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烧结知识讲座 首钢技师学院 杨彦娟 主要内容 高炉炼铁过程 烧结生产概述 烧结原理 提高烧结矿质量的途径 球团生产的方法 球团矿与烧结矿的比较 高炉的五大系统 铁矿石种类 高炉冶炼过程 热风、煤粉及氧气 从风口鼓入燃烧焦 炭,产生大量高温还 原性煤气 高炉冶炼过程 炉料与煤气两大流 股逆向运动 ——提高料层的透气性 炉料粒度均匀、减少粉末 炉料强度高 高炉冶炼过程 高炉冶炼过程 铁氧化物的还原 Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe ——提高产量 提高矿石的还原性 提高矿石含铁量（品位） 铁矿石的评价 品位高：将含Fe量达到理论值的70%以上的矿石称为富矿。 脉石成分少和分布合适：SiO2、Al2O3↓越好（须重视Al2O3 ）， CaO要多，MgO要合适 有害杂质少：S、P、 As、 Cu（影响钢质）；Pb、Zn、K、Na（对炉衬和高炉顺行有害） 高温冶金性能好：低温粉化率和高温还原粉化率要小。软化温度高，软化区间要窄。 铁矿石的评价 粒度分布合适：粒度＜5mm的粉末要少，8～30mm为宜；太大→对还原不利； 太小→对顺行不利 不同粒度应分级入炉; 还原性好：被CO、H2还原的难易； 从矿石种类上说：褐铁矿＞赤铁矿＞磁铁矿;人造富矿＞天然铁矿; 从结构上来说：疏松结构、微气孔多的矿石还原性好 化学成分稳定：TFe波动≤±0.5%，SiO2 ≤±0.03%混匀的重要性（条件：平铺直取——原料场应足够大）; 含铁料：精矿粉200目以下占60%以上 （考虑成球性）、富矿粉（5~8mm，烧结中的骨架）、其他（炉尘、轧钢皮等）要求含铁原料品位高，成分稳定，杂质少。 熔剂：以CaO为主， CaO ↑1%，烧结产量↑ 3%.要求有效CaO含量高，杂质少，成分稳定，含水3％左右，粒度小于3mm的占90％以上。 燃料：焦粉、无烟煤3~5%。要求是固定碳含量高，灰分低，挥发分低，含硫低，成分稳定，含水小于10％，粒度小于3mm的占95％以上。 返矿：机尾筛下物（未烧透——影响成品率） 带式抽风烧结机烧结流程 烧结过程的主要反应 燃料的燃烧和热交换。 料层中的气流运动 水分的蒸发和冷凝。 碳酸盐的分解和氧化钙的矿化 铁氧化物的分解、氧化与还原 烧结过程的固相反应 粉料的软化、熔融和冷却、结晶。 有害杂质的去除。 烧结过程的特点 1.燃料分布较稀疏，燃料燃烧需空气过剩，过剩系数α=1.4~1.5 2. 烧结保持弱氧化气氛 3.烧结过程存在自动蓄热作用。分层配炭上高下低 4.存在传热速度与燃烧速度的同步问题 5.存在如何减少“过湿”现象的问题 6.存在有害杂质S的去除问题 7.存在选用何种液相体系作为固结成型机理问题 8.如何解决还原性与强度矛盾的问题 烧结矿的种类 根据烧结矿碱度（CaO/SiO2）不同，分为 普通烧结矿(非自熔性烧结矿)：碱度低于1.0 自熔性烧结矿:碱度在1.0～1.5 高碱度烧结矿：碱度在1.5～3.5 超高碱度烧结:碱度大于3.5 一、燃料燃烧和热交换 烧结料中燃料燃烧的意义 固体碳的燃烧所获得的高温和CO气体，为液相的生成和一切反应提供了热量和气氛条件。 固体碳燃烧放出的热量占烧结总热量的90%以上。 固体碳燃烧的好坏，决定了烧结矿的质量和产量。 一、燃料燃烧和热交换 固体碳的燃烧 1、燃烧反应： 完全燃烧： C+O2=CO2 +Q 不完全燃烧：2C+O2=2CO +Q 2、燃料燃烧速度取决于： C与O2化合的反应速度。速度最慢时，为限制环节——动力学燃烧区域；增加温度，反应速度加快 O2分子向燃料表面运动的速度。速度最慢时，为限制环节——扩散燃烧区域，受固体碳的粒度、气流速度和压力等因素有一影响。 提高燃烧速度，加速烧结过程的进行，要求改善固体燃料的配加方式和烧结料层中流体的力学条件（减少漏风率、加大抽风速度、改善烧结料的透气性） 烧结料层中燃料燃烧的基本特点： 1、固体碳含量低且分散 2、固体碳是从上向下燃烧，燃烧速度快且集中在15～50mm区域内。 3、料层中氧化带宽，还原带窄。 4、铁氧化物参加氧化，也参加还原。 5、离开烧结机的废气，含有氧气。限制CO2的还原。 燃烧层的温度、厚度对烧结质量的影响 温度高且厚，产生的液相多（高温时间长），强度高。 温度高，还原性气氛强，FeO多，还原性就差。 液相多且厚，透气性变差，风量少，燃烧速度慢，产量低。 温度低且薄，产生液相少，强度低。 温度低，不利于烧结过程，高温时间短，不能保证物料高温反应正常进行，产量低。 影响燃烧层温度及厚度的因素 燃料性能影响：气孔多，燃烧层温度高且薄。 无烟煤比焦粉的气孔率小得多，用无烟煤代替焦粉，烧结层高温区温度水平下降，厚度增加，导致烧结垂直速度下降 燃料粒度