烧结工职业技能初级培训教材

烧结工职业技能初级培训教材内容摘要：

................................................................................. 85 初级烧结工职业技能培训教材 7 第一章 烧结原燃料 第一节 概述 所谓烧结，即是将各种粉状含铁原料，按要求配入一定数量的燃料和熔剂，均匀混合制粒后布到烧结设备上点火烧结 ；在燃料燃烧产生高温和一系列物理化学反应的作用下，混合料中部分 易熔物质发生软化、熔化，产生一定数量的液相，液相物 质润湿其他未 熔化的矿石颗粒；随着温度的降低，液相物质将矿粉颗粒粘结成块。 这个过程称为烧结，所得的块矿叫烧结矿。 一、 烧结的目的和意义 高炉炼铁冶炼过程中，为了保证料柱的透气性良好，要求炉料粒度均匀，粉末少，机械强度（冷强度和热强度）高。 为了降低高炉焦比，要求炉料含铁品位高、有害杂质少，且具有自熔性和良好的还原性能。 采用烧结方法后，上述要求几乎能全部达到。 贫矿经过选矿后所得到的细粒精矿，天然富矿在开采过程中和破碎分级过程中所产生的粉矿，都必须经过烧结成块 才能进入高炉。 含碳酸盐和结晶水较多的矿石，经过破碎后进 行烧结，可以除去挥发分而使铁富集。 某些难还原的矿石，或还原期间容易破碎或体积膨胀的矿石，经过烧结可以变成还原性良好和热稳定性高的炉料。 铁矿石中的某些有害元素，如硫、氟、钾、钠、铅、锌、砷等，都可以在烧结过程中大部分去除或回收利用。 通过烧结过程。 可以利用工业生产中的副产品，如高炉炉尘、转炉炉尘、轧钢皮、硫酸渣等，使其变废为宝，合理利用资源，降低生产成本，并可净化环境。 生产实践表明，高炉使用烧结矿和球团矿之后，高炉冶炼可以达到高产、优质、低耗、长寿的目的。 二、 烧结技术的发展及现状 烧结生产起源于英国和德国。 大约在 1870年，这些国家就开始使用烧结锅，用来处理矿山开采、冶金化工、化工厂等的废弃物。 1892年美国也出现了烧结锅。 世界钢铁工业第一台带式烧结机于 1910年在美国投入生产。 这台烧结机的面积为初级烧结工职业技能培训教材 8 ㎡（ 179。 ），当时用于处理高炉炉尘，每天生产烧结矿 140t。 它的出现引起了烧结生产的重大变革，从此带式烧结机得到了广泛的应用。 我国铁矿资源十分丰富。 由于历史原因，建国前钢铁工业十分落后，烧结生产更为落后， 1926年 3月在鞍山建成四台 ㎡（ 179。 ）带式烧结机， 日产量 1200t。 1935年， 1937年又相继建成四台 50㎡烧结机，每年烧结产量达 19万 t。 建国后，我国烧结工业有了很大的发展， 1952年鞍钢从苏联引进 75㎡ 烧结设备和技术，这套在当时具有国际先进水平的设备，对新中国的烧结工业起到了示范作用。 随着我国钢铁工业的不断发展，一些钢铁公司的烧结厂相继建成投产。 目前国内已拥有 13㎡、 18㎡、 24㎡、 36㎡、 50㎡、 75㎡、 90㎡、 130㎡、 182㎡、 265㎡、 450㎡等规格的带式烧结机。 年生产能力已超过 1亿 t。 目前广泛采用带式抽风烧结机，因为它的生产率高、原料 适应性强、机械化程度高、劳动条件好并便于大型化、自动化，世界上有 90%以上的烧结矿是用这种方法产生的。 间歇式抽风烧结机具有投资少，见效快、易掌握和就地取材等优点，但生产率低、劳动条件差，一些中小型企业采用这种方法。 三、 烧结生产工艺流程及技术经济指标 选择烧结工艺流程时，要考虑原料的性质和准备情况，混料的条件和次数，点火所用燃料和点火条件，烧结时合适的真空度，烧结矿的处理和运输的贮存情况，以及环境保护等因素。 上述各点是互相关联的，要进行多方案比较，以保证技术上先进可靠，经济上合理可行。 烧结生产工艺流程一般 由烧结原料的准备、配料、混合料制备、烧结作业和烧结产品处理等环节组成。 根据对烧结产品处理方式的不同，又可分为热矿流程和冷矿流程。 目前较为先进的烧结生产工艺流程如图 11所示。 随着原料条件、对产品要求和生产规模的不同，工艺流程会有所差异，但加强原料的准备处理和混合料的制备，重视烧结过程控制和加强成品矿的整粒则是共同的要求。 