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铁矿粉烧结生产工艺步骤

1.烧结概念

将多种粉状含铁原料，配入适量燃料和熔剂，加入适量水，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改变，将矿粉颗粒黏结成块过程。

2. 烧结生产工艺步骤

现在生产上广泛采取带式抽风烧结机生产烧结矿。烧结生产工艺步骤图2—4所表示。关键包含烧结料准备，配料和混合，烧结和产品处理等工序。

图2-4  抽风烧结工艺步骤

    ◆烧结原料准备

    ①含铁原料

含铁量较高、粒度<5mm矿粉，铁精矿，高炉炉尘，轧钢皮，钢渣等。

通常要求含铁原料品位高，成份稳定，杂质少。

②熔剂

要求熔剂中有效CaO含量高，杂质少，成份稳定，含水3％左右，粒度小于3mm占90％以上。

在烧结料中加入一定量白云石，使烧结矿含有合适MgO，对烧结过程有良好作用，能够提升烧结矿质量。

③燃料

  关键为焦粉和无烟煤。

对燃料要求是固定碳含量高，灰分低，挥发分低，含硫低，成份稳定，含水小于10％，粒度小于3mm占95％以上。

对入厂烧结原料通常要求见表2—2。

表2-2　入厂烧结原料通常要求

◆配料和混合

①配料

配料目标：取得化学成份和物理性质稳定烧结矿，满足高炉冶炼要求。

常见配料方法：容积配料法和质量配料法。

容积配料法是基于物料堆积密度不变，原料质量和体积成百分比这一条件进行。正确性较差。

质量配料法是按原料质量配料。比容积法正确，便于实现自动化。

②混合

混合目标：使烧结料成份均匀，水分适宜，易于造球，从而取得粒度组成良好烧结混合料，以确保烧结矿质量和提升产量。

混合作业：加水润湿、混匀和造球。

依据原料性质不一样，可采取一次混合或二次混合两种步骤。

一次混合目标：润湿和混匀，当加热返矿时还可使物料预热。

二次混合目标：继续混匀，造球，以改善烧结料层透气性。

用粒度10～Omm富矿粉烧结时，因其粒度已经达成造球需要，采取一次混合，混合时间约50s。

使用细磨精矿粉烧结时，因粒度过细，料层透气性差，为改善透气性，必需在混合过程中造球，所以采取二次混合，混合时间通常不少于2．5～3min。

中国烧结厂大多采取二次混合。

◆烧结生产

烧结作业是烧结生产中心步骤，它包含布料、点火、烧结等关键工序。

①布料

将铺底料、混合料铺在烧结机台车上作业。

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

铺完底料后，随之进行布料。布料时要求混合料粒度和化学成份等沿台车纵横方向均匀分布，而且有一定松散性，表面平整。

现在采取较多是圆辊布料机布料。

②点火　

点火操作是对台车上料层表面进行点燃，并使之燃烧。

点火要求有足够点火温度，适宜高温保持时间，沿台车宽度点火均匀。

    点火温度取决于烧结生成物熔化温度。常控制在1250±50℃。

    点火时间通常40～60s。 

点火真空度4～6kPa。

点火深度为10～20mm。

③烧结

正确控制烧结风量、真空度、料层厚度、机速和烧结终点。

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)。

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。

料层厚度：适宜料层厚度应将高产和优质结合起来考虑。中国通常采取料层厚度为250～500mm。

    机速：适宜机速应确保烧结料在预定烧结终点烧透烧好。实际生产中，机速通常控制在1.5～4m／min为宜。

    烧结终点判定和控制：控制烧结终点，即控制烧结过程全部完成时台车所处位置。中小型烧结机终点通常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，沿其料层高度温度改变情况通常可分为5层，各层中反应改变情况图2—5所表示。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。

图2-5烧结过程各层反应示意图

①烧结矿层

经高温点火后，烧结料中燃料燃烧放出大量热量，使料层中矿物产生熔融，伴随燃烧层下移和冷空气经过，生成熔融液相被冷却而再结晶(1000—1100℃)凝固成网孔结构烧结矿。

