第二章鐵礦粉造塊第1頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月2第2頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月3第3頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月4第4頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月5A=100r×10-5NB=103~104AC=10~100B第5頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月6一些概念固相燒結(jié)——由固相分子（離子）擴散而形成顆粒聯(lián)結(jié)橋，是球團焙燒固結(jié)的重要機理。晶橋聯(lián)結(jié)——一種由固相反應(yīng)生成鹽類，氧化物結(jié)晶而呈現(xiàn)的顆粒聯(lián)結(jié)橋，是球團焙燒固結(jié)的另一種機理。液相燒結(jié)——高溫作用下物質(zhì)熔化后再凝固而形成的聯(lián)結(jié)橋，是一種結(jié)合力很強的固結(jié)現(xiàn)象。主要見之于鐵礦粉燒結(jié)。氫鍵聯(lián)結(jié)——見之于纖維聚結(jié)。鉤聯(lián)或鑲嵌——見之于金屬粉末壓塊中?；瘜W鍵聯(lián)結(jié)——見之于鐵礦粉銹結(jié)。第6頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月7第7頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月8第8頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月9第9頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月10第10頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月11第11頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月12第12頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月13第13頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月14第14頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月15第15頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月16第16頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月17燒結(jié)礦的質(zhì)量指標燒結(jié)礦強度和粒度轉(zhuǎn)鼓指數(shù)，熱強度燒結(jié)礦的還原性

用燒結(jié)礦FeO含量表示（2FeO.SiO2)，含量高說明燒結(jié)礦過熔而使結(jié)構(gòu)致密，氣孔率低，還原性差。燒結(jié)礦的堿度

酸性燒結(jié)礦（R=1.0~1.2)，自熔性燒結(jié)礦（R=1.0~1.4)，溶劑性燒結(jié)礦（R＞1.4)。第17頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月18第18頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月19固相反應(yīng)——液相生成——冷凝固結(jié)

舊晶格被破壞，新晶格形成，形成比單獨存在時熔點更低的穩(wěn)定化合物。第19頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月20第20頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月21第21頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月固相反應(yīng)的特點兩種物質(zhì)間反應(yīng)的最初產(chǎn)物為結(jié)晶構(gòu)造最簡單的化合物，與反應(yīng)分子數(shù)配比無關(guān)，反應(yīng)產(chǎn)物往往是低熔點化合物均為放熱反應(yīng)在非溶劑性燒結(jié)礦中，F(xiàn)e2O3不與SiO2間發(fā)生固相反應(yīng)，而Fe2O3

只能溶入SiO2中形成有限固溶體燃料用量多和還原氣氛是產(chǎn)生FeO.SiO2的主要條件在溶劑性燒結(jié)礦中，主要固相反應(yīng)產(chǎn)物是CaO.Fe2O3燃料用量低和強氧化氣氛是產(chǎn)生FeO.SiO2的主要條件固相反應(yīng)的產(chǎn)物不等于燒結(jié)礦最終礦物組成第22頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月SiO2與CaO接觸帶固相反應(yīng)第23頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月燒結(jié)過程中可能產(chǎn)生的固相反應(yīng)及反應(yīng)開始溫度第24頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月25燒結(jié)過程液相生成與冷卻結(jié)晶◆液相生成在燒結(jié)過程中的作用（1）液相是燒結(jié)礦粘結(jié)相；（2）均勻溫度和化學成分；（3）潤濕作用，拉緊礦粒，增加強度；（4）改善燒結(jié)礦的強度和還原性（從液相中析出燒結(jié)料中沒有的新的礦物）。第25頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月26燒結(jié)過程液相生成與冷卻結(jié)晶◆影響液相生成量的因素（1）燒結(jié)溫度；（2）堿度（液相量及其類型）；（3）燒結(jié)氣氛；還原性↑，F(xiàn)eO↑，熔點↓，液相↑；（4）化學成分（SiO2含量≯5%），Al2O3↑，熔點↓,MgO↑，熔點↑）。第26頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月27燒結(jié)原料中特有的化合物和混合物熔化溫度第27頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月28燒結(jié)過程的主要液相體系液相名稱

