5.2.3 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。 1．配料计算方法 （1）经验配料法——现场 1）特点 ① 快 ② 误差大（经验） 2）思路 设置配料比（根据原料种类和化学成分、烧结矿化学成分指标） 例：铁矿72%，生石灰 1.5% 石灰石10% 白云石7% 焦粉5.7%

② 验证（烧结矿化学成分化验结果） ③ 调整 （上一个班的生产情况、现在的生产情况、再估计一个配料比进行验算，再进行调整） ④ 确准（当验算结果与烧结矿质量指标相符合，确定为最终的配料比）

（2）简单理论配料计算 1） 特点 ① 准确 ② 快 ③ 适用于少量原料种类（≤3） 2）步骤 ① 假设生产100kg烧结矿需要的各种原料用量 铁矿1：x kg 铁矿2：y kg 石灰石：zkg 高炉灰：mkg 焦粉（或煤）：n kg ② 原料的烧残率，%

③ 列平衡方程 a. 铁平衡方程

b. 碱度平衡方程

c. 氧平衡方程 失氧（FeO的增加）： 失氧（烧结矿失重）：

x的配比＝x/(x+y+z+m+n) y的配比＝y/(x+y+z+m+n) z的配比＝z/(x+y+z+m+n) m的配比＝m/(x+y+z+m+n) n的配比＝n/(x+y+z+m+n) 3）计算烧结矿化学成分的计算结果。

5）烧结矿化学成分 ①     烧结矿产量计算 *简易法，即不考虑在烧结过程中FeO的变化 式中：Ig——某种原料的烧损，%；S——某种原料的含S量，% *考虑FeO变化 ②烧结矿化学成分预算 *Fe、SiO2、CaO、MgO、Al2O3 不变 *FeO与烧结过程氧化还原反应有关，所以不能简单计算

生产中采用的有一段混合和两段混合，有的还有三段混合。大中型烧结厂均采用两段混合和三段混合流程。 5.3混合料制备 5.3.1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。 生产中采用的有一段混合和两段混合，有的还有三段混合。大中型烧结厂均采用两段混合和三段混合流程。

一段混合主要是加水润湿、混匀，使混合料的水分、粒度和料中各组分均匀分布；当使用热返矿时，可以将物料预热；当加生石灰时，可使CaO消化。 二次混合除继续混匀外，主要作用是制粒，还可通蒸汽补充预热，提高混合料温度；三次混合主要进行外裹煤。

圆筒混合制粒机

5.4.1 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

5.3.2 影响混匀与制粒的因素 （1）原料性质的影响 物料的粘结性、粒度和密度都影响混合与制粒效果。 粘结性和亲水性强的物料易于制粒,但难于混匀. 褐铁矿>赤铁矿>磁铁矿 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。 磁铁矿 6~10% 赤铁矿 8~12% 褐铁矿 24~28% 当混合料粒度小，又配加高炉灰、生石灰时，水分可大一些，反之则应偏低一些。 水分波动控制在±3%。

混合机加水必须均匀，注意将水直接喷在料面上，如喷在混合料壁或筒底上，将造成混合料水分不均匀，且筒壁粘料。 加水方式由柱状改为雾化加水，加大加水面积，有利于均匀加水，有利于母球长大。 加水方法：应尽早往烧结料加水的原则，使物料的内部充分润湿，增加内部水分，这对成球有利。

返矿打水 从制粒考虑，宜在返矿皮带上打水，使高温返矿不直接进入一次混合机，使返矿得到充分润湿，为制粒创造了良好条件。 可在返矿进入一次混合机的漏斗前打水，返矿的热量能得到较充分利用，有利于提高混合料温度，劳动条件比前者要好。但因返矿温度降低和润湿程度均较差，混合料成球后，会引起水分剧烈蒸发而使小球破裂。

一次混合机加水：润湿，接近于造球的适宜水分，为二次混合机造球做准备。 二次混合机加水，补加水分一般不超过总水量的20% 应在混合机进料端加水，并力求均匀稳定，将水直接喷在料面上，以利于更好成球，避免圆筒内壁粘料，破坏料的运动轨迹。