这层关键改变是熔融物凝固，伴伴随结晶和析出新矿物，还有吸入冷空气被预热，同时烧结矿被冷却，和空气接触时低价氧化物可能被再氧化。

②燃烧层

燃料在该层燃烧，温度高达1350～1600℃，使矿物软化熔融黏结成块。

该层除燃烧反应外，还发生固体物料熔化、还原、氧化和石灰石和硫化物分解等反应。

③预热层 

由燃烧层下来高温废气，把下部混合料很快预热到着火温度，通常为400～800℃。

此层内开始进行固相反应，结晶水及部分碳酸盐、硫酸盐分解，磁铁矿局部被氧化。

④干燥层 

干燥层受预热层下来废气加热，温度很快上升到100℃以上，混合料中游离水大量蒸发，此层厚度通常为l0～30mm。

实际上干燥层和预热层难以截然分开，能够统称为干燥预热层。

该层中料球被急剧加热，快速干燥，易被破坏，恶化料层透气性。

⑤过湿层

从干燥层下来热废气含有大量水分，料温低于水蒸气露点温度时，废气中水蒸气会重新凝结，使混合料中水分大量增加而形成过湿层。

此层水分过多，使料层透气性变坏，降低烧结速度。

    烧结过程中基础化学反应

    ①固体碳燃烧反应

固体碳燃烧反应为：

反应后生成C0和C02，还有部分剩下氧气，为其它反应提供了氧化还原气体和热量。

燃烧产生废气成份取决于烧结原料条件、燃料用量、还原和氧化反应发展程度、和抽过燃烧层气体成份等原因。

②碳酸盐分解和矿化作用 

烧结料中碳酸盐有CaC03、MgC03、FeC03、MnC03等，其中以CaC03为主。在烧结条件下，CaC03在720℃左右开始分解，880℃时开始化学沸腾，其它碳酸盐对应分解温度较低些。

碳酸钙分解产物Ca0能和烧结料中其它矿物发生反应，生成新化合物，这就是矿化作用。反应式为：

CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2

CaCO3+Fe2O3=CaO ·Fe2O3+ CO2

假如矿化作用不完全，将有残留自由Ca0存在，在存放过程中，它将同大气中水分进行消化作用：

CaO+H2O=Ca(OH)2

使烧结矿体积膨胀而粉化。

    ③铁和锰氧化物分解、还原和氧化

    铁氧化物在烧结条件下，温度高于l300℃时，Fe203能够分解：

Fe304在烧结条件下分解压很小，但在有Si02存在、温度大于1300℃时，也可能分解：

烧结矿冷却和整粒
　　一、烧结矿冷却目标和意义

　　烧结矿在烧结机上烧成后从机尾卸下时其温度大约在600～1000℃，对这么赤热烧结矿，在现代化得烧结厂中，通常却要将其冷却到150℃以下，这是因为以下多个原因：

　　1、保护运输设备，使厂区配置紧凑。假如烧结矿不冷却，运输赤热得烧结矿就需要使用较多得专用矿车来装载，当烧结配比不妥、残碳较多时，烧结矿还会在专用得矿车中继续燃烧，致使矿车烧坏变形，而且使用矿车时还要有较长铁路运输线，会使烧结厂和炼铁厂在配置上不得不拉得很远。若将烧结矿冷却就可采取胶带机运输，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。烧结矿如不冷却贮存在高炉矿槽之中，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。使用不经过冷却得烧结矿，高炉炉顶温度高，为了保护炉顶设备，通常炉顶压力不敢提升。而使用冷烧结矿，能够提升炉顶压力，对强化高炉冶炼、提升产质量有利，高炉上料系统及炉顶设备不易损坏，使用寿命也大大提升了。

　　3、改善高炉、烧结厂劳动条件。因为烧结矿冷却后能够筛除粉末，冷烧结矿在由烧结厂到高炉矿槽和高炉上料系统一系列装卸运输运转过程所产生污染环境灰尘比热烧结矿大大降低，从而改善了劳动条件和环境卫生。

　　4、为烧结矿整粒及分出铺底料发明了条件。烧结矿不经过冷却，因为温度高，极难进行较根本破碎筛分和分出烧结厂需要铺底料。烧结矿冷却到150℃以下，就可使用在常温下工作破碎机，筛子及胶带运输机进行冷破碎，和数次筛分运输作业，较根当地筛除粉末（5～0mm），分出铺底料（10～20mm）。

　　5、为实现高炉生产技术现代化发明条件。现代化高炉生产技术已发展到超高压炉顶操作，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，全部这些全部必需建立在烧结矿冷却及整粒分级基础上，所以烧结矿如不冷却也无法实现高炉技术现代化。

　　二、烧结矿冷却方法

　　烧结矿冷却方法很多，从方法上来分，有自然冷却和强制通风冷却两类；从冷却地点和设备来分，有烧结机外冷却和烧结机上冷却两种。

　　1、烧结机外冷却，即烧结矿在烧结机上烧成以后卸出来，另外进行冷却，其方法有以下多个：

　　（1）在空气中自然冷却。因为效率低、时间长、不能连续作业、环境条件差等原因，现在已不再采取。

　　（2）强制通风冷却。热烧结矿在卸离烧结机后，经过筛分，除去粉末，然后在特制冷却机中强制通风措施使其冷却下来。强制通风方法有两种：一个是抽风冷却，另一个是鼓风冷却。采取强制通风冷却机种类很多，关键有鼓风或抽风带式冷却机、鼓风或抽风环式冷却机、盘式冷却机、格式冷却机、塔式振动冷却机、水平式振动冷却机等，使用效果很好有鼓风或抽风带式冷却机、鼓风或抽风环式冷却机。