抽风烧结生产程序是：将经过必要准备处理（破碎、混匀和预配料）的烧结原料（包括燃料、熔剂及含铁原料）运至配料室，按一定比例进行配料，然后再配入一部分返矿，并送到混合机进行加水润湿、混匀、制粒 ，便得到可以烧结的混合料。 混合料由布料器铺到烧结台车上进行点火烧结。 烧结过程是靠抽风机从上向下抽进的空气，燃烧混合料层中的燃料，自上而下，不断进行。 烧结中产生初级烧结工职业技能培训教材 9 的废气经除尘器除尘后，由风机抽入烟囱，排入大气。 烧成的烧结矿，经单齿辊破碎机破碎后筛分，筛上物为成品热烧结矿送往高炉，筛下物为返矿，返矿配入混合料重新烧结。 在生产冷烧结矿的流程中，经破碎筛分后的热烧结矿再经冷却机冷却，通过二次筛分筛去粉末便得到冷的烧结矿。 烧 结技术经济指标 主 要包括：烧结机生产能力指标、烧结矿品质指标及成本等。 利用系数 [t/（㎡ h ） ]：是指烧结机每平方米有效抽风面积一小时的产量。 它用烧结机台时产量和有效抽风面积的比值来表示。 利用系数 =Q/F 图 11混合矿 焦炭、无烟煤 石灰石、白云石 生石灰、消石灰 杂铁料破碎破碎余热回收筛分1 0~0mm2 5~0mm3 ~0mm8 0~0mm3 ~0mm3 mm5 ~0mm 配 料一次混合二次混合混合料冷破碎热筛分冷 却一次筛分二次筛分三次筛分四次筛分铺底料点火烧 结加水加水除尘 抽烟烟囱粉尘排放热破碎成品取样及检验成品仓 高炉矿仓1 50~0mm5 ~0mm1 50~5mm1 50~50mm5 0~5mm5 0~0mm5 0~20mm2 0~0mm1 0~0mm1 0~5mm5 ~0mm2 0~10mm5 ~0mm至高炉5 mm并入蒸汽总管蒸汽1 0~0mm热废气初级烧结工职业技能培训教材 10 式中 Q—— 烧结机台时产量， t/h； F—— 烧结机有效抽风面积， ㎡。 烧结机台时产量：是指一台烧结机一小时的产量，这个指标体现了烧结机生产能力的大小。 台时产量 =烧结机生产总量 /烧结机实际运行时间 烧结机产量 q（ t/h）： q=60KγCBL=60KγBHV 式中 K—— 烧结矿产出系数 （ 50%~70%）， K=K1K2K3； K1—— 混合料的干料率， K1=（单位体积中干混合料质量 /单位体 积中湿混合料质量） 100%； K2—— 干混合料的烧成率， K2=（烧成烧结矿的质量 /进行烧结的干混合料的质量） 100%； K3—— 烧结矿的成品率， K3=[成品矿 /（成品矿 +返矿） ] 100%； γ—— 烧结矿体积密度（堆密度），取值范围为 ~； C—— 垂直烧结速度 ， m/min； B—— 烧结机宽度， m； L—— 烧结机长度， m； H—— 烧结料层高度， m； V—— 烧结台车移动速度， m/min。 一期 132㎡ 烧结 机 利用系数 （㎡ h ） ；二期 180㎡ 烧结 机 利用系数 （㎡ h ） 烧结机作业率：是衡量设备工作状态的指标，用设备运转时间占日历时间的百分数表示，其计算公式如下： 作业率 =（运转台时 /日历台时） 100% 运转台时是按台计算的设备运转时间。 日历台时是一个常数，它与台数 、时间有关。 日历台时 =台数 24日历天数 事故率：是衡量综合管理水平的指标，用事故停机时间占日历时间的百分数表示： 事故率 =（事故台时 /日历台时） 100% 烧结矿品质指标：烧结矿的化学成分、物理性能和冶金性能符合YB/T4212020标准的烧结矿叫烧结矿的合格品 ，不符合该标准的烧结矿叫出格初级烧结工职业技能培训教材 11 品 或叫次品。 转鼓指数（国际转鼓指数）指转鼓后大于 的百分数。 抗磨指数、筛分指数的测定按 GB8209规定。 低温还原粉化指数的测定按 GB/T13242规定。 还原度指数的测定按 GB/T13241规定。 生产成本：是指生产 1t烧结矿所需的费用。 它由原料费和加工费两部分构成。 原料费：主要是含铁原料和熔剂。 加工费：辅助材料费（燃料、水、动力、炉箅、胶带等）、工人工资、车间经费（设备折旧、维修等）。 工序能耗：是指生产 1t烧结矿生产和生活（指厂内）所 用的全部煤、焦炭、煤气、重油、电、水、蒸汽、压缩空气、氧气等折合标准煤的量（ Kg/t）。 