烧结矿冷却的目的和意义
烧结生产知识
烧结生产知识一、铁矿石烧结知识（原料条件）1、天然矿粉与烧结1）天然矿粉包括富矿粉和贫矿粉，其中天然矿粉含铁量在45%以上的通常称为富矿粉，含铁量低于45%的通常称为贫矿粉。
45%这个界限随着冶炼技术的发展是会变化的。
2）铁矿粉烧结是重要的造块技术之一。
由于开采时产生大量的铁矿粉，特别是贫铁矿富选促进了铁精矿粉的生产发展，使铁矿粉烧结成为规模最大的造块作业。
烧结矿比天然矿石有许多优点，如含铁量高、气孔率大、易还原、有害杂质少、含碱性熔剂等。
2、铁矿石分类：按照铁矿物不同的存在形态，分为磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿四大类。
1）磁铁矿：磁铁矿化学式为Fe3O4，也可以视为Fe2O3与FeO的固溶体。
比密度为4.9--5.2t/m3，硬度为5.5--6.5，难还原和破碎，有金属光泽，具有磁性。
其理论含铁量为72.4%。
磁铁矿晶体为八面体，组织结构较致密坚硬，一般成块状和粒状，表面颜色由钢灰色到黑色，条痕均是黑色，俗称青矿。
2）赤铁矿：赤铁矿俗称“红矿”，化学式为Fe2O3，其矿物成份是不含结晶水的三氧化二铁，密度为4.8—5.3，硬度不一，结晶完整的赤铁矿硬度为5.5—6.0，理论含铁量70%。
赤铁矿由非常致密的结晶组织到很分散的粒状，结晶的赤铁矿外表颜色为钢灰色和铁黑色，其它为暗红色，但条痕均为暗红色。
3）褐铁矿：褐铁矿石（mFe2O3. nH2O）是一种含结晶水的Fe2O3，按结晶水含量不同，褐铁矿分为五种，其中以2Fe2O3. 3H2O形式存在的较多。
4）菱铁矿：菱铁矿石的化学式为FeCO3，理论含铁量为48.2%。
自然界中常见的是坚硬致密的菱铁矿，外表颜色为灰色和黄褐色，风化后变为深褐色，条痕为灰色或带黄色，由玻璃光泽。
菱铁矿的比重为3.8吨/米3，无磁性。
3、铁矿粉分类：1）精矿粉：也称选粉。
是天然矿石经过破碎、磨碎、选矿等加工处理，除去一部分脉石和杂质，使含铁量提高后的极细的矿粉叫精矿粉。
烧结讲义
前言烧结矿是现代钢铁生产的重要工艺之一。
为了适应天丰钢铁有限公司150m2步进式冷却烧结机的需要，即要说明理论知识，也结合生产实际，介绍工艺设备和操作要点。
从而使我们150m2烧结机，在短时间内让新员工尽快掌握生产操作本领，加速这种类型烧结机为天丰服务，满足整个铁厂在冶金炉料方面需求，从而使烧结的产品——烧结矿，各项冶金性能满足和达到高炉的要求。
一、烧结目的和意义：高炉的冶炼过程中，为了保证料透气性的良好，要求炉料粒度均匀、粉未少、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，采用现代烧结法，上述目的几乎全部能达到。
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1870年这些国家开始使用烧结锅。
用来处理矿山开采、冶金工厂、化工厂的废弃物。
1892年美国也出现了烧结锅。
世界第一台带式烧结机，1910年在美国投产，这台烧结机的面积为8.325m3(1.07m×7.78m)。
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。
自中日甲午战争后，辽东割让于日本。
这里的一切主权全部丧失，日本人在辽东取得了采矿权、筑路权，向满州大量移民。
在慈禧太后去世的1908年，进入辽东半岛的日本资本家、科考队，在鞍山地区发现了大量的铁矿，而且储藏量相当丰富。
于是，在1926后在鞍山相继建成4台21.63m2(1.067m×20.269m)带式烧结机，日产1200t。
1935～1937年，又相继建成4台50m2的烧结机，年产19万吨烧结矿。
1952年，鞍钢从苏联引进75m2烧结设备和技术。
这套当时具有国际先进水平的设备，对新中国的烧结事业起到了示范作用。
这套设备于90年代拆除。