　　2、机上冷却。机上冷却方法是将烧结机延长，将烧结机前段作为烧结段，后段作为冷却段，当台车上混合料在烧结段已烧成为烧结矿后，台车继续前进，进入冷却段，经过抽风将热烧结矿冷却下来，冷却空气是经过烧结饼裂缝、孔隙和冷却过程中因收缩而新产生裂隙将烧结矿冷却下来，通常情况下烧结段和冷却段备有专用风机。

　　三、烧结矿整粒目标和意义

　　烧结矿整粒，就是对烧结矿进行破碎、筛分、控制烧结矿上、下限粒度，并按需要进行粒度分级，以达成提升烧结矿质量目标。烧结机铺底料也在筛分过程中分出。经过整粒后烧结矿粒度均匀、粉末少、强度高，对改善高炉冶炼指标有很大作用。通常情况下，烧结矿整粒后保持在50～5mm（或60～5mm，对于小型高炉可保持在35～5mm）范围内，其中经整粒后粉末含量（5～0mm），不超出5%。

　　烧结矿整粒能够达成以下目标：

　　1、使供给高炉成品烧结矿粉末量降到最低程度。在整粒过程中烧结矿要经过数次筛分，小于5mm粒级粉末得到较根本筛除，通常情况下整粒后出厂烧结矿小于5mm粒级含量小于5%，且因为经过破碎，没有大块，在运转过程中新生小于5mm粒级不再增加。小于5mm粉末降低大大有利于高炉料柱透气性改善，有利于高炉顺行，从而使高炉节焦增产。

　　2、消除大块烧结矿，烧结矿各级含量趋于合理。通常整粒步骤中首先将烧结矿进行一次冷破碎，控制烧结矿上限小于50mm（或60mm），这么就消除了烧结矿中过大块（100～150mm粒级），使成品烧结矿各级粒度趋于合理。过大块烧结矿存在使高炉布料产生偏析，不利于料柱透气性均匀分布。

　　3、可得到满意铺底料。铺底料能起到保护炉箅子，使烧结料烧好烧透作用。

　　4、使烧结矿强度提升。整粒后大块烧结矿经破碎筛分及数次落差转运，已磨掉和筛除了大块中未粘结好颗粒，所以出厂烧结矿转鼓强度、筛分指数全部有所提升。
烧结机生产操作
　　烧结机生产操作内容包含：生产工艺联络，设备开停管理，点火温度控制，混合料水分、碳量控制，料层厚度选择和烧结机速度控制，真空制度和烧结终点控制。这里着重介绍后三点操作。

　　一、烧结机机速和料层高度

　　烧结机机速和料层高度对烧结过程和产质量有着直接影响。烧结机速度只许可在较窄范围内调整。它关键依据料层垂直烧结速度来决定，目标在于确保烧结终点能在预定地域完结。所谓料层垂直烧结速度就是在烧结过程中，混合料料层自上而下烧结，燃烧层厚度方向移动速度，以毫米/分来表示。

　　料层厚度对烧结过程热利用及烧结矿成品率影响是突出。料层太厚，料层阻力加大，水汽冷凝现象加剧，轻易造成料层透气性变坏，从而降低垂直烧结速度。薄料层烧结是能够提升烧结速度和机速。不过因为强度差表层烧结矿相对增加，成品率肯定下降。所以，适宜料层高度应该依据优质、高产标准统一考虑。比如，原料条件，设备能力等。当料层透气性好，抽风能力较强，能够考虑合适提升料层厚度或加紧机速来提升烧结机产量。

　　在实际生产操作上，通常不提倡用调整料层厚度方法来控制烧结终点，而应采取改变机速方法来控制烧结过程进行。只是在料层透气性发生较大改变时，改变机速不能满足要求情况下才采取改变料层厚度方法。而且为了稳定烧结操作，预防忽快忽慢大幅度调整，要求调整间隔时间不能低于10分钟，每次机速调整范围不能高于± 0.5米/分钟。

　　二、混合料水、碳含量控制

　　烧结混合料水、碳含量对烧结过程改变起着很关键作用。

　　烧结过程是很多物理化学反应综合过程。影响混合料水、碳改变原因很多，所以必需从生产过程中反应出来现象进行分析判定。混合料水分大小和粒度组成、化学成份、亲水性和季节气候条件相关，同时还和原料配比，尤其是生石灰、消石灰配比，混合料温度和混合料贮存时间等原因有着亲密关系。在混合料含水量相同情况下，宏观现象是粒度大表面看起来水分偏大，粒度小则水分偏小。亲水性强物料，看起来水分不大，而实际上却水分较大，而亲水性差物料看起来水分偏大，而实际水分不一定大。

