烧结基础知识.docx
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烧结基础知识
1.烧结基础知识
2.烧结的含义
将含铁粉状料或细粒料进行高温加热,在不完全熔化的条件下烧结成块的过程。
铁矿粉烧结是一种人造富矿的过程。
2,Z烧结的方法
("鼓风烧结:
烧结锅,平地吹;
②抽风烧结:
(勿连续式:
带式烧结机和环式烧结机等;
(6)间歇式:
固定式烧结机,如盘式烧结机和箱式烧结机;移动式烧结
机,如步进式烧结机;
(3)在烟气中烧结:
回转窑烧结和悬浮烧结。
22烧结生产的工艺流程
—般包括:
原燃料的接受、贮存,溶剂、燃料的准备,配料,混合,制粒,布料,点火烧结,热矿破碎,热矿筛分,热矿冷却,冷矿筛分,铺底料、成品烧结矿及返矿的贮存、运输等工艺环节。
机上冷却工艺不包括热矿破碎和热矿筛分。
现代烧结工艺流程不再使用热矿工艺,应使用冷矿工艺。
在冷矿工艺中,宜
推广具有铺底料系统的流程。
23烧结厂主要技术经济指标
烧结厂的主要技术经济指标包括利用系数、作业率、质量合格率、原材料消耗定额等。
2.3.1.利用系数
每台烧结机每平方米有效抽风面积(W)每小时(h)的生产量(t)称烧结机利用系数,单位为t/(m2*h)o它用台时产量与烧结机有效抽风面积的比值表示:
利用系数一-刘产最⑸一总产莹⑴
有效抽风面积(nV)总生产台时(t)x总有效面积(nV)
台时产量是一台烧结机一小时的生产量,通常以总产量与运转的总台时之比值表示。
这个指标体现烧结机生产能力的大小,它与烧结机有效面积的大小无关。
利用系数是衡量烧结机生产效率的指标,它与烧结机有效面积的大小无关。
23.2烧结机作业率
作业率是设备工作状况的一种表示方法,以运转时间占设备日历时间的百分数表示:
设备作业率100%
EI历台时
日历台时是个常数,每台烧结机一天的日历台时即为24台时。
它与台数、时间有关。
日历台时二台数x24x天数
事故率是指部事故时间与运转时间的比值,以百分数表示:
事故率二
爭故台时运转台时
X100%
设备完好率是衡量设备良好状况的指标。
按照完好设备的标准,进行定期检
查。
设备完好率是全厂完好设备的台数与设备总台数的比值,用百分数表示
设备完好率二書翳灯。
0%
233.质量合格率
烧结矿的化学成分和物理性能符合原冶金部丫B灯422标准要求的叫烧结矿合
格品,不符合的烧结矿叫出格品。
根据部颁标准的规定,实际生产检验过程及工艺试验中出现的一部分未检验品和试验品,不参加质量合格率的计算。
因此:
质量合格率二
X100%
总产量-未脸品量-试脸品量-出格品量总产量-未验品量-试验品量
质量合格率是衡量烧结矿质量好坏的综合指标。
烧结矿合格品、一级品或岀格品的判定根据其物理化学性能的检验结果而定,主要包括烧结矿全铁(TFe)、氧化亚铁(FeO)、硫⑸含量、碱度(CeO/SQJ.转鼓指数(N6.3mm)、粉末(<5mm)等,有的厂还包括氧化镁(MgO)、氟(F)、磷(P)等。
转鼓指数二检测粒容舊;)的重%00%
“甘,筛分后粒度(S5mnn)的的重
师分指数二量X100%
2.3.".烧结矿的原料、燃料、材料消耗定额
生产一吨烧结矿所消耗的原料、燃料、动力、材料等的数量叫消耗定额,包括含铁原料、熔剂料、燃料、煤气、重油、水、电、炉蒐条、胶带、破碎机锤头、润滑油、蒸气等。
235.生产成本与加工费