熔點FeO-Fe3O4FeO-Fe3O4固熔體1220℃FeO-SiO22FeO.SiO22FeO.SiO2—SiO22FeO.SiO2—FeO2FeO.SiO2—Fe3O41205℃1178℃1177℃1142℃CaO-SiO2CaO.SiO22CaO.3SiO22CaO.SiO2(α,α’,β,γ)3CaO.SiO2CaO.SiO2—SiO2CaO.SiO2—

2CaO.3SiO22CaO.SiO2_—

CaO1544℃1478℃2130℃1900℃1436℃

1460℃2065℃CaO-Fe2O32CaO.Fe2O3CaO.Fe2O3CaO.2Fe2O3CaO.Fe2O3_—CaO.2Fe2O31449℃1216℃1226℃1205℃CaO.2Fe2O3只在1155~1226℃范圍內(nèi)穩(wěn)定，1150℃分解為CaO.Fe2O3和Fe2O3第28頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月29燒結(jié)過程的主要液相體系液相名稱

熔點CaO-FeO-SiO2CaO.FeO.SiO22CaO.FeO.SiO2CaO.FeO.2SiO22CaO.FeO.2SiO21208℃1280℃1150℃1190℃CaO-MgO-SiO2CaO.MgO.SiO22CaO.MgO.2SiO23CaO.MgO.2SiO2CaO.MgO.2SiO2MgO.2SiO2MgO.SiO21490℃1454℃1570℃1391℃1890℃1557℃CaO-SiO2-Al2O3-FeO(當鋁含量較高時）2CaO.Al2O3.SiO24CaO.Al2O3.Fe2O3CaO.Al2O3-CaO.Fe2O3第29頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月30液相冷卻結(jié)晶◆結(jié)晶的原則

熔點高的礦物首先結(jié)晶析出，然后是熔點低的礦物，來不及結(jié)晶的就成為玻璃質(zhì)。◆冷卻

料層中不同部位冷卻速度差別很大，受透氣性，抽風速度，抽風量的影響，上層120~130℃/Min，下層40~50℃/Min?！裟膛c結(jié)晶

未熔融的燒結(jié)料中的Fe2O3和Fe3O4及燒結(jié)料中隨抽風帶來的結(jié)晶碎片、粉塵充當晶核，依熔點高低先后結(jié)晶，沿傳熱方向，呈片狀、針狀、長條狀和樹枝狀不斷長大。第30頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月31燒結(jié)礦中常見的固相反應(yīng)及反應(yīng)產(chǎn)物※※第31頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月32赤鐵礦熔劑性燒結(jié)固相反應(yīng)流程Fe2O3CaOSiO2FeOFeFe3O4(還原)熱分解CaO.Fe2O3(固相反應(yīng))2CaO.SiO2(固相反應(yīng))鐵橄欖石(熔化和分解)熔化和分解

熔融物熔化和分解(固相反應(yīng))※第32頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月33赤鐵礦非熔劑性燒結(jié)固相反應(yīng)流程Fe2O3SiO2FeOFeFe3O4(還原)熱分解(固相反應(yīng))鐵橄欖石(熔化和分解)

熔融物※第33頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月34磁鐵礦熔劑性燒結(jié)固相反應(yīng)流程Fe3O4CaOSiO2FeOFeFe3O4還原部分氧化(固相反應(yīng))鐵橄欖石(熔化和分解)熔化和強烈熱分解

熔融物熔化(固相反應(yīng))Fe2O3Fe2O3分解CaO.Fe2O32CaO.SiO2(固相反應(yīng))

