率。因此，固體燃料破碎多不設(shè)篩分。四輥破碎機(jī)是破碎燃料的常用設(shè)備。當(dāng)給料粒度小于25mm時(shí)，能一次破碎到3mm以下，無需進(jìn)行檢查篩分。當(dāng)給料粒度大于25mm時(shí)，常用對(duì)輥破碎機(jī)作粗碎設(shè)備，把固體燃料破碎到15mm后，再進(jìn)入四輥破碎機(jī)碎至小于3mm。寶鋼燒結(jié)用固體燃料為干熄焦，其含水低，不堵篩孔。破碎采用設(shè)有預(yù)先篩分和檢查篩分的兩段破碎流程。第一段由反擊式破碎機(jī)與篩子組成閉路；第二段采用棒磨機(jī)，可減少過粉碎，但勞動(dòng)條件較差。第十六頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一2.配料(1)配料的目的和要求。燒結(jié)廠處理的原料種類繁多，且物理化學(xué)性質(zhì)差異也甚大。為使燒結(jié)礦的物理性能和化學(xué)成分穩(wěn)定，符合冶煉要求，同時(shí)使燒結(jié)料具有良好透氣性以獲得較高的燒結(jié)生產(chǎn)率，必須把不同成分的含鐵原料、熔劑和燃料等，根據(jù)燒結(jié)過程的要求和燒結(jié)礦質(zhì)量的要求進(jìn)行精確的配料。

第十七頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一燒結(jié)生產(chǎn)實(shí)踐證明，配料發(fā)生偏差是影響燒結(jié)過程正常進(jìn)行和燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量的重要因素。固體燃料配入量波動(dòng)±0．2％，會(huì)使燒結(jié)礦的強(qiáng)度和還原性受到影響，燒結(jié)礦的含鐵量和堿度波動(dòng)就會(huì)影響高爐爐溫和造渣制度，嚴(yán)重時(shí)，會(huì)引發(fā)高爐懸料、崩料現(xiàn)象。因此各國(guó)都非常重視燒結(jié)礦化學(xué)成分的穩(wěn)定性。我國(guó)要求TFe±0.5%~0.1%，CaO/SiO2±0.05～0.10；日本要求TFe±0.3％~0.4％，CaO/SiO2±0.03，F(xiàn)eO±0.1%，SiO2±0.2%。首先根據(jù)冶煉對(duì)燒結(jié)礦化學(xué)成分的要求進(jìn)行配料計(jì)算，以保證燒結(jié)礦的含鐵量、堿度、S含量、FeO等主要成分控制在規(guī)定范圍內(nèi)，然后選擇適當(dāng)?shù)呐淞戏椒ㄐ湓O(shè)備，以保證配料的精確性。第十八頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一(2)配料方法。配料的精確性在很大程度上取決于所采用的配料方法。目前有兩種配料方法，即容積配料法和質(zhì)量配料法。①容積配料。假設(shè)物料堆積密度一定的情況下，借助于給料設(shè)備控制其容積達(dá)到配料所要求的添加比例。為了增加其精確性，經(jīng)常輔助以質(zhì)量檢查。該法的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，因此我國(guó)曾有不少燒結(jié)廠采用此法。但由于物料的堆積密度隨粒度和濕度等因素的變化而發(fā)生波動(dòng)，致使配料產(chǎn)生較大誤差。為了提高容積配料的準(zhǔn)確度，各燒結(jié)廠采取許多措施，如安裝給料圓盤的中心與料倉中心應(yīng)相吻合；保持料倉的料位在一定高度，且物料應(yīng)均勻分布，嚴(yán)格控制物料粒度和水分波動(dòng)等，基本上可滿足燒結(jié)生產(chǎn)的要求。第十九頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一由于容積配料法是靠入工調(diào)節(jié)圓盤給料機(jī)閘門開口度的大小來控制料量的、準(zhǔn)確度差，且調(diào)整時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)配料精確度影響大，質(zhì)量檢查的勞動(dòng)強(qiáng)度亦相當(dāng)大，難于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)配料。因此在質(zhì)量嚴(yán)格管理的今天，此種配料方法已不能適應(yīng)技術(shù)進(jìn)步和形勢(shì)發(fā)展的要求。②質(zhì)量配料法。是按原料的質(zhì)量來配料，它借助于電子皮帶秤和調(diào)速圓盤，通過自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。圖3-7為質(zhì)量配料系統(tǒng)控制圖，由電子皮帶秤給出稱量皮帶的瞬時(shí)料量信號(hào)，信號(hào)輸入圓盤調(diào)整系統(tǒng)，調(diào)節(jié)部分根據(jù)給定值和電子皮帶秤測(cè)量值的偏差，通過自動(dòng)調(diào)節(jié)圓盤轉(zhuǎn)速以達(dá)到給定的料量。與容積配料比較，質(zhì)量法易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)配料，精確度高。生產(chǎn)實(shí)踐證明，當(dāng)負(fù)荷50％時(shí)，質(zhì)量配料法精確度為1.0％，而容積配料法為5％。我國(guó)近期新建的大型廠多采用質(zhì)量配料法。第二十頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一

調(diào)節(jié)部分給定值偏差操作部分控制部分（圓盤給料機(jī)）（圓盤電機(jī)）調(diào)節(jié)器操作量外擾ItAI測(cè)量值I檢出部分（電子皮帶秤）控制量Qt圖3-7質(zhì)量配料系統(tǒng)方塊圖目前國(guó)外已有按化學(xué)成分配料法，此法是用X射線熒光分析儀對(duì)原料進(jìn)行化學(xué)成分分析，根據(jù)化學(xué)成分確定各種物料的最佳配比。第二十一頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一燒結(jié)料的混合與制粒