生产成本是指生产一吨烧结矿所需的费用,由原料费及加工费两部分构成。
加工费是指生产一吨烧结矿所需的加工费用(不包括原料费)。
它包括辅助材料费(如燃料、润滑油、胶带、炉茏条、水、动力费等),工人工资,车间经费(包括设备折旧费、维修费等)。
2.3.6.劳动生产率
劳动生产率是指每人每年生产烧结矿的吨数。
这个指标反映工厂的管理水平和生产技术水平,它又称全员劳动生产率(全员包括工人和干部)O另外,还有工人劳动生产率,即每个工人每年生产烧结矿的吨数。
3烧结物理化学过程
3.Z基本概念
烧结过程是许多物理化学变化的综合过程。
这个过程不仅错综复杂,
而且瞬息万变,在几分钟甚至几秒钟,烧结料就因强烈的热交换而从70°C
以下被加热到220(ri4O(「C,与此同时,它还要从固相中产生液相,然后液相又被迅速冷却而凝固。
这些物理化学变化包括:
(7丿燃料的燃烧和热交换;
②水分的蒸发及冷凝;
(3)碳酸盐的分解,燃料中挥发分的挥发;
M铁矿物的氧化、还原与分解;
(5)硫化物的氧化和去除;
©固相间的反应与液相生成;
(刁液相的冷却凝结和烧结矿的再氧化等。
3.2,燃料的燃烧和热交换
3.2.Z烧结矿生产使用的燃料
烧结生产使用的燃料分为点火燃料和烧结燃料两种。
3.2.1.1.火燃料
现在烧结使用的点火燃料有气体燃料(高炉煤气、焦炉煤气、发生炉煤气和天然气等)和液体燃料(重油)两种,发生炉煤气在这里不再介绍,因固体燃料已经不再使用,在这里也不做介绍。
3.2.1.1.Z气体燃料
3.21.7.1.7.高炉煤气
高炉煤气是高炉冶炼时的一种副产品。
高炉每炼一吨生铁可以获得
3500A4000m3的高炉煤气。
其成分随冶炼时所采用的燃料种类及高炉操作条件而不同。
一般含有大量氮、二氧化碳等气体(约占63-70%)。
因此,它的发热量不高,约为850AH00千卡/标冷(其成分见表2-2),若不经过预热,高炉煤气燃烧温度达不到2250,高炉煤气中一般含尘量为50-80毫克/m3,所以必须除尘后才能应用。
做为烧结点火用的煤气含尘量不应大于30毫克/時,经过除尘后高炉煤气含尘量可以降至5-20毫克/V,煤气温度在4CTC以下。
输送到烧结厂的煤气压力一般为300毫米水柱左右。
表2」高炉煤气成分
成分
co:
CO
CHh
H:
NI
发热%(kJ/rr?
)
围
9.0A15.5
253
0.3~0•5
2.0〜3•0
55〜58
(850A1100)x
4.1868
321.1.1.2,焦炉煤气
焦炉煤气是炼焦过程产生的副产品。
平均每吨干煤炼焦时可产生32Onl彳的焦炉煤气,约占全部产品的27.6%,经过洗涤后的煤气含焦油量为
0.00〜0.02克/标讦,用于烧结的焦炉煤气的发热量为4000x4丄868kJ/m
'左右(其成分见表2-2)o
表2-2焦炉煤气成分
成分
H:
CO
CH.
CO:
N:
o:
发热董(kJ/口?
)
54~59
5.5〜7•
C
23-28
1.5A2.5
3-5
0.3-1.7
(3160-4580)X4.1868
321.1.1.3.天然气
天然气是由地下幵米出来的可燃性气体,它的发热量很咼可达
8000A9000x4.1868kJ/m3注要可燃物质是甲烷(CHJ(其成分见表2-3)。
表2-3天然气气成分
成分
Ha
CO
H:
S
H:
N:
0:
发热量(kJ/m3)
围
0.4〜0.
8
o.re.
3
85〜95
0.9
0.4~0•
8
Q
1.5A5.
