炼铁原料复习资料.doc

1、- 1 -第一章 绪论酸性熔剂：白石英石 中性熔剂（高Al2O3质熔剂）： 铁矾土、粘土页岩、含Al2O3较高的铁矿石碱性熔剂：石灰石、白云石、消石灰、生石灰（生石灰活性度？）菱镁石 MgCO3 精料高品位高、碱度高、氧化度高、机械强度高等冶金性能指标高熟熟料率高，即烧结矿球团矿所占比例高净杂质、粉末筛除干净匀粒度均匀小粒度不宜过大稳化学成分、冶金性能稳定高炉对入炉料性能的要求： 炉料粒度大小适宜、均匀，粉末少，机械强度高，软化性熔滴性好 以保证炉内料柱透气性好炉料品位高，有害杂质少，碱度适宜，还原性好 以降低炼铁焦比造块方法：烧结法 球团法 压团法烧结法：高温加热粉矿、精矿，在不完全熔化的条

2、件下烧结成块的方法球团法：在造球设备上加水润湿精矿，并滚动形成生球，然后再焙烧固结的方法。生料：原矿直接冶炼（一般为富块矿）熟料：将多种原料配合并经高温处理的人造块矿提高球团矿产质量、降低生产成本、改善球团工艺的大致措施研究新的添加剂改善球团矿质量降低球团矿生产成本第二章 矿石与溶剂矿石：在现有的技术经济条件下，能从中提取金属、金属化合物或有用矿物的物质总称(1)按照铁矿石的碱度分：碱性矿石R1.3 自溶性矿石R=1.0-1.3 酸性矿石R1.0(2)按照铁矿石中TFe高低分：富矿、贫矿(3)根据铁矿石氧化程度的高低分：氧化类矿石、非氧化类矿石(4)根据从铁矿石中提取有用成分的多少分：简单铁矿

3、石、复合铁矿石(5)按照铁矿石中的含铁矿物分：赤铁矿石、磁铁矿石、褐铁矿石、菱铁矿石铁矿石质量评价：化学成分 物理性质 冶金性能 有害元素对冶炼有妨碍或对冶炼产品的质量产生不良影响的元素S P Pb Zn As K Na Cu F有益元素对金属质量有改善作用或可提取的元素Mn Cr Co Ni Mo V Ti Nb Ta Ce La矿石粒度要求：“小、匀、净”缩小粒度范围，力求粒度均匀，尽量减少粉末含量。- 2 -破碎：粗碎、中碎、细碎、粉碎破碎比 = 给矿的最大尺寸 / 破碎产品的最大尺寸网目：指1英寸（25.4mm）长的筛网上所具有的大小相同的方孔数目。筛分设备：圆筒筛 振动筛 固定筛 概

4、率筛混匀：将多种散装原料按一并比例进行混合，从而使其成分均匀，粒度稳定平铺直取：先将料按顺序一薄层一薄层、往复重叠地铺成一定高度、大小的条堆,然后沿料堆横断面一个截面一个截面地垂直切取运出.堆料方式：人字形、菱形、圆锥形、水平层、倾斜层取料方式：端面、侧面、底部取料机：桥式混匀取料机、滚筒式混匀取料机 焙烧目的：改变矿石的矿物组成和物理结构（所用燃料：无烟煤、焦粉高炉、煤气按照气氛性质，焙烧分为：氧化焙烧、还原磁化焙烧、氯化焙烧铁矿石还原磁化焙烧的质量指标还原度 = FeO / TFe （也表示磁化程度）竖 炉 适用于块矿回转窑 适用于粉矿沸腾炉 适用于粉矿品位：选矿产品中金属质量与该产品质量

