烧结杯.docx

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烧结杯

烧

结

杯

的

设

计

使用杯状小型试验设备，模拟生产条件进行铁矿石烧结杯的设计。

试验包括原料的制备、烧结、成品处理和检验等几个步骤。

世界上大部分高炉炼铁使用烧结矿作为炉料，但是烧结矿质量的改进，烧结机产量的提高，无一不是在烧结杯试验的基础上获得的。

通过烧结杯试验，可进行烧结矿的固结机理和数学模型的研究，来改进工艺提高烧结矿的产量和质量，也可通过烧结杯试验进行新原料、新工艺的研究。

烧结杯试验具有对生产的较好的模拟性，也可为设计部门提供可靠的依据。

设计内容：

设计一个100公斤烧结杯

助燃剂

铁矿

熔剂

燃料

冷返矿

热返矿

配料

水

混合

布料

调节水分

点火

测水和粒度组成

烧结

破碎

筛分

筛分

2米落下四次

成品矿

冶金性能

转鼓

化学分析

矿相分析

烧结杯试验工艺流程

1.原料的制备

烧结原料数量大，品种繁多，粒度及化学性质极不均一。

为了获得优质的烧结矿，保证生产过程持续进行，烧结原料的准备及加工处理是一件十分重要的工作。

其中烧结原料包括：

铁矿石、燃料、溶剂、工业废弃品。

1.1中和

为保证试验用原料的化学成分及粒度组成基本相近，试验前各种原料必须单独进行中和处理。

人工中和。

1.2混匀

采用机械混匀，本实验用圆筒混合机。

1.3制粒

采用圆筒混合机起制粒作用。

2.配料

为了使烧结矿的化学成分和物理性质稳定，符合高炉冶炼的要求，并使烧结料具有足够的透气性以获得较高的烧结生产率，必须把各种不同成分的含铁原料、熔剂和燃料根据烧结过程的要求进行精确的配料。

烧结原料的品种多，成分的波动大，进入配料室前必须经过破碎筛分、中和混匀处理，然后根据炼铁对烧结矿化学成分的要求进行配料计算，以保证烧结矿的含铁量、碱度、含硫量、Feo含量等主要成分控制在规定范围内，并为设备选择、矿槽设计以及运输系统提供设计数据。

本次试验烧结料的碱度R=1.8，物料水分为8%。

3.烧结料的混合与制粒

3.1混合设备

烧结实验设备与生产设备比较要小得多，为保证实验结果尽可能接近生产实际情况，在设备选型及有关工艺参数的控制方面，应根据相似原理模拟生产过程。

在实验室选用兼有混合与制粒双重作用的圆筒混合机，圆筒直径Φ400mm,圆筒长度为800mm，圆筒转速可调，最大转速低于临界转速的25%-30%，圆筒倾角可调，由0°—45°便于物料经混合制粒后从圆筒内排出。

3.2混合制粒操作技术

采用先混匀后制粒的两段式操作方法，因料量少，混匀用人工操作，制粒则在圆筒造球机上进行。

（1）根据配料计算确定的配料比称量配料，配合料置于钢板上，人工用铁铲多次翻转混匀，并加水润湿。

加水量由计算确定为8%，分两次加入，留少部分水在制粒过程中补加。

（2）经混合润湿的配合料，停留4—6min，待每个物料粒子都被水完全润湿后，将料装入混合机内，启动混合机并开始计算时间，制粒时间为1—3min。

（3）混合制粒后，停混合机，取下卸料端盖板，倾斜圆筒40—50°，再启动混合机，让混合料自由从筒内排出，以免破坏已制粒的小球。

（4）从制粒混合料中取样分别测定混合料水分、混合效率、制粒性指数和透气性指数，作为评价制粒效果的主要指标。

物料粒度10mm。

4.混合料烧结

烧结实验装置。

混合料烧结是在高温下完成的，这一过程包括：

燃料燃烧、物料的分解、化合、氧化、还原等一系列反应，伴随着新的物质生成和相的转变。

这些反应受气体力学、传热、传质诸多因素的影响。

面对这个复杂的烧结过程，通常都是根据相似原理，从被研究的对象中取出一个小单元体，在比生产实际为小的模化装置中来研究。

为了使试验结果能代表实际烧结生产过程，实验装置必须遵守相似原理指导下的某些模化条件。

模化条件设计的烧结实验装置，装置包括：

点火器、烧结杯、给料器、抽风室、除尘器和抽风机组成

4.1烧结杯

本次试验采用圆形烧结杯，因圆形烧结杯散热面积小，边缘效应影响也较小。

当设计的烧结杯在其散热、蓄热、和气体力学等特性与烧结实机相似时，通过控制风量、负压、温度等边界条件，使之与生产实际相等或相似，把烧结杯理解为从烧结机上截取一单元体来研究烧结过程中的各种变化规律是完全可行的。

