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。

(4)烧结生产指标及产品质量:近年来我国烧结矿质量显著提高,目前多数企业烧结矿含铁品位达到55%以上,有的达到58%;SiO2含量降到5%,有的还低于5%,实现了低硅烧结。烧结矿FeO在8%~10%之间,转鼓指数明显提高,还原性提高。此外,烧结矿固体燃料消耗也有较大幅度的降低。

(5)炉料结构趋于合理:20世纪70年代前我国绝大部分企业高炉炉料结构是以单一自熔性烧结矿为主,近年来我国新建球团矿生产设备逐年增加,酸性球团烧结矿工艺工业生产成功,酸性炉料产量逐年增加(包括进口部分块矿),这样使得酸性料配加高

碱度烧结矿的合理炉料结构比例逐年增加,为高炉增铁节焦创造了条件。

(6)复合矿造块工艺过关:攀钢、包钢、酒钢所用的三种铁矿石,是我国三大特殊类型复合铁矿石,比普通铁矿石的造块难度更大。多年来,在企业及科研单位、高等院校的共同努力下,分别解决了这三大类型复合矿石的烧结工艺及技术难题。

此外,宝钢等企业采用了近期开发的信息技术,自动化控制水平得到提高。烧结厂的环境治理及余热回收方面也取得较大的进展。

建国50年来,我国烧结领域取得了可喜的成就,但是我们也要清楚地看到我国烧结矿技术与国外先进国家比较还存在不小的差距,主要是品位低、质量差,不少厂的产品成分波动大、能耗高,环境治理尚有差距,微机控制技术较为落后。

二、铁矿粉烧结的意义和作用

铁矿粉烧结是最重要的造块技术之一。由于开采时产生大量铁矿粉,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。其物料的处理量约占钢铁联合企业的第二位(仅次与炼铁生产),能耗仅次于炼铁及轧钢而居第三位,成为现代钢铁工业中的重要生产工序。铁矿粉烧结要求烧结矿有很好的物理、冶金性能。由于现代炼铁设备的大型化,炉料倒运次数多,落差大,要求烧结矿有高的冷强度,如耐压强度等。烧结矿经历冶炼中的高温过程,要求一定的热强度,即在高温还原气氛下耐压、耐磨及耐急热爆裂性能;烧结矿在高炉内经历物理化学反应,要求它具有良好的冶金性能,如还原性、软化性、熔滴性等。铁矿粉烧结技术的困难还在于追求合理的经济效果,因此,铁矿粉烧结是一门技术复杂的专门学科。

在长期的生产实践中,人们发现经过选矿、烧结处理后的人造富矿能进一步地使矿物富集和去除有害杂质,因而使高炉生产率提高,焦比下降,其经济效果比天然矿好,见表1-1。

表1-1 烧结矿对炼铁生产的影响

“精料”的研究工作也越来越深入,烧结矿朝着品位高、成分稳定、粒度均匀、强度高、冶金性能好的方向发展。在烧结料中加入一定数量的石灰石或生、消石灰,可生产出具有一定碱度的自熔性烧结矿、高碱度烧结矿。高炉冶炼这种原料时可不加或少加熔剂,从而进一步降低焦比,提高生产率。

综上所述,烧结具有如下重要意义:

(1)为高炉提供化学成分稳定、粒度均匀、还原性好、冶金性能高的优质烧结矿,为高炉优质、高产、低耗、长寿创造了良好的条件;

(2)可去除有害杂质,如硫、锌等;

(3)可利用工业生产的废弃物,如高炉炉尘、轧钢皮、钢渣等;

(4)可回收有色金属如稀有、稀土金属。

三、烧结矿质量对高炉冶炼的影响

(1)烧结矿含铁品位下降1%,高炉焦比上升2%,产量下降3%。

(2)烧结矿的FeO变动1%,影响高炉焦比1%~1.5%,影响产量1%~1.5%。FeO同时影响烧结矿的还原性和软熔性能。

(3)烧结矿的碱度(CaO/SiO2)在1.2以下,每变动0.1,影响高炉焦比和产量3%~3.5%。

(4)烧结矿的强度和高炉冶炼也有一定的影响,强度不够时,容易破碎成粒度小于5mm的粉矿,而粉矿含量变动1%,影响高炉焦比0.5%,影响高炉产量0.5%~1.0%。

(5)烧结矿的饿还原性对焦比和产量的影响:烧结矿在高炉内的直接还原度(rd)增加10%,焦比上升8%~9%,产量下降8%~9%。烧结矿试样在60min、1000℃条件下的间接还原度每提高5%,高炉煤气中的CO利用率提高0.66%。

(6)烧结矿的低温还原强度(RDI)每提高5%,煤气中CO利用率降低0.5%,产量下降1.5%,焦比上升1.55%。

(7)荷重软化性能对高炉操作的影响:据意大利的皮昂比诺公司4号高炉于1980年的统计,含铁原料的荷重软化温度由1285℃提高到1335℃,高炉的透气性△P由5.2kPa降低到4.75kPa,产量提高16%。

(8)熔融滴落性能对高炉操作的影响:烧结矿的熔滴性能是冶金性能最重要的性能,大量研究检测表明,含铁炉料熔滴带的阻力损失占整个高炉阻力损失的三分之二以上,熔滴性能直接影响高炉内熔滴带的位置和厚度,影响Si、Mn等元素的直接还原,从而影响生铁的成分和高炉技术经济指标。

§1-2 烧结方法分类及生产工艺流程

一、烧结过程及烧结矿的特性

将各种粉状含铁原料,配入一定数量的燃料和熔剂,均匀混合制粒,然后放到烧结设备上点火烧结。在燃料燃烧产生高温度一系列物理化学反应下,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,并润湿其它未熔化的矿石颗粒,当冷却后,液相将矿石颗粒粘结成块,这个过程为烧结,所得矿块叫烧结矿。

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,且对原料要求不像球团矿那么严格,所以烧结生产发展得十分迅速,在世

界上得到了广泛应用。

二、烧结方法分类

按照烧结设备和供风方式的不同烧结方法可分为:

(1)鼓风烧结:烧结锅,平地吹。这是小型厂的土法烧结,逐渐被淘汰。

(2)抽风烧结:①连续式:带式烧结机和环式烧结机等;②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。

三、烧结生产工艺流程

烧结生产的工艺流程,无混合料场时,一般包括:原燃料接受,储存及熔剂、燃料的准备,配料,混合,布料,点火烧结,热矿破碎,热矿筛分及冷却,冷矿筛分及冷矿破碎,铺底料,成品烧结矿的储存及运出,返矿储存等工艺环节。有混匀料场时,原、燃料的接受、储存放在料场,有时筛分熔剂、燃料的准备也放在料场。

是否设置热矿筛,应根据具体情况或试验结果,经技术经济比较后确定。

机上冷却工艺不包括热矿破碎和热矿筛分。

烧结工艺流程不再使用热矿工艺,应使用冷矿工艺,宜推广具有整粒、铺底料系统的流程。

§1-3 烧结厂主要技术经济指标

烧结厂的主要技术经济包括:烧结机利用系数、作业率、质量合格率、原料消耗等。

1、烧结机利用系数:指1台烧结机每平方米有效抽风面积(m2)每小时(h)的生产量(t)。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[t/(m2h)]=台时产量(t)/有效抽风面积(m2)

或利用系数=总产量(t)/[总生产台时(h)总有效面积(m2)]

2、台时产量是1台烧结机1h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有关。

烧结机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大小无关。

3、烧结矿出矿率(%)=成品烧结矿量(t)/原料配料总量(干基)(t)

4、作业率是描述设备工作状况的一种表示方法,以运转时间占设备的日历时间的百分数表示:

设备作业率(%)=100%×烧结机运转台时/日历台时

日历台时是个常数,每台烧结机一天日历台时即为24小时。它与台数、时间有关。

日历台时=台数×24×天数

运转台时是按台计算的设备运转时间。

事故率是指内部事故时间与运转时间的比值:

事故率(%)=100%×事故台时/运转台时

设备完好率是衡量设备良好状况的指标,指全厂完好设备的台数与设备总台数的比值:设备完好率(%)=100%×完好设备总数/设备总台数

扣外作业率(%)=烧结机运转台时/(日历台时-外部影响台时)

5、质量合格率是衡量烧结矿质量好坏的综合指标:

质量合格率(%)=100%×[总产量(t)-未验品量(t)-试验品量(t)-合格品量(t)]/[ 总产量(t)-未验品量(t)-试验品量(t)]

6、生产成本是指生产1t烧结矿所需的费用,由原料费及加工费两部分组成。

加工费是指生产1t烧结卡所需的加工费用(不包括原料费),包括辅助材料费(如燃料、润滑油、胶带、炉蓖条、水、动力费),工人工资,车间经费(包括设备折旧费、维修费等)。

劳动生产率是指每人每年生产烧结矿的吨数。这个指标反映了工厂的管理和生产技术水平,它又称全员劳动生产率(全员包括工人和干部)。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。

§1-4 烧结生产基础知识

一、烧结过程的物理化学变化

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内,烧结料就因强烈的热交换而从70℃以下被加热到1200~1400℃,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:

(1)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;

(4)铁矿物的氧化、还原与分解;

(5)硫化物的氧化和去除;

(6)固相间的反应与液相生成;

(7)液相的冷却凝结和烧结矿的再氧化等。

二、烧结过程的特点

烧结料点火后,烧结过程自上而下地进行,根据料层的变化可将烧结过程沿料层的

高度大致分为五个带,即烧结矿带、燃烧带、预热带、干燥带和过湿带。在这五个带中,燃烧带、过湿带阻力最大,预热带、干燥带次之,烧结带最小。

由于烧结过程具有以上特点,烧结过程中真空度(负压)及温度都随着少时间的进行而发生变化,生产中借助风箱的温度或真空度(负压)的变化,进行烧结“终点”控制。

三、烧结矿碱度的表示方法

烧结矿中碱性氧化物含量与酸性氧化物含量的比值称为烧结矿的碱度,有如下三种表示方法:

CaO/SiO2为二元碱度;(CaO+MgO)/SiO2为三元碱度;(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)为四元碱度,一般使用二元碱度。

三、烧结矿按SiO2含量的可分为以下三种烧结矿

烧结矿按SiO2含量可粗略地分为高硅(SiO2含量大于8%)、中硅(SiO2含量大于6%~8%)和低硅(SiO2含量小于6%)三种类型。高硅烧结矿的自然粉化现象较为严重,低硅烧结矿的强度差。

四、名词解释

人造富矿:将富矿粉或精矿粉经过烧结、球团、压团等方法制造成满足冶炼要求的块矿,简称为人造富矿。

全铁(TFe)包括铁矿物及脉石矿物中所有的铁,其中还有微量的金属铁。

真空度:抽风烧结时的负压习惯上叫真空度,单位帕(Pa),千帕(kPa)。

比表面积:指单位重量或单位体积的固体燃料所具有的表面积,单位是厘米2/克(cm2/g)或厘米2/厘米3(cm2/ cm3)。

网目:即1英寸筛网上的筛孔数,这是英国泰勒标准筛的表示方法。网目与孔径有对应的关系,如100网目为0.147mm,150网目为0.104mm,200网目为0.074mm等。不同的标准有不同的对应关系。

矿石的单烧值:单独以某一种矿石进行烧结生产时,在一定的碱度条件下,生产出的烧结矿的含铁量的百分数称为单烧值。单烧值的大小,表示有这种矿石生产出来的烧结矿的品位高低,矿石的品位越高,SiO2低,单烧值越高。单烧值与矿石烧损有关,烧损值越大,烧结后烧结矿的品位上升的幅度越大,但是实际重量降低,生产1t烧结矿的含铁料消耗增加。