　　混合料水分改变除能够从机头直接取混合料观察外，机头机尾仪表也全部有反应。通常水分过大时，圆辊布料机下料不畅，料层会自动减薄，布料机后面出现鳞片状，点火器火焰向外喷，点火料面有黑点，负压略有升高，机尾烧结矿层断面红火层变暗，强度变差。若水分过小时，点火器火焰外喷，料面有浮灰，总管负压升高，机尾出现“花脸”、烧不透现象，烧结矿孔小且发松疏散。

　　燃料用量判定，能够直接从机尾料层断面来进行判定。当燃料适宜时，断面正常，不发散，不溜台车，红、黑层分明没有火苗。燃料多时，红层厚且发亮，有火苗，烧结矿成大孔薄壁结构，同时返矿量降低，粘台车严重。燃料少时，红层薄而且断面红火层发暗，断面松散孔小，灰尘大，返矿量增多。燃料粒度大时，局部过熔白亮，冒火苗，局部发黑松散，且粘台车。从点火器来看：燃料多时料面红延续长，点火温度正常时，料面发亮过熔。燃料少时，台车出点火器后料面发暗，很快变黑。点火温度正常时，即使表面有部分熔化，但上层烧不成块，一捅即碎。从仪表来看：燃料多时，总管负压升高，总管废气温度升高，机尾风箱温度也将上升。燃料少时，温度下降，总管负压改变不大或略高。

　　总括来讲，经验表明，当水、碳适宜时，生产稳定，其表现为：

　　1、点火器火焰均匀顺利地抽入料层，台车离开点火器后，料面红至4～5号风箱。机尾断面整齐，气孔均匀，无夹生料，赤红部分占断面1/2。
　　2、台车在机尾翻转时，烧结矿顺利卸下，不粘料。
　　3、机尾落下烧结矿块度均匀，粉末少。
　　4、在不变动料层厚度条件下，垂直烧结速度，大烟道及风箱废气温度，真空度只在很窄范围内波动，烧结终点稳定。

　　当水、碳添加量不宜时，烧结机看火工应该立即和混合机看水工或配料室联络加减水或燃料，同时应该考虑到调整水或燃料滞后过程，对应采取增减料层，提、降点火温度，加、减机速进行调整。

　　三、烧结终点控制

　　烧结终点表示烧结过程结束，所以正确控制烧结终点是生产操作关键步骤。通常判定终点关键依据有：

　　1、仪表所反应主管废气温度、负压，机尾末端三个风箱温度、负压差。
　　2、机尾断面黑、红、厚、薄。
　　3、成品烧结矿和返矿残碳量。

　　生产稳定时，烧结终点基础不变。假如记器仪表反应主管负压升高，废气温度下降，这意味着终点后移。反之，如负压下降，温度上升，意味着终点提前。

　　在烧结过程抵达终点风箱上时，料层燃烧反应基础完成，故该风箱废气温度最高，通常可达280～300℃以上。它比前后相邻风箱废气温度要高25～40℃。终点以后风箱，因为上部台车物料全部变成烧结矿层，透气性良好，再加上烧结机端部漏风影响，故负压随之下降，和前一个风箱差值在100毫米水柱左右。主管废气温度不能太低。不然，因为终点控制不妥，会使烧结矿质量下降，同时也会使废气中蒸汽冷凝，造成风机叶片挂泥及废气中SO2生成亚硫酸，腐蚀风机叶片，缩短了风机转子使用寿命。所以，通常要求主管废气温度为110～150℃。
烧结机布料和点火制度
　　1、烧结机布料

　　（1）对布料要求

　　首先，布料应该使混合料在粒度、化学成份及水分等沿台车宽度均匀分布，确保混合料含有均一透气性。

　　其次，应该确保料面平整，并有一定松散性，预防产生堆积或压料现象。但对于松散、堆比重小烧结料，应该合适压料。

　　再次，最理想布料方法，应该使混合料沿料层高度分布，是由上而下粒度变粗，含碳量逐步降低，这么布料有利于热利用，并有利于改善料层透气性和提升烧结矿产质量（提升上部料层强度并使下层不致过熔）。

　　（2）布料方法

　　现在中国采取布料方法有两种：

　　一个是圆辊给料机、反射板布料。这种布料方法优点是工艺步骤简单，设备运转可靠，缺点是反射板常常粘料，引公布料偏析，不均匀。现在新建厂全部采取圆辊给料机和多辊布料器工艺步骤，用多辊布料器替换反射板，这么消除了粘料问题。使用精矿粉烧结时要求较大水分，反射板粘结问题更为突出。生产实践证实，多辊布料效果很好。

