对烧结工艺的理解

摘 要：烧结是炼铁生产的重要环节，烧结生产的好坏对整个钢铁企业至关重要，本文主要介绍了当下钢铁企业烧结生产的基本常识问题.

关键词：烧结 方法 生产工艺

1、烧结的含义

将含铁粉状料或细粒料进行高温加热，在不完全熔化的条件下烧结成块的过程。铁矿粉烧结是一种人造富矿的过程。

2、烧结的方法

（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。

3、烧结生产的工艺流程

一般包括：原燃料的接受、贮存，溶剂、燃料的准备，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、成品烧结矿及返矿的贮存、运输等工艺环节（见附件图1-1）。

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的流程。

4、烧结厂主要技术经济指标

烧结厂的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。

1>、利用系数

每台烧结机每平方米有效抽风面积（m2）每小时（h）的生产量（t）称烧结机利用系数，单位为t/（m2*h）。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=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无关。

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的大小无关。

2>、烧结机作业率

作业率是设备工作状况的一种表示方法，以运转时间占设备日历时间的百分数表示：

设备作业率=运转台时/日历台时× 100%

日历台时是个常数，每台烧结机一天的日历台时即为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的比值，以百分数表示：

事故率=事故台时/运转台时× 100%

设备完好率是衡量设备良好状况的指标。按照完好设备的标准，进行定期检查。设备完好率是全厂完好设备的台数与设备总台数的比值，用百分数表示：

设备完好率=完好设备台数/设备总台数× 100%

3>、质量合格率

烧结矿的化学成分和物理性能符合原冶金部YB/T421-92标准要求的叫烧结矿合格品，不符合的烧结矿叫出格品（见附件表1-1）。

根据部颁标准的规定，实际生产检验过程及工艺试验中出现的一部分未检验品和试验品，不参加质量合格率的计算。因此：

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）× 100%

质量合格率是衡量烧结矿质量好坏的综合指标。

烧结矿合格品、一级品或出格品的判定根据其物理化学性能的检验结果而定，主要包括烧结矿全铁（TFe）、氧化亚铁（FeO）、硫（S）含量、碱度（CaO/SiO2）、转鼓指数（≥6.3mm）、粉末（< 5mm）等，有的厂还包括氧化镁（MgO）、氟（F）、磷（P）等。

一级品率=一级品量/合格品量× 100%

转鼓指数=检测粒度（≥5mm）的重量/试样重量×100%

烧结矿筛分指数=筛分后粒度（≤5mm）的的重量/试样重量×100%

4>、烧结矿的原料、燃料、材料消耗定额

生产一吨烧结矿所消耗的原料、燃料、动力、材料等的数量叫消耗定额，包括含铁原料、熔剂料、燃料、煤气、重油、水、电、炉蓖条、胶带、破碎机锤头、油、蒸气等。

5>、生产成本与加工费

生产成本是指生产一吨烧结矿所需的费用，由原料费及加工费两部分构成。

加工费是指生产一吨烧结矿所需的加工费用（不包括原料费）。它包括辅助材料费（如燃料、油、胶带、炉蓖条、水、动力费等），工人工资，车间经费（包括设备折旧费、维修费等）。

6>、劳动生产率

劳动生产率是指每人每年生产烧结矿的吨数。这个指标反映工厂的管理水平和生产技术水平，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。

5、烧结燃料

烧结燃料主要指在料层内燃烧的固体燃料，最常用的是碎焦粉粉末和无烟煤等。

⑴、碎焦粉末

焦碳是炼焦煤在隔绝空气高温加热后的固体产物。碎焦粉末是高炉用的焦碳的筛下物，粒度一般小于25毫米。

焦碳的质量的好坏，主要从它的化学成分、物理机械性能、物理化学性质几方面来衡量。

焦碳的化学成分通常以工业分析测得。主要有固定炭、灰分、挥发分和含硫量。

焦碳的物理机械性能主要指机械强度（如耐磨性和抗冲击强度、抗压强度）及筛分粒度组成。

焦碳的物理化学性质是指其燃烧性和反应性。燃烧性是指焦碳与氧在一定温度下的反应速度。反应速度越快，燃烧反应性越高，一般反应性好的焦碳燃烧性也好。

⑵、无烟煤

随着煤炭化的程度不同，煤中的挥发物含量的差别是很大的。炭化程度越高，它的挥发分含量也就越少。无烟煤是各种煤中炭化最好的烧结燃料，在生产上要求无烟煤的发热量大于6000千卡/公斤，挥发分小于10%，灰分小于15%，硫小于2.5%，进厂的粒度小于40毫米。

挥发分高的煤不宜做烧结燃料，因为煤在烧结中的挥发物会被抽入抽风机和抽风系统，冷凝后使除尘器、抽风机等挂泥结垢。

3、烧结生产对燃料物理化学性能的要求

烧结过程必须在一定的高温下才能进行，而高温是由燃料的燃烧产生的。温度的高低，燃烧速度的快慢，燃烧带的宽窄，以及烧结料中的气氛等都将影响烧结过程的进行和烧结矿的产、质量。而这些因素又都与燃料的物化性能、用量有关。因此，燃料的物化性能是影响烧结过程的重要因素。

⑴、对燃料质量的要求

烧结要求燃料的灰分尽可能低些，因为燃料中灰分含量增多必然引起烧结料含铁量降低和酸性氧化物增多（灰分中SiO2的数量高达50%以上），因而必然相应需要增加溶剂的消耗量。

使用无烟煤做烧结燃料时，要求它挥发分的含量不能太高，以免燃料中的挥发物质在温度较低的地方凝结下来恶化料层透气性和粘结在集气管及抽风机的叶片上，影响烧结过程的正常进行。此外，燃料中的挥发分在着火前即已挥发出去，不能在烧结过程中被利用。

所以，烧结生产使用的燃料最好选用固定碳高、灰分低、挥发分低及含硫量低的优质燃料。

⑵、对燃料粒度的要求

燃料的粒度过大时，会带来一系列的不良影响：a.燃烧带变宽，从而使烧结料层透气性变坏。b.燃料在料层中分布不均匀，以至在大颗粒燃料的周围熔化得很厉害，而离燃料颗粒较远的地方的物料则不能很好地烧结。c.粗粒燃料周围，还原性气氛较强，而没有燃料地方空气得不到利用。d.在向烧结机布料时，易产生燃料偏析现象，大颗粒燃料集中在料层的下部，再加上烧结料层下部的蓄热作用，使烧结料层的温度差异更大，以至造成上层烧结矿的强度差，下层过熔FeO含量偏高。

燃料粒度过小，烧结速度快，燃烧所产生的热量难以使烧结料达到所需的高温，从而使烧结矿的强度下降。同时，小的燃料颗粒（小于0.5毫米）使烧结料层的透气性变坏，并有可能被气流带走。

研究表明，燃料最适宜的粒度为0.5～3毫米，而日本规定燃料粒度下限为0.25毫米，但在我国实际生产条件下，仅仅能保证粒度上限，难以保证粒度下限。因为在生产过程中要避免0.5～0毫米粒级是难以达到的。所以，一般烧结厂只要求控制其燃料粒度在3～0毫米范围内。

对于各种粒度的烧结料，燃料粒度的影响也不同，铁精矿由于粒度细，当燃料粒度减少时对烧结过程影响不大，而当其粒度稍有增大时，却使成品烧结矿的产率和强度显著下降。相反，当烧结8～0毫米粉矿时，燃料粒度稍大时对烧结过程影响不大，而当减少燃料粒度时，烧结质量则明显地下降。