烧结工艺及布局简介.ppt

第一章烧结知识简介1、高炉工艺的需求2、铁矿粉造块方法3、烧结的定义4、现代烧结生产的特点,高炉工艺的需求随着钢铁工业的发展，对铁矿石的要求量日益增多。然而可直接入炉冶炼的富矿越来越少，必须大量开采和使用贫矿资源。贫矿直接入炉冶炼会使高炉生产指标恶化，经济效益变差。因此，贫矿通过选矿处理，选出高铁份的精矿。精矿和富矿在开采和加工过程中产生的粉矿，需造块后才能用于高炉炼铁。,烧结知识简介,铁矿粉造块方法铁矿粉造块方法，目前主要有烧结和球团两种。经过造块而得到的烧结矿和球团矿冶金性能大为改善，给高炉生产带来巨大的经济效益，为钢铁工业的发展奠定了坚实的物质基础。球团矿生产需要粒度很细的粉矿或精矿，并需用气体或液体燃料进行焙烧，原料条件要求比较高。烧结法对原料的适应性很强，不仅可以用粒度较粗的富矿粉和精矿生产烧结矿，同时还可以处理工业含铁废弃物。,烧结知识简介,烧结的定义烧结就是将铁矿粉、溶剂和燃料并添加适宜的水分后进行均匀混合，借助燃料产生的高温，使烧结料中的组成成分熔化或软化，发生化学物理反应和生成一定量的液相，冷却后互相粘结成块的过程。烧结过程所得的多孔块状产品叫烧结矿。,烧结知识简介,现代烧结生产的特点现代烧结生产的特点在连续作业，大体上分为原料准备和烧结两个部分。烧结主作业线是从配料开始，包括配料、混料、烧结、冷却及成品烧结矿整粒几个主要环节，作业线长达数百米。在烧结机上进行的烧结过程持续时间不长，在几十分钟内完成点火、燃料燃烧、传热和各种液相生成及冷却和再结晶过程。烧结机大型化有利于提高生产率和降低单位成本。,烧结知识简介,工艺流程概述配料矿槽所储存的粉矿、熔剂、焦粉、返矿等烧结原料按照一定的比例，由定量给料机定量排出，必要时还添加蛇纹石、硅砂等。按种种比例派出的各种原料，有集料皮带运输机送到一次混合机加水混合，然后送往二次混合机加足水，再次进行混合同时造球。混合造球后的烧结送料混合料槽，经槽下园辊给料机（布料器）铺到烧结机台车上，台车底部为篦条。为,烧结工艺流程概述,了防止篦条间隙漏料和保护篦条不被烧结矿粘结以及延长篦条使用寿命，在篦条上面铺一层一定粒度的成品烧结矿作为铺底料。布好混合料的台车在轨道上移动，经过点火炉使料层表面燃料点燃，同时下部风箱强制抽风，使烧结过程继续向下进行。随着台车的运行进行烧结反应。台车到达烧结机尾部时，燃烧层达到料层底部，混合料变成烧结饼，由链轮和导轨进行大倾翻，卸落烧结饼。烧结饼经机尾单辊破碎机（一次破碎）破碎后，直接进入冷却机。冷却后的烧结矿,烧结工艺流程概述,经二次破碎机破碎和数次筛分后，按粒级分成成品矿、铺底料和返矿。成品矿送往高炉，铺底料和返矿则分别送往铺底料槽和返矿槽，再度在上述系统中循环。同时，烧结过程中产生的废气由主排风机通过下部风箱吸往主排气管，在通过除尘器时进行除尘，然后从烟囱排出。,烧结工艺流程概述,,工艺操作概述从前述烧结生产工艺流程可以看出，烧结工艺操作主要由原燃料准备、配料、混合和造球、铺底料和布料、点火烧结、烧结矿冷却和整粒等。这些环节的正确操作和控制，对充分发挥系统设备能力，生产优质烧结矿，降低烧结工序能耗有重要意义。,烧结工艺流程特点,烧结用原燃料及质量要求烧结用料主要有三部分组成（1）、含铁料（包括铁矿石及工业副产品）；（2）、燃料（煤粉和焦粉）；（3）、熔剂（包括碱性、酸性熔剂）。,烧结工艺操作,,1、对铁矿石的质量要求（1）、含铁量高、脉石成分适宜、有害杂质少原料含铁量越低，脉石数量就越多，高炉冶炼就多用熔剂和焦炭、生产率也要下降。而且渣量增加的倍率要大于铁分降低的倍率。过贫的矿石直接入炉在经济上是不合算的，同时在操作上也又较多困难。脉石中的SiO2、Al2O3叫酸性脉石，CaO、MgO叫碱性脉石，矿石中的（CaOMgO）/（Al2O3＋SiO2）或CaO/SiO2的比值叫碱度，碱,烧结工艺操作,,量超过8％，渣难熔而不易流动。因此矿石中Al2O3要加以控制。一般矿石中SiO2/Al2O3比不宜大于2～3。铁矿石中常见的有害杂质时硫、磷、砷以及铜、锌、钾、钠等。这些有害杂质要少。硫在钢铁中以FeS形态存在招致“热脆”。