鐵礦粉燒結(jié)原理與工藝

前言

鐵礦粉燒結(jié)是鋼鐵冶金過程中一個(gè)重要的工藝環(huán)節(jié)，其原理復(fù)雜，涉及各種鐵礦粉與燃料、熔劑的多種物理化學(xué)反應(yīng)，是一個(gè)典型的非線性、大滯后的工藝過程。而且其工藝流程長(zhǎng)，設(shè)備龐大，工藝技術(shù)參數(shù)多，一直是廣大冶金工作者關(guān)注的對(duì)象。在高校教學(xué)過程中，編者認(rèn)為缺乏一本能深入淺出、通俗易懂、緊跟行業(yè)最新動(dòng)態(tài)的介紹包括燒結(jié)基本原理、工藝技術(shù)、節(jié)能環(huán)保、自動(dòng)控制的教材。根據(jù)教學(xué)的需要，且隨著近幾年鋼鐵行業(yè)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，出版一本這樣的教材非常必要。為了適應(yīng)冶金行業(yè)的快速發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步，培養(yǎng)高素質(zhì)的冶金工程應(yīng)用技術(shù)人才，編者結(jié)合多年的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)編寫了這部教材。本教材具有如下特點(diǎn)：（1）側(cè)重基本原理與工藝技術(shù)相結(jié)合，內(nèi)容深度適宜，深入淺出，通俗易懂，深入細(xì)致地介紹“為什么”，而不是泛泛而談“是什么”，可以滿足以本科為主的不同層次人員的需求。  （2）緊跟冶金行業(yè)的發(fā)展動(dòng)態(tài)。近幾年，我國(guó)燒結(jié)工藝技術(shù)取得重大進(jìn)展，在基本原理的基礎(chǔ)上介紹最新的鐵礦粉燒結(jié)技術(shù)與工藝是本教材的重要特點(diǎn)。（3）增加了環(huán)境保護(hù)、節(jié)能方面的知識(shí)，如目前脫硫等環(huán)保問題已成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)，而此前的教材均缺少這方面的內(nèi)容。（4）增加了燒結(jié)自動(dòng)控制原理內(nèi)容，適合目前行業(yè)發(fā)展的需要，近年來(lái)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展為燒結(jié)自動(dòng)控制注入了新的活力，這方面的原理與應(yīng)用知識(shí)也是本教材的重要特色。

內(nèi)容概要

　　《鐵礦粉燒結(jié)原理與工藝》共分為8章，主要內(nèi)容包括鐵礦粉燒結(jié)基本原理與生產(chǎn)工藝兩部分?；驹聿糠种饕Y(jié)的原燃料、燒結(jié)過程的物理化學(xué)原理、燒結(jié)過程的成礦機(jī)理、燒結(jié)自動(dòng)控制原理等，生產(chǎn)工藝部分按燒結(jié)工藝流程，從原料配料、混合、布料、點(diǎn)火、燒結(jié)、冷卻、整粒等各環(huán)節(jié)介紹其工藝、設(shè)備以及工藝優(yōu)化的途徑與方法，以及燒結(jié)礦質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)及檢測(cè)方法；最后介紹燒結(jié)的新技術(shù)與新工藝、燒結(jié)工藝的節(jié)能與環(huán)保等內(nèi)容。　　《鐵礦粉燒結(jié)原理與工藝》可作為高等院校和職業(yè)技術(shù)學(xué)院冶金工程專業(yè)的教材，也可作為冶金行業(yè)職工技術(shù)培訓(xùn)教材和技術(shù)資料。