混合作業(yè)的目的有二，一是將配合料中的各組分仔細(xì)混勻，從而得到質(zhì)量較均勻的燒結(jié)礦；二是加水潤(rùn)濕和制粒，得到粒度適宜，具有良好透氣性的燒結(jié)混合料?；旌献鳂I(yè)一般采用兩段式混合。兩段混合是將配合料依次在兩臺(tái)設(shè)備上進(jìn)行。一次混合的主要任務(wù)是加水潤(rùn)濕和混勻，使混合料中的水分、粒度及物料中各組分均勻分布，當(dāng)加入熱返礦時(shí)，它還可以將混合料預(yù)熱。二次混合除有繼續(xù)混勻的作用外，主要任務(wù)是制粒，同時(shí)還可通入蒸氣預(yù)熱混合料。加強(qiáng)混合過程中的制粒，使細(xì)粒物料黏附在該粒子上，形成粒度大小一定的粒子，可改善燒結(jié)料層的透氣性，獲得較高的燒結(jié)生產(chǎn)率?；旌献鳂I(yè)大都采用圓筒混合機(jī)，圖3-8是二次混合室圓筒混合機(jī)配置示意圖。第二十二頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一圖3-8二次混合室圓筒混合機(jī)配置示意圖（尺寸單位：mm，高程單位：m）1．進(jìn)料皮帶；2．圓筒；3．偏車第二十三頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一2．影響混合料制粒的因素(1)原料的性質(zhì)。對(duì)燒結(jié)料混合制粒過程有影響是礦物的潤(rùn)濕性、粒度與粒度組成和顆粒的形狀等。在混合制粒過程中，依靠顆粒間的毛細(xì)水作用，使粒子相互聚集成小球，易潤(rùn)濕的礦物在顆粒間形成的毛細(xì)力強(qiáng)、制粒性能好。鐵礦物的制粒性能依次是褐鐵礦、赤鐵礦、磁鐵礦，含泥質(zhì)的鐵礦物易成球。對(duì)燒結(jié)混合料制粒小球的結(jié)構(gòu)研究表明，球粒一般是由核顆粒和黏附細(xì)粒組成，稱之為“準(zhǔn)顆?！薄！皽?zhǔn)顆粒”的形成條件與粒度組成有密切關(guān)系。早期的研究是以小于0.2mm顆粒作為黏附細(xì)粒，大于0.7mm作為核顆粒。理想的為1～3mm作核，0.25～1.0mm的中間顆粒難于粒化，越少越好。對(duì)于鐵精礦燒結(jié)，配加一定數(shù)量的返礦作核顆粒，要求返礦粒度上限最好控制在5～6mm以下。此外，在粒度相同的情況下，多棱角和形狀不規(guī)則的顆料比球形表面光滑的顆粒易成球，且制粒小球的強(qiáng)度高。第二十四頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一(2)加水量及加水方式。添加到混合料中的水量對(duì)混合料成球及透氣性有很大影響，不同混合料適宜加水量也不一樣。圖3-9是有效制粒水與混合料制粒礦物資源加工技術(shù)與設(shè)備后的平均粒徑、透氣性之間關(guān)系。兩種不同的鐵精礦在這一制粒區(qū)呈現(xiàn)相同規(guī)律，確立了有效制粒水與制粒過程的關(guān)系，其制粒效果是受水的添加量制約的。圖3-9制粒水與粒度、透氣性關(guān)系第二十五頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一研究表明，細(xì)粒粉狀物料的制粒，是從粒子被水潤(rùn)濕并形成足夠的毛細(xì)力后才開始的。水對(duì)燒結(jié)混合料制粒過程的作用可區(qū)分為三個(gè)階段。在低水量區(qū)（Ⅰ），由于添加水被粒子表面吸附，還未能形成一定的毛細(xì)力，也就不可能有足夠力使散狀物料聚集成球粒。燒結(jié)料層透氣性停留在低水平上，燒結(jié)過程無法進(jìn)行。隨著水量增加，粒子間開始充填毛細(xì)水，在毛細(xì)力作用下，細(xì)粒粉末開始黏附在核粒子上形成黏附層，并不斷長(zhǎng)大形成準(zhǔn)顆粒。這為制粒區(qū)（Ⅱ），制粒區(qū)所需水量為有效制粒水(混合料總水分去除吸濕水后的剩余部分)。燒結(jié)混合料制粒在很大程度上受有效水影響。當(dāng)水量繼續(xù)增加時(shí)，過剩的水填滿小球粒之間的孔隙，小球粒將會(huì)發(fā)生變形和兼并，使料層孔隙率下降，透氣性惡化，這是燒結(jié)不希望的過濕區(qū)（Ⅲ）。第二十六頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一加水方式是提高制粒效果的重要措施之一。一次混合的目的在于混勻，應(yīng)在沿混合機(jī)長(zhǎng)度方向均勻加水，加水量占總水量的80％～90％。二次混合的主要作用是強(qiáng)化制粒、加水量?jī)H為10％～20％。分段加水法能有效提高二次混合作業(yè)的制粒效果，通常在給料端用噴射流水，使形成小球核，繼而用高壓霧狀水，加速小球長(zhǎng)大，距排料端1m左右停止加水，小球粒緊密、堅(jiān)固。前蘇聯(lián)南方采選公司二次混合采用分段加水后，混合料小于1.6mm，降低了17％，透氣性提高了15％。某些燒結(jié)廠混合機(jī)的加水管改成漸開式，給水時(shí)采用高壓空氣，改善水的霧化，提高了制粒效果。(3)混合時(shí)間。為了保證燒結(jié)料的混勻和制粒效果，混合過程應(yīng)有足夠的時(shí)間。20世紀(jì)70年代初以前，世界各國(guó)的混合制粒時(shí)間大部分為2.5～3.5min，即一次混合1min，二次混合1.5～2.5min。國(guó)外最近新建廠則大都把混合時(shí)間延長(zhǎng)至4.5-5min或更長(zhǎng)，生產(chǎn)實(shí)踐證明混合制粒時(shí)間在5min之前效果最明顯。但日本釜石廠的混合時(shí)間長(zhǎng)達(dá)9min。第二十七頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一混合作業(yè)大都采用圓筒混合機(jī)，其混合時(shí)間可按式(3-1)計(jì)算。