蒸汽露点:即水蒸气凝结成水的温度。

物料堆密度:是指单位体积物料的质量,以吨/米3(t/m3)表示。铁矿石(TFe=53.6%)的堆密度为2.44t/m3,铁精粉(TFe=60%左右)1.6~2.5t/m3,石灰石1.2~1.6t/m3,生石灰0.55t/m3,烧结矿1.7~2.0t/m3,烧结返矿1.4~1.6t/m3,烧结混合料1.6t/m3。

标准煤:是指应用基低位发热量定为29.3MJ/kg(7000kcal/kg)的煤。这样,不同发热量情况下的耗煤量(B),都可以换算成标准煤耗量(B0)。

物料的烧损率:是指物料(干料)在烧结状态的高温下(1200~1400℃)灼烧后失去重量对于物料试样重量的百分数。

物料的残存量:即物料经过烧结排出水分和烧损后的残存物量。

烧结原料的水分含量:是指原料中物理水含量的百分数,即将一定的原料(100~200g)加热至150℃,恒温1h,已蒸发的水分含量占试样重量的百分比。

配合矿:是指含铁原料按规定的配比组成的料。

配合料:是指配料室配出来的了,可以不含外加料(热、冷返矿、除尘灰等),也可含外加料。

混合料:是指配料室配好的料(含外加料),在经过混合制粒的料。

烧结料:是指铺在烧结机台车上准备烧结的混合料。

混合机的充填率:混合料在混料筒内占的容积与圆筒容积的百分比或混合料的平均横截面积与圆筒截面之比的百分数。

混烧比:混合机的容积(m3)与烧结机的有效面积(m2)之比称为混烧比(m3/m2)。混烧比是衡量混合机制粒能力的一个重要参数,混烧比越大混合制粒能力越大,相反越小。

烧结有效风量:通过料层的风量为有效风量,而从料层以外进入抽风系统的风量为有害风量或称有害漏风。

垂直烧结速度,即燃烧带下移的速度。

即垂直烧结速度=料层厚度(mm)/烧结时间(min)

=料层厚度(mm)/[有效长度(m)/机速(m/min)]

五、烧结过程中的三碳及含碳量范围

三碳是指返矿残碳、烧结矿残碳及混合料固定碳。返矿残碳要求小于1%,烧结矿残碳要求小于0.4%,混合料固定碳一般在3%左右。

六、原料的混匀效果、烧结矿中的硫及烧结矿化学成分的稳定性对高炉指标的影响

提高原料的混匀效果对提高产量十分明显。按多年来生产实践统计的数据,TFe的标准偏差每降低0.1%,烧结矿产量可提高0.28%,高炉产量可提高0.56%。

烧结矿中含硫升高0.1%,高炉焦比升高5%,而且硫会降低生铁流动性及阻止碳化铁分解,使铸件易产生气孔。硫会大大降低钢的塑性,使钢在加热过程中出现热脆现象。

有经验数据表明:烧结矿TFe波动范围由±1.0%降到±0.5%,高炉利用系数可提高2.0%,焦比降低1.0%;烧结矿碱度波动范围由±0.1降到±0.05,高炉利用系数可提高2.5%,焦比降低1.3%。

第二章配料工技能知识

§2-1 烧结原料的特性

一、铁矿粉的特性

组成地壳的各种岩石大部分都含有铁,已经知道的铁矿石有300多种。但是,目前能做为炼铁原料的只有20多种。它们按照铁矿物的不同存在形态,又分为磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿四大类。

二、铁矿石的冶炼性能

三、烧结熔剂的分类

熔剂按其性质可分为碱性熔剂、中性熔剂(Al2O3等)和酸性熔剂(石英、蛇纹石等)三类。常用的碱性熔剂有石灰石(CaCO3)、消石灰[Ca(OH2)]、生石灰(CaO)、白云石[CaMg(CO3)2]和菱镁石(MgCO3)。

四、烧结熔剂的质量要求

对熔剂质量总的要求是:有效成分含量高,酸性氧化物和硫、磷等有害杂质少,粒度和水分适宜。

(1)碱性氧化物的含量:烧结使用石灰石的CaO含量一般为50%~54%。白云石中CaO+MgO含量一般为42%~45%。生石灰CaO含量一般为80%~85%以上。消石灰CaO或(CaO+MgO)的含量一般为60%~65%。生石灰含CaO过低时,除因含SiO2过高外,往往因煅烧不完全而影响其强化效果。消石灰含CaO过低时也是如此;含CaO过高时,则表明消化不充分,还有一部分生石灰没有完全消化。

(2)酸性氧化物的含量:熔剂中的酸性氧化物(SiO2)的含量偏高,会大大降低熔剂的效能。质量良好的熔剂中,SiO2+Al2O3的含量一般不超过3%~3.5%,含S一般为0.01%~0.08%,P0.01%~0.03%。如用高硫燃料煅烧出来的生石灰,则含硫较高,使用时应加以注意。

(3)粒度和水分:从有利于烧结过程中各种成分之间的化学反应迅速、完全这一点来看,熔剂粒度越细越好。熔剂粒度粗,反应速度慢,生成的化合物不均匀程度大,甚至残留末反应的CaO“白点”对烧结矿强度有很坏的影响。但是熔剂破碎过细,不仅造成设备和电能不必要的耗费,而且会使烧结时的透气性变坏,增加生产成本,生石灰0mm含量过多时,下料量难以控制且水加不均匀,恶化工作环境,有时还可能造成人身伤害事故。从目前的生产条件出发,熔剂粒度达到3~0mm或2~0mm的范围即可。

生石灰进厂时不应含水,消石灰含水一般不应超过15%~20%。

五、目测判断精矿粉全铁的高低

可以从精矿粉粒度和颜色来进行判断:

⑴从精矿粉的粒度来判断。精矿粉的粒度越细,品位越高。判断精矿粉粒度的粗细,可以用拇指和食指捏住一小撮精矿粉反复搓捏,靠手感来判断粒度的粗细。

⑵用颜色来判断精矿品位的高低,一般来说,颜色越深,品位越高。

六、目测判断熔剂的质量

抓把熔剂放在手掌上,用另一个手掌将其压平,如被压平的表面暴露的青色颗粒多,则说明CaO含量高,若很快干燥,形成一个白圈,说明MgO含量高。

七、目测判断矿粉的水分

矿粉经手握成团有指痕,但不粘手,料球均匀,表面反光,这时水分在7%—8%;若料握成团抖动不散,粘手,这时矿粉的水分大于10%;若料握不成团经轻微抖动即散开,表面不反光,这时的水分小于6%。

八、熔剂在炼铁和烧结过程中的作用

构成矿石中脉石的主要氧化物熔点都很高,高炉炼铁时单靠加热的办法使脉石熔化是很困难的,加入熔剂使难熔的脉石生成低熔点化合物,这样,既可改善炉渣的流动性,保证冶炼过程正常进行,又可最大程度地去除炉料中有害杂质。

在烧结过程中的作用:①生灰加水消化后放热,可提高料温,防止或减轻过湿层。

②熔剂与矿石中高熔点脉石能生成熔化温度较低的易熔体。③生石灰消化生成消石灰,粘结能力强,有利于混合料的制粒,改善料层透气性,提高小球强度。

§2-2 配料作业过程

一、配料作业

烧结厂的配料作业,是根据烧结矿的质量指标要求和原料成分,将各种烧结料(含铁原料、熔剂、燃料等)按一定的比例组成配合料的工序过程叫做配料作业。

二、烧结配料的作用和意义

(1)提高烧结成分的稳定性对高炉顺行、对增铁节焦具有重大意义,搞好配料是高炉优质、高产、低耗的先决条件。例如,烧结矿含铁突然升高或降低时(即使波动只有1%~2%)都会引起高炉炉温急剧下降或升高。炉温波动过大,会引起炉况失常并造成生铁成分不合格。炉温过高,生铁含硅量易出格,炉温过低,脱硫效果不好,生铁含硫量易出格。所以在烧结矿成分波动较大的情况下,高炉操作往往被迫有较多的风温储备并将炼钢生铁含硅量(炉温标志)和碱度保持在较高水平。实践证明每升高或降低100℃风温,相当于降低或升高焦比30kg/t左右,生铁含硅±0.5%相当于±20kg/t焦比。

(2)精心配料是获得优质烧结矿的前提。适宜的原料配比可以生产出足够的性能良好的液相,适宜燃料用量可以获得强度高、还原性能良好的烧结矿,适宜的烧结料透气性可以提高烧结矿产量。

三、烧结工艺对配料作业的要求

(1)达到烧结矿质量指标要求;如TFe、FeO、R的稳定。

(2)达到高炉对杂质和化合物的要求,如S、P、MgO、SiO2等;

(3)满足烧结的烧结性能和燃料要求,如各种原料搭配合理,焦末的用量适当。

四、烧结矿的各种名称

CaO/SiO2小于1的称为非自熔性烧结矿,CaO/SiO2为1~1.5的称为自熔性烧结矿,CaO/SiO2为1.5~2.5的称为高碱度烧结矿,CaO/SiO2大于2.5的称为超高碱度烧结矿或熔剂性烧结矿。

五、配料的方法

三种配料方法:容积配料重量法检查;重量法配料;按成分配料。多数采用的是重量法配料。

容积配料是基于物料具有一定的堆密度,借助给料设备对添加料的容积进行控制,以达到混合料所要求的添加比例的一种方法。调节圆盘给矿机的闸门开口度的大小,就可以控制料流的体积即物料的重量。现在国内中小型烧结厂大多数采用这种配料方法。为了提高这种配料方法的精度,常配以重量检查。也就是用一个半米长的长方形料盘,在圆盘给料机下通过同一直径的两个端点,称量所接物料,看它是否符合按配料计算应配的重量,若不符就应进行调整。

重量配料法是按原料的重量进行配料的一种方法,通常称为连续重量配料法。这种方法是借助于电子皮带秤和定量给料自动调节系统来实现自动配料的。电子皮带秤给出称量皮带的瞬时送料量信号,而后信号输入给料机自动调节部分,调节部分根据给定值和电子皮带秤测量值的信号偏差,自动调节圆盘转速,以达到给定的给料量。

在国外有的烧结厂开始采用X射线荧光分析仪分析混合料中的各种化学组成,并且通过电子计算机控制混合料化学成分波动,实现烧结厂较为理想的按原料化学成分配料的方法。

六、配料室的“五勤一准”操作内容

“五勤”即勤检查、勤联系、勤分析判断、勤计算调整、勤总结交流;“一准”即配料准确。

⑴“勤检查”即随时观察原料粒度、颜色、水分、给料量的情况。

⑵“勤联系”即经常与原料上料系统、烧结机、化验室等岗位联系。

⑶“勤分析判断”即经常分析判断原料成分、给料量、配比与烧结矿的情况,不断提高分析能力与操作水平。

⑷“勤计算调整”即根据分析判断情况,及时进行计算调整。

⑸“勤总结交流”即及时总结当班配料的经验教训,并毫不保留的向下班交流。

⑹“配料准确”,其总的含义应该是:水分稳定、粒度均匀、下料精确、给料连续、判断准确、调整及时、成分合格。

七、配料调整应注意的几个问题

(1)滞后现象:由于各种影响因素的存在,当配料比或给料量经过调整以后不能在调整的样中反映出来,往往要在第二,三个样中才能看出调整结果。其中R的表现最为明显。

(2)整时要综合考虑其它成分的变化。

(3)返矿的影响:当烧结操作失常时,返矿量大增,因此,就会造成烧矿品位下降,R下降,但是,当烧结过程恢复正常后,烧结矿的品位、R又会偏高,因此,生产过程中,配料工应经常了解烧结机生产情况以便掌握烧矿质量的主动权。