　　第二种是梭式布料器和圆辊给料机联合布料。这种方法布料均匀，有利于强化烧结过程，提升烧结矿产质量。对台车上混合料粒度分布及碳素分布检验表明：当梭式布料器运转时，沿烧结机台车宽度方向上混合料粒度分布比较均匀，效果很好；当梭式布料器固定时，混合料粒度有较大偏析，大矿槽布料效果最差。

　　（3）布料操作

　　通常烧结生产时，首先要在烧结机台车炉篦上铺上一层较粗粒级（10～25毫米）烧结料。这部分料被称做铺底料。铺底料作用：

　　①、降低篦条烧坏比率。在通常情况下，篦条消耗为每吨烧结矿0.03～0.1千克。篦条消耗对于烧结矿成本有一定影响。

　　②、维持固定有效抽风面积。没有铺底料时，烧结料可能粘在篦条上从而降低抽风面积，被粘结部分烧结料也烧不好，从而降低烧结机产量并增加其返矿率。有厂为避免粘篦条，采取不烧透措施，但这会影响烧结矿产质量。

　　③、延长抽风机转子寿命，减轻除尘器负荷，提升烧结机作业率。在抽风烧结过程中，细小矿粒随废气抽入风箱，经过大烟道，进入抽风机，加速转子叶片磨损。当使用全部精矿粉烧结时这种情况更为严重，有些厂不到多个星期抽风机就磨坏了。铺底料后，部分细矿粉受阻，废气携带出矿粉量大大降低，从而延长抽风机寿命，对应地提升烧结机作业率。

　　④、改善烧结操作条件，便于烧结自动控制。生产实践证实：不使用铺底料时，烧结机台车回车道下撒料多，要设专门清料装置。采取铺底料后，台车篦条粘料基础消除，无需专门设清料装置，便于实现烧结机自动控制。

　　铺底料以后，紧接着就进行烧结混合料布料。布料时，应使混合料在粒度、化学成份及水分等沿台车宽度均匀分布，而且含有一定松散性。往烧结机上布料均匀是否，直接影响烧结矿产质量，是烧结生产基础要求。

　　2、点火制度

　　烧结过程是以在混合料表层燃料点火开始。为了使混合料内燃料进行燃烧和使表层烧结料粘结成块，烧结料点火必需满足：a、有足够高点火温度和点火强度。b、适宜高温保持时间。c、沿台车方向点火均匀。所以，点火操作也是烧结过程基础，点火好坏将直接影响烧结过程能否顺利进行和表层烧结矿强度。

　　点火温度过低，点火强度不足或点火时间不够，将会促进料层表面欠熔，降低烧结矿强度并产生大量返矿。而点火温度过高或点火时间过长又会造成烧结料表面过熔形成硬壳影响空气经过，降低了料层透气性，减慢料层垂直烧结速度，以致降低生产率。所以必需依据原料条件确定混合料中水、碳含量，选择合适点火设备和热工制度，以确保混合料点火现有足够热量又不使料面过熔。比如，对液相生成温度较高混合料，需较高点火温度。当混合料中水分少时，点火温度能够低些，水分大时，应提升点火温度。而当含碳量高时，点火温度掌握下限，当煤气不足，点火温度不够，或混合料水分过高，过低时，必需减慢机速，以延长点火时间。

　　点火时间通常为60秒。点火温度，对于铁矿石烧结，通常介于1150～1300℃。点火温度是由燃料发烧值、燃料用量和过剩空气系数等原因所决定。

　　点火时真空度应能调整。过高点火真空度，会使冷空气以点火器下部大量渗透而降低点火温度和料面点火不均匀，同时又会使料层压紧，降低料层透气性。不过真空度过低，抽力不足，点火器燃烧产物向外喷火不能全部抽入料层，造成热量损失，并降低台车使用寿命。

　　为了提升烧结矿质量，强化烧结过程，中国很多烧结厂延长了点火器，并增加保温炉，从而使料面点火更趋均匀，加强料层外部加热，使料层表面温度较高，热量比较充足。所以提升了烧结矿表层强度，改善了烧结矿粘结液相结晶过程。
混合和制粒
一、混合制粒目标和方法

　　混合制粒目标有三：第一，将配料配好多种物料和以后加入返矿进行混匀，得到质量比较均一烧结料；第二，在混合过程中加入烧结料所必需水分，使烧结料为水所润湿；第三，进行烧结料造球，提升烧结料透气性。总而言之，经过混合得到化学成份均匀、粒度适宜、透气性良好烧结料。