式中：t為混合時(shí)間，min；L為混合機(jī)長(zhǎng)度，m；為料流速度，m/s，。代入則得

式中：R為圓筒混合機(jī)半徑，m；n行為圓筒混合機(jī)轉(zhuǎn)速，r／min；為圓筒混合機(jī)傾角。由式(3-2)可以看出，混合時(shí)間與混合機(jī)長(zhǎng)度、轉(zhuǎn)速和傾角有關(guān)。增加混合機(jī)的長(zhǎng)度，無疑可延長(zhǎng)混合制粒時(shí)間，有利于混勻和制粒。與燒結(jié)機(jī)大型化配套，目前圓筒混合機(jī)也向大型化發(fā)展，直徑已達(dá)4～5m，長(zhǎng)度為21～26m不等?；旌蠙C(jī)轉(zhuǎn)速?zèng)Q定著物料在圓筒內(nèi)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。計(jì)算表明，混合機(jī)的臨界轉(zhuǎn)速為第二十八頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一(4)混合機(jī)的充填率。充填率是以混合料在圓筒中所占體積來表示。充填率過小時(shí)，產(chǎn)量低，且物料相互間作用力小，對(duì)混勻制粒不利，充填率過大，在混合時(shí)間不變時(shí)，能提高產(chǎn)量，但由于料層增厚，物料運(yùn)動(dòng)受到限制和破壞，對(duì)混勻制粒也不利。一般認(rèn)為一次混合機(jī)的充填率為15％左右，而二次混合比一次混合的充填率要低些。(5)添加物。生產(chǎn)實(shí)踐表明，往燒結(jié)料中添加生石灰、消石灰、皂土等，能有效提高燒結(jié)混合料的制粒效果，改善料層透氣性。此外，近期國(guó)內(nèi)外研究有機(jī)添加物應(yīng)用于強(qiáng)化燒結(jié)混合料制粒也取得明顯效果，包括腐殖酸類、聚丙烯酸酯類、甲基纖維素類等。。一次混合機(jī)轉(zhuǎn)速為臨界轉(zhuǎn)速0.2～0.3倍；二次混合機(jī)轉(zhuǎn)速為臨界轉(zhuǎn)速的0.25～0.35倍?；旌蠙C(jī)的傾角決定著物料在機(jī)內(nèi)停留時(shí)間，一次混合機(jī)其傾角在2.5。～4。之間，二次混合機(jī)傾角應(yīng)不大于2.5。。第二十九頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一混合料燒結(jié)燒結(jié)作業(yè)是燒結(jié)生產(chǎn)工藝的中心環(huán)節(jié)，是檢驗(yàn)并反映上述工藝質(zhì)量的一個(gè)工序，也是燒結(jié)生產(chǎn)最終產(chǎn)品的工序。圖3-10為帶式燒結(jié)機(jī)和點(diǎn)火器。圖3-10帶式燒結(jié)機(jī)和點(diǎn)火器第三十頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一采用帶式燒結(jié)機(jī)抽風(fēng)燒結(jié)時(shí)，其工作過程如下：當(dāng)空臺(tái)車運(yùn)行到燒結(jié)機(jī)頭部的布料機(jī)下面時(shí)，鋪底料和燒結(jié)混合料依次裝在臺(tái)車上，經(jīng)過點(diǎn)火器時(shí)混合料中的固體燃料被點(diǎn)燃，與此同時(shí)，臺(tái)車下部的真空室開始抽風(fēng)，使燒結(jié)過程自上而下地進(jìn)行，控制臺(tái)車速度，保證臺(tái)車到達(dá)機(jī)尾時(shí)，全部料都已燒結(jié)完畢，粉狀物料變成塊狀的燒結(jié)礦。當(dāng)臺(tái)車從機(jī)尾進(jìn)入彎道時(shí)，燒結(jié)礦被卸下來。空臺(tái)車靠自重或尾部星輪驅(qū)動(dòng)，沿下軌道回到燒結(jié)機(jī)頭部，在頭部星輪作用下，空臺(tái)車被提升到上部軌道，又重復(fù)布料、點(diǎn)火、燒結(jié)、卸礦工藝環(huán)節(jié)。1.布料(1)鋪底料。首先往燒結(jié)臺(tái)車的鏈條上鋪上一層10～25mm的燒結(jié)礦作鋪底料，其厚度約30mm。然后再在其上布燒結(jié)混合料。表3-1所列指標(biāo)表明，采用鋪底料工藝，燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)提高，且質(zhì)量也有所改善。第三十一頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一條件利用系數(shù)/[t(m2·h)]混合料中+2.5mm含量/%(二混后)熱返礦中－3mm含量/%轉(zhuǎn)鼓指數(shù)(+3mm)/%燒結(jié)礦篩分指數(shù)/%返礦殘?zhí)?%有鋪底料1.20~1.4047.08.73809.100.95無鋪底料1.14~1.2236.547.077~7911.930.28表3-1有鋪底料與無鋪底科主要燒結(jié)技術(shù)指標(biāo)第三十二頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一鋪底料的主要作用有：①可防止燒結(jié)時(shí)燃燒帶的高溫與篦條直接接觸，保護(hù)篦條延長(zhǎng)使用壽命，而且還可以防止燒結(jié)礦粘篦條、減少散料改善環(huán)境；②有過濾層作用，可防止細(xì)粒粉進(jìn)入煙道氣，減少煙氣中的灰塵含量，可延長(zhǎng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子使用壽命；③保持有效抽風(fēng)面積，使氣流分布均勻，改善燒結(jié)過程的真空制度。(2)燒結(jié)料布料。燒結(jié)混合料布在鋪底料的上面，布料時(shí)要求燒結(jié)混合料的粒度、化學(xué)組成及水等沿臺(tái)車寬度均勻分布，料面平整，并保持料層具有均一的良好的透氣性；另一方面，燒結(jié)混合料的粒度較粗，在1～10mm之間，對(duì)于燒結(jié)過程而言，布料時(shí)產(chǎn)生一定的偏折是有好處的，即沿料層高度其粒度自上而下逐漸變粗，碳的分布自上而下減少，可改善料層的氣體動(dòng)力學(xué)特性和熱制度，提高燒結(jié)礦質(zhì)量。第三十三頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一布料的好壞，在很大程度上取決于布料裝置。典型的燒結(jié)機(jī)布料系統(tǒng)是由圓輥布料機(jī)和反射板經(jīng)由下料溜槽組成（圖3-11）。由圓輥布料機(jī)將下礦漏斗的燒結(jié)混合料給到反射板下礦溜槽后進(jìn)入臺(tái)車上。給料量通過調(diào)節(jié)閘門和圓輥轉(zhuǎn)速，粒度偏析主要取決于溜槽傾角，故溜槽傾角是可調(diào)的。圖3-11燒結(jié)布料裝置（尺寸單位：mm）第三十四頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一近年來，國(guó)外許多燒結(jié)廠對(duì)布料技術(shù)進(jìn)行了不少改進(jìn)，使其滿足布料的填充密度及料層結(jié)構(gòu)的合理性、穩(wěn)定性和化學(xué)成分的均勻性。日本新日鐵公司在生產(chǎn)上采用兩套新型布料裝置。一是該公司君津和廣煙廠的條篩和溜槽布料裝置，條篩上的棒條橫跨燒結(jié)機(jī)整個(gè)寬度，混合料的粗粒從棒條上通過，然后落向篦條，從而形成上細(xì)下粗的偏析；另一種是八幡廠的格篩式布料裝置（IFF），篩棒自起點(diǎn)成三層散開，棒間距離逐漸增大，每條篩棒各自作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以防止物料堆積在篩面上。這種首先是較大粗顆粒落在篦條上，隨后布料的粒度就愈來愈小。第三十五頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一為了改善料層透氣性，國(guó)內(nèi)外一些燒結(jié)廠采用松料措施，比較普遍的在反射板下邊，在料中部的位置上沿水平方向安裝一排或多排由30～40mm鋼管，稱之為“透氣棒”。鋼管間距離為150～200mm，鋪料時(shí)鋼管被埋上，當(dāng)臺(tái)車離開布料器時(shí)，那些透氣棒原來所占的空間被騰空，料層形成一排排透氣孔帶，改善料層透氣性。圖3-12是裝有透氣棒的神戶加古川燒結(jié)廠布料系統(tǒng)設(shè)備示意圖。圖3-12安裝透氣棒的布料裝置第三十六頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一在我國(guó)自1979年烏魯木齊鋼鐵廠成功使用這一技術(shù)后，首鋼、西林鋼鐵廠、梅山冶金公司、寶鋼等燒結(jié)廠先后使用了水平松料器，均取了使料層升高、產(chǎn)量提高能耗下降的良好效果。如西林鋼鐵廠，料高從250mm增加到320mm，利用系數(shù)從1.12提高到1.35t／(m2·h)，燃料耗下降了5kg/t燒結(jié)礦。寶鋼應(yīng)用后，產(chǎn)量增加3.8%，轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度提高了2.3%，焦粉降低了1.04kg/t燒結(jié)礦。第三十七頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一2.燒結(jié)點(diǎn)火與保溫(1)點(diǎn)火目的與要求。點(diǎn)火的目的是供給混合料表層以足夠的熱量，使其中的固體燃料著火燃燒，同時(shí)使表層混合料在點(diǎn)火器內(nèi)的高溫?zé)煔庾饔孟赂稍?、脫碳和燒結(jié)，并借助于抽風(fēng)使燒結(jié)過程自上而下進(jìn)行。點(diǎn)火好壞直接影響燒結(jié)過程的正常進(jìn)行和燒結(jié)礦質(zhì)量。為此，燒結(jié)點(diǎn)火應(yīng)滿足如下要求：有足夠高的點(diǎn)火溫度；有一定的點(diǎn)火時(shí)間；適宜的點(diǎn)火負(fù)壓；點(diǎn)火煙氣中氧含量充足；沿臺(tái)車寬度方向點(diǎn)火要均勻。(2)影響點(diǎn)火過程的主要因素。主要有以下3方面的影響。①點(diǎn)火時(shí)間與點(diǎn)火溫度的影響。為了點(diǎn)燃混合料中的碳，必須將混合中的碳加熱到其燃點(diǎn)以上，因此點(diǎn)火火焰必須向碳提供足夠的熱量。