(4)配比调整有两种措施,一是经过分析计算适当调整,在循环的周期内(大约为2小时)即可反映出来。二是猛调就是调整比例比合适值大,但此时时间要严格控制在40分钟左右,随后就要恢复到合适值进行正常配料操作。

八、影响配料作业的因素

(1)物料水份的影响:由于物料水份的提高,物料在矿槽内经常产生“棚料”、“悬料”、“崩料”现象,破坏了配料的连续性和准确性。

(2)物理、化学性能的影响:化学成份波动,直接影响烧结矿成份的波动,如全烧单一精矿粉时,原料TFe±1%,影响烧结矿铁波动±1%—1.4%。同一种物料,由于组成粒度不同,则不同粒度的堆密度和其他物理性质是有别的,因此在同一闸门开度情况下料量也不会一样。

(3)料仓存料量的影响:圆盘给料是借助摩擦力、离必力和机械作用力来完成的,而摩擦力的大小是与料柱的正压力成正比例平系。因此,矿槽内存料量的波动会破坏圆盘给料的均匀性。

(4)设备性能的影响:设备性能的好坏对保证均匀给料、准确称量重要的,如圆盘的水平度、衬板的磨损情况、圆盘与矿槽的同心度、电子皮带称的精度、转差离合器或调速电机的稳定性、配料皮带的速度等都会影响配料的质量。

(5)外加料的影响:如冷返矿、高炉尘、水封刮板泥、铁屑等若添加不当,添加

不匀,都会带来严重的影响。

(6)操作不当和失职带来的影响:如混料、断料和操作不精心会带来误差。

九、烧结原料水分对烧结生产的影响

烧结原料水份过高或过低或波动都会对烧结生产带来影响:

(1)结原料水份进高,如精矿粉,容易成团粘矿槽,影响配料的准确性,影响混合料的均匀性,烧结机尾断面产生“花脸”,影响烧结矿的产质量。

(2)烧结原料水份过低如综合粉和进口粉,粉尘大影响配料操作,物料得不到提前润湿,在一、二次混合加水润湿不透,影响制粒效果,烧结矿的产质量也会受到影响。

(3)烧结原料水份波动,将会引起配料的波动,因为配料是按百分之百的湿料配入,按干料进行计算的,各种原料的水份都是假定不变的,若原料水份发生波动,必然会引起配料的波动,也会对混合料水份稳定带来影响。

十、生石灰配料前消化对配料的影响

一是热量起不到提高混合料温度的作用;二是配入的CaO减少,要保证原生石灰配入的CaO量,就必须增加配比;消化程度不同和不均匀会影响CaO波动。

第三章混料工技能知识

§3-1 混合制粒设施的作用

一、混合与造球的目的及主要作用

为了使送去烧结的烧结料各组分的分布均匀,以保证烧结矿的物理、化学特性一致。同时通过混合与制粒可以改善烧结料的透气性,提高烧结机的垂直燃烧速度,因而获得优质、高产、低耗的烧结矿,所以要进行混合、制粒。

混合主要目的是将配合好的料各组分仔细混匀,并适当地加水润湿,以得到水分、粒度及各种成分均匀分布的烧结料。造球是为了改善烧结料的粒度组成,增加透气性,强化烧结过程,提高烧结矿的产质量。

一次混合的目的主要是加水润湿、混匀,使混合料的水分、粒度和料中各组分均匀分布,当加热返时,可以将物料预热,当加生石灰时,可使生石灰消化。

二次混合除继续混匀外,主要目的是制粒,并进行补充润湿和通蒸汽,通蒸汽是为了提高混合料的温度。

二、混合料加水的目的

混合料加水主要是为了润湿混匀混合料,为制粒提供必要的条件,同时也能改善混合料热交换条件导热性能。

三、混合机加水的方式

混合机加水必须均匀,注意要将水直接喷在料面上,如果喷在筒底将造成混合料水分不均匀,圆筒内壁粘料。加柱状水的目的是形成母球,加雾状水的目的是使母球长大(即制粒),加柱状水不能制粒。

四、预热混合料的目的及方法

目的:为了降低烧结过程中水汔冷凝时的过湿,同时提高混合料的温度还可以降低固体燃料的消耗。统计表明:混合料温度每提高10℃,降低燃料用量2%—3%。

5种方法:热返矿预热、生石灰预热、热风预热、蒸汽预热、热水预热。

五、“稳定水碳”的重要意义

“稳定水碳”是指烧结料的水分、固定碳含量符合烧结机的要求,且波动小。烧结料的适宜水分是保证造球、改善料层透气性的重要条件。烧结料中的固定碳是烧结过程的主要热源。减少烧结料水、碳的波动就为烧结机的稳定操作创造了条件。因此,“稳定水碳”是烧结生产的关键性措施。

六、目测判断混合料水分的方法

(1)水分合适:手握混合料成团,料面无特殊光泽,抖动即散开。

(2)水分偏大:手握混合料成团,料有光泽,抖动后不易散开。

(3)水分偏小:手握混合料不成团,无小球。

七、物料在混料筒中的运动状态

物料在在混料筒中有三种运动状态:翻动、滚动、滑动。翻动对混匀有利,滚动对造球有利,滑动对造球、混匀都不起作用。因此,应增强翻动和滚动,削弱滑动。

§3-2 混合制粒的基本理论

一、混合料的造球过程

造球过程一般分为3个阶段,即第一阶段形成母球(球核),第二阶段母球长大,第三阶段长大的母球(又称生球或准颗粒)进一步紧密。上述3个阶段重要是靠加水润湿和用滚动方法产生机械作用来实现的。

(1)形成母球。这一阶段具有决定意义的是加水润湿。当物料润湿到最大分子结合水以后,成球过程才明显开始。当物料继续润湿到毛细水阶段后,成球过程才得到应有的发展。因为当已润湿的物料在混合机中受到滚动和搓动的作用后,借毛细力的作用,颗粒被拉向水滴的中心形成母球。所谓母球,实际上就是毛细水含量较高的紧密颗粒的

集合体。

(2)母球长大。成球第二阶段是紧接着第一阶段进行的。母球长大的条件是:在母球表面其水分含量要求接近与适宜的毛细水含量;在精矿层中其水分含量要求比较低一些,只需接近最大分子结合水含量。

第一阶段形成的母球在造球机内继续滚动,母球就进一步压紧,引起毛细管状和尺寸的改变,从而使过剩的毛细水被挤压到母球的表面上来。这样,过湿的母球表面,在运动的过程中就很容易粘上润湿程度较低的颗粒。母球的这种长大过程是多次重复的,一直到母球中颗粒间的摩擦力比滚动成型的机械压密作用大时为止。

(3)长大了的母球进一步紧密。长大到符合标准要求尺寸的生球,在成球的第三阶段发生紧密。利用造球机内所产生的机械力的作用,即滚动和搓动的机械作用会使生球内的颗粒发生选择性的按接触面积最大的排列,并使生球内的颗粒被进一步压紧,使薄膜水层有可能相互接触,会使一个为若干颗粒所共有的总的薄膜水层形成,这样得出的生球,其中各颗粒靠着分子粘结力、毛细粘结力和内摩擦阻力的作用相互结合起来。这些力的数值越大,生球的机械强度就越大。如果将全部毛细水由生球中排除,便得出机械强度最大的生球。

必须指出,上述成球阶段的过程是为了分析问题而划分的。第一阶段具有决定意义的是润湿,在第二阶段除了润湿作用外,机械作用也起着重大影响,而在第三阶段机械作用成为决定因素。这样,就可以根据物料在造球前和造球过程中被润湿情况,决定加水等操作措施,也可以进一步改进造球设备结构,加强其产生的机械作用力,以保证造球机内高产优质。

混合料的成球机理简单地说即滴水成核,雾化长大,无水密实。

二、物料的混合原理、混匀效果及影响因素

混合料被送入混合机后,物料随混合机的回转而不断地运动着,物料在混合机内的运动是很复杂的,它受到摩擦力、重力等力的作用,使其产生剧烈运动而被混匀。

物料被混匀的效果与原料性质、混合时间以及混合的方式等有很大的关系,粒度均匀、粒度小的原料容易混匀,物料颗粒之间相对运动越激烈,混合时间越长,混合效果越好。

为了保证混匀和制粒效果,需要足够的混合时间,这与原料性质和混合设备有关,细磨精矿粉在混合机内混合时间不应少于2.5~3分钟,即一次混合不产于1分钟,二次混合不少于1.5~2分钟,最佳时间4~5分钟成造性最好,有利于提高产、质量。

三、混合料的造球

(1)造球的条件:①物料加水润湿;②作用在物料上的作用力。

(2)造球机理:物料在混合机内加水润湿,物料颗粒表面被吸附水和薄膜水所覆盖,同时在颗粒与颗粒之间形成U形环,在水表面张力作用下,使物料颗粒集结成团粒。此时颗粒之间部分空隙还是充满空气,由于造球机的回转,因而使得初步形成的团粒在

机械力的作用下,团粒不断地滚动、挤压,则颗粒与颗粒之间的接触越来越靠近,团粒也越来越紧密,颗粒之间的空气被挤出,空隙变小,此时在主毛细力的作用下水分充填所有空隙,则团粒也就变得比较结实,这些团粒在混合机内继续滚动,逐渐长成具有一定强度和一定粒度组成的烧结料。

(3)造球的效果:造球效果是以混合料粒度组成来表示的,改善混合料的粒度组成,就可以改善烧结料的透气性,提高烧结矿的产质量。

(4)造球的目的:减少混合料中0~3mm级别,增加3~8mm级别,尤其是增加3~5mm级别的含量。

四、混合制粒对烧结生产的影响

混合料粒度和粒度组成对烧结的影响:烧结料的粒度和粒度组成主要是影响烧结过程的垂直速度。一方面,垂直烧结速度主要决定于料层透气性,而透气性与烧结料的粒度和粒度组成有密切关系;另一方面,垂直烧结速度决定与烧结机的生产率,在成品率一定的条件下,垂直烧结速度越快,则烧结的生产率越高。

(1)粒度过粗,烧结料层透气性太好,燃料燃烧过快,物料达不到所要求的高温,难以生成液相或液相生成太少,则烧结矿强度很差。这是因为,一方面物料的传热速度小于燃烧速度;另一方面是废气带走大量的热量所致,因而烧结矿强度差,返矿增加。

(2)粒度过细,细粒物料充填在粗粒之间的空隙中,使烧结料层的透气性变差,严重时导致烧结过程难以进行。

五、混合料水分对烧结生产的影响

混合料加水润湿的目的:为了使细粒物料在水的作用下成球制粒,改善烧结混合料的透气性。

(1)合适的水分在烧结过程中的反映:烧结料透气性好,改善了烧结料的导热性,使料层中的热交换条件变好,有利于将烧结带控制在较窄的范围内,减少了烧结过程中料层对气流的阻力,同时保证了在燃料消耗较少的情况下,获得必要的高温。

(2)水分含量少时对烧结生产的影响:首先,在混合制粒过程中就不能成球,混合料的粒度及粒度组成变差,因而料层的透气性变坏,垂直烧结速度降低,严重时使烧结过程无法进行。

(3)水分含量过大对烧结生产的影响:混合料水分过大时,在烧结过程中会因高温蒸发的大量水汽进入气流中,当下部烧结料温度低于“露点”温度时(水汽开始冷凝的温度叫露点),气流中的水汽几乎都不能随气流一起排至大气,而会在料层温度低于“露点”温度(60—65℃)的冷料上冷凝下来,致使该部的物料水分超过其原始水分,形成过湿层,原始水分含量越大,则过湿层愈严重,过湿层会破坏烧结料的透气性。