磷和铁结合生成化合物Fe3P,此化合物和铁形成二元共晶Fe3P－Fe，导致钢材“冷脆”。,烧结工艺操作,,铅在高炉内还原成金属铅，对炉底起破坏作用。锌在高炉中易还原、易挥发。在高炉上部温度较低的地方冷凝下来，破坏炉衬并引起结瘤，甚至堵塞烟道。钾和钠碱金属含量，过高碱金属在高炉内循环富集，引起高炉结瘤、悬料、破坏炉衬，甚至堵塞管道。,烧结工艺操作,,（2）、铁矿石化学成分稳定性好烧结用铁矿石化学成分的波动会引起烧结矿含铁量和碱度的波动，从而导致高炉炉温、炉渣碱度和生铁质量的波动，造成炉况不顺，并使焦比升高，产量下降。,烧结工艺操作,,（3）、有良好的烧结性能（粒度组成、亲水性和成球性、软化－熔融特性等）矿石粒度越均匀，高炉料柱的透气性就越好，因此，天然富矿入炉前往往要经过严格的破碎、筛分，使其粒度在8～25mm或10～50mm范围之内。烧结矿经过整粒可达到理想的冶炼粒度。矿石强度差、粉末多，料柱透气性不好，炉尘吹损量大。,烧结工艺操作,,高炉使用易还原的矿石，产量高，焦比低。烧结矿比天然块矿有较好的还原性。天然块矿还原次序为磁铁矿运转准备及联动检查运转准备前计算机应对设备状态及运行条件进行检查，如不具备条件对应画面闪烁或有故障及状态记录。系统选择在各系统的操作监视画面上，通过画面进行运转方式选择（顺序起、停；一齐起、停）和流程选择。,320m2烧结三电控制,顺序起动前述的运转准备、系统选择、联动检查做完后即可进行系统起动，除配混系统有顺序起动和一齐起动两种方式外，其他系统均为顺序起动，且逆流程顺序连锁起动，故对配混系统起动前需选择起动方式。一齐起动配混系统除了选择逆流程顺序起动外，为了保持配比的稳定可选择“一齐起动”方式，“一齐起动”指从配料槽下给料设备开始到一次混合机前设备一齐起动，其余设备仍为顺序起动。正常情况下不选择“一齐起动”，当上次停车为“一齐停止”时，下次起动必须选择“一齐起动”。,320m2烧结三电控制,顺序停止系统的停止一般均为顺料流顺序停止，首先停止给料设备（烧冷系统除外），然后顺流程延时停止各设备。一齐停止配混系统除了选择顺序停止方式，还可选择“一齐停止”的停机方式，从配料槽下给料设备开始到一次混合机止内设备一齐停止，一混后其他设备仍为顺序延时停机。事故停止当设备发生事故或现场人员拉事故开关，事故设备及其上游设备一齐停止，下游设备继续运转。紧急停止在每个系统画面上均设计有“紧急停止”按键，当有重大故障时才进行“紧急停止”操作。紧急停止均为全系统内设备一齐停止。,320m2烧结三电控制,3.工艺控制配料控制；混合料添加水份控制；混合料槽料位控制；点火燃烧控制；烧结机料层厚度控制；烧结机烧透点控制；,320m2烧结三电控制,3.1配料系统为保证配料准确，所有原燃料集中在配料室，采用重量法配料。共设有圆盘给料装置,根据电子皮带称的物流量检测，调节给料速度，控制给料量。对烧结用的原料（粉焦、返矿、生石灰、石灰石、均矿等）按照所要求的比例进行定量自动控制。按照高炉的要求以及烧结矿的成分，经计算求出的最佳配合比送到操作站，在操作站上由操作人员进行确认，或者手动设定。被采用的配合比，再按照相关公式求出配合系数，依据混合料槽料位的需要，确定综合输送量，求出每个圆盘切出量的设定值。,320m2烧结三电控制,由于储矿槽空间位置的不同，因此，设定值必须经过延时处理，使各种原料能及时配合。在切出控制过程中，可以进行PV（测量值）与设定值（SV）的偏差累积。配料系统的自动控制由配合系数处理、槽变更处理、切出量设定值处理、累积偏差处理组成。切出量设定值，切出量，水分重量以及综合输送量。其主要检测控制项目有定量配料圆盘的启停（顺序，一齐）系统运行中的换槽（槽变更）配料槽的料位，品名，水份率,320m2烧结三电控制,3.2混合料加水控制经过配料的物料用皮带机直接送入混合机。混合分二段进行，其中一段主要使物料混匀并加水湿润。二段主要使混合料成球。经二次混合后的物料由皮带机送入烧结机上部的混合料槽。混合设备采用园筒式混合机。为使进入混合料槽的原料水分率接近工艺要求的目标水分率，在原料输送过程中需要对一次混合机、二次混合机的添加水量进行控制。