（3）返矿质量与数量。 返矿粒度较粗，具有疏松多孔的结构，可成为混合料的造球核心。 （4）圆筒混合机工艺参数。主要工艺参数如下。 混合机的倾角：一次混合的倾角应小于2度，用于二次混合的倾角应不小于1.5度。 混合机的转速： 临界转速：30/R1/2 r/min。 一次混合机转速为临界转速0.2一0.3倍； 二次混合机转速为临界转速的0.25一0.35倍。

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。 一次混合机 9~14米，二次 12-18米 混合制粒时间2.5~3.5min，一次混合1min，二次混合1.5~2min。 混合机的填充系数： 填充系数是指圆筒混合机内物料所占圆筒体积的百分率。

一般一次混合机的充填率为15％左右，二次混合比一次混合的充填率要低些。 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。

5.3.3强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。

K0＝ (∑(Kd-1)+∑(1-Ks))/n， (5－7) 5.3.4 混匀效果 混匀效率η：混匀效率愈接近1，说明混合效果愈好 η=K最大/K最小 （5－4） K最大—混合料均匀系数的最大值； K最小—混合料均匀系数的最小值。 均匀系数Ki：Ki＝Ci/C (5—5) Ci—某个测试项目在所取试样中的含量，％， C——某一测试项目在此试样的平均含量，％。 平均均匀系数K0：平均均匀系数，愈接近零，混匀效果愈好； K0＝ (∑(Kd-1)+∑(1-Ks))/n， (5－7) KS——各试样均匀系数小于1的值； Kd——各试样均匀系数大于1的值。

5.4 烧结操作制度 5.4.1布料要求与方法 （1）布铺底料 粒度：10一20mm的烧结矿 厚度：约20-30mm。 作用: 保护蓖条不过热 减少篦条消耗 防止篦条粘料，减轻清理篦条的劳动强度 过滤层作用，防止细粒级物料进入抽风系统 改善篦条透气性（不粘料，少堵塞），改善气流分布（篦条完好，不容易形成风洞）

（2）布混合料 要求 要求台车高度方向料面平整，合理的偏析：自上而下含C量逐层降低，粒度逐层增大。 保证布到台车上的物料具有一定的松散性，防止产生堆积和紧压，整个料层具有良好的透气性。

5.4.2点火操作 (1)点火参数 点火温度1000~1200度之间,点火装置保温炉并通废气保温时,可减少表层烧结矿因急冷而使强度下降的不利因素. 点火时间1min左右为宜,保温时间1~2min. (2)点火燃料:多用气体燃料,少数用天然气或者重油和煤 (3)点火燃料需要量

Q=A效.q利.q Q热=60JvB顶 Q=Q热/H低 (4)空气需要量 t0=t/η (5)点火装置 可分为点火炉、点火保温炉、预热炉。目前新型点火炉配合使用的烧嘴有线式烧嘴、面式烧嘴和多缝式烧嘴及双斜式烧嘴。

5.4.3 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。

在煤气发热值基本稳定条件下,点火温度的调节是通过改变煤气空气配比来实现 点火温度主要取决于煤气发热值和煤气空气比例. 纯焦炉煤气:空气=1:4~1:6 混合煤气:空气 视煤气成分而定 煤气空气比合适:点火器燃烧火焰呈黄白亮色; 空 气 过 剩:呈暗红色; 煤 气 过 剩:蓝色.

（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，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。

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： 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。

当水、碳适量时： （1）点火火焰能顺利抽入料层； （2）台车离开点火器后，表层红至4#-5#风箱； （3）机尾矿层断面整齐，结构均匀，无夹生料，红色层约占断面的1/2，台车卸矿顺利，不粘料，矿块强度好，粉末少。 料层厚度稳定时： 风箱及总管废气温度、负压只在很窄的范围内波动，烧结终点稳定。

从机尾矿层判断面看： 终点正常时，燃烧层已抵达铺底料，无火苗冒出，上面黑色和红色矿层各约占2/3和1/3左右。 终点提前时，黑色层变厚，红矿层变薄； 终点延后则相反，且红层下沿冒火苗，还有未烧透的生料。 从成品和返矿的残碳看： 终点正常时，两者残碳都低而稳定；终点延后，则残碳升高，以至超出规定指标。

烧结终点控制 当水、碳变化很大影响作业： 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。 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. 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.