結(jié)晶燒結(jié)礦※第34頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月35磁鐵礦非熔劑性燒結(jié)固相反應(yīng)流程Fe3O4SiO2FeOFeFe3O4還原部分氧化(固相反應(yīng))鐵橄欖石熔化分解

熔融物Fe2O3Fe2O3

結(jié)晶燒結(jié)礦※第35頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月36燒結(jié)礦的結(jié)構(gòu)◆宏觀結(jié)構(gòu)

微孔海綿結(jié)構(gòu)，粗孔蜂窩結(jié)構(gòu)，松散狀結(jié)構(gòu)。主要與燒結(jié)條件有關(guān)。◆微觀結(jié)構(gòu)

含鐵礦物與黏結(jié)相礦物的微觀排列結(jié)合方式。包括粒狀結(jié)構(gòu)，斑狀結(jié)構(gòu)，骸晶結(jié)構(gòu)，丹點狀共晶結(jié)構(gòu)，熔蝕結(jié)構(gòu)，交織結(jié)構(gòu)。第36頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月37第37頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月38第38頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月39第39頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月40課堂思考題1、燒結(jié)過程發(fā)生固相反應(yīng)的條件，反應(yīng)過程和反應(yīng)產(chǎn)物有何特點，固相反應(yīng)對燒結(jié)過程有何影響？2、燒結(jié)過程中液相是如何形成的，不同堿度的燒結(jié)礦的燒結(jié)過程中產(chǎn)生的液相有哪些特點，液相對燒結(jié)礦的質(zhì)量有何影響？第40頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月41第41頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月42第42頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月43紊流時層流時△p—料層阻力第43頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月44第44頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月45第45頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月46第46頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月47第47頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月48第48頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月49第49頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月50(HybridpelletizedSinter)第50頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月51第51頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月52第52頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月53強化燒結(jié)過程的技術(shù)措施⑤熱風燒結(jié)

改善表層燒結(jié)礦的強度，降低配碳量，降低燒結(jié)礦中FeXO的含量。⑥改善透氣性

加強燒結(jié)料準備，加強二次混合機的制粒作用，使用小球燒結(jié)（6~8毫米——1.2~1.5毫米），適宜的混合料水分，適當?shù)奶砑觿ㄏ摇⑸?、皂土），增加風量。第53頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月54燒結(jié)新工藝

低溫燒結(jié)新工藝；球團燒結(jié)新工藝(HPS)；低SiO2高還原性燒結(jié)新工藝；燒結(jié)混合料中燃料分加；富氧點火。第54頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月※第55頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月※第56頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月第57頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月※第58頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月59第59頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月60固體燃料裹在生球的外面。HybridPelletizedSinter(1.35)第60頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月61第61頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月62小球燒結(jié)的特點：增設(shè)了造球設(shè)施；增加了外滾煤粉工藝（外70~80%，內(nèi)20~30%）；采用新型布料系統(tǒng)；點火前設(shè)置干燥段；外形為不規(guī)則的小球集合體。第62頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月63低SiO2高還原性燒結(jié)新工藝概念：低SiO2高還原性燒結(jié)一般是指燒結(jié)礦中SiO2含量低于或等于5.0%，目前先進的企業(yè)已達到4.5%的水平。技術(shù)對策：適當提高燒結(jié)礦二元堿度以增加燒結(jié)礦中CaO的含量；適當提高燒結(jié)礦的粉/核比例；通過配礦設(shè)計，形成合適的燒結(jié)相，既滿足低SiO2燒結(jié)礦對粘結(jié)相量的要求，又滿足高還原性的要求。第63頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月64富氧點火燒結(jié)新工藝

富氧點火可使點火區(qū)表層燒結(jié)料中的固體燃料充分燃燒，減少固體燃料消耗并增加爐膛內(nèi)的氧化氣氛，有利于燒結(jié)過程的氧化反應(yīng)，改善燒結(jié)礦的機械強度，提高生產(chǎn)率。第64頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月65燒結(jié)混合料中燃料分加技術(shù)對策：

