節(jié)能環(huán)保環(huán)冷機(jī)工藝流程
1.燒結(jié)的概念

 將各種粉狀含鐵原料，配入適量的燃料和熔劑，加入適量的水，經(jīng)混合和造球后在燒結(jié)設(shè)備上使物料發(fā)生一系列物理化學(xué)變化，將礦粉顆粒黏結(jié)成塊的過程。

 2. 節(jié)能環(huán)保環(huán)冷機(jī)生產(chǎn)的工藝流程

 目前生產(chǎn)上廣泛采用帶式抽風(fēng)燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)燒結(jié)礦。燒結(jié)生產(chǎn)的工藝流程如圖2-4所示。主要包括燒結(jié)料的準(zhǔn)備，配料與混合，燒結(jié)和產(chǎn)品處理等工序。

 抽風(fēng)燒結(jié)工藝流程

 燒結(jié)原料的準(zhǔn)備

 ①含鐵原料

 含鐵量較高、粒度<5mm的礦粉，鐵精礦，高爐爐塵，軋鋼皮，鋼渣等。

 一般要求含鐵原料品位高，成分穩(wěn)定，雜質(zhì)少。

 ②熔劑

 要求熔劑中有效CaO含量高，雜質(zhì)少，成分穩(wěn)定，含水3%左右，粒度小于3mm的占90%以上。

 在燒結(jié)料中加入量的白云石，使燒結(jié)礦含有適當(dāng)?shù)腗gO，對(duì)燒結(jié)過程有良好的作用，可以提高燒結(jié)礦的質(zhì)量。

 ③燃料

 主要為焦粉和無煙煤。

 對(duì)燃料的要求是固定碳含量高，灰分低，揮發(fā)分低，含硫低，成分穩(wěn)定，含水小于10%，粒度小于3mm的占95%以上。

 對(duì)入廠燒結(jié)原料的一般要求見表2-2。

 入廠燒結(jié)原料一般要求

 配料與混合

 ①配料

 配料目的:獲得化學(xué)成分和物理性質(zhì)穩(wěn)定的燒結(jié)礦，滿足高爐冶煉的要求。

 常用的配料方法:容積配料法和質(zhì)量配料法。

 容積配料法是基于物料堆積密度不變，原料的質(zhì)量與體積成比例這一條件進(jìn)行的。準(zhǔn)確性較差。

 質(zhì)量配料法是按原料的質(zhì)量配料。比容積法準(zhǔn)確，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

 ②混合

 混合目的:使燒結(jié)料的成分均勻，水分合適，易于造球，從而獲得粒度組成良好的燒結(jié)混合料，以保證燒結(jié)礦的質(zhì)量和提高產(chǎn)量。

 混合作業(yè):加水潤濕、混勻和造球。

 根據(jù)原料性質(zhì)不同，可采用一次混合或二次混合兩種流程。

 一次混合的目的:潤濕與混勻，當(dāng)加熱返礦時(shí)還可使物料預(yù)熱。

 二次混合的目的:繼續(xù)混勻，造球，以改善燒結(jié)料層透氣性。

 用粒度10~Omm的富礦粉燒結(jié)時(shí)，因其粒度已經(jīng)達(dá)到造球需要，采用一次混合，混合時(shí)間約50s。

 使用細(xì)磨精礦粉燒結(jié)時(shí)，因粒度過細(xì)，料層透氣性差，為改善透氣性，必須在混合過程中造球，所以采用二次混合，混合時(shí)間一般不少于2.5~3min。

 我國燒結(jié)廠大多采用二次混合。

 燒結(jié)生產(chǎn)

 燒結(jié)作業(yè)是燒結(jié)生產(chǎn)的中心環(huán)節(jié)，它包括布料、點(diǎn)火、燒結(jié)等主要工序。

 ①布料

 將鋪底料、混合料鋪在燒結(jié)機(jī)臺(tái)車上的作業(yè)。

 當(dāng)采用鋪底料工藝時(shí)，在布混合料之前，先鋪一層粒度為10~25mm，厚度為20~25mm的小塊燒結(jié)礦作為鋪底料，其目的是保護(hù)爐箅，降低除塵負(fù)荷，延長風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子壽命，減少或消除爐箅粘料。

 鋪完底料后，隨之進(jìn)行布料。布料時(shí)要求混合料的粒度和化學(xué)成分等沿臺(tái)車縱橫方向均勻分布，并且有松散性，表面平整。

 目前采用較多的是圓輥布料機(jī)布料。

 ②點(diǎn)火

 點(diǎn)火操作是對(duì)臺(tái)車上的料層表面進(jìn)行點(diǎn)燃，并使之燃燒。

 點(diǎn)火要求有足夠的點(diǎn)火溫度，適宜的高溫保持時(shí)間，沿臺(tái)車寬度點(diǎn)火均勻。

 點(diǎn)火溫度取決于燒結(jié)生成物的熔化溫度。常控制在1250±50℃。

 點(diǎn)火時(shí)間通常40~60s。

 點(diǎn)火真空度4~6kPa。

 點(diǎn)火深度為10~20mm。

 ③燒結(jié)

 準(zhǔn)確控制燒結(jié)的風(fēng)量、真空度、料層厚度、機(jī)速和燒結(jié)終點(diǎn)。

 燒結(jié)風(fēng)量:平均每噸燒結(jié)礦需風(fēng)量為3200m3，按燒結(jié)面積計(jì)算為(70~90)m3/(cm2.min)。