書籍目錄

1 概述1.1 燒結(jié)的目的與意義1.2 燒結(jié)生產(chǎn)的發(fā)展、現(xiàn)狀與趨勢(shì)1.2.1 燒結(jié)生產(chǎn)的發(fā)展歷史1.2.2.燒結(jié)生產(chǎn)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)1.3 燒結(jié)生產(chǎn)工藝流程2 燒結(jié)原燃料及配料計(jì)算2.1 含鐵原料2.1.1 鐵礦石2.1.2 其他含鐵原料2.2 熔劑2.3 燃料2.3.1 固體燃料2.3.2 氣體燃料2.4 配料計(jì)算2.4.1 配料的目的與意義2.4.2 配料計(jì)算方法3 燒結(jié)過程物理化學(xué)原理3.1 燒結(jié)過程概述3.1.1 燒結(jié)礦層3.1.2 燃燒層3.1.3 預(yù)熱層3.1.4 干燥層3.1.5 過濕層3.2 燒結(jié)過程燃料燃燒與傳熱規(guī)律3.2.1 燒結(jié)料層燃料燃燒基本原理3.2.2 燒結(jié)料層中溫度分布和熱交換3.3 水分在燒結(jié)過程中的作用與行為3.3.1 水分的蒸發(fā)3.3.2 水汽的冷凝3.3.3 水分在燒結(jié)過程中的作用3.3.4 防止燒結(jié)料層過濕的主要措施3.4 燒結(jié)過程固體物料的分解3.4.1 結(jié)晶水的分解3.4.2 碳酸鹽的分解3.4.3 氧化物的分解3.5 氧化物的還原及氧化3.5.1 鐵氧化物的還原3.5.2 低價(jià)鐵氧化物的氧化3.6 燒結(jié)過程中有害元素的脫除3.6.1 硫的去除3.6.2 氟的去除3.6.3 砷的去除3.6.4 鉛、鋅、鉀、鈉的去除3.7 燒結(jié)料層的透氣性3.7.1 透氣性概述3.7.2 燒結(jié)料層透氣性變化規(guī)律3.7.3 改善燒結(jié)料層透氣性的途徑4 燒結(jié)過程成礦原理4.1 燒結(jié)過程固相反應(yīng)4.1.1 固相反應(yīng)的一般類型及特點(diǎn)4.1.2 固相反應(yīng)在燒結(jié)過程中的作用4：2燒結(jié)過程中的液相形成與冷凝4.2.1 液相的生成4.2.2 液相的冷凝4.2.3 燒結(jié)過程中的主要液相4.3 燒結(jié)礦的礦物組成、結(jié)構(gòu)及其對(duì)燒結(jié)礦質(zhì)量的影響4.3.1 燒結(jié)礦的礦物組成、結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)4.3.2 影響燒結(jié)礦礦物組成和結(jié)構(gòu)的因素4.3.3 燒結(jié)礦的礦物組成和結(jié)構(gòu)對(duì)其質(zhì)量的影響5 燒結(jié)自動(dòng)控制原理5.1 燒結(jié)過程自動(dòng)化體系結(jié)構(gòu)5.2 燒結(jié)過程參數(shù)的自動(dòng)檢測(cè)5.2.1 燒結(jié)自動(dòng)撿測(cè)概述5.2.2 電子皮帶秤與定量給料裝置5.2.3 燒結(jié)混合料水分檢測(cè)5.2.4 料位和料層厚度檢測(cè)5.2.5 燒結(jié)礦中FeO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的檢測(cè)5.3 燒結(jié)基礎(chǔ)自動(dòng)化5.3.1 燒結(jié)基礎(chǔ)自動(dòng)化的發(fā)展5.3.2 典型燒結(jié)基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)5.4 燒結(jié)過程控制5.4.1 燒結(jié)過程特點(diǎn)及控制方法5.4.2 燒結(jié)數(shù)學(xué)模型5.4.3 綜合人工智能系統(tǒng)6 燒結(jié)生產(chǎn)工藝流程6.1 燒結(jié)原料準(zhǔn)備與配料6.1.1 原料接受、儲(chǔ)存及中和混勻6.1.2 熔劑和燃料的破碎、篩分6.1.3 料方法6.1.4 論配料計(jì)算6.2 燒結(jié)料混合與制粒6.2.1 混合的目的與要求6.2.2 昆勻效率與制粒效果的評(píng)價(jià)6.2.3 影響混合與制粒的因素6.3 混合料燒結(jié)6.3.1 混合料布料6.3.2 點(diǎn)火與保溫6.3.3 混合料燒結(jié)過程6.3.4 強(qiáng)化燒結(jié)過程的途徑6.4 燒結(jié)礦處理6.4.1 燒結(jié)礦的破碎和篩分6.4.2 燒結(jié)礦的冷卻6.4.3 燒結(jié)礦的整粒6.5 燒結(jié)礦質(zhì)量評(píng)價(jià)6.5.1 化學(xué)成分及其穩(wěn)定性6.5.2 粒度組成6.5.3 轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度與篩分指數(shù)6.5.4 低溫還原粉化性6.5.5 原性6.5.6 原軟化熔融特性6.6 燒結(jié)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)評(píng)價(jià)6.6.1 燒結(jié)生產(chǎn)利用系數(shù)6.6.2 返礦率6.6.3 工序能耗6.7 