　　为了达成上述目标，将原料进行两次混合。一次混合关键是将烧结料混匀，并起预热烧结料作用。二次混合关键是对已润湿混匀烧结料进行造球并补加水分。中国烧结厂通常全部采取两次混合工艺。

二、影响物料混合及造球原因

　　物料在混合机混匀程度和造球质量和烧结料本身性质、加水润湿方法、混合制粒时间、混合机充填率及添加物相关。

　　（1）原料性质影响。物料密度：混合料中各组分之间比重相差太大，是不利于混匀和制粒。

　　物料粘结性：粘结性大物料易于制粒。通常来说，铁矿石中赤铁矿、褐铁矿比磁铁矿易于制粒。但对于混匀影响却恰好相反。

　　物料粒度和粒度组成：粒度差异大，易产生偏析，对于混匀不利，也不易制粒。所以，对于细精矿烧结，配加一定数量返矿作为制粒关键。返矿粒度上限最好控制在5～6mm，这对于混匀和制粒全部有利。假如是富矿粉烧结，国外对作为关键颗粒、粘附颗粒和介于上述二者之间中间颗粒百分比亦有一定要求，以确保最好制粒效果。另外，在粒度相同情况下，多棱角和形状不规则物料比圆滑物料易于制粒，且制粒小球强度高。

　　（2）加水润湿方法及地点。混合料水分对烧结过程相关键影响。a、经过水表面张力，使混合料小颗粒成球，从而改善料柱透气性；b、被润湿矿石表面对空气摩擦阻力较小，也有利于提升透气性。

　　伴随水分增加，混合料透气性增大，从而提升生产率。通常达成最好值后又下降，直到泥浆界限，致使空气不能再经过混合料。

　　加水方法是提升制粒效果关键方法之一。一次混合目标在于混匀，应在沿混合机长度方向均匀加水，加水量占总水量80%～90%。二次混合关键作用是强化制粒，加水量仅为10%～20%。分段加水法能有效提升二次混合作业制粒效果，通常在给料端用喷射流使料形成球核，继而用高压雾状水，加速小球长大，距排料端1m左右停止加水，小球粒紧密坚固。

　　（3）混合制粒时间。为了确保烧结料混匀核制粒效果，混合过程应有足够时间。混合时间和混合机长度、转速和倾角相关。增加混合机长度，能够延长混合制粒时间，有利于混匀和制粒。混合机转速决定着物料在圆筒内运动状态。转速太小，筒体所产生离心力作用较小，物料难以达成一定高度，形成堆积状态，所以混合制粒效果全部低但转速过大，则筒体产生离心力作用过大，使物料紧贴于筒壁上，致使物料完全失去混匀和制粒作用。混合机倾角决定物料在机内停留时间，倾角越大，物料混合时间越短，故其混匀和制粒效果越差。圆筒混合机用于一次混合时，其倾角应小于2.0º ，用于二次混合时，其倾角大于1.5º 。

　　（4）混合机充填率。充填率是以混合料在圆筒中所占体积来表示。充填率过小时，产量低，且物料相互间作用力小，对混合制粒不利，充填率过大，在混合时间不变时，能提升产量，但因为料层增厚，物料运动受到限制和破坏，对混匀制粒不利。通常认为一次混合机充填率为15%左右，而二次混合比一次混合充填率要低些。

　　（5）添加物。生产实践表明，往烧结料中添加生石灰、消石灰、皂土等，能有效地提升烧结混合料制粒效果，改善料层透气性。

三、混合料水分测量方法

　　混合料水分测量方法通常是在混合机出口处以人工检验或采取自动测水装置测量烧结料最终水分。

　　人工检验采取烘干法及观察法。烘干法将烧结料取出，称500克，放在烘箱内加热到110℃烘干，再称其料量，失去量即水分数量。

　　　　　水分={500克— 烘干后量（克）}/500克× 100%

　　观察法是凭经验用眼睛检验料外部特征，水分合适时有以下现象：

　　1、手紧握料后能保持团状，轻微搅动就能散开；

　　2、手握料后感到柔和，有少数粉料粘在手上；

　　3、有1～3mm小球；

　　4、料面无特殊光泽。

　　水分不足时，手握不能成球，无小球。水分过大时，料有光泽，手握成团后，搅动后不易散开，有泥粘在手上。

　　自动测水装置关键有中子测水和红外线测水等水分测量装置，这里就不一一介绍了。
配料工艺及计算
　　配料是高炉优质、高产、低耗先决条件，是取得优质烧结矿前提，烧结矿使用原料种类多，物理化学性质各不相同。为了合理综合利用国家资源，生产出符合高炉冶炼要求而且成份相对稳定烧结矿，同时还要兼顾生产过程要求，烧结厂必需依据本厂原料供给情况及物理化学性质选择适宜原料，经过计算确定配料比，并严格按配比确定每条电子称皮下料量，常常进行重量检验（跑盘）立即调整。