 真空度:決定于風(fēng)機(jī)能力、抽風(fēng)系統(tǒng)阻力、料層透氣性和漏風(fēng)損失情況。

 料層厚度:合適的料層厚度應(yīng)將高產(chǎn)和結(jié)合起來考慮。國內(nèi)一般采用料層厚度為250~500mm。

 機(jī)速:合適的機(jī)速應(yīng)保證燒結(jié)料在預(yù)定的燒結(jié)終點(diǎn)燒透燒好。實(shí)際生產(chǎn)中，機(jī)速一般控制在1.5~4m/min為宜。

 燒結(jié)終點(diǎn)的判斷與控制:控制燒結(jié)終點(diǎn)，即控制燒結(jié)過程全部完成時(shí)臺(tái)車所處的位置。中小型燒結(jié)機(jī)終點(diǎn)一般控制在倒數(shù)第二個(gè)風(fēng)箱處，大型燒結(jié)機(jī)控制在倒數(shù)第三個(gè)風(fēng)箱處。

 帶式燒結(jié)機(jī)抽風(fēng)燒結(jié)過程是自上而下進(jìn)行的，沿其料層高度溫度變化的情況一般可分為5層，各層中的反應(yīng)變化情況如圖2-5所示。點(diǎn)火開始以后，依次出現(xiàn)燒結(jié)礦層，燃燒層，預(yù)熱層，干燥層和過濕層。然后后四層又相繼消失，只剩燒結(jié)礦層。

 ①燒結(jié)礦層

 經(jīng)高溫點(diǎn)火后，燒結(jié)料中燃料燃燒放出大量熱量，使料層中礦物產(chǎn)生熔融，隨著燃燒層下移和冷空氣的通過，生成的熔融液相被冷卻而再結(jié)晶(1000-1100℃)凝固成網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)的燒結(jié)礦。

 這層的主要變化是熔融物的凝固，伴隨著結(jié)晶和析出新礦物，還有吸入的冷空氣被預(yù)熱，同時(shí)燒結(jié)礦被冷卻，和空氣接觸時(shí)低價(jià)氧化物可能被再氧化。

 ②燃燒層

 燃料在該層燃燒，溫度高達(dá)1350~1600℃，使礦物軟化熔融黏結(jié)成塊。

 該層除燃燒反應(yīng)外，還發(fā)生固體物料的熔化、還原、氧化以及石灰石和硫化物的分解等反應(yīng)。

 ③預(yù)熱層

 由燃燒層下來的高溫廢氣，把下部混合料很快預(yù)熱到著火溫度，一般為400~800℃。

 此層內(nèi)開始進(jìn)行固相反應(yīng)，結(jié)晶水及部分碳酸鹽、硫酸鹽分解，磁鐵礦局部被氧化。

 ④干燥層

 干燥層受預(yù)熱層下來的廢氣加熱，溫度很快上升到100℃以上，混合料中的游離水大量蒸發(fā)，此層厚度一般為l0~30mm。

 實(shí)際上干燥層與預(yù)熱層難以截然分開，可以統(tǒng)稱為干燥預(yù)熱層。

 該層中料球被急劇加熱，迅速干燥，易被破壞，惡化料層透氣性。

 ⑤過濕層

 從干燥層下來的熱廢氣含有大量水分，料溫低于水蒸氣的露點(diǎn)溫度時(shí)，廢氣中的水蒸氣會(huì)重新凝結(jié)，使混合料中水分大量增加而形成過濕層。

 此層水分過多，使料層透氣性變壞，降低燒結(jié)速度。

 燒結(jié)過程中的基本化學(xué)反應(yīng)

 ①固體碳的燃燒反應(yīng)

 固體碳燃燒反應(yīng)為:

 反應(yīng)后生成C0和C02，還有部分剩余氧氣，為其他反應(yīng)提供了氧化還原氣體和熱量。

 燃燒產(chǎn)生的廢氣成分取決于燒結(jié)的原料條件、燃料用量、還原和氧化反應(yīng)的發(fā)展程度、以及抽過燃燒層的氣體成分等因素。

 ②碳酸鹽的分解和礦化作用

 燒結(jié)料中的碳酸鹽有CaC03、MgC03、FeC03、MnC03等，其中以CaC03為主。在燒結(jié)條件下，CaC03在720℃左右開始分解，880℃時(shí)開始化學(xué)沸騰，其他碳酸鹽相應(yīng)的分解溫度較低些。

 碳酸鈣分解產(chǎn)物Ca0能與燒結(jié)料中的其他礦物發(fā)生反應(yīng)，生成新的化合物，這就是礦化作用。反應(yīng)式為:

 CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2

 CaCO3+Fe2O3=CaO ·Fe2O3+ CO2

 如果礦化作用不完全，將有殘留的自由Ca0存在，在存放過程中，它將同大氣中的水分進(jìn)行消化作用:

 CaO+H2O=Ca(OH)2

 使燒結(jié)礦的體積膨脹而粉化。

 ③鐵和錳氧化物的分解、還原和氧化

 鐵的氧化物在燒結(jié)條件下，溫度高于l300℃時(shí)，F(xiàn)e203可以分解

 Fe304在燒結(jié)條件下分解壓很小，但在有Si02存在、溫度大于1300℃時(shí)，也可能分解