5、的比例选矿比：原矿质量与精矿质量之比选矿方法：重选、磁选、浮选锰矿石用途：锰矿石主要作为高炉或电炉冶炼锰铁合金、其他含锰合金的原料锰矿石作为含锰较少的铁矿石高炉冶炼铸造生铁时调整 Mn 之用锰矿石用作高炉的洗炉料（高炉渣流动性差时用）石灰石有效容积性：石灰石根据炉渣（烧结矿）碱度的要求，除去自身酸性氧化物造渣所消耗的碱性氧化物外，剩余的碱性氧化物含量炉渣中有适宜的（MgO） ，能改善炉渣的流动性、稳定性、提高炉渣脱S能力、保持炉况顺行其他含铁原料：高炉炉尘、转炉炉尘、轧钢皮、其它铸铁屑、硫酸渣、钢渣1.简述从哪些方面进行评价铁矿石质量?2.什么叫矿石？矿石分为哪几类？各有什么特性？3.何为石灰

6、石的有效熔剂性？4.什么叫平铺直取？- 3 -第三章 燃料焦炭：以不同品种的煤,按比例混合,在隔绝空气状态下高温(1000左右) 干馏而成的固体燃料.焦比：冶炼一吨生铁所需要的焦炭质量。焦炭作用：发热剂、还原剂、高炉料柱的骨架、渗碳焦炭的化学性能：焦炭的化学分析、焦炭的反应性、焦炭的燃烧性、焦炭的抗碱性焦炭的物理性能：粒度分布、气孔率、耐磨强度、抗碎强度焦炭的真密度 除去全部气孔后单位体积焦炭的质量焦炭的视密度 包括气孔在内的单位体积焦炭的质量气孔率过高：使气孔壁减薄，耐磨强度下降，增大焦炭的反应性，扩大直接还原区，降低焦炭的高温耐磨强度耐磨强度焦炭抵抗摩擦破坏的能力抗碎强度焦炭抵抗冲击破碎的

7、能力焦炭的抗碱性 焦炭在高炉冶炼过程中抵抗碱金属及其盐类作用的能力焦炭生产过程包括洗煤、配煤、炼焦、产品处理等四个工序我国大多数地区煤炭的特点：肥煤、气肥煤灰分、S较高，不易洗选，粘结性好，有一定的储量焦煤灰分高，难洗选，粘结性好，储量不多。配入后可提高焦炭强度弱粘结性煤灰分、S较低，易洗选，储量较多全国炼焦配煤方针：以肥煤、气肥煤为主，适当配入焦煤，尽量多利用弱粘结性煤炼焦煤料经历：干燥预热、热分解、软化熔融、形成半焦、半焦转化为焦炭等阶段影响焦炭质量的因素：煤的结焦特性、煤料制备、炼焦操作制度提高焦炭质量的途径：配入型煤炼焦、预热煤炼焦、煤料选择破碎、捣固炼焦型焦：热压型焦、冷压型焦、铁焦

8、1、焦炭在高炉冶炼中的有哪些作用？2、何谓焦炭的燃烧性和反应性？它们对高炉冶炼有何影响？3、提高焦炭质量可采取哪些措施？4、我国的煤炭资源有哪些特点？配煤炼焦的基本原则是什么？第四章铁矿粉烧结理论烧结生产的主要技术经济指标- 4 -（1）利用系数利用系数=台时产量/有效抽风面积 t/（m2h）（2）成品率成品率=成品烧结矿量100%/（成品烧结矿量+ 返矿量）（3）烧成率烧成率=成品烧结矿量100%/混合料总消耗量（4）返矿率返矿率=返矿量100%/混合料总消耗量烧结工艺流程：中和、配料、一次混合、二次混合、布料、烧结抽风烧结、热破碎（热筛分） 、冷却、整粒一次混合在一次圆筒混合机中加水，将混

9、合料混匀。 二次混合在二次混合机中进行制粒，将混合料制成小球烧结过程各反应带：烧结矿层、燃烧层、预热层、干燥层、过湿层露点：湿空气中的水汽开始在料面冷凝的温度（52-65 ） 。烧结料层一般为 氧化性气氛燃烧反应动力学一般认为由下列五个步骤组成：(1)氧由气流本体通过界面层扩散到固体碳的表面；(2)氧在碳粒表面上吸附；(3)吸附的氧与碳发生化学反应；(4)反应产物的解吸；(5)反应产物由碳粒表面通过界面层向气相扩散。影响燃烧比的因素有:a 燃料粒度变细，燃烧比增大（CO2+C=2CO）b 混合料中燃料含量增加，燃烧比增大（ CO2+C=2CO ）c 烧结负压增大，燃烧比增大（燃烧产生的CO来不