我國(guó)重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)燒結(jié)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)6.8 我國(guó)對(duì)燒結(jié)清潔生產(chǎn)的指標(biāo)要求6.8.1 清潔生產(chǎn)的定義6.8 、2指標(biāo)分級(jí)6.8.3 指標(biāo)要求6.8.4 我國(guó)燒結(jié)行業(yè)與清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的差距7 燒結(jié)新技術(shù)和新工藝7.1 高鐵低硅燒結(jié)新技術(shù)7.1.1 高鐵低硅燒結(jié)固結(jié)機(jī)理7.1.2 強(qiáng)化高鐵低硅燒結(jié)的技術(shù)措施7.1.3 高鐵低硅燒結(jié)礦高爐冶煉效果7.2 球團(tuán)燒結(jié)新工藝7.2.1 HPS小球燒結(jié)工藝7.2.2 復(fù)合造塊燒結(jié)新工藝7.3 低溫?zé)Y(jié)法7.3.1 低溫?zé)Y(jié)法實(shí)質(zhì)7.3.2 低溫?zé)Y(jié)工藝的基本要求7.3.3 實(shí)現(xiàn)低溫?zé)Y(jié)生產(chǎn)的工藝措施7.3.4 低溫?zé)Y(jié)技術(shù)的應(yīng)用7.4 厚料層燒結(jié)技術(shù)7.5 熱風(fēng)燒結(jié)工藝7.5.1 熱風(fēng)燒結(jié)原理7.5.2 熱風(fēng)燒結(jié)工藝因素分析7.5.3 熱風(fēng)燒結(jié)技術(shù)的應(yīng)用7.6 高配比褐鐵礦燒結(jié)技術(shù)7.6.1 褐鐵礦的主要特性及對(duì)燒結(jié)生產(chǎn)的影響7.6.2 提高褐鐵礦燒結(jié)比例的技術(shù)措施7.7 基于鐵礦石自身燒結(jié)基礎(chǔ)特性的燒結(jié)配礦技術(shù)7.7.1 理論基礎(chǔ)7.7.2 企業(yè)應(yīng)用優(yōu)化配礦實(shí)踐7.8 強(qiáng)化燒結(jié)添加劑(助燃劑)技術(shù)應(yīng)用8 燒結(jié)節(jié)能與環(huán)保8.1 燒結(jié)節(jié)能的方向與途徑8.1.1 降低固體燃料消耗8.1.2 降低點(diǎn)火燃料消耗8.1.3 降低電能消耗8.1.4 熱廢氣的回收利用8.2 燒結(jié)污染物排放及其治理8.2.1 燒結(jié)污染物的排放8.2.2 燒結(jié)污染物的治理8.3 燒結(jié)的“三廢”循環(huán)利用8.3.1 固廢的利用8.3.2 液廢的利用8.3.3 氣廢的利用參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：隨著鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展，天然富礦在產(chǎn)量和質(zhì)量上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足高爐冶煉的要求，而大量貧礦經(jīng)選礦后得到的精礦粉卻不能直接入爐冶煉，只能通過人工方法將這些粉礦制成塊狀的人造富礦供高爐使用。目前生產(chǎn)人造富礦的方法主要有燒結(jié)法和球團(tuán)法。燒結(jié)法生產(chǎn)的人造富礦稱為燒結(jié)礦，球團(tuán)法生產(chǎn)的人造富礦稱為球團(tuán)礦，燒結(jié)礦和球團(tuán)礦統(tǒng)稱為熟料。鐵礦粉在一定的高溫作用下，部分顆粒表面發(fā)生軟化和熔化，產(chǎn)生一定量的液相，并與其他未熔礦石顆粒作用，冷卻后，液相將礦粉顆粒黏結(jié)成塊，這個(gè)過程稱為燒結(jié)。顯然，燒結(jié)過程是一個(gè)高溫物理化學(xué)反應(yīng)的造塊過程。鐵礦粉燒結(jié)是目前最重要的造塊技術(shù)。由于開采時(shí)產(chǎn)生大量鐵礦粉，特別是貧鐵礦富選促進(jìn)了鐵精礦粉的生產(chǎn)發(fā)展，使鐵礦粉燒結(jié)成為規(guī)模較大的造塊作業(yè)。其物料的處理量約占鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的第二位（僅次于煉鐵生產(chǎn)），能耗僅次于煉鐵及軋鋼而居第三位，成為現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)中重要的生產(chǎn)工序。鐵礦粉燒結(jié)要求燒結(jié)礦有很好的物理、冶金性能。由于現(xiàn)代煉鐵設(shè)備的大型化，爐料倒運(yùn)次數(shù)多、落差大，要求燒結(jié)礦有較高的冷強(qiáng)度，如抗壓強(qiáng)度等。燒結(jié)礦經(jīng)歷冶煉中的高溫過程，要求具備一定的熱強(qiáng)度，即在高溫還原氣氛下抗壓、耐磨及耐急熱爆裂性能；燒結(jié)礦在高爐內(nèi)經(jīng)歷物理化學(xué)反應(yīng)，要求它具有良好的冶金性能，如還原性、軟化性、熔滴性等。鐵礦粉燒結(jié)技術(shù)的困難還在于追求合理的經(jīng)濟(jì)效果，因此，鐵礦粉燒結(jié)是一門技術(shù)復(fù)雜的專門學(xué)科。

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