目前，国内已拥有：13m2、18m2、24m2、36m2、50m2、75m2、90m2、130m2、182m2、265m2、450m2等规格的烧结机。
烧结矿竖式冷却工艺的分析与研究
4冶金冶炼M etallurgical smelting烧结矿竖式冷却工艺的分析与研究屈鹏飞［普锐特冶金技术（中国）有限公司，上海 ２０１１０３］摘 要：烧结矿竖式冷却工艺是烧结生产工艺的一项革新性技术，主要是为了解决目前烧结矿冷却工序的余热回收品位低、污染的问题。
传统对烧结矿竖式冷却工艺的研究大部分停留在理论领域，直到最近几年才有了工业化和商业化的应用。
本文通过对竖式冷却工艺和现有烧结矿竖式冷却商业化应用项目的介绍，为烧结矿竖式冷却工艺的进一步发展提供依据。
关键词：烧结矿竖式冷却；节能环保中图分类号：ＴＦ０４６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２３）２３－０００４－３Analysis and Research on Vertical Cooling Process of Sintered OreQU Peng-fei［Ｐｒｉｍｅｔ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ （Ｃｈｉｎａ） Ｃｏ．， Ｌｔｄ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０１１０３，Ｃｈｉｎａ］Abstract: Ｔｈｅ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｃｏｏｌｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｓｉｎｔｅｒｅｄ ｏｒｅ ｉｓ ａｎ ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ｔｈｅ ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ， ｉｔ ｉｓ ｍａｉｎｌｙ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｌｏｗ ｇｒａｄｅ ｏｆ ｗａｓｔｅ ｈｅａｔ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｏｌｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｓｉｎｔｅｒ． Ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔｈｅ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｃｏｏｌｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｓｉｎｔｅｒｅｄ ｏｒｅ ｈａｓ ｍｏｓｔｌｙ ｒｅｍａｉｎｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｆｉｅｌｄ， ａｎｄ ｉｔ ｈａｓ ｎｏｔ ｂｅｅｎ ｕｎｔｉｌ ｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ ｔｈａｔ ｉｔ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｉｚｅｄ ａｎｄ ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌｉｚｅｄ． Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ａ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｆｕｒｔｈｅｒ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｃｏｏｌｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｓｉｎｔｅｒｅｄ ｏｒｅ ｂｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｉｎｇ ｔｈｅ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｃｏｏｌｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｊｅｃｔｓ ｏｆ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｃｏｏｌｉｎｇ ｆｏｒ ｓｉｎｔｅｒｅｄ ｏｒｅ．Keywords: ｖｅｒｔｉｃａｌ ｃｏｏｌｉｎｇ ｏｆ ｓｉｎｔｅｒｅｄ ｏｒｅ； Ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ收稿日期：２０２３－１０作者简介：屈鹏飞，男，生于１９８８年，汉族，湖北宜昌人，本科，中级工程师，研究方向：冶金热能与动力。
烧结工艺理论知识(全面)
第一章烧结生产概述§1-1 烧结生产在冶金工业中的地位一、简述烧结工艺的产生和发展烧结方法在冶金生产中的应用，起初是为了处理矿山、冶金、化工厂的废气物（如富矿粉、高炉炉尘、扎钢皮、炉渣等）以便回收利用。
随着钢铁工业的快速发展，矿石的开采量和矿粉的生成量亦大大增加。
据统计，每生产1t生铁需1.7～1.9t铁矿石，若是贫矿，需要的铁矿石则更多。
另外，由于长期的开采和消耗，能直接用来冶炼的富矿愈来愈少，人们不得不大量开采贫矿（含铁25%～30%）。
但贫矿直接入炉冶炼是很不经济的，所以必须经过选矿处理。
选矿后的精矿粉，在含铁品位上是提高了，但其粒度不符合高炉冶炼要求。
因此，对开采出来的粉矿（0～8mm）和精矿粉都必须经过造块后方可用于冶炼。
我国铁矿资源丰富，但贫矿较多，约占80%以上，因此，冶炼前大都需经破碎、筛分、选矿和造块等处理过程。
烧结生产的历史已有一个多世纪。
它起源于资本主义发展较早的英国、瑞典和德国。
大约在1870年前后，这些国家就开始使用烧结锅。
我国在1949年以前，鞍山虽建有10台烧结机，总面积330m2，但工艺设备落后，生产能力很低，最高年产量仅几十万吨。
我国铁矿石烧结领域取得的成就，概括起来包括以下几个方面：（1）烧结工艺：自1978年马钢冷烧技术攻关成功后，一批重点企业和地方骨干企业基本完成了热烧改冷烧工艺。
部分企业建成原料混匀料场，并投入使用，绝大多数钢铁企业实现了自动化配料、混合机强化制粒、偏析布料、冷却筛分、整粒及铺底料技术。
（2）新工艺、新技术开发和应用：如高碱度烧结矿技术、小球烧结技术、低温烧结技术、低硅烧结技术等，在钢铁企业得到推广应用，并取得了显著的效益。
（3）设备大型化和自动化：20世纪50年代，我国最大烧结机75m2，60年代130 m2，80年代265m2，90年代宝钢二、三期和武钢等450m2烧结机相继投产，这些都是我国自行设计、自行制造，并实现自动化生产的。
烧结环冷工技能题库
烧结环冷工技能题库
烧结环冷工是钢铁企业中的一种重要岗位，主要负责烧结矿的冷却工作。
以下是烧结环冷工技能题库，以供参考：
一、选择题
1. 烧结矿为什么要进行冷却？
A. 提高烧结矿的强度
B. 便于运输和储存
C. 回收余热，节约能源
D. 提高烧结矿的还原性
2. 烧结环冷机的冷却效率与什么因素有关？
A. 冷却风量
B. 冷却水温
C. 冷却风压
D. 环冷机转速
3. 烧结环冷机的工作原理是什么？
A. 利用水来冷却烧结矿
B. 利用气体来冷却烧结矿
C. 利用油来冷却烧结矿
D. 利用太阳能来冷却烧结矿
4. 如何提高烧结环冷机的冷却效率？
A. 增加冷却风量
B. 降低冷却水温
C. 降低冷却风压
D. 提高环冷机转速
5. 烧结环冷工的主要职责是什么？
A. 负责烧结矿的配料和混合
B. 负责烧结矿的运输和储存
C. 负责烧结矿的破碎和筛分
D. 负责烧结矿的冷却和输送
二、简答题