10、及燃烧）d 料层高度提高,燃烧比增大（烧结时间延长和烧结温度提高）e 返矿量减少,燃烧比增大（燃料分布密度增大、烧结时间延长和烧结温度提高自动蓄热：对于燃烧层，上层物料对气流的预热，使进入燃烧层的物理热增加，燃烧层的燃烧温度提高。机理的意义：提高了烧结过程热能的利用率，可以节省固体燃料消耗。蓄热计算：区域热平衡 燃料用量主要影响烧结温度和烧结气氛烧结速度：燃烧带中温度最高点的移动速度（也叫垂直烧结速度）- 5 -燃烧速度：碳与氧反应在单位时间内消耗碳的重量传热速度：指气-固相间单位时间通过单位面积传递热量的多少传热前沿速度：传热前沿单位时间向下推进的距离燃烧前沿速度：燃烧前沿单位时间向下推进的

11、距离传热前沿：没有内部热源时，往料层抽入热气，料层中一些水平层温度开始均匀上升影响传热前沿速度的因素气体流速气体密度气体比热固体料层的堆积密度固体料层的比热固体料层的水分(小) 固体料层中碳酸盐的数量(小) 固体料层的孔隙率( 小)影响燃烧前沿速度的因素: 空气中含氧量 风量（风速）固体燃料的粒度固体燃料的用量固体燃料的可燃性水分在烧结过程中的作用:制粒作用、导热作用、润滑作用、助燃作用 防止烧结料层过湿的主要措施:1 提高烧结混合料的原始温度（热返矿预热混合料）2提高烧结混合料的湿容量(加入生石灰)3降低废气中的含水量 影响碳酸盐分解速度的因素 ：1）温度,分解速度 2）气流速度 (CO2)

12、 ,分解速度 3）物料的孔隙度,分解速度 4）粒度 ,分解速度 矿化作用：主要指CaO是否与 SiO2、Fe2O3 等化合生成新矿物的作用 .影响矿化作用的因素：烧结温度、石灰石和矿粉粒度、烧结碱度（高、小、低 矿化度越大）烧结矿氧化度 烧结矿中铁氧化物氧化的程度 FeO越高，氧化度越低影响烧结矿氧化度的因素：（1）燃料用量（2）燃料粒度（3）矿粉粒度（4）烧结矿碱度影响烧结矿FeO的因素：燃料用量、精矿配比及粒度、料层厚度、烧结矿碱度、MgO含量、SiO2含量 烧结去硫：以硫化物形式存在：靠热分解、氧化变成硫蒸气、SO2 、SO3进入废气中以硫酸盐形式存在：靠高温分解去除以有机硫形式存在：燃

13、烧成SO2溢出影响烧结脱硫的因素：1硫以硫化物的形式存在时，烧结脱硫比较容易，一般脱硫率可达90以上，甚至可达9698 2硫以硫酸盐的形式存在时，脱除需要很高的温度和较长的时间，烧结过程中，在较好的情况下脱硫率也可达到8085 3凡影响反应表面积、气相影响去硫的因素：矿粉粒度及性质、燃料用量、烧结矿碱度影响、操作因素透气性指固体散料层允许气体通过的难易程度 也是衡量混合料孔隙率的标志提高料层透气性的途径： (1)提高料层孔隙度 (2)降低料层物料的比表面积固相反应烧结过程中，混合料的某些组分被加热到熔融之前在它们的接触界面上发生化学反应，生成固态的低熔点化合物或共熔体的过程固相反应的特点：（1