第三十八頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一對(duì)點(diǎn)火溫度與點(diǎn)火時(shí)間關(guān)系的研究曲線表明，點(diǎn)火溫度一定時(shí)，相應(yīng)的點(diǎn)火時(shí)間也有一個(gè)定值，才能確保表層燒結(jié)料有足夠熱量使燒結(jié)過程正常進(jìn)行。延長(zhǎng)點(diǎn)火時(shí)間，雖然可使燒結(jié)料得到更多熱量，這對(duì)提高表層燒結(jié)礦的強(qiáng)度和成品率有利，但同時(shí)也會(huì)增加點(diǎn)火燃料消耗。這種辦法對(duì)料層較薄時(shí)有一定的積極作用，現(xiàn)在燒結(jié)料層高度有了很大提高，表層燒結(jié)礦所占整個(gè)燒結(jié)料層的比例很小。因此，采用延長(zhǎng)點(diǎn)火時(shí)間和增設(shè)保溫段來改善燒結(jié)礦質(zhì)量的方法也就不那么重要了。若提高點(diǎn)火溫度，點(diǎn)火時(shí)間可相應(yīng)縮短，目前國(guó)內(nèi)外研制的許多新型點(diǎn)火器，都是采用集中火焰點(diǎn)火，可以有效地使表層混合料在較短時(shí)間內(nèi)獲得足夠熱量，而且還可以降低點(diǎn)火燃耗。②點(diǎn)火強(qiáng)度的影響。所謂點(diǎn)火強(qiáng)度是指單位面積上的混合料在點(diǎn)火過程中所需供給的熱量或燃燒的煤氣量。第三十九頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一③煙氣含氧量的影響。煙氣中含有足夠的氧可保證混合料表層的固體燃料充分燃燒，這不但可以提高燃料利用率，而且也可提高表層燒結(jié)的質(zhì)量。假若煙氣中的含氧量不足，固體燃料燃燒推遲，一方面會(huì)使表層供熱不足，另一方面會(huì)影響垂直燒結(jié)速度，產(chǎn)量下降。根據(jù)前蘇聯(lián)經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)點(diǎn)火煙氣中的氧含量為13%時(shí)，固體燃料的利用率與混合料在大氣中燒結(jié)時(shí)相同。在氧含量為3％～13％的范圍內(nèi)，點(diǎn)火煙氣增加1％的氧，燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)提高0.5％，燃料消耗降低0.3kg/t燒結(jié)礦。根據(jù)φ·卡帕林的計(jì)算不同固體燃料單耗的條件下，碳完全燃燒所需的點(diǎn)火煙氣中最低氧含量時(shí)表明，當(dāng)燃料單耗40kg/t燒結(jié)礦和成品率為67％時(shí)，最低氧含量為8.1％，當(dāng)燃料單耗為67kg/t燒結(jié)礦和成品率為60％時(shí)，點(diǎn)火煙氣中的氧含量不應(yīng)低于12.2％。提高點(diǎn)火煙氣中的氧含量的主要措施是：

第四十頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一這不但可節(jié)省燃料，而且也是提高煙氣氧濃度的方法。前蘇聯(lián)的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)表明，利用300℃的冷卻機(jī)廢氣助燃點(diǎn)火，可提高氧含量2%，并可減少天然氣或焦?fàn)t煤氣17%，高爐煤氣6.6%，降低固體燃耗0.5~0.7kJ/t燒結(jié)礦，同時(shí)增產(chǎn)0.6%~0.8%。利用預(yù)熱空氣助燃

增加燃燒時(shí)的過?？諝饬?/p>

第四十一頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一采用富氧空氣點(diǎn)火無論對(duì)高熱值煤氣或熱值較低的煤氣，富氧點(diǎn)火都是提高煙氣氧含量的重要措施，點(diǎn)火煙氣中含氧量增加到9％～10％，氧消耗為3.5m3/t燒結(jié)礦，燒結(jié)礦生產(chǎn)率可提高2.5％～4.5％，固體燃耗可降低10kJ/t燒結(jié)礦。但是采用富氧空氣費(fèi)用高，而且氧氣供應(yīng)困難。(3)點(diǎn)火技術(shù)的改進(jìn)。我國(guó)采用厚料層燒結(jié)工藝，20世紀(jì)50年代所建的燒結(jié)機(jī)點(diǎn)火器大都使用DW—I環(huán)縫低壓渦流燒嘴，已不能適應(yīng)了。自20世紀(jì)70年代后期著手新型點(diǎn)火器研究，點(diǎn)火燃耗大幅度降低。點(diǎn)火耗燃從20世紀(jì)70年代中期每噸燒結(jié)礦消耗的418.7MJ，到1985年全國(guó)重點(diǎn)企業(yè)已降至242.8MJ。1990年為164MJ，武鋼90m2燒結(jié)機(jī)的點(diǎn)火燃耗僅為56MJ。而國(guó)外的先進(jìn)水平每噸燒結(jié)礦的燃料單耗已降至40MJ以下。日本千葉廠使用線式燒嘴后又創(chuàng)造了點(diǎn)火燃耗12.5MJ的先進(jìn)水平。