添加水之前的水分重量、原料重量数据由原料输送跟踪处理得到。,320m2烧结三电控制,二次混合机添加水控制除了跟踪原料重量和水分跟踪值进行前馈控制外，还可根据混合机后水分计检测出的水分率信号选择是否进行反馈控制修正。添加水控制分为自动控制和定量设置两种方式，自动控制方式根据原料重量和水分跟踪值求出水分重量的数据，经过演算和修正处理，分别计算出一、二次混合机的添加水量的设定值。流量计测得的水量测量值与设定值比较，进行PI演算后控制调节阀，并进行水分控制反馈修正。定量设置方式是有流量计测得的实际值与人工输入设定值比较，进行PI演算后控制调节阀。,320m2烧结三电控制,对混合机添加水的控制，需要进行干、湿料量计算和原料含水量计算。主要检测控制项目有一，二次加水量物料及水分值数据跟踪,320m2烧结三电控制,3.3混合料槽槽位控制混合料槽是原料进入烧结机前的缓冲槽。其容积有限，正常生产时从满槽状态至空槽切出时间约6-7分钟。因此，混合料槽料位控制的精度对烧结生产作业的稳定有着重大影响，应将混合料槽料位控制在30～70％之间。混合料槽料位的控制包括混合料槽入槽量的计算混合料槽出槽量的计算,320m2烧结三电控制,按一定周期进行收支偏差的演算处理，当算出的偏差超过一定范围时，进行综合输送量的更新演算。由综合输送量设定值的变化改变各圆盘切出量，最终调整混合料槽入槽量，平衡混合料槽料位。～修正系数补正演算在以上的处理中，实际情况和计算的混合料槽出槽量会有偏差，当偏差大于一定值时，将对计算式中的修正系数进行自动修正。～综合输送量设定值处理当混合料槽收支偏差大于一定的数值时，进行综合输送量设定值演算处理，并进行单位换算。～综合输送量设定值受信处理,320m2烧结三电控制,3.4层厚控制将料层厚度控制分为园辊给料机转速控制、闸门开度控制。园辊给料机转速控制主要用以调节台车纵向层厚，用八点层厚的平均设定值和平均层厚测量值之差对园辊速度进行分段控制。闸门开度控制，根据台车速度，园辊给料机转速等综合计算进行控制。闸门开度控制，用以保持台车横向层厚的均匀性。各辅助闸门相应的层厚测量值信号与设定值进行比较输出操作信号去驱动辅助闸门油缸，改变闸门开度调节下料量。,320m2烧结三电控制,层厚控制包括平均层厚设定处理、平均层厚演算处理、闸门开度控制设定值演算处理、闸门开度控制补正系数演算处理、圆辊给料机转速设定值演算处理。主要检测及控制项目有～点火炉，保温炉燃烧控制～台车物料层厚控制～风箱压力，温度检测及燃烧终点控制～烧结机头部给矿，尾部排矿监视～铺底料槽料位控制～烧结机运转控制,320m2烧结三电控制,3.5点火燃烧控制为了即保证料层最佳点火温度，又能实现煤气的充分燃烧。需要对供给点火炉燃烧用的煤气、空气流量进行自动控制。点火炉燃烧控制有两种控制方式点火温度控制方式和点火强度控制方式，两种控制方式可在操作站上进行选择。,320m2烧结三电控制,3.6点火燃烧控制为了即保证料层最佳点火温度，又能实现煤气的充分燃烧。需要对供给点火炉燃烧用的煤气、空气流量进行自动控制。点火炉燃烧控制有两种控制方式点火温度控制方式和点火强度控制方式，两种控制方式可在操作站上进行选择。,320m2烧结三电控制,3.6烧透点控制BRP（BurnrainPoint）来代替BTP（BurnThroughPoint）,是芬兰烧结模型技术核心点。BTP（BurnThroughPoint）计算是寻找出风箱温度测量点中的最高温度点，假设此风箱为基准其前后三点存在一条上凸的抛物线形状温度曲线，抛物线顶点温度（BTP温度）所对应的风箱位置即为BTP位置。采用BRP具有计算相对简单，位置判断准确，灵活性高的特点，通过实际使用效果看，比采用BTP控制的系统具有明显的优势。该模型是整个系统的精华，采用模糊控制的手段，通过专用的布料设备，达到控制目标。,320m2烧结三电控制,4、其他控制烧结速度的设定，环冷机、给矿机速度控制冷却设备要检测及控制项目有排矿温度检测及风机速度控制余热风机转速控制环冷机，板式给矿机速度控制环冷机排矿槽料位控制环冷机给料处，卸料处状况监视（工业电视）,320m2烧结三电控制,