14、）开始进行固相反应的温度远低于反应物的熔点或它们的共熔点（2）固相只有接触并扩散，才能反应固相反应只能是放热反应（3）两种物质间反应的最初产物不论反应物分子数之比如何、也不论反应物之间能形成多少种化合物，最初产物只能是结晶构造最简单的化合物 固相反应在烧结过程中的作用：1形成原始烧结料所没有的低熔点的新物质、2温度继续升高时，就成为液相形- 6 -成的先导、3使液相生成的温度降低影响固相反应速度的主要因素： 1温度 2粒度 3是否添加了活性物质4改善颗粒接触界面（如：压料操作）液相形成在烧结过程中的作用：液相具有一定的流动性，可进行粘性或塑性流动传热液相保证固体燃料完全燃烧液相能润湿未熔的矿粒

15、表面，产生一定的表面张力从液相中形成并析出烧结料中所没有的新生矿物影响液相形成量的主要因素 ：烧结温度配料碱度烧结气氛烧结混合料的化学成分(SiO2、Al2O3、MgO)减少C2S 破坏作用的措施：A.采用较小粒度的石灰石、焦粉、矿石，加强混合过程以免CaO和燃料在局部地区过分集中B.降低或提高烧结料的碱度 C.在-C2S中有磷、硼、铬等元素以取代或填隙方式形成固溶体，可以使其稳定化。D.燃料用量要低，严格控制烧结料层的温度不宜过高注意：C2S 开始出现的温度500、600、690CF开始出现的温度500、520、600、610、650、675 烧结熔剂性烧结料时，CaO与 SiO2接触的机会

16、少于CaO与 Fe2O3的接触机会优先生成的固相反应产物主要是CaOFe2O3只有当碱度高、CaO过剩或碳量高时，才会较多地形成 2CaOSiO2铁酸钙理论：A.铁酸钙是一种强度高还原性好的粘结相 B.固相反应从500700开始，Fe2O3和CaO 形成铁酸钙C.碱度小于1.0的烧结矿中几乎不存在铁酸钙因此在生产高碱度烧结矿时，铁酸钙液相才能起主要作用影响冷却速度的因素：料层透气性、抽风量解决冷却速度与烧结矿强度矛盾的途径：增加料层厚度、改善料层透气性烧结矿的矿物组成与结构：矿物组成：(1)含铁矿物 (2)粘结相矿物(3) 其它硅酸盐(4)玻璃质(1) 宏观结构:微孔海绵状结构、粗孔蜂窝状结构

17、、板结石头状结构(2) 微观结构粒状结构、斑状结构、共晶结构、骸晶结构、交织结构、熔蚀结构 烧结矿的矿物组成、结构对其强度的影响 ：(1) 各组成矿物自身的强度(2)烧结矿冷凝结晶的内应力 (3)烧结矿中气孔的大小、分布(4)烧结矿中组分多少和组织的均匀度高碱度时为铁酸钙粘结相，矿物组分少 为熔融共晶结构 -其中的磁铁矿与粘结相矿物铁酸钙等起固结，强度好烧结矿的矿物组成、结构对其还原性的影响 ：(1)各组成矿物的自身还原性 (2)气孔多少、大小、性质 (3)矿物晶粒的大小、被包裹的情况 (4)矿物晶格能的高低各组成矿物的自身还原性大小：Fe2O3CF C2FFe3O4 CFS玻璃质F2S*高碱

18、度的铁酸钙体系的还原性优于低碱度的硅酸盐体系Fe2O3还原必须经过Fe3O4阶段，但Fe2O3的还原性优于Fe3O4- 7 -原因是：由Fe2O3刚刚还原形成的 Fe3O4有很多的晶格缺陷反应活性好，比原始的磁铁矿还原速度快影响烧结矿矿物组成与结构的因素：1燃料量2熔剂的种类、成分、数量3含铁物料的种类、成分4烧结制度、冷却制度 1、影响烧结矿FeO的主要因素有哪些？2、烧结矿矿物组成和显微结构对其质量有何影响？3、影响烧结矿矿物组成和显微结构的因素有哪些？4、防止烧结料层过湿主要措施有哪些？5、提高烧结料层透气性途径有哪些？第五章 烧结生产工艺及设备烧结生产操作方针:精心备料 +稳定水碳+减