第四十二頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一近年來國(guó)內(nèi)外燒結(jié)點(diǎn)火技術(shù)進(jìn)步表現(xiàn)在：采用高效低燃耗的點(diǎn)火器、選擇合理的點(diǎn)火參數(shù)、合理組織燃料燃燒。高效低燃耗點(diǎn)火器的特點(diǎn)：①采用集中火焰直接點(diǎn)火技術(shù)，縮短點(diǎn)火器長(zhǎng)度，降低點(diǎn)火強(qiáng)度，通常為29～58.6MJ/(m2·min)；②使用高效率的燒嘴，縮短火焰長(zhǎng)度，降低爐膛高度(400～500mm)，點(diǎn)火器容積縮小，熱損失減少；③降低點(diǎn)火風(fēng)箱的負(fù)壓，避免冷空氣吸入，沿臺(tái)車寬度方向的溫度分布更加均勻。第四十三頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一(4)各種新型點(diǎn)火燒嘴，下面介紹常用的5種燒嘴。①川崎線形多孔式燒嘴。燒嘴結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖3-13所示，屬擴(kuò)散燃燒型燒嘴。它實(shí)際上是一根雙層套管，內(nèi)管送煤氣，外管送空氣，管套上有幾百個(gè)直徑小于l0mm的噴口，沿臺(tái)車寬度方向成直線排列?？諝馀c煤氣成射流狀直角相交，燃燒效率高，火焰長(zhǎng)度為400mm，每噸燒結(jié)礦的點(diǎn)火燃耗已降至18~25MJ。②住友多縫式燒嘴。燒嘴結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖3-14所示。為兩段燃燒多噴口擴(kuò)散型燒嘴，助燃空氣分一次和二次，空氣與煤氣比可在0.6~3.0之間變動(dòng)，火焰長(zhǎng)度為可調(diào)節(jié)的連續(xù)扁平火焰，火焰長(zhǎng)度400mm，燒嘴縫寬度大于4.5mm，司防止堵塞。燃燒效率高，每噸燒結(jié)礦點(diǎn)火燃耗已降至20~28MJ。圖3-13川崎線形多孔式燒嘴第四十四頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一圖3-14住友多縫式燒嘴③新日鐵面燃燒式燒嘴。標(biāo)準(zhǔn)型面燃燒式燒嘴結(jié)構(gòu)見圖8-23，它屬預(yù)混式燒嘴，燒嘴由預(yù)混器和透氣性面板組成。焦?fàn)t煤氣與空氣預(yù)先在混合器內(nèi)混合、均壓，混合氣流經(jīng)燒嘴和三維交叉的多孔燃燒面板（用陶瓷或合金制作，孔隙率90％，孔徑為1.8mm）。噴口呈縫隙狀，間隙為6mm，火焰成帶狀，并在臺(tái)車料面上均勻分布，火焰短，燃燒效率高，每噸燒結(jié)礦的點(diǎn)火燃耗已降至9~15MJ。第四十五頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一④多縫式混合型燒嘴。我國(guó)的點(diǎn)火技術(shù)借鑒日本先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，研制了許多節(jié)能型的點(diǎn)火器，比較有代表性的是混合型燒嘴和幕簾式燒嘴?；旌闲蜔斓慕Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖見圖3-15所示，在燒嘴軸向安裝旋流片，形成強(qiáng)烈的空氣旋流，提高了空氣與煤氣的預(yù)混效果，通入二次空氣，有利于煤氣完全燃燒，使燃燒火焰長(zhǎng)度縮短、當(dāng)改變一次空氣和二次空氣的比例，可調(diào)節(jié)火焰長(zhǎng)度和火焰溫度，與舊式點(diǎn)火器比較可節(jié)省煤氣40％。武鋼、重鋼、水鋼等燒結(jié)廠先后采用多縫式混合型燒嘴點(diǎn)火器，它是將十多個(gè)小型燒嘴沿?zé)Y(jié)機(jī)寬度方向等距離密集排列，各個(gè)燒嘴噴出口相互連通，形成一個(gè)狹長(zhǎng)梯形通道，噴出的混合氣體成射流擴(kuò)展，便形成一個(gè)均勻的連續(xù)噴射流，其斷面為一條連續(xù)帶狀火焰。這種燒嘴的混合性能好，燃燒穩(wěn)定性好，可在很低的空氣過剩系數(shù)下達(dá)到完全燃燒。武鋼二燒采用多縫式混合型燒嘴后的點(diǎn)火燃耗為56MJ/t燒結(jié)礦。第四十六頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一圖3-16混合型燒嘴（尺寸單位：mm）1．煤氣管；2．空氣管；3．煤氣噴口；4．混合物噴口；5．空氣旋流器⑤幕簾式燒嘴。這也是一種采用二次混合的外混式燒嘴。點(diǎn)火燒嘴采用一次空氣預(yù)混，二次空氣完全燃燒，火焰長(zhǎng)度可借二次空氣與一次空氣的比例進(jìn)行調(diào)節(jié)，控制火焰高溫區(qū)在料面上。為使火焰均勻地鋪在料層上，將燒嘴設(shè)計(jì)成許多小燒嘴，組成一排火嘴通道，兩邊各留一條二次風(fēng)窄縫，形成幕簾式火焰。梅山燒結(jié)廠使用幕簾式燒嘴，點(diǎn)火燃料消耗為83MJ/t燒結(jié)礦。圖3-15標(biāo)準(zhǔn)型面燃燒式燒嘴第四十七頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一3.燒結(jié)(1)燒結(jié)過程。燒結(jié)混合料點(diǎn)火后，在抽入的空氣作用下，混合料中的燃料燃燒，隨著燒結(jié)過程的進(jìn)行，燃燒帶逐漸下移，自上而下完成混合料的燒結(jié)。對(duì)正在燒結(jié)的臺(tái)車進(jìn)行解剖，燒結(jié)各帶及其主要反應(yīng)如圖3-17所示。由于冷風(fēng)從料層上部進(jìn)入，因此在燃燒帶的上部形成燒結(jié)礦帶，在燃燒帶的下部依次為干燥預(yù)熱帶、過濕帶和原始料帶。第四十八頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一圖3-17燒結(jié)過程的解剖1．燒結(jié)盤；2．爐篦；3．廢氣出口；

