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烧结矿原理
发布时间：2017-03-09浏览次数：1040返回列表
烧结矿原理
江苏天瑞仪器股份有限公司 李经理： 烧结:将各种粉状含铁原料，配入适量的燃料和熔剂，加入适量的水，经混合和造球后在烧结设备上使物料发生一系列物理化学变化，将矿粉颗粒黏结成块的过程。烧结设备:目前生产上广泛采用带式抽风烧结机生产烧结矿。1958年"大炼钢铁"时期，在铁矿山比较集中的龙岩地区，开始发展鼓风土烧结，俗称"平地吹"。1968年3月，三钢台18平方米烧结机动工兴建。1970年4月，建成投产。
概念
将各种粉状含铁原料，配入适量的燃料和熔剂，加入适量的水，经混合和造球后在烧结设备上使物料发生一系列物理化学变化，将矿粉颗粒黏结成块的过程。
烧结
烧结作业是烧结生产的中心环节，它包括布料、点火、烧结等主要工序。
①布料
将铺底料、混合料铺在烧结机台车上的作业。
当采用铺底料工艺时，在布混合料之前，先铺一层粒度为10~20mm，厚度为20~30mm的小块烧结矿作为铺底料，其目的是保护炉箅，降低除尘负荷，延长风机转子寿命，减少或消除炉箅粘料。
铺完底料后，随之进行布料。布料时要求混合料的粒度和化学成分等沿台车纵横方向均匀分布，并且有一定的松散性，表面平整。
②点火
点火操作是对台车上的料层表面进行点燃，并使之燃烧。
点火要求有足够的点火温度，适宜的高温保持时间，沿台车宽度点火均匀。
点火温度取决于烧结生成物的熔化温度。常控制在1100±50℃。
点火时间通常40~60s。
点火真空度4~6kPa。
点火深度为10~20mm。
③烧结
准确控制烧结的风量、真空度、料层厚度、机速和烧结终点。
烧结风量:平均每吨烧结矿需风量为3200m3，按烧结面积计算为(70~90)m3/(cm2.min)。
真空度:决定于风机能力、抽风系统阻力、料层透气性和漏风损失情况。
料层厚度:合适的料层厚度应将高产和优质结合起来考虑。一般采用料层厚度为250~500mm。
机速:合适的机速应保证烧结料在预定的烧结终点烧透烧好。实际生产中，机速一般控制在1.5~4m/min为宜。
烧结终点的判断与控制:控制烧结终点，即控制烧结过程全部完成时台车所处的位置。中小型烧结机终点一般控制在倒数第二个风箱处，大型烧结机控制在倒数第三个风箱处。
带式烧结机抽风烧结过程是自上而下进行的，沿其料层高度温度变化的情况一般可分为5层，各层中的反应变化情况如图2-5所示。点火开始以后，依次出现烧结矿层，燃烧层，预热层，干燥层和过湿层。然后后四层又相继消失，终只剩烧结矿层。
①烧结矿层
经高温点火后，烧结料中燃料燃烧放出大量热量，使料层中矿物产生熔融，随着燃烧层下移和冷空气的通过，生成的熔融液相被冷却而再结晶(1000-1100℃)凝固成网孔结构的烧结矿。
这层的主要变化是熔融物的凝固，伴随着结晶和析出新矿物，还有吸入的冷空气被预热，同时烧结矿被冷却，和空气接触时氧化物可能被再氧化。
②燃烧层
燃料在该层燃烧，温度高达1350~1600℃，使矿物软化熔融黏结成块。
该层除燃烧反应外，还发生固体物料的熔化、还原、氧化以及石灰石和硫化物的分解等反应。
③预热层
由燃烧层下来的高温废气，把下部混合料很快预热到着火温度，一般为400~800℃。
此层内开始进行固相反应，结晶水及部分碳酸盐、硫酸盐分解，磁铁矿局部被氧化。
④干燥层
干燥层受预热层下来的废气加热，温度很快上升到100℃以上，混合料中的游离水大量蒸发，此层厚度一般为l0~30mm。
实际上干燥层与预热层难以截然分开，可以统称为干燥预热层。
该层中料球被急剧加热，迅速干燥，易被破坏，恶化料层透气性。
⑤过湿层
从干燥层下来的热废气含有大量水分，料温低于水蒸气的露点温度时，废气中的水蒸气会重新凝结，使混合料中水分大量增加而形成过湿层。
此层水分过多，使料层透气性变坏，降低烧结速度。
化学反应
固体碳燃烧反应
反应后生成C0和C02，还有部分剩余氧气，为其他反应提供了氧化还原气体和热量。
燃烧产生的废气成分取决于烧结的原料条件、燃料用量、还原和氧化反应的发展程度、以及抽过燃烧层的气体成分等因素。
碳酸盐的分解和矿化作用
烧结料中的碳酸盐有CaCO3、MgCO3、FeCO3、MnCO3等，其中以CaCO3为主。在烧结条件下，CaCO3在720℃左右开始分解，880℃时开始化学沸腾，其他碳酸盐相应的分解温度较低些。
碳酸钙分解产物Ca0能与烧结料中的其他矿物发生反应，生成新的化合物，这就是矿化作用。反应式为:
CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2
CaCO3+Fe2O3=CaO ·Fe2O3+ CO2
如果矿化作用不完全，将有残留的自由Ca0存在，在存放过程中，它将同大气中的水分进行消化作用:
CaO+H2O=Ca(OH)2
使烧结矿的体积膨胀而粉化。
铁和锰氧化物的分解、还原和氧化
铁的氧化物在烧结条件下，温度高于l300℃时，Fe203可以分解 。
Fe304在烧结条件下分解压很小，但在有Si02存在、温度大于1300℃时，也可能分解。
相关产品介绍
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