5.5烧结矿处理 从烧结机尾台车上卸下的烧结矿块度较大(可达300~500mm),粒度很不均匀,大块中还夹杂着粉末或生料,温度高达750~800℃,不便运输储存,不能满足高炉冶炼的要求,需将其冷却到150℃以下,并将大块破碎、粉末筛除，使粒度适宜。

5.5.1烧结矿处理流程 、整粒

5.6.1 烧结矿的破碎筛分 破碎设备：剪切式单辊破碎机 优点 破碎过程中的粉化程度小，成品率高； 结构简单、可靠，使用维修方便； 5.6.1 烧结矿的破碎筛分 破碎设备：剪切式单辊破碎机 优点 破碎过程中的粉化程度小，成品率高； 结构简单、可靠，使用维修方便； 破碎能耗低。

热振筛 筛分设备：热矿振动筛（热振筛） 优点：可减少冷却、冷却除尘；整粒系统负荷 改善冷却料层的透气性 可获得热返矿预热混合料 缺点：目前设备事故多，影响烧结作业率 投资大：热振筛与热返矿的链板运输机 烧结机机尾扬尘 现状：新设计烧结厂，取消热振筛为设计主流 以精矿为主体原料的烧结厂，保留热振筛

5.2烧结矿冷却的目的和要求 1.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。 1.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。

2.冷却方法 冷却方式： 鼓风冷却→ 设计主流 抽风冷却。 冷却设备： 机上冷却 带式冷却机 环式冷却机 选择原则： 冷却能耗低； 有利于余热利用； 环境污染要小； 便于检修和操作 占地面积小。

冷却方式比较

机上冷却 带式冷却机 环式冷却机 冷却设备比较 优点 设备紧凑、破碎机低温工作、无热矿系统、   机上冷却 带式冷却机 环式冷却机 优点 设备紧凑、破碎机低温工作、无热矿系统、 工艺布置方便、布料均匀、蓖条不易堵塞、密封结构简单 设备总重比带式冷却少、台车利用率高 缺点 工艺控制有难度、电耗高 台车多半空载运行

从工艺角度: 既加快冷却速度,节省设备投资 ,提高烧结生产率, 又要保证烧结矿强度不受影响,尽可能减少粉化现象. 冷却介质: 自然风冷:冷却速度太慢,冷却周期长,占地面积大,环境条件恶劣,不采用; 水冷:冷却强度大,效率高,成本低,但因急冷使强度大大降低,尤其对熔剂性烧结矿,遇水产生粉化的情况更严重,并且难于筛分

目前采用强制风冷: 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） Q对=α·F（t表-t空） Q传=λ·F（ t内-t表）/d Τ=0.15κd

3.影响烧结矿冷却的因素: 影响因素： 冷烧比 风量 风压 料层厚度 烧结矿块度 冷却时间

缺点：铺底料粒度范围宽；成品矿产率下降。 5.5.3烧结矿的整粒 设备： 一台固定筛，一台齿面对辊破碎机，两台振动筛，由皮带连接 效果： 能达到整粒和分出铺底料的目的 铺底料粒度偏细 优点：流程较简单，烧结矿运转次数少，设备费用低;总图布置合理；维修方便。 缺点：铺底料粒度范围宽；成品矿产率下降。 简单整粒流程系统

经典流程 一破四筛（图） 设计主流 优点：能够较合理地控制烧结矿的上下限 和铺底料粒度，成品粉末少； 检修方便；总图布置整齐，筛分效率高。 缺点：流程投资高；烧结矿运转次数多。

5.6烧结工艺的进步及烧结新技术 5.6.1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

5.6.2原料中和混匀与配矿自动化 5.6.3提高料层透气性，采用厚料层烧结 5.6.4均匀烧结 5.6.5低温烧结法 5.6.6热风烧结 5.6.7小球烧结与球团烧结法 5.6.8双层布料、双碱度烧结和双球烧结 5.6.9改善烧结矿粒度组成的措施 5.6.10降低烧结矿低温还原粉化率的措施