4．煤氣點(diǎn)火器；5．鋪底料第四十九頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一①燒結(jié)礦帶，即成礦帶。主要反應(yīng)是液相凝結(jié)，礦物析晶，預(yù)熱空氣，此帶表層強(qiáng)度較差，其原因是：(a)燒結(jié)溫度低。(b)受空氣劇冷作用，表層礦物來不及析晶，玻璃質(zhì)較多，內(nèi)應(yīng)力很大，所以性脆，在燒結(jié)機(jī)卸礦端被擊碎而進(jìn)入返礦。表層厚度一般為10~50mm，只有在燒結(jié)機(jī)點(diǎn)火器采取保溫措施才能改善其表層強(qiáng)度。近年來由于燒結(jié)采用高料層作業(yè)，表層所占比例相對(duì)減少，它對(duì)燒結(jié)礦強(qiáng)度總體影響較少，為了節(jié)約煤氣，已不用保溫了。②燃燒帶，即燒結(jié)帶。該帶是燃料燃燒帶，溫度可達(dá)1100~1500℃。此處混合料軟化、熔融及液相開成。該層厚度為15~50mm。此帶對(duì)燒結(jié)過程產(chǎn)量及質(zhì)量影響很大。該帶過寬會(huì)影響料層透氣性，導(dǎo)致產(chǎn)量低；過窄燒結(jié)溫度低，液相量不足，燒結(jié)礦黏結(jié)不好，強(qiáng)度低。該層的寬窄受燃料粒度、抽風(fēng)量的影響。第五十頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一③預(yù)熱干燥帶，主要過程是干燥與預(yù)熱。該帶特點(diǎn)是熱交換迅速，由于熱交換劇烈，廢氣溫度很快從1500℃下降到60~70℃。此帶主要反應(yīng)是水分蒸發(fā)，結(jié)晶水及石灰石分解，礦石氧化還原以及固相反應(yīng)等，該帶寬度一般在20~40mm。④水份冷凝帶。即過溫帶，因?yàn)樯蠈痈邷貜U氣中帶入較多的水汽，進(jìn)入下層冷料時(shí)水份析出而形成水分冷凝帶。該帶影響燒結(jié)透氣性，破壞已造好的混合料小球，解決的辦法是預(yù)熱混合料。第五十一頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一（2）燒結(jié)主要工藝參數(shù)選擇。影響燒結(jié)過程的工藝因素很多，合理選擇燒結(jié)工藝參數(shù)，與燒結(jié)產(chǎn)質(zhì)量提高有密切聯(lián)系。下面主要討論風(fēng)量、風(fēng)壓、料高及返礦對(duì)燒結(jié)的影響。①風(fēng)量與負(fù)壓。國(guó)內(nèi)外燒結(jié)生產(chǎn)實(shí)踐證明，在一定范圍內(nèi)增加單位燒結(jié)面積的風(fēng)量，能有效地提高燒結(jié)礦的產(chǎn)質(zhì)量。目前在燒結(jié)風(fēng)量與負(fù)壓的選擇有如下幾種情況。大風(fēng)量高負(fù)壓燒結(jié)20世紀(jì)70年代以來，國(guó)外一些燒結(jié)廠在不斷強(qiáng)化燒結(jié)過程的基礎(chǔ)上，采用高負(fù)壓大風(fēng)量，以滿足進(jìn)一步提高燒結(jié)料層厚度的要求。單位燒結(jié)面積的風(fēng)量一般高達(dá)85～100m3/(m2·min．)，主風(fēng)機(jī)的抽風(fēng)負(fù)壓為14.2～17.1kPa。有的高達(dá)19.6kPa以上，首鋼2#、3#燒結(jié)機(jī)對(duì)比試驗(yàn)表明，單位燒結(jié)面積風(fēng)量分別為80和100m。／(mmin)時(shí)，燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)提高34％。

第五十二頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一一般說在料高一定的條件下，提高負(fù)壓伴隨著風(fēng)量增加，燒結(jié)利用系數(shù)提高，但燒結(jié)礦強(qiáng)度有所下降。若風(fēng)量一定，隨負(fù)壓和料層高度的增加，利用系數(shù)幾乎為一常數(shù)，燒結(jié)礦強(qiáng)度提高。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)室測(cè)定結(jié)果，燒結(jié)風(fēng)量與負(fù)壓、垂直燒結(jié)速度和單位燒結(jié)礦的電耗有關(guān)。第五十三頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一

式中：k1、k2、k3為與原料性質(zhì)和操作有關(guān)的系數(shù)；卸為抽風(fēng)負(fù)壓，Pa；為垂直燒結(jié)速度，mm/min；q為單位燒結(jié)礦電耗，kW·h/t；Q為風(fēng)量，m3/(m2·min)。上述關(guān)系式表明，風(fēng)量增加，垂直燒結(jié)速度也增加。但風(fēng)量增加采用提高負(fù)壓的辦法是不經(jīng)濟(jì)的。因負(fù)壓與風(fēng)量1.8次方成正比，即提高風(fēng)機(jī)負(fù)壓后風(fēng)量增加并不大，而單位燒結(jié)礦的電耗則幾乎直線上升。日本和歌山的3#和4#燒結(jié)機(jī)，在原料條件、配料組成和強(qiáng)化措施大體相同，兩者的利用系數(shù)幾乎相等時(shí)，采用14210Pa風(fēng)機(jī)與19600Pa風(fēng)機(jī)相比較，其單位燒結(jié)礦的電耗從16.3kW·h/t增加到23kW·h/t，增加40％。此外，高負(fù)壓大風(fēng)量還有一些不利因素，負(fù)壓增加，主風(fēng)機(jī)第五十四頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一曲線向左移，漏風(fēng)率增大，對(duì)料層壓實(shí)收縮大，燒結(jié)礦氣孔率減少，還原性下降。同時(shí)高負(fù)壓風(fēng)機(jī)的噪聲大，亦污染環(huán)境。因此，采用過高的負(fù)壓和大風(fēng)量生產(chǎn)并不是一個(gè)理想的方案，對(duì)于一般生產(chǎn)，采用多高負(fù)壓和風(fēng)量，要根據(jù)原料條件、料層厚度，對(duì)燒結(jié)礦的質(zhì)量要求、燃料消耗和電力消耗綜合進(jìn)行考慮或通過實(shí)驗(yàn)來確定。第五十五頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一低負(fù)壓大風(fēng)量燒結(jié)是采用高的單位面積風(fēng)量和較低的風(fēng)機(jī)負(fù)壓，在不斷強(qiáng)化燒結(jié)過程的基礎(chǔ)上不斷提高燒結(jié)料層厚度，其單位燒結(jié)面積每分鐘的風(fēng)量為80～90m3，負(fù)壓為10290～12250Pa。實(shí)施大風(fēng)量燒結(jié)主要靠改善料層透氣性，表3-2列出首鋼燒結(jié)廠采用六項(xiàng)提高料層透氣性的措施（包括蒸氣預(yù)熱混合料、改進(jìn)布料、安裝松料器、實(shí)行鋪底料，配加少量粉礦和鋼渣，嚴(yán)格控制返礦）后，提高料層高度各工藝參數(shù)的變化。當(dāng)料層高度自313mm提高到426mm時(shí)，其風(fēng)量和負(fù)壓沒有多大變化，但燒結(jié)礦強(qiáng)度增加0.7％，F(xiàn)eO下降了1.68％，槽下篩分—5mm由8.67％下降到5.43％，固體燃耗由每噸燒結(jié)礦62.8kg下降到55.9kg。這一措施，對(duì)于老廠改造，在既定風(fēng)機(jī)能力的條件下，無疑是正確的。透氣性指數(shù)第五十六頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一料層高度/mm風(fēng)量/(m3/min)抽風(fēng)面積/m2負(fù)壓/Pa313564875106992285378552675107502518426534475103802637表3-2改善料層透氣性后風(fēng)量和負(fù)壓變化情況第五十七頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一低負(fù)壓大風(fēng)量法在強(qiáng)化的基礎(chǔ)上提高料層，每噸燒結(jié)礦的電耗相差很少。應(yīng)該指出，增加料層厚度，由于料層總阻力增加，會(huì)降低垂直燒結(jié)速度。由此，采用此法提高料層高度同時(shí)必須改善料層透氣性，否則，低負(fù)壓下就不可能獲得較高的生產(chǎn)率。從節(jié)電角度考慮，采用大面積燒結(jié)機(jī)，低負(fù)壓大風(fēng)量操作，與采用較小面積，高負(fù)壓大風(fēng)量燒結(jié)方法比較，其產(chǎn)量相同時(shí)，電耗較低，此外，在料高一定情況下，低負(fù)壓小風(fēng)量操作，可使燒結(jié)成品率和機(jī)械強(qiáng)度提高，但利用系數(shù)會(huì)降低，而且大面積燒結(jié)機(jī)的投資比較高。因此，以過分增加燒結(jié)面積以滿足低負(fù)壓小風(fēng)量燒結(jié)也是不適宜的。統(tǒng)計(jì)資料表明，國(guó)外自20世紀(jì)70年代中期以后所建燒結(jié)廠，單位燒結(jié)面積風(fēng)量為80～90m3/(m2·min)，負(fù)壓為10780～12740Pa。第五十八頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一②料層厚度。改變料層厚度能顯著影響燒結(jié)生產(chǎn)率、燒結(jié)礦質(zhì)量及固體燃料消耗。生產(chǎn)率隨料層厚度的改變有極值特性，這是因?yàn)樵黾恿蠈雍穸龋环矫媸勾怪睙Y(jié)速度降低，另一方面由于燒結(jié)礦強(qiáng)度提高而使成品率增加。圖3-18為負(fù)壓一定時(shí)，生產(chǎn)率與料層厚度的關(guān)系。當(dāng)料層厚度300mm以內(nèi)時(shí)，隨著料層厚度的增加，生產(chǎn)率有一程度的提高。但當(dāng)料層厚度達(dá)到350mm．時(shí)，再增加料層厚度，生產(chǎn)率則有所降低。因此在一定的風(fēng)機(jī)負(fù)壓下，就有一個(gè)相應(yīng)適宜的料層厚度,隨著風(fēng)機(jī)負(fù)壓提高,適宜的料層厚度隨之增加。第五十九頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一圖3-18料層厚度與生產(chǎn)率的關(guān)系另外，料層厚度增加，使燒結(jié)料層中的蓄熱量增加，燒結(jié)帶在高溫區(qū)的停留時(shí)間延長(zhǎng)，燒結(jié)礦的形成條件改善，液相的同化和熔體結(jié)晶較為充分。而且料層增高后，表層燒結(jié)礦的數(shù)量相對(duì)減少。因此，厚料層燒結(jié)可在不增加燃料用量的條件下，燒結(jié)礦的強(qiáng)度提高。