第二节 矿物、矿石和岩石的基本概念 一、矿物 矿物是地壳中天然的物理化学作用和生物作用所产生的天然元素或天然化合物，它们具有均一的化学成分和内部结构，具有一定的物理性质和化学性质。 地壳中天然元素极少（如自然金 Au、自然铜 Cu等），绝大多数是天然化合物（如黄铁铜 FeS黄铜矿 CuFeS2等 ）。 矿物在自然界中多数以固态存在，少数呈胶体（如蛋白石 SiO2nH2O）、液体（如水银 Hg）及气体（如硫化氢 H2S）。 矿石和岩石 都是矿物的集合体，它可由单一矿物或多种矿物组成。 矿石是在现有的技术经济条件下能以工业规模从中提取金属、金属化合物或有用矿物的物质总称。 铁元素在地壳中约占 5%的数量，地球上无天然金属状态的铁，而是以氧化物、硫化物等矿物存在于地壳中，常见含铁矿物储量较大的有磁铁矿（ Fe3O4） 、赤铁矿（ Fe2O3）、褐铁矿（ 2Fe2O33H2O）、菱铁矿（ FeCO3）及黄铁矿（ FeS2）。 在矿石中用来提取金属或金属化合物的矿物称为有用矿物，而那些不含有用矿物或含量过少，不宜以工业规模进行加工提炼的矿物称为脉石矿物，通常在 矿石处理过程中被废弃掉。 初级烧结工职业技能培训教材 12 二、矿物的形态 自然界矿物的形态是多种多样的，这是由于矿物的化学成分、内部结晶构造以及生产环境不同所造成的。 矿物的形态可分为单体形态和集合体形态，矿物呈单体 形态出现较少，通常以集合体形态出现。 常见的集合体形态有： 葡萄状集合体：有许多圆球状矿物集聚而成，形似 葡萄，如硬锰矿。 鲕状集合体：有许多像鱼子一样的颗粒集聚而成，如鲕状赤铁矿。 肾状集合体：由放射状晶群密集而成的外表光滑如肾脏的块体，如肾赤铁矿。 豆状集合体：由大小像豆状的球形颗粒聚集而成，如铬铁 矿粒状集合体。 致密块状集合体 ：由极细小的矿物颗粒组成的致密块体。 针状及柱形集合体：由细长状的矿物组成。 土状、粉末状集合体：由均匀而细小的物质组成的疏松块体，外形与土壤相似。 叶片状集合体：由许多片状晶体所组成的集合体。 结合状集合体：球形或瘤形的矿物聚集体。 树枝状集合体：形如树枝的矿物聚集体。 三、矿物的物理性质 由于不同的矿物具有不同的 化学成分和内部构造，因此不同的矿物必然反映出各种不同的物理性质。 根据这些不同矿物的性质来鉴定矿物。 矿物的光学性质是矿物对光线的吸收、折射和反射所表现的各种性质。 （ 1）颜色 ：矿物有各种各样的颜色，这是由于矿物的组成部分含有某种色素离子（即有颜色的化学元素）所引起的。 如色素离子 Fe2+为绿色， Fe3+为褐色或红色。 当矿物中含有杂质时，由于杂质的影响，矿物的颜色也会改变。 （ 2） 条痕：矿物的条痕就是矿物粉末的颜色。 矿物的颜色常有变化，但矿物的条痕则较为固定。 如赤铁矿的条痕色是铁黑色，赤铁矿的条痕色是砖红色。 矿物的条痕也是可靠的鉴定矿物的方法之一。 （ 3）光泽：光线投到矿物表面时，一部分光被折射和吸收，而另一部分则从其表面反射出来，这种反射光就构成了矿物的光泽。 根据光泽的强弱可分为 ： 金属光泽：光泽较强，像新的金属制品那样光亮，如自然金、方铅矿。 初级烧结工职业技能培训教材 13 半金属光泽：较金属光泽弱，像用久了的金属制品那样，如赤铁矿、赤铁矿。 非金属光泽：反光的能力很弱，具有此种光泽的矿物多为透明和半透明矿物，如云母、金刚石。 （ 4）透明度：矿物透光的能力叫透明度，根据矿物透光的能力不同可分为 ： 透明矿物：能允许绝大部分光线通过，隔之可以清晰地透视另一物体，如水晶、萤石。 半透明矿物：光可以部分通过，但隔之不能透视另一物体，如闪锌矿、砷砂。 不透明矿物：光不能透过，如赤铁矿。 矿物在外力作用 下所呈现的性质称为矿物的力学性质。 （ 1）解理与断口：矿物被敲打后，如果沿着一定方向有规则地裂开成光滑平面的性质叫解理，另外也有一些矿物敲打后呈无规则的裂开，叫断口。 （ 2）硬度：矿物的软硬程度叫硬度。 （ 3）密度：矿物的质量与其体积的比值。 （ 4）韧性：受压轧、切割、捶击、弯曲或拉引等外力作用时，矿物所呈现的抵抗性能，叫做矿物的韧性。 矿物的磁性是矿物可被磁铁吸引或排斥的性质。 绝大多数磁性物质与其中的铁、钴锰、铬等元素有关。 按磁性来说，一般矿物可分为两类，一类称为顺磁性矿物，即能为磁石 所吸引。