铁矿粉在一定的高温作用下,部分颗粒表面发生软化和熔化,产生一定量的液相,并与其他未熔矿石颗粒作用,冷却后,液相将矿粉颗粒黏结成块,这个过程称为烧结,所得块矿称为烧结矿。烧结矿相比天然矿石有许多优点,如含铁量高、孔隙率大、易还原、有害杂质少、含碱性熔剂等,且对原料的要求不像球团矿那么严格,所以烧结在炼铁生产上得到了广泛应用。按烧结设备和供风方式的不同,烧结方法可分为:
第一项鼓风烧结。如烧结锅,平地吹(堆烧)。这是小型冶炼厂的土法烧结,现已逐渐被淘汰。
第二项抽风烧结。1)连续式抽风烧结,如带式烧结机和环式烧结机等;2)间歇式抽风烧结,既可用在固定式烧结机上,如盘式烧结机和箱式烧结机;又可用在移动式烧结机上,如步进式烧结机。
第三项在烟气中烧结。如回转窑烧结和悬浮烧结。无混匀料场时,烧结生产的工艺流程一般包括: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、储存环节放在料场进行,有时筛分熔剂、燃料的准备环节也放在料场进行。是否设置热矿筛,应根据具体情况或试验结果、经比较技术经济指标后确定。机上冷却工艺不包括热矿破碎和热矿筛分环节。窑头罩是连接窑热端与流程中下道工序(如冷却机〉的中间体。燃烧器及燃烧所需空气经过窑头罩入窑。窑头罩内砌有耐火材料,在固定的窑头罩与回转的筒体之间有密封装置,称为窑头密封。窑尾罩是连接窑冷端与物料预处理设备以及烟气处理设备的中间体,其内砌有耐火材料。
而我们呢今天就先介绍一下抽风烧结,其实抽风烧结过程是将混合料配以适量的水分,混合、制粒后,铺在带式烧结机的炉箅上,点火后用一定负压抽风,使烧结过程自上而下地进行。烧结从烧结台车上卸下,经破碎、冷却、制粒、筛分,分出成品烧结矿、返矿和铺底料。 自上而下分为:烧结矿层﹑燃烧层﹑预热层﹑干燥层﹑过湿层。
(1)烧结层:温度在1000℃,随着烧结矿层的下移和冷空气的通过,物料温度逐渐下降,熔融液相被冷却,凝固成多孔结构的烧结矿。烧结矿层逐渐增厚,整个料层透气性变好真空度变低;高温熔融物凝固成烧结矿,伴随着结晶和析出矿物,同时抽入的冷空气被预热,烧结矿被冷却,与空气接触的低价氧化物可能被氧化。
(2)燃烧层:被烧结矿层预热的空气进入燃烧层,与固体碳接触时发生燃烧反应,放出大量的热,温度1300—1500℃的高温,形成一定的气相组成;低熔点物质继续发生并熔化,形成一定数量的液相,部分氧化物分解、还原、氧化,硫化物、硫酸盐和碳酸盐等分解。
(3)预热层:热交换很剧烈,废气温度很快降低,此层温度很薄,所处温度在150–700℃之间;部分结晶水,碳酸盐分解。硫化物,高价铁氧化物分解氧化。部分铁氧化物还原以及固相反应等。
(4)干燥层:由于湿料的导热性好,料湿很快升高到100℃以上,水分完全蒸发需要到120–150℃左右;由于升温速度快,干燥层和预热层很难截然分开,有时又称为干燥预热层,其厚度只有20–40nm。
(5)过湿层:根据不同的物料,过湿层增加的冷凝水介于1%–2%之间。但在实际烧结矿时,发现在烧结料下层有严重的过湿现象,这是因为在强大的气流和重力作用下烧结水分比较高,烧结料的原始结构被破坏,料层中的水分向下机械转移,特别是那些湿容量较小的物料容易发生这种现象。水汽冷凝使得料层的透气性大大恶化,对烧结过程产生很大影响。
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