第六十頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一對(duì)于每一料層高度的燒結(jié)混合料，其含碳量有一個(gè)相應(yīng)值，比值應(yīng)確保碳燃燒時(shí)放出的熱量滿足燒結(jié)料燒結(jié)要求。隨著料層厚度增加蓄熱量增加。固體燃燒消耗下降，可使燒結(jié)過程式的溫度——熱水平沿料層高度的分布較為合理。但是，隨著料層增厚，料層阻力增大，水分冷凝現(xiàn)象加劇。因此，為減少過濕層的影響，厚料層燒結(jié)應(yīng)預(yù)熱混合料，同時(shí)采用低碳低水操作。第六十一頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一③返礦平衡。返礦來源為燒結(jié)過程中的篩下產(chǎn)物，包括：未燒透和沒有燒結(jié)的混合料。強(qiáng)度較差在運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的小塊燒結(jié)礦，包括：熱返礦、整粒篩分返礦、高爐槽下返礦。返礦的成分和成品燒結(jié)礦基本相同，但其TFe和FeO較低，且含有少量的殘?zhí)?，它是整個(gè)燒結(jié)過程中的循環(huán)物。

返礦作用為：由于返礦粒度較粗，氣孔多，加入混合料中可改善燒結(jié)料層透氣性。對(duì)于細(xì)粒精礦燒結(jié)來說，返礦可以作為物料的制粒核心，改善燒結(jié)混合料的粒度組成，提高垂直燒結(jié)速度。同時(shí)由于返礦中含有已燒結(jié)的低熔點(diǎn)物質(zhì)，它有助于燒結(jié)過程液相的生成。熱返礦用于預(yù)熱混合料，可減輕過濕現(xiàn)象。

第六十二頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一返礦平衡，就是燒結(jié)生產(chǎn)中產(chǎn)生的所有返礦（RA）與加入到燒結(jié)混合料中的返礦（RE）相等時(shí)，稱之為返礦平衡。實(shí)際操作上，要完全相等是困難的，一般規(guī)定返礦操作與返礦平衡的調(diào)節(jié)操作：（a）返礦不參加配料，產(chǎn)生多少，加入多少。缺點(diǎn)是影響料流的穩(wěn)定性和燃料配比的穩(wěn)定性。（b）返礦參與配料，穩(wěn)定操作。（c）當(dāng)燒結(jié)成品率小幅變化時(shí)，調(diào)整返礦配比。（d）當(dāng)燒結(jié)成品率大幅度變化時(shí)，應(yīng)及時(shí)調(diào)整燃料用量，以調(diào)整返礦率。第六十三頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一

返礦的質(zhì)量和數(shù)量有直接影響燒結(jié)的生產(chǎn)質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格加以控制，正常的燒結(jié)生產(chǎn)過程是在返礦平衡的條件下進(jìn)行的。燒結(jié)機(jī)投產(chǎn)后，需要較長(zhǎng)時(shí)間才能過到返礦平衡（B=1）如果燒結(jié)生產(chǎn)的返礦出量增大，即B>1時(shí)，則應(yīng)適當(dāng)增加燒結(jié)料中的燃料用量，以提高燒結(jié)礦的強(qiáng)度，減少返礦出量，使之達(dá)到平衡，若返礦出量減少，即B<1時(shí)，則應(yīng)降低混合料中的配碳可使返礦出時(shí)增加。燒結(jié)生產(chǎn)一般維持在在大致平衡的程度，即。若相當(dāng)時(shí)間仍未達(dá)到返礦平衡的要求，則表明燒結(jié)過程的目標(biāo)參數(shù)與操作參數(shù)之間的關(guān)系不相適應(yīng)，應(yīng)全面進(jìn)行調(diào)整。第六十四頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一燒結(jié)礦處理1.處理流程

從燒結(jié)機(jī)上卸下的燒結(jié)餅塊度大,溫度高達(dá)600～1000℃,對(duì)輸送、儲(chǔ)存及高爐生產(chǎn)都有不良的影響。因此，需進(jìn)一步處理處理。流程有熱礦和冷礦兩種。熱礦流程已很少采用了。燒結(jié)廠大都采用冷礦流程，它包括破碎、篩分、冷卻和整粒。第六十五頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一2.燒結(jié)礦的破碎篩分