0.2〜0
Q
(8000〜9000)x4.1868
3.2.1.1.2液体燃料
石油是天然的液体燃料,也称为原油。
它基本上由炭、氢、氮、氧、硫五种元素组成。
将石油加热分徭后,比重最大的残留物就是重油。
重油具有发热值高
(大于9000X4.1868kJ/kg).粘性大等特点。
呈黑褐色或绿褐色的粘稠液状,比重约为0.9〜0.96kg/L。
重油的灰分含量非常低,一般不超过0.3%。
重油按粘度不同,可分为20号、60号、200号几种,重油粘度越大,含氢量越少,重油含的杂质主要是少量的硫化物、氧化物、水分以及混入的机械杂质。
我国重油的含硫量都在2%以下,重油的着火点约为500〜6009。
3.2.1.2烧结燃料
烧结燃料主要指在料层燃烧的固体燃料,最常用的是碎焦粉粉末和无烟煤等。
3.2.1.2.Z碎焦粉末
焦碳是炼焦煤在隔绝空气高温加热后的固体产物。
碎焦粉末是高炉用的焦碳的筛下物,粒度一般小于25毫米。
焦碳的质量的好坏,主要从它的化学成分、物理机械性能、物理化学性质几方面来衡量。
焦碳的化学成分通常以工业分析测得。
主要有固定炭、灰分、挥发分和含硫量。
焦碳的物理机械性能主要指机械强度(如耐磨性和抗冲击强度、抗压强度)及筛分粒度组成。
焦碳的物理化学性质是指其燃烧性和反应性。
燃烧性是指焦碳与氧在一定温度下的反应速度。
反应速度越快,燃烧反应性越高,一般反应性好的焦碳燃烧性也好。
3.2.1.2.2无烟煤
随着煤炭化的程度不同,煤中的挥发物含量的差别是很大的。
炭化程度越高,它的挥发分含量也就越少。
无烟煤是各种煤中炭化最好的烧结燃料,在生产上要求无烟煤的发热量大于6000千卡/公斤,挥发分小于10%,灰分小于25%,硫小于2.5%,进厂的粒度小于40毫米。
挥发分高的煤不宜做烧结燃料,因为煤在烧结中的挥发物会被抽入抽风机和抽风系统,冷凝后使除尘器、抽风机等挂泥结垢。
3.2.7.2.3兰炭
兰炭也称为半焦,
表2-4兰炭质量要求
质量指标
序号
名称
符号
单位
甲类地区乙类地区丙类/也区
1
干燥基全硫
St,d
%
W0.40W0.50W0.60
2
干燥无灰基挥发分
Vdaf
%
6.OOAI2.OO
3
收到基低位发热量
Qnet,ar
MJ/kg
M24.50
4
干燥基灰分
Ad
%
W12.00
5
全水分
Mt
%
W10.0
7
限下率
RX
%
W10.0
匚旷Ad、VcT和Qg曲为强制性项目。
表2-5兰炭质量指标
序号
名称
符号
单位
等级
质量指标
序号
名称
符号
单位
等级
质量指标
—级
<8.00
1
灰分
Ad
%
二级
<10.00
三级
W22.00
—级
<0.20
2
全就
st.d
%
二级
<0.40
三级
W0.60
—级
M85.00
3
固定碳
FCd
%
二级
M80.00
三级
M75.00
4
反应性1(IIOOC)
a
%
M95.0
—级
<1.50
5
氧化铝2
AI2O3
%
二级
<2.50
三级
W3.00
6
挥发份
Vdaf
%
<8.00
7
磷3
Pd
%
W0.040
8
电阻率4
P(10-6)
Q•m
>15000
9
限下率
RX
%
W10.0
10
全水分
Mt
%
W20.0
注:
百分号为质量分数;
全水分不作为考核指标;
K兰炭用作化肥、气化是考核指标;
2、兰炭用作铁合金时考核该指标;3、兰炭用作高炉喷吹时考核该指标;
4、兰炭用作电石、铁合金时考核该指标。
33烧结生产对燃料物理化学性能的要求
烧结过程必须在一定的高温下才能进行,而高温是由燃料的燃烧产生的。
温度的高低,燃烧速度的快慢,燃烧带的