　　所谓配料就是依据高炉对烧结矿产品质量要求及原料化学性质，将多种原料、溶剂、燃料、代用具立即返矿等按一定百分比进行配加工序。配料目标是依据烧结过程要求，将多种不一样含铁原料、溶剂和燃料进行正确配料，以取得较高生产率和理化性能稳定优质烧结矿，符合高炉冶炼在要求。

　　现在中国常见配料方法有两种，即容积配料法和重量配料法。

　　容积配料法是利用物料堆比重，经过给料设备对物料容积进行控制，达成配加料所要求添加百分比一个方法。此法优点是设备简单，操作方便。其缺点是物料堆比重受物料水分、成份、粒度等影响。所以，尽管闸门开口大小不变，若上述性质改变时，其给料量往往不一样，造成配料误差。

　　重量配料法是根据物料重量进行配料一个方法，该法是借助于电子皮带称和定量给料自动调整系统实现自动配料。

　　优点是：重量配料比容积配料愈加正确，尤其是对添加数量较少原料，这一点更显著。

　　除这两种配料法外，化学成份配料是一个现在最为理想配料方法，它采取优异在线检测技术，随时测出原料混合料成份并输入微机进行分析、判定、调整，使烧结矿质量稳固在高水平。国外对这种方法也处于开发阶段，中国宝钢、首钢已含有开发这种水平条件。

　　一、原燃料性质及其对烧结过程和质量影响

　　1、含铁原料

　　精矿粉是含铁贫矿经过细磨选矿处理，除去了一部分脉石和杂质使含铁量提升极细矿粉。在烧结生产过程中，除了精矿粉外，往往还添加部分其它含铁原料（如高炉返矿、铁皮和富矿粉等），这么做有两个目标，一是为了增加烧结混合料成球关键，改善混合料透气性，提升烧结机利用系数，降低烧结矿成本。二是为了提升烧结矿品位，为高炉顺产、高产发明条件。
　　返矿含有多孔结构，含低熔点化合物，有利于烧结过程液相生成，提升烧结矿强度，有利于烧结料粒度组成，改善透气性，提升烧结矿质量。所以，返矿配加量、返矿质量好坏，直接影响烧结生产过程进行。

　　2、熔剂

　　（1）熔剂分类
　　熔剂可分为碱性熔剂、酸性熔剂和中性熔剂三类。多国铁矿脉石多以SiO2为主，所以普遍使用碱性熔剂。碱性熔剂即含CaO和MgO高熔剂。常见熔剂有：石灰石（CaCO3）生石灰（CaO）、消石灰（Ca(OH)2）和白云石（关键是CaCO3和MgCO3）。

　　（2）烧结对熔剂要求
　　碱性氧化物含量要高；S、P杂质要少；酸性氧化物含量(SiO2+Al2O3 ) 越低越好，；粒度和水分适宜。

　　（3）配加熔剂目标
　　烧结生产过程中配加熔剂目标关键有三个；一是将高炉冶炼时高炉所配加一部分或大部分熔剂和高炉中大部分化学反应转移到烧结过程中来进行，从而有利于高炉深入提升冶炼强度和降低焦比；二是碱性熔剂中CaO和MgO和烧结料中氧化物及酸性脉石SiO2、Al2O3 等在高温作用下，生成低熔点化合物，以改善烧结矿强度、冶金性和还原性；三是加入碱性熔剂，可提升烧结料成球性和改善料层透气性，提升烧结矿质量和产量。
　　白灰也称生石灰，关键成份是CaO,其遇水即消化成消石灰（Ca(OH)2）后，在烧结料中起粘结剂作用，增加了料成球性，并提升了混合料成球后强度，改善了烧结料粒度组成，得高了料层透气性。其次，因为消石灰粒度极细，比表面积比消化前增大100倍左右，所以和混合料中其它成份能愈加好接触，加紧固液相反应，不仅加速烧结过程，而且预防游离CaO存在，而且它还能够均匀分布在烧结料中，有利于烧结过程化学反应进行。再次，白灰消化放出热量，能够提升混合料料温。
　　从另一个方面来看，生石灰用量也不宜过多；
　　a、生石灰用量过多，烧结料会过分疏松，混合料堆密度下降，生球强度反而会变坏。因为烧结速度过快，返矿率增加，产量降低。另外，生石灰量过多，烧结料水分不易控制。
　　b、烧结前必需使生石灰全部消化，使用生石灰时必需对应增加混合前打水量，确保必需消化时间，使生石灰颗粒通常在一次混合机内松散开，绝大多数消化，生石灰粒度通常要小于3mm。
　　c、生石灰在配料前运输和储运中，尽可能避免受潮，以预防事先消化去CaO作用。
　　d、生石灰不宜长途运输和皮带转运，极易产生粉尘，恶化劳动条件。