生產(chǎn)實(shí)踐證明，不設(shè)置破碎篩分作業(yè)時(shí)，大塊燒結(jié)礦不僅堵塞礦槽，而且在冶煉過程中，在高爐的上、中部未能充分還原便進(jìn)入爐缸的熱工制度，造成焦比升高，若不篩除粉末，不僅僅影響燒結(jié)礦的冷卻，粉末進(jìn)入高爐內(nèi)會(huì)惡化料柱透氣性。引起煤氣分布不均，爐況不順，風(fēng)壓升高，懸料、崩料，高爐產(chǎn)量下降。據(jù)統(tǒng)計(jì)燒結(jié)礦中的粉末每增加1％，高爐產(chǎn)量下降6％～8％，焦比升高，大量爐塵吹出會(huì)加速爐頂設(shè)備的磨損和惡化勞動(dòng)條件。據(jù)鞍鋼經(jīng)驗(yàn)，燒結(jié)礦—5mm的粉末減少10％，可降低焦比1.6％，產(chǎn)量增加7.6％，因此，在燒結(jié)機(jī)尾設(shè)置破碎篩分作業(yè)，對(duì)燒結(jié)廠和煉冶廠都是十分必要的。第六十六頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一目前我國(guó)燒結(jié)廠普遍采用剪切式單輥破碎機(jī)，見圖3-19，它具有的優(yōu)點(diǎn)有：①破碎過程中的粉化程度小，成品率高；②結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠，使用維修方便③破碎能耗低。圖3-19單輥破碎機(jī)1.破碎齒；2.軸套；3.輥軸4.篦板；5.電動(dòng)機(jī)；6.水管第六十七頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一熱燒結(jié)礦的篩分,國(guó)內(nèi)多采用篩分，效率高的熱礦振動(dòng)篩，這種設(shè)備有效地減少成品燒結(jié)礦中的粉塵，可降低冷卻過程中的燒結(jié)礦層阻力和揚(yáng)塵。同時(shí)，所獲得的熱返礦可改善燒結(jié)混合料的粒度組成和預(yù)熱混合料，對(duì)提高燒結(jié)礦的產(chǎn)質(zhì)量有好處。但熱礦篩也有缺點(diǎn)，因在高溫下工作，振動(dòng)篩事故多，降低了燒結(jié)機(jī)作業(yè)率。因此，近年來設(shè)計(jì)投產(chǎn)的大型燒結(jié)機(jī)取消了熱礦篩，燒結(jié)礦自機(jī)尾經(jīng)單輥破碎后直接進(jìn)入冷卻機(jī)冷卻。第六十八頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一燒結(jié)礦的冷卻（1）冷卻意義。將熾熱的繞結(jié)礦（700～800℃）冷卻至100～150℃，有如下好處：冷燒結(jié)礦便于整粒,為高爐冶煉提供料度均勻的產(chǎn)品,可以強(qiáng)化高爐冶煉,降低焦比,增加產(chǎn)量；冷礦可用膠帶機(jī)運(yùn)輸和上料，適應(yīng)高爐大型化的要求；可提高高爐爐頂?shù)膲毫?，延長(zhǎng)燒結(jié)礦倉和高爐爐頂設(shè)備的使用壽命，采用鼓風(fēng)冷卻時(shí)，有利于冷卻廢氣的余熱利用；有利于改善燒結(jié)廠和冶煉廠區(qū)環(huán)境。(2)冷卻方法。燒結(jié)礦的冷卻方式主要有鼓風(fēng)冷卻幾種。

第六十九頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一抽風(fēng)冷卻采用薄料層（H<500mm）,所需風(fēng)壓相對(duì)要低（600～750Pa），冷卻機(jī)的密封回路簡(jiǎn)單，而且風(fēng)機(jī)功率小，可以用大風(fēng)量進(jìn)行熱交換，縮短冷卻時(shí)間，一般經(jīng)過20～30min,燒結(jié)礦可冷卻到100℃左右。抽風(fēng)冷卻的缺點(diǎn)在于風(fēng)機(jī)在含塵量較大、氣體溫度較高的條件下工作、葉片壽命短，且所需冷卻面積大，一般冷卻面積與燒結(jié)面積比為1.25～1.50，不能適應(yīng)燒結(jié)設(shè)備大型化的要求。另外，抽風(fēng)冷卻第一段氣溫度較低（約150～200℃），不便于廢熱回收利用。

鼓風(fēng)冷卻采用厚料層（H=1500mm），低轉(zhuǎn)速，冷卻時(shí)間長(zhǎng)約60min，冷卻面積相對(duì)較小，冷卻面積與燒結(jié)面積比為0.9～1.2。冷卻后熱廢氣溫度為300～400℃，較抽風(fēng)冷卻廢氣溫度高，便于廢氣回收利用。鼓風(fēng)冷卻的缺點(diǎn)是所需風(fēng)壓較高，一般為2000～5000Pa，因此必需選用密封性能好的密封裝置。第七十頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一抽風(fēng)冷卻與鼓風(fēng)冷卻比較，各有優(yōu)缺點(diǎn)，但總的看來，鼓風(fēng)冷卻優(yōu)于抽風(fēng)冷卻，在新建的燒結(jié)廠中，抽風(fēng)冷卻已逐漸被取代。

帶式冷卻機(jī)和環(huán)式冷卻機(jī)（圖3-20）是比較成熟的冷卻設(shè)備，在國(guó)內(nèi)外獲得廣泛的應(yīng)用。它們都有較好的冷卻效果，兩者比較，環(huán)式冷機(jī)具有占地面積較小，廠房布置緊湊點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)。帶式冷卻機(jī)則在冷卻過程中能同時(shí)起到運(yùn)輸作用，對(duì)于多于兩臺(tái)燒結(jié)機(jī)的廠房，工藝便于布置，而且布料較均勻，密封結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，冷卻效果好。

第七十一頁，共八十頁，編輯于2023年，星期一機(jī)上冷卻是將燒結(jié)機(jī)延長(zhǎng)后，燒結(jié)礦直接在燒結(jié)機(jī)的后半部進(jìn)行冷卻的工藝，其優(yōu)點(diǎn)是單輥破碎機(jī)工作溫度低，不需熱礦篩和單獨(dú)的冷卻機(jī)，可以提高設(shè)備作業(yè)率，降低設(shè)備維修費(fèi)，便于冷卻系統(tǒng)和環(huán)境的除塵。國(guó)內(nèi)首鋼、武鋼燒結(jié)廠等已有機(jī)上冷卻的成功經(jīng)驗(yàn)。目前，燒結(jié)礦冷卻方式與設(shè)備的研究日趨深入，這一技術(shù)經(jīng)過20多年的發(fā)展，取得顯著的進(jìn)步，新的冷卻技術(shù)和設(shè)備不斷涌現(xiàn)。但不管采用什么樣的設(shè)備，除具有良好的冷卻效果外，還應(yīng)具備如下條件：①冷卻能耗低,且應(yīng)為燒結(jié)生產(chǎn)工序能耗的降低創(chuàng)造條年；②有利于廢熱回收利用；③環(huán)境污染要不；④便于檢修和操作、占地面積小。第七十二頁，共八十頁，編