烧结和球团

烧结和球团
富选得到的精矿粉，天然富矿破碎筛分后的粉矿，以及一切含铁粉尘物料（如高炉、转炉炉尘，轧钢皮，铁屑，硫酸渣等）不能直接加入高炉，必须将其重新造块，烧结和球团是最重要最基本的造块方法。

这不仅解决了入炉原料的粒度问题，扩大了原料来源，同时，还大大改善了矿石的冶金性能，提高高炉冶炼效果。

烧结
1）烧结生产工艺流程
一.烧结的概念
将各种粉状含铁原料，配入适量的燃料和熔剂，加入适量的水，经混合和造球后在烧结设备上使物料发生一系列物理化学变化，将矿粉颗粒黏结成块的过程。

二. 烧结生产的工艺流程
主要包括烧结料的准备，配料与混合，烧结和产品处理等工序，如下图所示：
1.烧结原料的准备
①含铁原料
含铁量较高、粒度<5mm的矿粉，铁精矿，高炉炉尘，轧钢皮，钢渣等。

一般要求含铁原料品位高，成分稳定，杂质少。

②熔剂
要求熔剂中有效CaO含量高，杂质少，成分稳定，含水3％左右，粒度小于3mm 的占90％以上。

在烧结料中加入一定量的白云石，使烧结矿含有适当的MgO，对烧结过程有良好的作用，可以提高烧结矿的质量。

③燃料
主要为焦粉和无烟煤。

对燃料的要求是固定碳含量高，灰分低，挥发分低，含硫低，成分稳定，含水小于10％，粒度小于3mm的占95％以上。

2.配料与混合
配料目的：获得化学成分和物理性质稳定的烧结矿，满足高炉冶炼的要求。

混合目的：使烧结料的成分均匀，水分合适，易于造球，从而获得粒度组成良好的烧结混合料，以保证烧结矿的质量和提高产量。

混合作业：加水润湿、混匀和造球。

根据原料性质不同，可采用一次混合或二次混合两种流程。

一次混合的目的：润湿与混匀，当加热返矿时还可使物料预热。

二次混合的目的：继续混匀，造球，以改善烧结料层透气性。

3.烧结生产
烧结作业是烧结生产的中心环节，它包括布料、点火、烧结等主要工序。

①布料
将铺底料、混合料铺在烧结机台车上的作业。

当采用铺底料工艺时，在布混合料之前，先铺一层粒度为10～25mm，厚度为20～25mm 的小块烧结矿作为铺底料，其目的是保护炉箅，降低除尘负荷，延长风机转子寿命，减少或消除炉箅粘料。

铺完底料后，随之进行布料。

布料时要求混合料的粒度和化学成分等沿台车纵横方向均匀分布，并且有一定的松散性，表面平整。

目前采用较多的是圆辊布料机布料。

②点火
点火操作是对台车上的料层表面进行点燃，并使之燃烧。

点火要求有足够的点火温度，适宜的高温保持时间，沿台车宽度点火均匀。

③烧结
准确控制烧结的风量、真空度、料层厚度、机速和烧结终点。

a.烧结风量：平均每吨烧结矿需风量为3200m3，按烧结面积计算为(70～90)m3／(cm2．min)。

b.真空度：决定于风机能力、抽风系统阻力、料层透气性和漏风损失情况。

c.料层厚度：合适的料层厚度应将高产和优质结合起来考虑。

国内一般采用料层厚度为250～500mm。

d.机速：合适的机速应保证烧结料在预定的烧结终点烧透烧好。

实际生产中，机速一般控制在1.5～4m／min为宜。

e.烧结终点的判断与控制：控制烧结终点，即控制烧结过程全部完成时台车所处的位置。

中小型烧结机终点一般控制在倒数第二个风箱处，大型烧结机控制在倒数第三个风箱处。

带式烧结机抽风烧结过程是自上而下进行的，沿其料层高度温度变化的情况一般可分为5层，点火开始以后，依次出现烧结矿层，燃烧层，预热层，干燥层和过湿层。

然后后四层又相继消失，最终只剩烧结矿层。

通过烧结得到的烧结矿具有许多优于天然富矿的冶炼性能，它高温强度高，还原性好，具有足够的碱度，而且已事先造渣，高炉可不加或少加石灰石。

通过烧结可除去矿石中的S、Zn、Pb、As、K、Na等多种元素和有害杂质，减少其对高炉的危害。

高炉使用冶炼性能优越的烧结矿后，基本上解除了天然矿冶炼中常出现的结瘤故障；同时极大地改善了高炉冶炼效果。

烧结矿经破碎、热矿筛分，筛下矿粉直接为热返矿返回重新烧结，筛上烧结矿经过冷却后，温度可降低到150℃以下。

冷却后的冷烧结矿可通过冷矿筛再次进行分级，筛上为成品烧结矿，可以用皮带运输机直接送到高炉，大大简化运输系统，筛下为返矿再次进行铺料。

2）烧结工艺部分重要因素
1．精矿粉
天然矿石经过破碎、磨碎、选矿等加工处理成矿粉叫精矿粉。

铁精矿的主要品质指数包括： a.铁元素含量
b.有害成分含量.有害成分主要包括硫、磷、二氧化硅、三氧化二铝等.
c.粒度
d.含水率
精矿粉进入烧结厂料场后，首先进行批量采样化验，根据各地的矿粉铁品位和酸碱度等的不同进行初次混料，一般采取平铺立取的方法进行，然后直接进入输送皮带进入烧结配料环节。