19、少漏风+低碳厚料 +烧透筛尽烧结原料粒度的要求：（1）矿粉的粒度-（8-10 ）mm，高碱度和高硫矿粉，-（6-8 ）mm粒度太细，不利于改善透气性；（2）熔剂粒度-3mm 以保证烧结过程中能充分分解和矿化。过粗，易出现“白点”和正硅酸钙（3）燃料粒度0.53mm 太细燃烧过快，燃烧层过窄，温度降低，高温反应来不及进行，烧结矿强度变坏，返矿增加，生产率降低。（4）返矿粒度 -（5-6）mm（5）其他烧结物料粒度-10mm,有利于配料操作和混匀.含铁原料的来源：粉矿 精矿 冶金循环 料烧结返矿烧结配料目的：使烧结矿的物理性能和化学成分稳定有害元素控制，符合高炉的冶炼要求使烧结料具有良好透气性以获

20、得较高的烧结生产率 物料下料顺序:返矿 生石灰 燃料 白云石 石灰石 中和粉(混匀矿)(先)原则：不粘皮带，少扬尘配料方法：溶剂配料法 重量配料法 按化学成分配料法 影响配料准确性的因素分析：(1)原料条件(2)设备状况(3)操作因素烧结配料计算：常用的方法简易理论计算法和现场经验计算法- 8 -混合料制备；混合的目的与要求目的：使各组分分布均匀，以利烧结并保证烧结矿成分的均一稳定。一段混合主要是加水润湿、混匀，当加生石灰时，可使CaO消化。二段混合除继续混匀外，主要作用是制粒三段混合进行外裹煤混合与制粒的目的与要求：目的：混匀、制粒、预热混合料要求：化学成分均匀、良好的透气性、防止过湿的能力

21、影响混匀与制粒的因素：（1）原料性质的影响-粒度差别大的物料,在混合时易产生偏析,难于混匀和制粒.在粒度相同的情况下,多棱角和形状不规则的物料比圆滑的物料易于制粒(2)加水量和加水方法-混合料的适宜水分值与原料亲水性、粒度及孔隙率的大小有关（3）返矿质量与数量。 （4）圆筒混合机工艺参数。混合机的长度与制粒时间：倾角一定，混合机加长，混合时间就延长，对混匀和制粒有利。填充系数是指圆筒混合机内物料所占圆筒体积的百分率。当混合时间不变，而填充系数增大时，可提高混合机的产量，但由于料层增厚，物料运动受到限制和破坏，因而对混匀制粒不利；填充系数过小，不仅生产率低，而且物料间相互作用小，对制粒也不利。强

22、化混匀与制粒的措施：（1）延长混合造球时间。 （2）寻求高效率的混合机。 （3）控制添加水分量。 （4）预先制粒法。 （5）添加粘结剂。 （6）采用磁化水润湿混合料。烧结过程的判断和调节（1）点火温度的判断和调节。点火温度过高，料层表面过熔，呈现气泡，风箱负压升高，总烟道废气量减少；点火温度低，料层表面呈棕褐色或有花痕，出现浮灰，烧结矿强度变坏，返矿量增大。点火正常的特征：料层表面呈黑亮色，成品层表面已熔结成坚实的烧结矿。（2）混合料水分和碳含量的判断与调节混合料水分过大：圆辊布料机下料不畅，料层会自动减薄，料面出现鳞片状；点火时火焰发暗，外喷，料面有黑斑，负压升高；机尾烧结矿层断面红火层变暗

23、，烧不透，强度差。水分过小：点火火焰同样外喷，且料面出现浮灰，总管负压也升高，机尾断面出现“花脸” ，烧不透，烧结矿疏散，返矿高。燃料的判断:点火：燃料过多：点火器后表层发红的台车数增多，即使点火温度正常，料面也会过熔发亮。燃料少：点火器处料发暗，很快变黑；点火温度正常时:虽然表层有部分熔化，但结不成块，一捅即碎。机尾：- 9 -燃料多时，红层变厚发亮，冒蓝色火苗，烧结矿成薄壁结构，返矿少；燃料过少时，红层薄且发暗，断面疏松，烧结矿气孔小，灰尘大，返矿多。仪表：燃料多时，机尾段风箱废气温度升高，总管负压、终点温度都升高；燃烧少时，废气温度下降，负压变化则不大。（3）烧结终点的判断与控制:机尾末