　　（4）、烧结料中加入石灰石对烧结矿质量影响
　　a、CaO成份增加，其软化区间缩小，燃烧层厚度减薄，改善料层透气性。
　　b、石灰石细粉比精矿粘结性好，有利于混合料成球，而较粗部分本身就含有良好透气性，能够改善烧结料透气性。
　　c、烧结过程中石灰石分解，放出CO2，起疏松料层作用，大大改善料层透气性。经过石灰石加入，使垂直燃烧速度增加，产量提升。
　　d、石灰石加入量也不宜过多，如石灰石量过多成球条件变坏，因为透气性变好，机速加紧，矿物结晶不完全。另外，CaO过多易形成正硅酸钙体系液相，造成冷却时风化碎裂，使烧结矿强度降低。

　　（5）、用消石灰来替换石灰石好处
　　a、消石灰粒度很细，亲水性强，而且有粘性，大大改善烧结料透气性，提升小球强度。
　　b、消石灰比表面积大，增加混合料最大湿容量，可使烧结料过湿层有很好透气性。
　　c、粒度细微消石灰颗粒比粒度较粗石灰石颗粒更易产生低熔点化合物，液相流动好，凝结成块，从而降低燃料用量和燃烧带阻力。但消石灰用量也不宜过多，过多消石灰使烧结料过于松散，烧结矿脆性大，强度下降，成品率下降。

　　3、烧结矿碱度

　　（1）碱度分类
　　碱度是烧结矿碱性氧化物和酸性氧化物百分比含量比值。
　　二元碱度R=Cao/SiO2;
　　三元碱度R=(CaO+MgO)/SiO2;
　　四元碱度R=(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3 )
　　 烧结矿按R分为三种；一般烧结矿、自熔性烧结矿，高碱性烧结矿。
　　一般烧结矿又叫酸性烧结矿。即烧结矿碱度低于高炉炉渣碱度，通常全部有小于1.0，这种烧结矿在入炉冶炼时需加入一定数量熔剂。
　　自熔性烧结碱度等于或稍高于高炉炉渣碱度，通常为1.2-1.5左右，其烧结矿在入炉冶炼时不需另加熔剂。
　　高碱度烧结矿又叫熔剂性烧结矿，其碱度高于高炉炉渣碱度，通常全部大于1.5。其烧结矿在入炉冶炼时，能够替换部分或全部熔剂，可常和富矿或酸性烧结矿、酸性球团矿配合使用。

　　（2）高碱度烧结矿特点
　　因现在普遍生产是高碱度烧结矿，就其特点做一概述；
　　a、高碱度烧结矿强度高，稳定性好，粒度均匀，粉末少。
　　b、高碱度烧结矿含有良好还原性，这是因为高碱度烧结矿是以易还原铁酸钙为关键液相；随碱度提升，烧结矿中FeO降低，还原性得到改善；高碱度烧结矿处于还原性最好结构状态。其中磁铁矿晶粒细小且密集，并被铁酸钙包裹或溶蚀。
　　c、高碱度烧结矿软化开始温度和软化终了温度全部有所下降。
　　d、高碱度烧结矿含硫量有所提升，这是因为烧结料中CaO有吸硫作用，形成CaS留于烧结矿中。

　　（3）烧结中配加白云石目标
　　烧结料中加入白云石关键是为了提升烧结矿MgO含量从而提升烧结矿质量（强度），并改善高炉炉渣流动性。

　　4、影响烧结矿TFe高低和碱度高低原因

　　（1）含铁原料品位不稳定
　　当品位高时，烧结矿TFe升高，SiO2下降，CaO正常，R上升。
　　当品位低时，烧结矿TFe降低，SiO2升高，CaO正常，R下降。

　　（2）熔剂下料量不稳定
　　下料量大，相当于配比高，SiO2稍低，烧结矿TFe下降，CaO上升，R上升。
　　下料量小，相当于配比代，SiO2稍高，烧结矿TFe上升，CaO下降，R下降。

　　（3）含铁原料下料不稳定
　　下料量大，铁上升，SiO2稍高，CaO下降，R下降。
　　下料量小，铁下降，SiO2稍低，CaO上升，R上升。

　　（4）熔剂中CaO不稳定
　　CaO高时，SiO2变动不大，R上升。
　　CaO低时，SiO2变动不大，R下降。

　　（5）熔剂水分改变，相当于配比或下料量改变
　　水分大，SiO2稍高，铁上升，CaO下降，R下降。
　　水分小，SiO2稍低，铁下降，CaO上升，R上升。
烧结原料准备及加工处理
一、烧结原料及其特征