铁精粉的化验主要在实验室进行，需要较长时间才能完成。

2.水分
烧结混合料水分的控制，是烧结生产的重要环节，它的大小不仅影响烧结过程的垂直烧结速度，而且还影响烧结矿的成品率、生产力和转鼓指数。

混合料水分大，虽然烧结速度快，但成品率低，返矿量大，转鼓指数下降；混合料水分小，烧结速度慢，生产率低，各种消耗增加。

因此，对混合料水分进行准确测定和自动控制，是实现烧结生产优质、高产的必要保证。

烧结过程主要在一混和二混阶段实现对混合料水分的合理控制，一混主要是将烧结原料混匀和加水；二混主要是对混合料加水蒸气，一是预热混合料，二是使混合料聚结成粒，以利于烧结。

该加水过程可通过水分仪和自动加水系统实现自动控制。

水分仪和自动加水系统可实时在线测量混合料水分和根据测得的混合料水分值
反馈控制调节阀加大或减小混筒前加水量。

3.烧结成品矿FeO含量
在烧结生产过程中，烧结矿质量和烧结矿 FeO含量密切相关。

烧结成品矿中FeO 含量稳定与否不仅影响烧结矿的转鼓强度、烧结矿的还原性和烧结矿的软熔性能，而且影响高炉利用系数、热平衡、燃料比和铁水质量等指标的稳定性，因而烧结矿中FeO 含量是评价烧结矿质量的主要指标之一。

实践表明，烧结矿FeO含量变动1%，影响高炉焦比1%~1.5%，影响高炉产量1%~1.5%。

可见，烧结矿FeO含量的稳定对烧结生产意义重大。

烧结矿 FeO含量是由燃烧程度决定，也就是由混合料配碳比例决定的。

烧结矿FeO在线测控系统是根据电磁原理来进行测量。

在测量装置部分安装有磁感应线圈，当被测烧结矿通过磁感应线圈时，磁感应线圈会切割磁力线产生感应电流，通过计算可将感应电流转换为烧结矿磁性指数(MI)，磁性指数(MI)与烧结矿中FeO含量具有一定的对应关系，因此，根据磁性指数(MI)即可得到烧结成品矿中FeO含量。

球团
球团是将精矿粉、溶剂（有时还有粘结剂和燃料）的混合物，在造球机中滚成直径8~15mm（用于炼钢则要大些）的生球，然后干燥、焙烧，固结成型，成为具有良好冶金性质的优良含铁原料，供给钢铁冶炼需要。

球团法生产的主要工序包括原料准备、配料、混合、造球、干燥和焙烧、冷却、成品和返矿处理等工序，如下图所示。

球团矿生产的原料主要是精矿粉和若干添加剂，如果用固体燃料焙烧则还有煤粉或焦粉。

这些原料进厂后都要经过准备处理，它包括：
1）所有原料的混匀；
2）将添加物磨碎到足够的细度；
3）精矿粉中的水分过多时要进行干燥处理。

4）经过筛分粒度过大的还要重新进行破碎、磨碎处理。

经过上述准备处理的原料，在配料皮带上进行配料；将配料后的混合料与经过磨碎的返矿一起，装入圆筒混合机内加水混合。

混合好的料再加到圆盘造球机上造球，造球时还要加适量的水。

生球焙烧前要进行筛分，筛出的粉末返回造球盘上重新造球。

用固体燃料焙烧时，生球加到焙烧机以前，其表面滚附一层固体燃料。

这样制成的生球用给料机加到焙烧设备上进行焙烧。

焙烧好的球团要进行冷却，冷却后的球团矿经筛分分成成品矿、垫底料、返矿，垫底料直接加到焙烧机上，返矿经过磨碎后再参加混料和造球。

目前主要的几种球团焙烧方法：竖炉焙烧球团、带式焙烧机焙烧球团、链箅机一回转窑焙烧球团，目前采用最多的是带式焙烧机法，60％以上的球团矿是用带式焙烧机法焙烧的。

链箅机一回转窑法出现较晚，但由于它具有一系列的优点，所以发展较快，今后很可能成为主要的球团矿焙烧法。

以竖炉焙烧球团为例，焙烧后被冷却下来的球团矿中会有一部分粘连的大块，需要通过下部的辊式破碎机破碎后排出炉外，然后经过破碎筛分取得成品球团矿，筛下产物则成为垫底料返回重新焙烧。

铁精粉进入球团料场前也需要进行成分分析和检验。

球团过程中水分的控制也非常重要，以往多根据现场人员工作经验判断需加多少水，现在多利用水分仪在混合前后和干燥前后进行水分实时在线检测，通过这种方法实现对球团过程中的水分的掌握和控制，使其保持在合理的范围之内。