六、混合料温度的高低对烧结料透气性的影响

在抽风烧结过程,上部烧结层的高温废气预热和干燥下部湿混合料层,在这一过程中产生的低温废气里含有大量的水蒸气,这种含有大量蒸气的废气,当它接触低温混合

料时,继续向混合料传热而降温。当温度降低到露点时,水蒸气便在低温料层上凝聚下来,这就会产生两料结果,其一是低温混合料的温度继续上升,其二是低温混合料的水分增加,并大大超过原始水分,这对烧结过程是不利的,如果将混合料的温度提高到露点以上时,可以显著减少料层中水汽冷凝,而形成的过湿现象,从而降低了过湿层对气流的阻力,改善了料层的透气性,使抽过料层的空气量增加,为料层内的热交换创造了良好的条件,燃烧速度加快,燃烧带变薄,同时,熔融物的冷却速度加快,阻力减少。

七、影响一次混合加水量的主要因素

(1)物料原始水分的影响:原始水分±1%,一次混合补加水量波动+3.8t/h。

(2)配料室配合料流量的影响:配合料流量增减10kg/m,一次混合补加水量减增2.1t/h。

(3)热返矿的影响:热返矿配比增减1kg/m,一次混合补加水量增减2.1t/h;温度增减50℃,一次混合补加水量增减3.25t/h。

(4)物料性质的影响:物料粒度大,比表面积小,需加水少;物料粒度细,比表面积大,需加水大;物料的亲水性强,表面松散多孔的需加水大,组织致密的需加水少。赤铁矿、磁铁矿比较致密,亲水性差;褐铁矿结构比较松散,亲水性好。

(5)季节不同加水量也不同。夏季水分蒸发快,加水量多一些,冬季水分蒸发慢,水分稍少一些,春秋季节加水量要适中。

(6)除尘灰的排放量及加水量是否均匀稳定。

§3-2 影响物料混匀制粒的因素及强化措施

一、影响物料混匀和制粒的因素

(1)原料性质的影响:

a.物料的粘结性:粘结性好易于制粒,不易于混匀;一般赤铁、褐铁矿比磁铁矿好制粒。

b.物料的粒度:差别大难混匀,不易制粒;粒度均匀易混匀。

c.物料的比重:各种物料密度差别太大,不利混匀、制粒,因密度不同,易偏析,影响混匀、制粒。

(2)加水量和加水方式:

加水量:a.当加水量过大时,对混合料的混匀和制粒都不利,而且在烧结过程中易形成过湿层,影响烧结料透气性。b.当水量过小时,混合料均匀也许能达到,但影响球粒的生成和长大,混合料末多,容易堵塞台车炉条或从炉条缝中抽入风箱,同时也使料层透气性恶化。

加水方式:混合料加水应该均匀,应将水直接喷在料面上,若不恰当则会造成混合料水分不均匀及混料筒内壁粘料。

(3)返矿的数量和质量的影响

a.返矿的质量对物料混匀和制粒的影响

(i)返矿粒度:返矿粒度过大,对混匀和造球有不良影响,且烧结烧成率下降;粒度过小,返矿过小,返矿大部分对未烧好的夹生料,使混合料粒度组成波动,由此而引起料层透气性变坏,烧结生产率下降。

(ii)返矿温度:返矿温度高,有利于混合料预,但是影响细粒混合料成球。这是因为混合料温度的升高,使水分的表面移动和粘性变小,因而靠水分形成的小球的细粒温合料不易成团。且已形成的强度下降易裂碎,成团的细粒混合料又因温度高使水分蒸发。

b.返矿数量对物料混匀和制粒的影响

(i)返矿数量减少,对混合料的预热作用不仅减小,而且还会因以返矿为成球核心作用减少,因而使混合料的粒度组成发生变化。细粒部分增加,大于3毫米部分下降,使料层透气变差,垂直烧结速度变慢,影响烧结矿的产质量。

(ii)返矿量过多,对混匀和制粒都有利,但当水分控制不好时大量的返矿反而会因润湿不好而使细粒物料不能以返矿为核心形成小球,而细粒物料也因水分不足而不易形成团粒。另外,返矿量过多,料层透气性过好,通过料层的风速过快,成品率会明显下降。

(4)混合料内添加剂的影响:如生石灰、消石灰、除尘灰、热返矿的影响。

(5)园筒混合机工艺参数

a.混合时间:由混合机的长度和安装倾角决定

b.转速:过大过小都不利于造球。临界转速=30/ R(R为圆筒的半径)

一次混合机转速采用临界转速的0.2-0.3

二次混合机转速采用临界转速的0.25-0.35

二、强化混合料混匀与制粒的措施

(1)添加粘结剂:有些原料有的成球性好,有的成球性差,如果用成球性好的物料作烧结原料,在混合制粒过程中,其混匀效果就差一些,而其成球效果就较好;这时烧结矿的成分会因混匀效果差而出现各组分不均匀。如果在这种成球性好的物料中加入成球性差的原料时,其混匀效果会随加入量的增加而变好,而其成球性会随加入量的增加而变差,因此影响到烧结矿的产量。为了不降低烧结矿的产、质量又能综合利用矿物资源,往烧结混合料中加入适量的被称作粘结剂的其它物料。这种物料具有粒度细,表面积大,能够持有大量的水,能改变物料的亲水性,使混合料既能混匀又能粘结在一起成球。这类粘结剂常用的有消石灰、生石灰等

(2)延长造球时间:生产实践证明,在其它条件不变的情况下,混合时间愈长,则物料混匀效果愈好,成球率也愈高,粒度组成愈好。延长混合时间可以从两方面入手:

其一是减小混合机的安装倾角;其二是加长混合机的长度。一般增加二混的长度以延长混合机造球的时间来改善混合料的粒度。

(3)其他方法:a.往运热返的皮带上打水。热返矿打水不仅可以降低返矿温度,而且能起到粉化返矿的作用,使大粒返矿粉化,因而增加了以返矿为核心的制粒作用。同时因返矿打水后,一次混合加水少了,则二次混合可以不加水,其造球作用更加突出b.改变水的性质将加入混合机内的水改为磁化水,因磁化水提高了水的表面张力和粘度,的利于混合料成球。c.提前将混合料进行润湿,达到混匀制粒的水分要求,可以在进入一次混合前的皮带上安装雾化喷头,并安装分料器、埋料器,使混合料在进入一混前的水分均匀,减少一混的加水量。

第四章烧结工技能知识

§4-1 烧结矿的质量指标

一、烧结矿转鼓指数

新转鼓指数=1.24×旧转鼓指数-32.74

旧转鼓:¢1000×650mm,内侧有三块成120°的提升板,板高250mm,装料20Kg,转速25r/min,转100转,然后用5*5mm的筛子往复筛10次,测定5mm以上部分的比例,即转鼓强度。

当5mm筛孔的筛下物用标准筛检查后,大于5mm粒度部分超过15%时,该筛网报废。

转鼓指数≥75%为合格,是部颁标准的二级品,≥78%为一级品。

新转鼓:¢1000×500mm,内侧有两块成180°的提升板,板高50mm,装料15Kg,转速25r/min,转200转,然后用6.3*6.3mm的筛子往复筛30次,测定6.3mm以上部分的比例,即转鼓强度。

当烧结矿二元碱度为1.5~2.5时:转鼓指数6.3mm以上部分≥66%为国标一级品,≥63%为二级品。

当烧结矿二元碱度为1.0~1.5时:转鼓指数6.3mm以上部分≥62%为国标一级品,≥59%为二级品。

二、还原性能(RI)

A、入炉料还原性好,高炉煤气利用率高,燃料比降低;

B、还原性取决于炉料的性质,矿石种类,所具有的气孔度及特性等;

1、Fe2O3易还原,Fe3O4难还原,FeO、SiO2更难还原;

2、褐铁矿>赤铁矿>磁铁矿;

3、球团矿还原性好于烧结矿;

4、烧结矿中将FeO含量的高低作为衡量还原性好坏的标准,高碱度烧结矿FeO含量一般在6~10%。

三、低温还原粉化(RDI)

A、烧结矿在高炉低温区(400—600℃),还原将破裂粉化,使料柱的空隙度降低透气性恶化;

B、使用Fe2O3富矿粉生产的烧结矿RDI高;使用Fe2O3磁铁矿生产的烧结矿RDI低;

C、降低RDI的措施:①生产高碱度高MgO的烧结矿。②在烧结原料中减少K、Na 等微量元素的含量;③不要过分降低烧结矿FeO含量;④在烧结矿表面喷洒CaCl2稀溶液或在混合料中配加微量CaCl2添加剂,都能减少烧结矿低温还原粉化率。因为氯能将烧结料中K、Na等元素挥发出去。

四、烧结矿化学成份与冶金性能的关系

(1)烧结矿碱度

a.一般情况下,1.8~2.0高碱度烧结矿比低碱度,自熔性烧结矿强度好,还原性好,低温还原粉化率低;

b.原料品位低,在碱度1.6~2.0有一个强度最低点;

c.有些烧结矿碱度1.5~1.7范围内低温还原粉化率高;

(2)烧结矿品位、二氧化硅

a.低品位、高二氧化硅原料适宜生产低碱度烧结矿;

b.高品位、低二氧化硅原料适宜生产高碱度烧结矿。

(3)烧结矿FeO

a.当原料和工艺条件更变时,烧结矿FeO 含量有一个适宜值;

b.当偏重于降低燃料消耗和改善还原性时,该值低一些,当偏重于改善烧结矿粒度组成和低温还原粉化性能时,该值高一些。

(4)烧结矿中氧化镁、三氧化二铝

a.烧结矿中增加氧化镁含量,可改善炉渣流动性,同时改善烧结矿强度低温还原粉化率和软熔性能;

b.烧结矿含有一定量的Al2O3(Al2O3/SiO2≈0.1~0.15)有利于铁酸钙生成,(SFCA)但Al2O3太高时,造成烧结矿强度及低温还原粉化性能变坏,同时影响炉渣的流动性。

§4-2 烧结机的操作及控制

一、烧结机操作方针

操作方针是:“精心备料、稳定水碳、减少漏风、低碳厚料、烧透筛尽”。“精心备料”是烧结生产的前提条件;“稳定水碳”是稳定生产的关键性措施;“减少漏风”是烧结的保证条件;“低碳厚料、烧透筛尽”是生产优质、高产、低耗烧结矿的途径。“精心备料”其内容很广泛,它包括原、燃料的质量及其加工准备,以及配料、混合、造球等方面,只有做到“精心备料”,才能为烧结机提供稳定的生产条件。

“稳定水碳”是指烧结料的水分、固定碳含量要符合烧结机的要求,且波动要小。烧结料的适宜水分是保证造球、改善料层透气性的重要条件。烧结料中的固定碳是烧结过程的主要热源。减少烧结料水、碳的波动就为烧结机的稳定操作创造了条件。因此,稳定水、碳是稳定烧结生产的关键性措施。

“减少漏风”对抽风系统而言就是减少漏风,提高有效抽风量,充分利用主风机能力。对烧结机而言就是风量沿烧结机长度方向要合理分布,而沿台车宽度方向要均匀一致。主风机是烧结生产的心脏,而合理用风提高有效风量对优质、高产,低耗具有重要的意义。因此,减少漏风是烧结生产的保证措施。

“低碳厚料”是指在允许的条件下,采用低配碳、厚料层的操作。该操作可以相对地减少烧结机表层抵质烧结矿的数量,提高烧结矿的强度和成品率,还可以充分地利用料中的自动蓄热作用,提高热的利用率,降低燃料消耗及FeO含量。因此低碳厚料操作是获得优质、高产、低耗烧结矿的途径。

“烧透筛尽”是烧结生产的目的,它体现了质量第一的思想。烧透才能保证强度高、粉末少。烧透是根本,筛尽是辅助,烧不透,也筛不尽。实际上保证了烧透,既能保证质量,产量也不会降低。相反地,不保证烧透一味的快转会适得其反,质量保不了,产量会降低,能耗还会升高。因此,“烧透筛尽”也是获得优质、高产、低耗烧结矿的途径。