1. 简述烧结环冷工的工作流程。
2. 简述烧结环冷机的主要组成部分。
3. 简述烧结环冷机的工作原理。
4. 如何维护和保养烧结环冷机？
5. 简述烧结环冷工的安全操作规程。
熟料为何需急冷,有何作用？
熟料为何需急冷，有何作用？1．熟料冷却过程及目的熟料烧结过程完成之后，C3S 的生成反应结束，熟料从烧成温度开始下降至常温，熔体晶化、凝固，熟料颗粒结构形成，并伴随熟料矿物相变的过程称为熟料的冷却。
熟料的冷却是熟料烧中一系列物理化学变化过程之一，冷却的目的在于：改善熟料质量与易磨性；降低熟料温度，便于熟料的运输、储存和粉磨；部分回收熟料出窑带走的热量，预热二次、三次空气，从而降低熟料热耗，提高热利用率。
2．熟料冷却速率对熟料质量的影响熟料冷却的速率影响着熟料的矿物组成、结构以及易磨性。
冷却速率不同，所得到的熟料矿物组成与性能也会不同。
当熟料缓慢地冷却时，熟料熔体中的离子扩散足以保证固液相间反应充分进行(即平衡冷却)，熟料中的所有成分几乎都形成晶体并促使熟料晶体长大，部分矿物晶体顺利进行相变。
当熟料冷却速率很快(即急冷或称淬冷)时，在高温下形成的熟料熔体来不及结晶而冷却成玻璃相，并且因急冷阻止了晶体的长大与相变。
实验研究表明，当以4～5℃/min的缓慢降温速率对熟料冷却时，熟料中的C3A、C4AF呈结晶态，MgO形成晶体尺寸可达60μm的方镁石。
如果把含1% 30～6060μm方镁石晶体的水泥与含4%5μm方镁石的水泥分别在压蒸釜中试验，可发现它们呈现的膨胀率相近，即方镁石晶体大小影响水泥的安定性。
更为值得注意的是，缓慢冷却条件下，C3S在1250℃以下易分解成C2S和二次游离氧化钙，结果是降低水硬性，当伴随有还原气氛时，上述分解过程加速；而β-C2S也易转化成γ-C2S，最终造成熟料粉化并降低水硬性。
如果以18～20℃/min的急速降温速率对熟料进行冷却，则可以发现上述C3S的分解、C2S的转化、过大的方镁石晶体及全部的C3A和C4AF结晶态不复存在，即急速降温(急冷)优于缓慢冷却(慢冷)。
3．急冷对改善熟料质量的作用①防止或减少C3S的分解当急速冷却时，温度迅速从烧成温度开始下降并越过C3S的分解温度，使C3S来不及分解而呈介稳状态保存下来，避免或减少了因C3S分解成C2S和二次游离CaO而使水硬性降低的可能性。
项目六 烧结矿的处理及质量评价
1.学习目标
2.任务描述
3.相关知识
任务二
烧结矿的破碎
4.任务实施
学习目标
任务描述
学习
目标
通过学习，明确剪切式单辊破碎机结构和工作原
理，掌握剪切式单辊破碎机的操作注意事项及事故原
因和处理方法。
剪切式单辊破碎机生产操作方法、事故处理方法。
任务
描述
相关知识
一、剪切式单辊破碎机结构
剪刀式单辊破碎机主要由星辊、轴辊、轴套、水管、固定箅及传动减速机构组成。
箅板是固定的，设在破碎机的下面，星辊在箅条之间的间隙内转动，破碎齿冠由耐热耐
磨材料堆焊或镶块而成。破碎齿形状不一，有三齿的也有四齿的，一般多采用四齿的。
相关知识
二、剪切式单辊破碎机的工作原理
剪切式单辊破碎机是借助转动的星辊与侧下方的箅板形成剪切作用将热烧结矿破碎的。
任务实施
二、热振筛常见故障及处理方法
任务实施
二、热振筛常见故障及处理方法
1.学习目标
2.任务描述
3.相关知识
任务四
烧结矿的冷却
4.任务实施
学习目标
任务描述
学习
目标
通过学习，了解烧结矿冷却的方法及影响冷却效果的因素;
掌握冷却设备的结构及冷却的原理;
能够按照操作规程的要求对冷却设备进行操作;
会处理烧结矿冷却过程中出现的一般事故。
掌握环式冷却机生产过程的操作。
任务
描述
相关知识
一、冷却意义
烧结矿冷却是将机尾卸下的红热烧结矿由卸矿温度强制冷却为100～150℃的冷矿。
1.烧结矿冷却后，便于整粒，出厂成品块度均匀，可以强化高炉冶炼，降低焦比。
烧结矿冷却方式
烧结矿冷却方式及国内生产实践2006-8-14 15:56:37 中国选矿技术网浏览981 次收藏我来说两句（一）烧结矿冷却方式的分类烧结矿的冷却靠介质进行。
