大学理工钢铁冶金行业及高炉炼铁原料管理知识.ppt

第二章高炉炼铁原料;;Magnetite ;Pyrite ;铁矿石;铁矿石的评价;铁矿石的准备处理;烧结球团;2.1.2 （助）熔剂;(3)熔剂的质量要求 ①碱性氧化物含量（CaO+MgO≥52%） 概念：石灰石有效熔剂性能用CaO（有效）表示 CaO（有效）= CaO（石灰石）- R×SiO2（石灰石） ②S、P↓ S（0.01~0.08%），P（0.001~0.03%） ③减少CaCO3入炉： 原因：a. 高温分解吸热 b. CO2+C=2CO c. CO2会冲淡CO浓度造成焦比K增加。 ;2.1.3 高炉燃料;焦炉;焦炭;B.喷吹燃料;2.2 烧结矿;生产烧结矿;2.2.1 烧结矿质量评价;2）还原性 生产中习惯用烧结矿中的FeO含量表示还原性。 3）碱度 烧结矿碱度一般用R=CaO/SiO2表示,按照碱度的不同,烧结矿可分为三类： A)酸性(或普通)烧结矿 碱度(如R＜0.9)低于炉渣碱度。 B)自熔性烧结矿 碱度(1.0～1.4)等于或接近炉渣碱度。 C)熔剂性烧结矿 碱度(＞1.4)明显高于炉渣碱度 高碱度(2.0～3.0) 超高碱度(3.0～4.0)烧结矿。 为了改善炉渣的流动性和稳定性，烧结矿中常含有MgO(如2～3%或更高)，使渣中MgO含量达到7～8%或更高，促进高炉顺行。 ;鼓风烧结法（平地吹土烧法、烧结锅 、带式烧结机 ） 抽风烧结法 （间隙式 固定式及移动式烧结盘） ( 连续式 环式及带式抽风烧结机） 目前世界各国90%以上的烧结矿由抽风带式烧结机生产，其他烧结方法有回转窑烧结，悬浮烧结，抽风或鼓风盘式烧结和土法烧结等。各法生产工艺和设备尽管有所不同，但烧结基本原理基本相同。 下面着重以带式抽风烧结法来论述。 ;带式抽风烧结机;带式抽风烧结机;烧结矿冷却机;烧结生产一般工艺流程;2)烧结过程的主要反应;2.2.3 烧结矿固结机理;2）烧结料层中的固相反应 （1）定义：混合料在烧结过程中随温度升高，矿物（Fe2O3、Fe3O4、CaO、SiO2、MgO、Al2O3等）之间以固态形式进行反应，生成新的低熔点复杂化合物，化合物与化合物之间形成熔点更低的共熔体。;矿物系;（2）固相反应最初形成的化合物的组成与反应物比例无关 两种反应物无论以何种比例混合，反应的最初产物总是一种。如以1:1混合的CaO和SiO2,最初产物不是CaO·SiO2，而是2CaO·SiO2。要想得到与反应物质量比相当的最终产物，需要很长时间。烧结过程中由于加热速度快(从500℃加热到1500℃不超过3min),在高温区停留时间短，通常得不到与反应物质量比相对应的产物。因此，对烧结过程有实际意义的是固相反应开始温度和反应的最初产物（最初产物对液相的形成具有贡献）。 ;不同固相之间的第一个反应产物;;主要的固相反应开始出现温度;主要的固相反应开始出现温度; 液相的生成是铁矿石烧结造块的基础，当料层温度升高时，低熔点矿物以及矿物间的共熔体生成熔融状态的液相。液相的性质和数量对烧结矿的强度和还原性影响很大。;a) FeO—SiO2体系： 固相反应产物：2FeO·SiO2 （FeO72%、SiO2 28%，数量比较少） 熔点1205℃ 共晶系：2FeO·SiO2—FeO （FeO76%、SiO2 2.4%） 熔点1177℃ FeO-SiO2体系形成条件：① 较高的温度（矿石中SiO2很少，即使全部形成2FeO·SiO2，产生的液相量很少,提高温度让更多的FeO熔入液相);② 较强的还原气氛，使Fe3O4还原成FeO 2Fe3O4+3SiO2+2CO=3(2FeO·SiO2)+2CO2 在酸性烧结矿中，足够的铁橄榄石液相数量是保证烧结矿强度必须的。;Fe2O3不与SiO2反应; 此体系有一个低共熔点：2FeO·SiO2（83%）—Fe3O4（17%） 熔点1142℃，比铁橄榄石熔点还低，因而它在烧结过程中首先形成液相。随物料中Fe3O4逐渐溶入液相，液相的熔点升高。当液相达到影线部分时，大部分Fe3O4（70%左右）熔入液相中。因此，在烧结酸性烧结料时，要在固体物料熔入液相前需加热到很高温度，所以要求较 高的配碳量。 当高温的液相冷却时，在阴影部分的液相首先析出磁铁矿晶体，液相中铁橄榄石成分不断增加，当温度继续下降，以铁橄榄石占主要成分的液相最后凝固在磁铁矿晶体周围，形成粒状结构。