二、“三点”温度及“五勤”操作内容

“三点”温度即点火温度、终点温度、总管废气温度。

“五勤”操作即:

(1)勤检查:机尾断面,点火布料情况,水碳稳定情况,仪表显示及台车等;

(2)勤联系:料、水分、焦末、煤气、助燃风等;

(3)勤分析判断:根据检查情况,分析原因,采取措施;

(4)勤调整:焦末、点火温度、料层、机速等;

(5)勤清理:勤清理松料器,勤整理炉条,紧固松动栏板等。

三、烧结终点

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,准确控制烧结终点风箱位置是充分利用烧结机面积,确保优质高产和冷却效率的重要条件。

正确的烧结终点是倒数第二个风箱废气温度较前后风箱废气温度高20—40℃,机尾

烧结基本原理

一、烧结 (1)、烧结基本原理 烧结是粉末冶金生产过程中最基本的工序之一。烧结对最终产品的性能起着决定性作用,因为由烧结造成的废品是无法通过以后的工序挽救的;相反,烧结前的工序中的某些缺陷,在一定的范围内可以通过烧结工艺的调整,例如适当改变温度,调节升降温时间与速度等而加以纠正。 烧结是粉末或粉末压坯,加热到低于其中基本成分的熔点温度,然后以一定的方法和速度冷却到室温的过程。烧结的结果是粉末颗粒之间发生粘结,烧结体的强度增加。在烧结过程中发生一系列物理和化学的变化,把粉末颗粒的聚集体变成为晶粒的聚结体,从而获得具有所需物理,机械性能的制品或材料。烧结时,除了粉末颗粒联结外,还可能发生致密化,合金化,热处理,联接等作用。人们一般还把金属粉末烧结过程分类为:1、单相粉末(纯金属、古熔体或金属化合物)烧结;2、多相粉末(金属—金属或金属—非金属)固相烧结;3、多相粉末液相烧结;4、熔浸。 通常在目前PORITE微小轴承所接触的和需要了解的为前三类烧结。通常在烧结过程中粉末颗粒常发生有以下几个阶段的变化:1、颗粒间开始联结; 2、颗粒间粘结颈长大; 3、孔隙通道的封闭; 4、孔隙球化; 5、孔隙收缩; 6、孔隙粗化。 上述烧结过程中的种种变化都与物质的运动和迁移密切相关。理论上机理为:1、蒸发凝聚;2、体积扩散;3、表面扩散;4、晶间扩散;5、粘性流动;6、塑性流动。

(2)、烧结工艺 2-1、烧结的过程 粉末冶金的烧结过程大致可以分成四个温度阶段: 1、低温预烧阶段,在此阶段主要发生金属的回复及吸附气体和水分的挥发,压坯内成形剂的分解和排除等。在PORITE微小铜、铁系轴承中,用R、B、O(Rapid Burning Off)来代替低温预烧阶段,且铜、铁系产品经过R、B、O 后会氧化,但在本体中可以被还原,同时还可以促进烧结。 2、中温升温烧结阶段,在此阶段开始出现再结晶,首先在颗粒内,变形的晶粒得以恢复,改组为新晶粒,同时颗粒表面氧化物被完全还原,颗粒界面形成烧结颈。 3、高温保温完成烧结阶段,此阶段是烧结得主要过程,如扩散和流动充分地进行和接近完成,形成大量闭孔,并继续缩小,使得孔隙尺寸和孔隙总数均有减少,烧结体密度明显增加 4、冷却阶段:实际的烧结过程,都是连续烧结,所以从烧结温度缓慢冷却一段时间然后快冷,到出炉量达到室温的过程,也是奥氏体分解和最终组

烧结过程的理论基础

烧结过程的理论基础 烧结就是将矿粉、熔剂和燃料,按一定比例进行配加,均匀的混合,借助燃料燃烧产生的高温,部分原料熔化或软化,发生一系列物理、化学反应,并形成一定量的液相,在冷却时相互粘结成块的过程。 一、烧结过程的基本原理 近代烧结生产是一种抽风烧结过程,将矿粉、燃料、熔剂等配以适量的水分,铺在烧结机的炉篦上,点火后用一定负压抽风,使烧结过程自上而下进行。通过大量的实验对正在烧结过程的台车进行断面分析,发现沿料层高度由上向下有五个带,分别为烧结矿带、燃烧带、预热带、干燥带和过湿带。 当前国内外广泛采用带式抽风烧结,代表性的生产工艺流程如图3—1所示。 1、烧结五带的特征 (1)烧结矿带 在点燃后的烧结料中燃料燃烧放出大量热量的作用下,混合料熔融成液相,随着高负压抽风作用和燃烧层的下移,导致冷空气从烧结矿带通过,物料温度逐渐降低,熔融的液相被冷却凝固成网孔状的固体,这就是烧结矿带。 此带主要反应是液相凝结、矿物析晶、预热空气,此带表层强度较差,一般是返矿的主要来源。

(2)燃烧带 该带温度可达1350〜1600度,此处混合料软化、熔融及液相 生成,发生异常复杂的物理化学变化。该层厚度为15〜50mm 。此 配 料 -次混合 精矿富矿粉 石灰石白云石 碎焦无烟煤 髙炉灰轧钢皮 (-) (+) 3 〜0mm 筛分 破碎 空气

排岀 废气 图3-1 烧结生产一般工艺流程图 带对烧结产量及质量影响很大。该带过宽会影响料层透气性,导 致产量低。该带过窄,烧结温度低,液相量不足,烧结矿粘结不 好,导致烧结矿强度低。燃烧带宽窄主要受物料特性、燃料粒度 及抽风量的影响。 (3)预热带 该带主要使下部料层加热到燃料的着火温度。一般温度为 400〜800 度。 该带主要反应是烧结料中的结晶水及部分碳酸盐、硫酸盐分 冷却 (热烧结矿) 冷饶结矿

烧结工艺介绍

烧结工艺的简单介绍 目前,随着市场竞争的加剧,钢铁工业设备向大型化发展,对原料的要求日益提高,而高炉炼铁生产技术指标的提高,主要依靠入炉原料性质的改善,烧结矿是我国高炉的主要入炉料,因此,保证和提高烧结矿的质量,是保证钢铁工业稳定发展的重要手段。 一、烧结的概念 烧结是钢铁生产工艺中的一个重要环节,它是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、烧结矿的来源以及意义 铁矿粉造块目前主要有两种方法:烧结法和球团法。两种方法所获得的块矿分别为烧结矿和球团矿。球团法通常在选贫矿的地区采用,尤其是北美地区。而在有天然富矿可以开采使用的地方,烧结法则是一种成本较低的方法,在世界的其它地区被广泛采用。虽然新的炼铁方法会不断出现,但是烧结矿的需求在很长一段时间内仍将保持在较高的水平。在我国,高炉入炉的炉料90%^上都是靠烧 结法提供的。因此,铁矿石烧结对我国的钢铁工业有重大的意义。 三、烧结工艺流程介绍 经烧结而成的有足够强度和粒度的烧结矿可作为炼铁的熟料。利用烧结熟料炼铁对于提高高炉利用系数、降低焦比、提高高炉透气性保证高炉运行均有一定意义。烧结生产的工艺流程如下图所示。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。

[警_1 水 I ~Sri~ —?j _ |~点火 : * % 结 礦辟 rwv ~~i I 讨烧站矿 上鹿炉旷棺 1、烧结的原材料准备: 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。 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MgQ 对烧结过程有良好的作用,可以提高烧结矿的质量。 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 勺占95%以上。 2 ? * 徒 常 r TFe ± i* J7饪屮17 —- * r TFu 童M < X 2% — 坯炉at — 有恳祥 rwO 慶功鬼Cl ± 1」和 M 0 <2 ft*列~。巧顶于申小旋细f 曲虫眦 Oirxu JAM — ■— 生£抚 一 < w 書中$ -臥占89% 橹入大吒 目前生产上广泛采用带式抽风烧结工艺流程: SV 旷粉石灰石*匕丘鬥碎虫*无和锲岛炉赛.郭稠皮

无机材料科学基础《烧结》知识点

(1)常压烧结:又称无压烧结。属于在大气压条件下坯体自由烧结的过程。在无外加动力下材料开始烧结,温度一般达到材料的熔点0.5-0.8即可。在此温度下固相烧结能引起足够原子扩散,液相烧结可促使液相形成或由化学反应产生液相促进扩散和粘滞流动的发生。常压烧结中准确制定烧成曲线至关重要。合适的升温制度方能保证制品减少开裂与结构缺陷现象,提高成品率。 (2)热压烧结与热等静压烧结:热压烧结指在烧成过程中施加一定的压力(在10~40MPa),促使材料加速流动、重排与致密化。采用热压烧结方法一般比常压烧结温度低100ºC左右,主要根据不同制品及有无液相生成而异。热压烧结采用预成型或将粉料直接装在模内,工艺方法较简单。该烧结法制品密度高,理论密度可达99%,制品性能优良。不过此烧结法不易生产形状复杂制品,烧结生产规模较小,成本高。 作为陶瓷烧结手段,利用来自于表面能的表面应力而达到致密化的常压烧结法虽是一般常用的方法,但是,不依赖于表面应力,而在高温下借助于外压的方法,也是可以采用的。这就是称为热压法的烧结方法。广义来说,在加压下进行烧结的方法包括所有这类方法,超高压烧结和热等静压(HIP)烧结也属于这类方法。不过,一般都作为在高温下施加单轴压力进行烧结的方法来理解。其基本结构示于图1。首先,制备粉体试料,置于模型中,在规定温度下加热、加压,获得烧结体。由于下述原因而采用这种方法:(1)烧结温度降低;(2)烧结速度提高;(3)使难烧结物质达到致密化。因为能够在颗粒成长或重新结晶不大可能进行的温度范围达到致密化,所以,可获得由微小晶粒构成的高强度、高密度烧结体。图2所示,是热压对陶瓷致密化影响效果之一例。 将热压作为制造制品的手段而加以利用的实例有:氧化铝、铁氧体、碳化硼、氮化硼等工程陶瓷。

烧结生产工艺介绍

烧结生产工艺介绍 1、烧结基本概论(1)、什么叫烧结烧结是为高炉冶炼提供“精料”的一种加工方法,是利用精矿或矿粉制成块状冶炼原料的一个过程。其过程的实质是将准备好的各种原料(精矿、矿粉、燃料、溶剂、返矿及含铁生产废料等),按一定比例经过配料,混合与制粒,得到符合要求的烧结料,烧结料经点火借助碳的燃烧和铁矿物的氧化而产生高温,使烧结料中的部分组份软化和熔化,发生化学反应生成一定数量的液相,冷却时相互粘结成块。其过程的产品叫烧结矿。烧结矿按碱度R(CaO/SiO2)可分为:普通烧结矿即酸性烧结矿(R 小于1.0)、自熔性烧结矿(R=1.0—1.5)、高碱度烧结矿(R 大于1.5)。 (2)、烧结生产的意义及发展历史烧结生产为高炉冶炼提供良好冶金性能的烧结矿,与天然矿相比,烧结矿粒度合适,还原性和软化性好,成份稳定,造渣性好,可大大改善高炉的技术经济指标。烧结生产可充分利用贫矿自然资源,从而推动钢铁工业的可持续发展。烧结生产可以利用高炉、转炉炉尘、轧钢皮等工业“废弃”物,变废为宝。烧结过程可去除80%—90%的硫及氟、砷等有害杂质。目前世界上使用最广泛的是连续生产的抽风带式烧结机。自1911 年第一台烧结机在美国布鲁肯公司投产以来,出现了36.6m2(1934年)、75 m2 (1936年)、255 m2 (1960年)、302 m2 (1969年)、600 m2 (1975年)、1000 m2的烧结机,烧结机的装备水平朝大型化、高自动化及计算机综合控制方向发展。现在我国已有13、18、24、36、50、75、90、130、450 m2等规格的烧结机,烧结矿用量占高炉铁矿石用量的80%以上。 (3)、烧结生产技术经济指标及烧结矿质量指标 ①、烧结生产技术经济指标 a、利用系数烧结机利用系数是指单位时间每平方米有效烧结面积的生产量。设:Q 为烧结机成品烧结矿台时产量,F 为烧结机有效烧结面积,则利用系数=Q/F ,t/( m2?h) b、台时产量台时产量是指每台烧结机在单位时间生产的烧结矿数量。 台时产量=烧结机生产总量/烧结机实际运行时间,t/(h?台) c、成品率成品率=成品矿/混合料× 100%