24、端三个风箱及总管的废气温度、负压水平。若总管废气温度降低，负压升高，倒数第2#、3#风箱废气温度降低，最后一个风箱温度升高，3个风箱废气温度及负压均升高，则表示终点延后；反之，总管温度升高，负压下降，倒数第1#、2#风箱温度下降，三个风箱的负压都下降，表明终点提前。烧结终点控制:当水、碳变化很大影响作业：4 与混料和配料岗位联系，对水分和燃料量进行调整。同时考虑滞后过程，可临时采用调节料层厚度、点火温度和机速。7 烧结终点控制是在保证料层不变的前提下，主要通过控制机速来实现.8 终点提前,适当加快机速;终点滞后,减慢机速.机速调节控制在0.2m/min,机速调整间隔时间大于20min.烧结矿破

25、碎设备：剪切式单辊破碎机 筛分设备：热矿振动筛（热振筛）烧结矿冷却的目的和要求冷却目的 ：适宜高炉的大型化的需要。(1)便于整粒，以改善高炉炉料的透气性。(2)冷矿可用胶带机运输和上料，延长转运设备的使用寿命，改善总图运输。(3)改善高炉上料系统使用条件，提高炉顶压力（4）冷却通过整粒便于分出粒度适宜的铺底料，实现较为理想的铺底料工艺。冷却方式：鼓风冷却 设计主流、抽风冷却。冷烧比：冷却机面积除以烧结机面积目前采用 强制风冷（减少粉末量，烧结矿强度影响小）冷却有三种传热方式:传导（烧结矿内部） 、对流和辐射（烧结矿表面）影响烧结矿冷却的因素:冷烧比、风量、风压、料层厚度、烧结矿块度、冷却时间一

26、破三筛：一台固定筛，一台齿面对辊破碎机，两台振动筛，由皮带连接烧结精料（1）适量进口富矿粉（2）优化烧结原料结构（3）稳定原料化学成分和粒度组成（4）选择优质燃料和熔剂- 10 -改善烧结矿粒度组成的措施：1提高烧结矿强度，改善烧结矿粒度组成2加强烧结矿的冷却与整粒3减轻烧结矿从出厂到高炉矿槽的破碎4尽量避免建设烧结矿缓冲矿槽5提高槽下振动筛筛分效率原料在料仓中的排列顺序：精矿粉-富矿粉- 燃料-石灰石（白云石）-生石灰（消石灰）- 杂料-返矿（最前）配料仓的影响因素：1. 配料仓的结构形式2. 料仓数量容积与储料时间3. 原料在料仓中的排列顺序熔剂和燃料的破碎设备：锤式破碎机 反击式破碎机

27、四辊破碎机筛分设备：自定中心振动筛。影响筛分效率的因素：给矿量多少筛孔大小筛面尺寸筛面倾角水分高低配料设备：圆盘给料机 圆筒混料机带式烧结机的组成：由烧结机本体、风箱与密封装置、布料器及点火器等部分组成。抽风及除尘设备：（1）除尘设备大烟道旋风除尘器多管除尘器电除尘器（2）污水处理（3）抽风机1.影响混合料制粒的因素有哪些?2.鼓风冷却和抽风冷却有什么区别?3.机上冷却、带式冷却机、环式冷却机各有什么优缺点？4.热振筛有什么优缺点？第六章 球团矿生产球团矿特点： 球团焙烧所需热量主要由球团外部外部气体或固体燃料燃烧提供 球团法固结主要靠固相固结起作用，液相粘结相少 球团矿粒度均匀，强度高、还原性好根据球团矿固结温度和气氛的差异 ：氧化球团矿 、冷固球团矿、 、金属化球团矿根据球团矿的碱度 ：酸性球团矿 、熔剂性球团矿铁矿氧化球团生产方式：竖炉法 、带式焙烧机法 、链篦机-回转窑法