1.熔剂的破碎与筛分 图5-4 闭路流程 闭路流程（图５－４）： 流程(a)为一段破碎与检查筛分组成闭路流程 流程(b)为预先筛分与破碎组成闭路流程 当给矿中3～0 mm的含量较多(大于40％)时才使用预先筛分流程(b) 破碎设备： 锤式破碎机 反击式破碎机 图5-4 闭路流程

2. 燃料破碎 开路流程（图5-5） ： 粒度小于25mm时可采用一段四辊破碎机开路流程 粒度大于25mm，应考虑两段开路破碎流程 采用煤作为燃料，为防止过粉碎，可采用预先筛分的破碎流程 破碎设备： 一般采用对辊、四辊破碎机 图5-5 开路流程

5.7.1熔剂和燃料的破碎筛分设备 锤式破碎机:破碎石灰石、白云石、菱镁石 特点：主要有产量高、破碎比大(10~15)、最大给矿粒度可达80mm,单位产量的电耗小，维护比较容易等优点。但是工作部分磨损大,蓖条易堵塞,对物料水分要求严格,工作噪声大,扬尘量多. 锤式破碎机结构见书P208.靠冲击、打击和部分挤压作用将物料破碎。 分类：可逆式和不可逆式破碎机，普遍采用可逆式。

在破碎机规格、转速等条件一定的情况下，其产量、质量主要受下列因素的影响： ①物料含水量。 一般水分为3-4%,不然易堵料. ②给矿量。 给矿量大,单位产品电耗小(在电动机功率允许范围内) ③锤头与箅条间的距离。 间距愈小,产品粒度愈细,但产量愈低;反之,间距愈大,产品中小于3mm粒级的含量愈少.间距保持在10-20mm.

（2）反击式破碎机 又叫冲击式破碎机，主要靠冲击方式破碎。在烧结中燃料破碎。结构见书P210。 特点：结构简单，破碎比很大（一般30-40，最大150），生产率高，单位产品电耗小，可进行选择性破碎，适应性强，对中硬性、脆性和潮湿的物料均可破碎，维护方便。但板锤磨损严重，寿命短。

（3）四辊破碎机 烧结燃料破碎用，当燃料粒度小于25mm时，可一次破碎至3mm以下，不需筛分，可实行开路破碎。结构图见P211。 特点：结构简单、操作维护方便，辊间距离可调，过粉碎现象少。但破碎比小（3-4）。当给料粒度大于25mm时，须用对辊（或反击式、锤式）破碎机预先粗碎，否则，上辊咬不住大块，不仅加剧对辊批的磨损，还使产量降低；辊皮磨损严重，且磨损不均匀，影响产品粒度的均匀性和稳定性，须定期调整和车削。

（4）筛分设备 采用闭路流程，基本采用自定中心振动筛。 影响筛分效率的因素： ①给矿量多少 加大给矿量，筛下产品绝对量增加，但筛分效率相应降低，一般筛分效率55%~70%。 ②筛孔大小 ③筛面尺寸 ④筛面倾角 15度-20度 ⑤水分高低 1.5%-2.0%

5.7.2配料和混料设备 （1）配料仓 ①配料仓的结构形式 储存精矿、消石灰、用燃料等湿度较高物料，应采用倾角70度的圆锥形金属结构料仓。 储存石灰石粉、生石灰、干熄焦粉、返矿和高炉灰等较干燥的物料，可采用倾角不小于60度的圆锥形金属结构或半金属结构料仓；

储存粘性大的物料，如精矿和粘性大的粉矿等，可采用三段的圆锥形金属结构活动料仓，并在仓壁设置振动器。或者在料仓壁上设辉绿岩铸石板或通压缩空气等，对排料有一定效果。

②料仓数量、容积与储料时间 取决于烧结所用原料的品种和含铁原料的准备情况，与料仓容积有关，服务于原料储存时间的要求。 以粉矿为主，料仓数量相对较少，可以使用大料仓。 一般含铁料仓不少于3个； 熔剂和燃料仓各不少于2个； 生石灰仓设1个； 返矿仓设1-2个； 其他杂料，如高炉灰、轧钢皮等，可视具体情况预留适当仓位。 储料时间：一般各种原料均不小于8h。