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。精矿粉按照选矿方法的不同分为多种精矿粉,如磁选、浮选、重选等精矿粉。 2)富矿粉:是铁矿石受到自然界的风化作用,或在开采、运输、处理过程中产生粉末,其粒度为0~10mm。 4、烧结生产对含铁原料有那些要求: 铁矿粉是烧结生产的主要原料,它的物理化学性质对烧结矿质量影响最大,主要要求铁矿粉品位高、成分稳定、杂质少、脉石成分适用于造渣,粒度适宜。烧结用的精矿粒度不宜太细,一般小于0.074mm(-200目)的量小于80%。 5、常用熔剂的性能、成分及表示符号 烧结过程中通常使用的碱性熔剂有石灰石(CaCO3)、消石灰[Ca(OH)2]、生石灰(CaO)、白云石[Ca. Mg(CO3)2]和菱镁石(MgCO3) 。纯石灰石CaO理论含量56%;生石灰一般含CaO85%左右;消石灰又称熟石灰,理论含CaO为75.68%;菱镁石(MgCO3)的理论含MgO为47.6%。 烧结过程中又有的也使用一些酸性熔剂,主要有:橄榄石、蛇纹石、石英石。橄榄石的化学式为(Mg. Fe)2. SiO2,蛇纹石的化学式为3MgO.2SiO2.H2O。对酸性熔剂,要求其含SiO2含量在90%以上,Al2O3在2%以上。 6、常用燃料:无烟煤、焦粉。 二、烧结理论与工艺内容 1、烧结的含义:铁矿粉在一定的高温作用下,部分颗粒表面发生软化和融化,产生一定量的液

烧结理论知识培训课件

烧结理论知识培训课件 烧结是一种重要的金属加工工艺,它指的是将细小的金属粉末通过高温压制和烧结过程将其转化为具有一定强度和形状的金属零件。烧结技术在航空航天、汽车、电子、化工等领域有着重要的应用。因此,为了满足市场需求和提高企业竞争力,我们需要深入了解烧结理论知识。 一、烧结的基本原理与步骤 烧结的基本原理是通过高温和压力将细小的金属粉末烧结成一定形状和尺寸的金属零件。其步骤包括: 1.混合:将不同材料的金属粉末按照一定比例混合均匀。 2.成型:将混合均匀的金属粉末按照设计要求进行成型, 如挤压成型、注射成型等。 3.烧结:将成型后的金属粉末在高温环境下进行烧结处理,使其成为整体零件。 4.加工:根据实际需要,对烧结成的零件进行加工或者表 面处理,如车削、磨削、喷涂等。 二、烧结的特点 1.能够制造高强度和高精度的金属零件。 2.可制造各种不规则和复杂的形状。

3.烧结生产工艺简单、流程短,可以提高生产效率和节约 生产成本。 4.可以使用多种不同材料的金属粉末进行混合烧结,获得 具有良好性能的合金材料。 5.在烧结过程中,可以控制粉末的成分和密度,获得不同 的结构和性能。 三、烧结的应用及前景 1.航空航天领域:烧结技术被广泛应用于航空航天领域, 用于制造发动机部件、轮毂轴承、航天器外壳及燃料结构等。 2.汽车领域:烧结技术可以用于制造汽车零件,如制动器、发动机缸体等。 3.电子领域:烧结技术可以制造具有特殊性能的电子元器件,如热敏电阻、电阻器等。 4.医疗领域:烧结技术可以用于制造人体骨骼植入物、假牙、人工关节等医疗器械。 由此可见,烧结技术在未来的制造业中具有重要的应用前景和市场需求。

烧结理论基础备

1、烧结原理概述 烧结是目前国内外钢铁企业最广泛采用的铁原产造块方法。现在各烧结厂使用的烧结机几乎都是下部抽风的带式烧结机。据此,烧结过程可以概括为:将烧结混合料配以适量的水分,经混匀及制粒后铺到烧结机的台车上,烧结料表面点火,在下部风箱强制抽风作用下,料层内燃烧自上而下燃烧并放热,混合料在高温作用下发生一系列物理、化学变化,最终固结成烧结矿。 对烧结过程的解剖研究,抽风烧结过程有明显的分层性。一般自上而下分为五层:烧结矿带、燃烧带、预热干燥带、水分冷凝带及原始料带。烧结点火后,五带依次出现,随时间的推移,各层向下移动,最后各层又依次消失,最后剩下的全部是烧结矿层。 烧结矿带又称成矿带,在烧结矿层中,空气被预热,烧结矿被冷却,表面和裂缝处出现氧化现象。在同燃烧层接近处所生成的液相温度降低冷凝并结晶,使烧结料固结,形成烧结矿。 在燃烧带内,燃料被上部加热的空气氧化燃烧,放出热量,使烧结料加热,温度升高(一般可达1100~1500℃)。从燃料开始着火(焦粉着火温度一般为700℃)到燃烧完毕需要一定时间,燃烧带有一定厚度(15~80mm)。在燃烧带内进行着软熔、还原、氧化以及石灰石和硫化物分解等反应。此带对烧结过程产量及质量影响很大。该带过宽则料层透气性差,导致产量低,过窄则烧结温度低,液相量不足,烧结矿粘结不好,强度低。该带的宽窄受燃烧粒度、抽风量等因素影响。 在干燥预热层中发生水分蒸发,并从燃烧带出来的高温废气中吸收热量,使燃料加热到着火温度。此层内还会出现固相反应、氧化还原反应以及结晶水分解等。此带特点是热交换迅速,由于热交换剧烈,废气温度很快从1000℃下

降到60~70℃。 水分冷凝带又称过湿带,因上层下来的废气中含有大量水汽,由于废气温度降低到与之相应的露点以下,水汽重新凝结于混合中,产生过湿现象。水分冷凝破坏已造好的混合料小球,使料层透气性变差。 原始料带处于料层最下部。在此带中物料的物理、化学性质基本不变。 由此可见,烧结过程是许多物理和化反应过程的总合。其中有:热交换和燃烧;水分蒸发和凝结;氧化和还原;碳酸盐和硫化物分解和挥发;粉料软熔和固结以及气体力学等过程。在某一层中可能进行一种或几种反应,某一反应又可能在几层中发生。烧结过程的理论基础是物理化学(热力学、动力学)、传热学、流体力学及结晶矿物学,即用物理化学的基本原理研究烧结过程中固体燃料的燃烧、水分的蒸发与冷凝、含铁原料及熔剂的分解、氧化及还原规律;用传热学的基本原理来研究烧结过程热量传输规律、料层中温度分布规律及蓄热现象;用流体力学的基本原理研究烧结过程气体运动规律、分析料层的透气性及其对工艺参数的影响;用物理化学及结晶矿物学原理研究烧结过程的固相反应、液相生成与冷凝、烧结矿成矿机理及结构特性。 2、烧结过程中水分的行为与作用 烧结料中的水分主要来源于矿石、熔剂、燃料带入的水、混合料混匀制粒时添加的水、空气中带入的水、燃料中碳氢化合物燃烧时产生的水以及混合料中矿物分解的化合水,多为游离水,唯独褐铁矿中才含有较多的结晶水。 2.1水分的蒸发 混合料中游离水蒸发的条件是气相中水汽的实际分压小于该条件下的饱和蒸汽压。而饱和蒸汽压是随温度升高而升高的,当温度达到100℃进,饱和蒸汽压等于大气压,产生沸腾现象。在烧结过程中,由于废气压力小于大气压,

烧结基础知识

烧结基础知识 烧结是把粉状物料转变为致密体,是一个传统的工艺过程。那么你对烧结了解多少呢?以下是由店铺整理关于烧结知识的内容,希望大家喜欢! 烧结的定义 宏观定义:在高温下(不高于熔点),陶瓷生坯固体颗粒的相互键联,晶粒长大,空隙(气孔)和晶界渐趋减少,通过物质的传递,其总体积收缩,密度增加,最后成为具有某种显微结构的致密多晶烧结体,这种现象称为烧结。 微观定义:固态中分子(或原子)间存在互相吸引,通过加热使质点获得足够的能量进行迁移,使粉末体产生颗粒黏结,产生强度并导致致密化和再结晶的过程称为烧结。 烧结的方法及测量 将试条放入烘箱内,在105~110℃下烘干至恒重。在干燥器内冷却至室温后备用。在天平上称取干燥后的试样重。称取饱吸煤油后在煤油中试样重。饱吸煤油后在空气中的试样重。将称好重量的试样放入105~110℃烘箱内排除煤油,直至将试样中的煤油排完为止。按编号顺序将试样装入高温炉中,装炉时炉底和试样之间撒一层薄薄的煅烧石英粉或Al2O3粉。装好后开始加热,并按升温曲线升温,按预定的取样温度取样。 在每个取样温度点保温15min,然后从电炉内取出试样迅速地埋在预先加热的石英粉或Al2O3粉中,以保证试样在冷却过程中不炸裂。冷至接近室温后,将试样编号,取样温度记录于表中,检查试样有无开裂、粘砂等缺陷。然后放入105~110℃烘箱中烘至恒重。取出试样放入干燥器内,冷却至室温。将试样分成两批,900℃以下为第一批,测定其饱吸煤油后在煤油后在空气中重,900℃以上的试样为第二批,测定其饱吸水后在水中重及饱吸水后在空气重。按公式算出各温度点的结果后,以温度为横坐标,气孔率和收缩率为纵坐标,画出收缩率和气孔率曲线,并从曲线上确定烧结温度和烧结温度范围。

烧结工艺理论知识(全面)

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、详述热处理工艺的产生和发展 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。据估计,每生 产1t生铁须要1.7~1.9t铁矿石,若就是贫矿,须要的铁矿石则更多。另外,由于长期 的采矿和消耗,能够轻易用以炼钢的富矿愈来愈少,人们不得不大量采矿贫矿(含铁25%~30%)。但贫矿轻易浸出炼钢就是很不经济的,所以必须经过选矿处置。选矿后的精 矿粉,在含铁品位上就是提升了,但其粒度不合乎高炉炼钢建议。因此,对采矿出的粉矿(0~8mm)和精矿粉都必须经过造块后方可以用作炼钢。我国铁矿资源多样,但贫矿较多,约占到80%以上,因此,炼钢前大都需经碎裂、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)热处理工艺:自1978年马钢冷烧技术科技攻关顺利后,一批重点企业和地方骨 干企业基本顺利完成了苏烧改冷烧工艺。部分企业投入使用原料搅匀料场,并投入使用, 绝大多数钢铁企业同时实现了自动化配料、混合机加强制粒、偏析布料、加热筛分、整粒 及砌底料技术。 (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,我国最小烧结机75m2,60年代130m2,80年代265m,90年代宝钢二、三期和武钢等450m烧结机相继投产,这些都就是我国自行设计、自行生产,并同时实现自动化生产的。 (4)烧结生产指标及产品质量:近年来我国烧结矿质量显著提高,目前多数企业烧 结矿含铁品位达到55%以上,有的达到58%;sio2含量降到5%,有的还低于5%,实现了低硅烧结。烧结矿feo在8%~10%之间,转鼓指数明显提高,还原性提高。此外,烧结矿固 体燃料消耗也有较大幅度的降低。