因本次试验是设计100公斤的烧结杯，物料种类：

含铁精矿、粉矿，物料堆密度：

1.6—2.5t/m3,物料粒度≤13mm，物料水分4—18%（来源：

招标公告）

由前面可知：

物料粒度10mm，水分为8%，选取物料密度为1.6t/m3。

已知：

m=100kg，ρ=2.0×103㎏/m3

假设烧结杯的直径Φ=300mm，由V=

，得

V=

=0.05m3

h=

=

=0.708m=708mm

所以料层高度为708mm

烧结杯的参数：

烧结杯内胆Φ300*708mm

耐火砖230*115*40孔洞率20%象牙白

烧结杯本体Φ380*710mm

烧结翻杯机135°角/0.75KW

燃烧器1100—1200℃

烧结负压12kPa。

烧结杯炉箅上铺上粒度6.3～10mm，高约50mm的铺底料

机械倾翻和复位，烧结杯杯壁是双层结构，内外层之间填有保温材料，工作时杯的外测温度不超过100℃。

烧结杯是由高温铸铁制成，杯体内壁略有斜度。

烧结时则应在周边装细填料，以减少边缘效应的影响。

填料可以是返矿或精矿，粒度小于0.5mm，填料厚度不小于10mm,也同样可以获得与实际生产相同的效果。

4.2点火器

点火器应考虑满足点火强度、温度、点火时间、点火烟气的组成与烧结生产实际过程的边界条件相等或相似，由点火烧嘴及点火罩组成。

为此，选用液化石油气燃料点火。

烧结杯实验中，烧结杯点火器能否模拟生产上的烧结机点火器，将直接影响该实验的模拟性。

点火器的主要技术参数：

满足烧结杯尺寸Φ300*800mm

点火温度1100±50℃

点火时间2min

点火负压8kPa

点火器升降传动机构：

电机0.75kw，转数32r/min，升降高度200mm

电子打火，自动点火，自动复位。

通过点火器向烧结混料表层供热，与此同时在抽风作用下使混合料中的碳在高温下燃烧实现矿粉的烧结。

液化石油气通过蒸发器进入燃烧室，由调速风机供给助燃空气，点火温度分布均匀，升降温速度快，可用于点火也可作保温预热用。

4.3给料器

作用是将混合料装入烧结杯中，本次烧杯用人工装料。

（给料器：

作用是将混合料装入烧结杯中。

大烧结杯采用机械装料，小烧结杯则用人工装料。

有的试验室模拟生产实际，采用辊式给料器。

）

4.4抽风机及除尘系统

由抽风机和除尘器组成，采用离心风机，烧结杯和风机之间设有除尘器，废气管道上设有取样孔，可进行废气取样，对废气中的气体进行分析。

抽风机：

流量14m3/min，电机11kw，升压19.6KPa，转数1450r/min

除尘器：

出口浓度＜30mg/m3

5.成品处理

将烧结好的烧结矿用单辊破碎机破碎，单辊破碎机的参数为：

破碎齿6个，间距100mm，转速25rad/min,功率5.5kw,最大破碎粒度为90mm。

6烧结成品检验

（1）将单辊破碎后的所有烧结料在落下试验机中进行2米高度落下4次，按成品规格尺寸，计算成品率

（2）降落下试验后的所有烧结料在水平多层反复摇动筛中进行筛分。

分40、25、16、10、5毫米五级，一般以5毫米以下部分为返矿，5毫米以上为成品。

（3）进行转股试验，并按有关检验要求，送化学分析和冶金性能检验。

烧损率=（入杯湿料重-烧结后料重）/入杯湿料重×100%

成品率=（落下破碎后>6.3mm烧结矿重-铺底料重）/烧结矿重-铺底料重×100％

垂直烧结速度=料层高度（mm）/烧结时间（min）

固体燃耗=固体燃料消耗量（kg）/成品烧结矿量（t）

利用系数=60×成品矿净重（t）/杯子炉箅面积（m2）×烧结时间（h）

转鼓指数=转鼓后>6.3mm试样重量/入转鼓试样重量×100%

7.操作流程

按实验方案的配料比称取各种物料的重量，将物料混匀并适量加水，经在钢板上人工混合料装入圆筒混合机内进行二次混合并制粒。

在烧结杯内加入10—15mm粒级烧结矿厚约20mm，将混合机混合好的混合料加入烧结杯内，进行人工布料。

启动助燃风机，风量调整到规定流量，打开液化气罐阀门进行点火，调整液化气流量与空气流量，使其点火温度达到指定温度，启动抽风风机，再次调节助燃风量，使真空室风压等于点火负压，将点火器移到烧结杯上方进行点火，点火时间2分钟。

烧结结束后，将点火器从烧结杯上方移开，关闭液化气和助燃风机调节抽风机阀门，使烧结负压提高，当真空室温度达到最高点后，并下降50℃后烧结实验结束，卸料。