③原料在料仓中的排列顺序。 考虑配料和环境保护。 一般顺序：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）

（2）圆盘给料机 最常见的配料设备。 适合于各种含铁原料、石灰石（白云石）、燃料、返矿等细粒物料的配料，给矿粒度0-50mm. 特点： 结构简单、给料均匀、易于调整、维护和管理方便等优点。但给料的准确性受物料粒度、水分及料柱高度波动的影响较大，且套筒下缘和圆盘磨损较严重，需加强管理维护。结构见P214-215

配料室的圆盘给料机

（3）圆筒混料机 烧结混料设备。 ①构造和工作原理 由钢板焊接的回转筒体和转动装置组成。 当圆筒被带动旋转时，借助离心力的作用，将物料带到一定高度，当料的重力超过离心力时，物料则瀑布式地向下抛落，同时沿着筒体倾斜的方向逐步向出料端移动。与此同时，通过给水管向物料喷水，物料被润湿。如此重复一定时间，物料不断混匀，并滚动成具有一定强度和大小的球粒。

圆筒混合制粒机

②主要工艺参数 a.混料机转速 临界转速：30/R1/2 r/min。 一次混合机转速为临界转速0.2一0.3倍； 二次混合机转速为临界转速的0.25一0.35倍。 b.混合时间 物料在圆筒混合机中的停留时间（混合时间、制粒时间）t： t＝L/(0.105R·n·tg（2α）) (5-11) 式中 ： R—圆筒混合机半径，m； n——圆筒混合机转速，r／mi。； α——圆筒混合机安装角度。 一次混合时间2min ，二次混合时间3min。

C.混合机填充系数 一次混合为10%-20%，二次混合或合并型混合机为10%-15% Ψ= Qt/（3600Vρ）= Qt/（ 3600πR2Lρ） Q-混合料的给料量，t/h； V-混合机的体积，m3； Ρ-混合料的堆积密度，t/ m3。

③圆筒混合机的布置。 一般采用两段混合，一次混合和二次混合。一般都设置在地面上。

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。 5.7.3带式烧结机 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。 （1）烧结机本体结构。包括轨道、台车和传动装置。 ①环形轨道。 a.尾部弯道式。 b.尾部星轮式。 ②台车。由若干台车置于环道上构成的封闭链带。台车由车体、拦板、滚轮、箅条、滑板等组成。

（2）抽风与密封装置 ①抽风箱 ②密封装置。 a.风箱滑板与台车滑板间的密封。 b.首尾风箱端部与台车底面之间的密封。 （3）布料设备 铺烧结底料简单，在铺底料仓底部设有扇形闸门，由此闸门排出的铺底料，通过其下的摆动漏斗布于烧结机台车上。铺底料的厚度由设在漏斗排料口的平板闸门调节。

①圆辊布料器 ②梭式布料器 （4）点火器

5.7.4抽风及除尘设备 （1）除尘设备 ①大烟道 ②旋风除尘器 ③多管除尘器 ④电除尘器 （2）污水处理 （3）抽风机

作业 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？ 5、已知烧结矿TFe=58%,R=1.8,FeO=9%,高炉灰用量12kg,无烟煤7.5kg或焦粉5.5kg.要求精矿选中其中的任意一种,燃料选择其中的任意一种.求未知原料用量和配比以及烧结矿化学成分以及配料皮带上料量.已知两台360m2烧结机,利用系数1.6t/(m2·h),作业率90%,配料皮带速度95m/min.

本章小节 主要内容： 烧结生产工艺流程、烧结配料、烧结料的混合与制粒、混合料烧结、烧结矿的处理、烧结厂主要工艺设备。 难 点：烧结生产工艺流程及各工序的主要环节控制。 基本要求：熟练掌握烧结生产工艺过程。