一、烧结基本原理

一、烧结(1)、烧结基本原理 烧结是粉末冶金生产过程中最基本的工序之一。烧结对最终产品的性能 起着决定性作用,因为由烧结造成的废品是无法通过以后的工序挽救的;相 反,烧结前的工序中的某些缺陷,在一定的范围内可以通过烧结工艺的调整, 2、 4、熔浸。 上述烧结过程中的种种变化都与物质的运动和迁移密切相关。理论上机理为:1、蒸发凝聚;2、体积扩散;3、表面扩散;4、晶间扩散;5、粘性流动;6、塑性流动。(2)、烧结工艺 2-1、烧结的过程 粉末冶金的烧结过程大致可以分成四个温度阶段:

1、低温预烧阶段,在此阶段主要发生金属的回复及吸附气体和水分的挥发,压坯内成形剂的分解和排除等。在PORITE微小铜、铁系轴承中,用R、B、O(Rapid Burning Off)来代替低温预烧阶段,且铜、铁系产品经过R、B、O后会氧化,但在本体中可以被还原,同时还可以促进烧结。 2、中温升温烧结阶段,在此阶段开始出现再结晶,首先在颗粒内,变形的晶粒得以恢复,改组为新晶粒,同时颗粒表面氧化物被完全还原,颗粒界面形成烧结颈。 3 4 段。 2-2 1、 2、粉末的性质:包括颗粒大小;颗粒的形状与形貌;颗粒的结构;颗粒的化学组 成。 3、压坯的物理性能:包括压制密度,压制残余应力,颗粒表面氧化膜的变形或破 坏以及压坯孔隙中气体等。 4、烧结工艺参数:包括保温时间,加热及冷却速度,烧结气氛等。

2-3、烧结时压坯的尺寸与密度的变化 在生产中对制品的尺寸与形状精度要求都非常高,因此,在烧结过程中控制压坯的密度和尺寸的变化是一个极为重要的问题。影响烧结零件密度和尺寸变化的因素有: 1、孔隙的收缩与清除:烧结会导致孔隙的收缩与清除,也就是使烧结体 体积减小。 2 3、 4、 5、 6、 2-4、烧结前的准备工作 核对烧结制品与烧结温度及网带速度是否合适,检查待烧结的制品,把不合格的压坯剔出,一般情况按工艺图纸的要求来检查,通常检查几何尺寸及偏差制品的单重即压坯的密度和压坯外观是否掉边缺角,分层裂纹,严重拉毛等。

铁矿粉烧结过程基础理论

铁矿粉烧结过程基础理论 序言:在学习配料技术之前把烧结的基础理论知识和工艺特点温习一遍。 这是学习烧结配料技术的基础,要完全掌握、理解透彻。 铁矿粉烧结是整个钢铁冶炼长流程的首道综合性生产环节,从工艺生产的角度来讲,钢铁冶炼是从铁矿粉烧结开始的,以下简称烧结。烧结是生产人造富矿的最主要的方法。(高碱度烧结矿+酸性球团矿是现今我国最流行的高炉冶炼方法。)将铁精粉(国内磁铁贫矿经过破碎、浮选和磁选)、富矿粉、钢铁冶炼生产中回收的含铁较高的粉末类副产品(高炉和转炉炉尘、轧钢铁皮、高品位钢渣粉等)、熔剂(白云石、菱镁石、石灰石和生石灰等)和燃料(焦粉和无烟煤),按一定比例配料,加水混合制成具有一定粒度的混合料,均匀平铺在烧结台车上,经过点火抽风烧结成块。再经过破碎、筛分,加工成具有一定强度和粒度组成的人造富矿的过程叫做-烧结。 一、烧结生产的意义 1、烧结生产是一种人造富矿的制作方法,这种方法使地壳中大量的低品位铁矿加工成人造富铁矿,用以满足高炉冶炼优质、高产、低耗的冶炼需要。 2、烧结生产中可以应用转炉炉尘、高炉炉尘、轧钢皮、钢渣等钢铁冶炼副产品和硫酸渣等化工副产品,这些废料在烧结过程中得到充分地再利用,做到变废为宝,为企业带来节能环保和降低原料成本的双重效益。 3、烧结生产的烧结矿和天然富矿块相比,更适合高炉冶炼的需要。主要表现在:成分稳定、粒度适中、低温还原粉化率低、炉内的热强度和整体还原度良好、造渣流动性好。这些特性使得高炉冶炼更容易调节炉况、稳定生产、提高产量和降低焦比。 4、烧结过程可以除去原燃料中90%以上的硫化物和80%以上的氟化物等钢铁冶炼的有害杂质,大大地简化了后续钢铁冶炼流程中脱硫脱氟等去杂质的工艺,不仅调升了产品质量,而且也极大地降低了钢铁冶炼成本。

烧结工艺介绍

烧结工艺介绍 烧结工艺的简单介绍 目前,随着市场竞争的加剧,钢铁工业设备向大型化发展,对原料的要求日益提高, 而高炉炼铁生产技术指标的提高,主要依靠入炉原料性质的改善,烧结矿是我国高炉的主 要入炉料,因此,保证和提高烧结矿的质量,是保证钢铁工业稳定发展的重要手段。一、 烧结的概念 热处理就是钢铁生产工艺中的一个重要环节,它就是将各种粉状含铁原料,Ghaziabad适度的燃料和熔剂,加入适量的水,经混合和造球后在热处理设备上并使物料 出现一系列物理化学变化,将矿粉颗粒黏结为块的过程。二、烧结矿的来源以及意义 铁矿粉造块目前主要有两种方法:烧结法和球团法。两种方法所获得的块矿分别为烧 结矿和球团矿。球团法通常在选贫矿的地区采用,尤其是北美地区。而在有天然富矿可以 开采使用的地方,烧结法则是一种成本较低的方法,在世界的其它地区被广泛采用。虽然 新的炼铁方法会不断出现,但是烧结矿的需求在很长一段时间内仍将保持在较高的水平。 在我国,高炉入炉的炉料90%以上都是靠烧结法提供的。因此,铁矿石烧结对我国的钢铁 工业有重大的意义。三、烧结工艺流程介绍 经热处理而变成的存有足够多强度和粒度的烧结矿可以做为炼铁的熟料。利用热处理 熟料炼铁对于提升高炉利用系数、减少焦比、提升高炉透气性确保高炉运转均存有一定意义。热处理生产的工艺流程如下图右图。主要包含热处理料的准备工作,配料与混合,热 处理和产品处置等工序。 目前生产上广泛采用带式抽风烧结工艺流程: 1、热处理的原材料准备工作: 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。 熔剂:建议熔剂中有效率cao含量低,杂质太少,成分平衡,含水3%左右,粒度大 于3mm的占到90%以上。在热处理料中重新加入一定量的白云石,并使烧结矿所含适度的mgo,对热处理过程存有较好的促进作用,可以提升烧结矿的质量。 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、热处理的配料与混合: 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。配料方法:质量配料法,即按原料的质量配料;通过电子计量设备,按一定比例配兑原材料。

烧结工艺生产中需要掌握的知识

烧结工艺生产中需要掌握的知识 烧结生产中要以牢固掌握元素的分子量、铁化合物的含铁量和各种物料的堆比重为基础,熟练、灵活运用各种配料过程中应用到的公式,既为配料表的计算做好铺垫,又可以对整个烧结系统的产量、成本等具体数值熟练而精确的计算。 1 元素的原子量 熟记烧结相关元素的原子量,可用以分析各种物质的成分组成,并且通过对物质的分解化合等化学变化反应公式的应用,可准确得到各种物质在烧结前后的成分 量、烧成量和烧损量等量化数值。例如公式CaCO 3=CaO+CO 2 中知道各种物质 的原子量就可以计算出碳酸钙分解后生成氧化钙的量,分解析出二氧化碳的量,二氧化碳的量即为烧损量。同时可以通过此计算和全量公式分析以碳酸钙为主要成分的石灰石的其他成分组成。 2 铁的氧化物 通过对铁氧化物的理论含铁量和烧结矿全铁含量的对比可以看出如果高碱度烧结矿的矿相中铁酸钙体系太多不利于烧结矿品位的提升,要想提升品位就要控制好烧结矿中磁铁矿矿相的比例。 3 堆比重 各种物料堆比重的学习是进一步掌握物料性能的关键环节,也是配料技师应当具备的基本知识。其广泛应用于烧结原燃料盘库、烧结矿产量计算和烧结矿成本核算中。 4 金属分类 轻金属:相对密度小于5的金属。在钢铁冶炼过程中指比铁水比重低的金属。有镁、铝、钾、钙、钪、钛、钒等,富含于铁水浮渣中。

重金属:相对密度大于5的金属,在钢铁冶炼过程中指比铁水比重大的金属。有金、银、铜、汞、铅、镉、锌等。富含于铁水底渣中。 碱金属:元素周期变种AI族除氢以外的6个金属元素:锂、钠、钾、铷、铯、钫。其特性为:柔软,活泼,非常易与氧气或其他氧化物发生反应,其 对高炉冶炼过程和冶炼设备都有非常大的危害。 5 垂直燃烧速度 是极为有效预测烧结过程优劣程度的重要参数,会直接影响烧结矿的产质量。一般情况下其值过快烧结矿质量变差,过慢烧结矿产量降低。 其计算公式为:垂直燃烧速度=料层厚度/(有效烧结长度/机速) 6 台时产量 烧结机台时产量=烧结机生产总量/烧结机实际作业时间。用原料计算时:烧结机一小时生产了多少长度距离的产量公式为:q=60KγCBL;烧结机一小时生产了多少深度距离的产量公式为:q=60KγCBhV。式中q——烧结机台时产量,t/(台·h)。K——烧结矿成品率,一般为65~80%;γ——烧结矿堆密度,一般取1.8—1.9t/m3。C——垂直燃烧速度,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——烧结机台车移动速度,m / min。

烧结基础知识

1. 烧结基础知识 2. 烧结(de)含义 将含铁粉状料或细粒料进行高温加热,在不完全熔化(de)条件下烧结成块(de)过 程.铁矿粉烧结是一种人造富矿(de)过程. 2.1. 烧结(de)方法 (1)鼓风烧结:烧结锅,平地吹; (2)抽风烧结: (a)连续式:带式烧结机和环式烧结机等; (b)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. 2.2. 烧结生产(de)工艺流程 一般包括:原燃料(de)接受、贮存,溶剂、燃料(de)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(de)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(de)流程. 2.3. 烧结厂主要技术经济指标 烧结厂(de)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(m 2)每小时(h)(de)生产量(t)称烧结机利用系数,单 位为t/(m 2h).它用台时产量与烧结机有效抽风面积(de)比值表示: 利用系数=台时产量(t /h ) 有效抽风面积(m2)=总产量(t )总生产台时(t )×总有效面积(m2) 台时产量是一台烧结机一小时(de)生产量,通常以总产量与运转(de)总台时之比值表