冷却介质可以是空气、水或两者联合使用。
因此，国内外曾出现了多种的冷却方法和设备，可分为图1所示的类型。
（二）国内烧结矿冷却的生产实践1.机上冷却工艺机上冷却工艺是在烧结机上完成烧结和冷却过程。
即在烧结终了时，不立即卸下烧结矿，而让其继续停留在烧结机上，与此同时，利用冷却段风机吸入的冷空气使烧结矿冷却。
机上冷却的简图见图2.(1)机上冷却工艺的优缺点机上冷却工艺的优点是单辊破碎机的工作温度低，不需热矿振动筛和单独的冷却机，可以提高设备作业率、降低设备维修费；返矿量少、成品率高、燃料耗量低；简化了设备配置，改善操作环境，减少污染，便于冷却系统和环境除尘。
机上冷却工艺的缺点是冷却产生的废气温度高(可达600℃)、压力损失大(风机压力需8000Pa左右)、需要高温风机、功率消耗大；台车和箅条受热循环作用大；不能利用返矿的废热来预热混合料。
(2)机上冷却工艺的主要影响因素机上冷却工艺的主要影响因素如下：矿石性能对机上冷却工艺的影响较大，见图3.从图3可知，贫铁矿。
特别是褐铁矿烧结，其初始堆积密度低、烧损高，这类矿石烧成的烧结矿所需的冷却时间短，冷烧比小。
如水城烧结厂采用机上冷却工艺，冷烧比为0.77。
富矿中的磁铁矿烧结时，因所得烧结矿堆积密度大、透气性差，以及冷却过程的氧化放热，故其冷却时间长，但由于磁铁矿烧结时间也长，所以对冷烧比影响不大，冷烧比为1.0。
赤-针铁矿烧结所需冷烧比在上述两者之间。
不同矿物原料烧结所需的冷烧比，应通过烧结试验来确定。
烧结矿碱度(m(CaO)/m(SiO2))升高时，所得的烧结饼透气性得到改善，其冷却时间减少，从而减少冷烧比。
混合料的均匀性、料层高度与烧结负压、冷却负压等操作条件，都会影响机上冷却的冷却时间和冷却效果。
冷却时间在很大程度上取决于冷却风量和冷却负压。
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烧结矿在烧结机上烧成之后从机尾卸下时其温度大约在750～800℃左右，对这样赤热的烧结矿，一般都要将其冷却到150℃以下，这是因为有以下几个原因。
（1）保护运输设备，使厂区培植紧凑。
如果烧结矿不冷却，运送赤热的烧结矿就需要使用较多的专用矿车来装载，当烧结配比不当、残炭较多时，烧结矿还会在专用的矿车中继续燃烧，致使矿车烧坏变形，而且使用矿车时还要有较长的铁路运输线，会使烧结厂与炼铁厂在配置上不得不拉的很远。
若将烧结厂冷却就可采用胶带机运输，使厂区配置紧凑，少占农田用地。
（2）保护高炉炉顶设备及高炉矿槽。
烧结矿如不冷却储存在高炉矿槽中，会很快损坏高炉矿槽，致使有时要停止生产修补矿槽，影响作业率，降低产量。
使用不经冷却的烧结矿，高炉炉顶温度高（500
～600℃），为了保护炉顶设备，一般炉顶压力不敢提高，大都控制
在49～78kPa(4.9～7.8N/cm2),而使用冷烧结矿的炉顶，由于烧结矿的温度低（350℃以下，实际烧结矿的温度在150℃左右），炉顶压力可提高到98～127 kPa(9.8～12.7N/cm2),对强化高炉冶炼有利，而且使用过的冷却烧结矿，高炉的上料系统及炉顶设备不易损坏，使用寿命大大提高。
（3）改善高炉、烧结厂的劳动条件。
由于烧结矿冷却后可以筛出粉末，冷烧结矿在由烧结厂到高炉矿槽以及高炉上料系统的一系列装卸运输转运过程中所产生的污染环境的灰尘比热烧结矿大大减少，从而改善了劳动条件和环境卫生。
（4）为烧结矿的整粒及分出铺底料创造了条件。
烧结矿不经过冷却，由于温度高，很难进行较彻底的破碎筛分以及分出烧结厂需要的铺底料。
烧结矿冷却到150℃以下，就可使用在常温下工作的破碎机，筛子及胶带运输机进行冷破碎，以及多次的筛分运输作业，较彻底的筛出粉末（5～0㎜），分出铺底料（10～20㎜）。
（5）为实现高炉生产技术现代化创造条件。
现代化的高炉生产技术已发展到超高压炉顶（19.6N/cm2）操作，无料钟炉顶，胶带机炉顶上料，外燃式热风炉，炉内料位控制等等，所有这些都必须建立在烧结矿冷却及整粒分级的基础上，因而烧结矿如不冷却也无法实现高炉技术现
代化。