內(nèi)配燃料：一部分燃料在配料室加入，與鐵料、溶劑在一次混合機內(nèi)混勻，在運送到二次混合機內(nèi)造球；外配燃料：另一部分燃料則在混合料基本成球后再加入，使之存在于料球表面。優(yōu)點：可改善燃料的燃燒條件，又可減少燃料與鐵料接觸還原而造成的燃料損失，還可形成合理的燃料偏析。第65頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月66第66頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月67第67頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月68第68頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月69第69頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月70第70頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月71第71頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月72第72頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月73第73頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月74※第74頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月75第75頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月76第76頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月77課前思考題1、如何消除燒結(jié)礦的熱應(yīng)力和相應(yīng)力？2、簡要說明低溫燒結(jié)理論的要點。3、為什么厚料燒結(jié)能提高燒結(jié)礦的質(zhì)量并降低燃料消耗？4、應(yīng)從哪些方面入手來提高燒結(jié)礦的質(zhì)量？※※第77頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月78

對原料中SiO2含量沒有嚴格要求，可以使用品位很高的精礦粉，降低渣量。第78頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月79第79頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月80球團礦與燒結(jié)礦相比具有如下優(yōu)點：

粒度小而均勻，有利于高爐料柱透氣性的改善和氣流的均勻分布（通常8~16或20mm占90~95%）；冷態(tài)強度高（抗壓和抗磨）；還原性能好，有利于改善煤氣化學能的利用；原料來源廣，產(chǎn)品種類多；適于處理細精礦份。第80頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月81球團過程第81頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月82第82頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月83球團焙燒工藝

干燥過程（200~400℃）；預(yù)熱（600~1000℃）；焙燒固結(jié)；球團均熱；球團礦冷卻（→90~120℃）。第83頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月84第84頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月85第85頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月86第86頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月87第87頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月88滴水成球霧水長大無水壓緊第88頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月89鐵礦粉加水聚集狀態(tài)示意圖擺線結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)毛細結(jié)構(gòu)重力水第89頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月生球成球過程中作用力的變化(形成母球)毛細水過渡態(tài)觸點態(tài)依次形成擺線結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)、毛細管結(jié)構(gòu)。s-水飽和度；Pe—毛細作用力；X—形狀對毛細作用力的影響因子，對不規(guī)則顆粒X=4。L—生球強度；D—生球直徑；K—特性常數(shù)；c-結(jié)合因子，0.7；ф—形狀因子；ρ—顆粒密度；αw_—顆粒比表面積第90頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月91滴水成球,物水長大,無水壓緊第91頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月92第92頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月93第93頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月94組成、氣氛、溫度。第94頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月95

焙燒氣氛根據(jù)燃燒室氧含量來劃分

焙燒溫度磁鐵礦再氧化溫度900~1000℃，固相擴散1200~1300℃，20~30分鐘；必須溫度~最高限制溫度第95頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月96焙燒固結(jié)機理

晶橋聯(lián)結(jié)

(1)Fe2O3晶橋的形成（2）Fe3O4/Fe2O3的再結(jié)晶與長大固相燒結(jié)固結(jié)液相燒結(jié)固結(jié)

（1）Fe2SiO4液相的形成

(2)生成鐵酸鈣或硅酸鈣液相第96頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月971952年，庫克和彭研究建立（1100℃）

晶橋聯(lián)結(jié)-氧化氣氛※第97頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月98900℃液相量小于5%

再結(jié)晶和晶粒長大-中性或還原氣氛注意：Fe2O3在中性和氧化氣氛下也可形成再結(jié)晶與晶橋聯(lián)結(jié)。※第98頁，課件共119頁，創(chuàng)作于2023年2月99液相燒結(jié)固結(jié)Fe2SiO4液相的形成。在還原氣氛或中性氣氛焙燒磁鐵礦時；生成鐵酸鈣