示.这个指标体现烧结机生产能力(de)大小,它与烧结机有效面积(de)大小无关. 利用系数是衡量烧结机生产效率(de)指标,它与烧结机有效面积(de)大小无关. 2.3.2. 烧结机作业率 作业率是设备工作状况(de)一种表示方法,以运转时间占设备日历时间(de)百分数表 示: 设备作业率=运转台时 ×100% 日历台时 日历台时是个常数,每台烧结机一天(de)日历台时即为24台时.它与台数、时间有关. 日历台时=台数×24×天数 事故率是指内部事故时间与运转时间(de)比值,以百分数表示: ×100% 事故率=事故台时 运转台时 设备完好率是衡量设备良好状况(de)指标.按照完好设备(de)标准,进行定期检查.设备完好率是全厂完好设备(de)台数与设备总台数(de)比值,用百分数表示: 设备完好率=完好设备台数 ×100% 设备总台数 2.3.3. 质量合格率 烧结矿(de)化学成分和物理性能符合原冶金部YB/T421标准要求(de)叫烧结矿合格品, 不符合(de)烧结矿叫出格品. 根据部颁标准(de)规定,实际生产检验过程及工艺试验中出现(de)一部分未检验品和 试验品,不参加质量合格率(de)计算.因此: ×100% 质量合格率=总产量−未验品量−试验品量−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(de)综合指标. 烧结矿合格品、一级品或出格品(de)判定根据其物理化学性能(de)检验结果而定,主要 )、转鼓指数(≥6.3mm)、包括烧结矿全铁(TFe)、氧化亚铁(FeO)、硫(S)含量、碱度(CaO/SiO 2 粉末(<5mm)等,有(de)厂还包括氧化镁(MgO)、氟(F)、磷(P)等. ×100% 一级品率=一级品量 合格品量 转鼓指数=检测粒度(≥5mm)的重量 ×100% 试样重量 筛分指数=筛分后粒度(≤5mm)的的重量 ×100% 试样重量

烧结工艺介绍

烧结工艺的简单介绍 当前,跟着市场竞争的加剧,钢铁工业设施向大型化发展,对原料的要求日益提升,而高炉炼铁生产技术指标的提升,主要依赖入炉原料性质的改良,烧结矿是我国高炉的主要入炉料,所以,保证和提升烧结矿的质量,是保证钢铁工业稳固发展的重要手段。 一、烧结的观点 烧结是钢铁生产工艺中的一个重要环节,它是将各样粉状含铁原料,配入适当的燃料和熔剂,加入适当的水,经混淆和造球后在烧结设施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、烧结矿的根源以及意义 铁矿粉造块当前主要有两种方法:烧结法和球团法。两种方法所获取的块矿分别为烧结矿和球团矿。球团法往常在选贫矿的地域采纳,特别是北美地域。而在有天然富矿能够开采使用的地方,烧结法例是一种成本较低的方法,在世界的其余地域被宽泛采纳。固然新的炼铁方法会不停出现,可是烧结矿的需求在很长 一段时间内仍将保持在较高的水平。在我国,高炉入炉的炉料 90%以上都是靠烧结法供给的。所以,铁矿石烧结对我国的钢铁工业有重要的意义。 三、烧结工艺流程介绍 经烧结而成的有足够强度和粒度的烧结矿可作为炼铁的熟料。利用烧结熟料炼铁关于提升高炉利用系数、降低焦比、提升高炉透气性保证高炉运转均有必定意义。烧结生产的工艺流程以下列图所示。主要包含烧结料的准备,配料与混淆,烧结和产品办理等工序。

当前生产上宽泛采纳带式抽风烧结工艺流程: 1、烧结的原资料准备 : 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,成分稳固,杂质少。 熔剂:要求熔剂中有效 CaO含量高,杂质少,成分稳固,含水 3%左右,粒度小于 3mm的占 90%以上。在烧结猜中加入必定量的白云石,使烧结矿含有适合的MgO,对烧结过程有优秀的作用,能够提升烧结矿的质量。 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,成分稳固,含水小于 10%,粒度小于 3mm的占 95%以上。

烧结原理(详细资料)

烧结原理 所谓烧结就是将粉末压坯加热到一定温度(烧结温度)并保持一定的时间(保温时间),然后冷却下来,从而得到所需性能的材料,这种热处理工艺叫做烧结。 烧结使多孔的粉末压坯变为具有一定组织和性能的制品,尽管制品性能与烧结前的许多工艺因素有关,但是在许多情况下,烧结工艺对最终制品组织和性能有着重大的甚至是决定性的影响。 硬质合金的烧结过程是比较复杂的,但是这些基本知识又是必须掌握的。 4.1 烧结过程的分类 烧结过程的分类方法很多,按烧结制品组元的多少可以分为单元系烧结和多元系烧结,如钨、钼条烧结属于单元系烧结,硬质合金绕结则属于多元系烧结。 按烧结时组元中相的状态分为固相烧结和液相烧结,如钨钼的烧结过程中不出现液相,属于固相烧结,硬质合金制品在烧结过程中会出现液相,属于液相烧结。按工艺特征来分,可分为氢气烧结、真空烧结、活化烧结、热等静压烧结等。许多烧结方法都能用于硬质合金的烧结。此外,还可以依烧结材料的名称来分,如硬质合金烧结,钼顶头烧结。 从学习烧结过程的实质来说,将烧结过程分为固相烧结和液相烧结两大类是比较合理的,但在生产中多按烧结工艺特点来进行分类。 4.2 烧结过程的基本变化 硬质合金压坯经过烧结后,最容易观察到的变化是压块体积收缩变小,强度急剧增大,压块孔隙度一般为50%,而烧结后制品已接近理论密度,其孔隙一般应小于0.2%,压块强度的变化就更大了,烧结前压坯强度低到无法用一般方法来测定,压坯只承受生产过程中转移时所必备的强度,而烧结后制品却能达到满足各种苛刻工作条件所需要的强度值,显然制品强度提高的幅度较之密度的提高要大得多。 制品强度及其他物理机械能的突变说明在烧结过程中压块发生了质的变化。在压制过程中,虽然由于外力的作用能增加粉末体的接触面,而颗粒中表面原子和分子还是杂乱无章的,甚至还存在有内应力,颗粒间的联结力是很弱的,但烧结后颗粒表面接触状态发生了质的变化,这是由于粉末接触表面原子﹑分子进行化学反应,以及扩散、流动、晶粒长大等物理化学变化,使颗粒间接触紧密,内应力消除,制品形成了一个强的整体,从而使其性能大大提高。 4.3 烧结过程的基本阶段 硬质合金烧结过程可以分为四个基本阶段: 1.脱除成形剂及预烧阶段,在这个阶段烧结体发生如下变化:

烧结工理论知识复习资料及参考答案

烧结工理论知识复习资料及参考答案 一、判断题 1.>成品筛二次筛分的筛孔为10mm。 ( ) 答案:³ 2.>矿石品位指矿石中具有金属组份的含量百分数。 ( ) 答案:√ 3.>烧结厂主要的耗电设备是烧结机。 ( ) 答案:³ 4.>风机叶轮使用寿命与通过废气含尘量有直接关系。 ( ) 答案:√ 5.>大烟道废气气流越高,降尘效率越好。 ( ) 答案:³ 6.>烧结"终点"提前,总管负压升高。 ( ) 答案:³ 7.>提高台车料厚,可以降低料层负压。 ( ) 答案:³ 8.>磁铁矿主要是Fe2O3。 ( ) 答案:³ 9.>烧结生产主要是还原气氛。 ( ) 答案:³ 10.>烧结三碳指返中残碳、结矿中残碳及混合料含碳。 ( ) 答案:√ 11.>物料残废存量即物料经过烧结排出水份和烧损为残存物量。 ( )答案:√ 12.>精矿粒度要求控制8mm以下有利于烧结。 ( ) 答案:√ 13.>返矿温度多少对混合料水分有较大影响。 ( )

14.>电除尘灰配比用不用细水长流,对主机参数无影响。 ( ) 答案:³ 15.>点火器烘炉原则是快速将耐火材料中水份烘干。 ( ) 答案:³ 16.>停机8小时以上,点火器不用灭火。 ( ) 答案:³ 17.>点火燃料用量与机速无关。 ( ) 答案:³ 18.>梭车布料均匀,关键是在两端换向时停留时间长,造成布料堆尘。 ( )答案:√ 19.>烧结带温度越高,反应越复杂。 ( ) 答案:³ 20.>燃料粒度对烧结无影响。 ( ) 答案:³ 21.>烧结矿中MgO含量对改善高炉炉渣流动有影响。 ( ) 答案:√ 22.>烧结对熔剂要求,SiO2+Al2O3越高越好。 ( ) 答案:³ 23.>烧结矿中有害元素S、P,不影响炼铁。 ( ) 答案:³ 24.>烧结生产中负压越低越好。 ( ) 答案:³ 25.>返矿中含碳一般低于结矿中含碳,由固定碳及未分解碳酸盐组成。 ( )答案:³ 26.>一次混合是烧结生产中主要加水环节。 ( ) 答案:√ 27.>提高混合料料温,可以减少过湿带厚度。 ( ) 答案:√ 28.>混合料中水份呈三种状态存在,即分子结合水、毛细水和重力水。 ( )

烧结工艺技术

烧结工艺技术 烧结的基本工艺过程是将压坯装舟或放置在传送带上,送入连续式烧结电炉中,随着烧舟或传送带向前移动,粉末压坯经过预热,在预定的烧结温度下保温,然后经冷却出炉,得到烧结制品。烧结工艺是根据烧结材料的化学成分及其性能要求确定的。烧结工艺技术是否合理与实际生产时执行情况如何,直接决定了烧结件的组织结构和制品的最终性能。因此,必须重视烧工艺的制定和执行。 第一节烧结前的准备 一、烧结工艺规范的检查与核实 1)待烧结的压件应符合烧结工艺卡上规定的产品名称及代号。 2)检查压件烧结所需的保护气氛的成分、压力和流量是否符合烧结工艺上的规定。 3)全面检查烧结炉的控温仪表、传动系统等是否正常,压件烧结的各段温度应调整到烧结工艺卡上的规定值。 二、压坯的检查 检查的目的是把不合格压坯在装舟前剔出。捡查的主要内容如下: 1)几何尺寸及偏差; 2)单重(粉重不足或超); 3)外观(掉边掉角、分层裂纹、严重拉); 上述捡查,除外观可在装舟或摆料时逐件检查外,其余各项只能按工艺规范控制要求进行抽检。有些项目,如压坯密度的均匀性,对烧结件的质量影响很大。由于压坯的均匀性主要与原料粉的配方、压模结构和压制方案有关,其质量检测与控制也应在这几个工艺环节来完成,所以在烧结前的检查项目中并未包括进去,因为对半成品的这些项目的检查,只是作为成形工序检验后的一种复验。 三、装舟及摆料 根据压坯的形状和尺寸确定装舟方式。装舟时既要做到适当多装,又要防止压坯过挤、烧结时粘结和变形。对不同配方及密度的乐坯必须分开装舟。 1)压坯摆放方式由于压坯的强度较低,装舟时不能将压坯散乱倒人烧舟内,而要根据压坯形状和尺寸合理、整齐摆放,切忌过挤或过松、过慢或过浅。高径比很小的压坯可分层摆放,高径比很大则单层摆放为佳。直径差异较大的套类可采用套装,把直径小的压坯置于大件中间,这样做,既可提高装舟量,又能减少薄壁零件的变形。过小零件(几克重的)如不好摆放,则应采用填料装舟烧结。对于网带式连续烧结炉,压坯要松散的摆放在网带上,网带两边要留一定余量,防止压坯输送过程中从网带上掉落。 2)压坯摆放方向压坯在烧舟内的放置方向需根据其几何形状及尺寸等具体情况确定。对径向尺寸较大或薄壁、细长件要采取立放,切忌横摆,否则烧结时会变形,造成椭圆或翘曲等废品。对于异形零件尤要注意摆放方向,防止烧结时因压坯自重产生变形。压坯装舟或摆料最好按与压制成形相反的方向放置,这样可以减少烧结变形。 3)烧舟要平整、完好烧舟一般由2~3毫米厚的钢板制成。对于易变形或烧结后不再精整的零件所使用的烧舟丹底尤须平整,使烧出的零件具有良好的平

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