冶金自动化之烧结球团工艺流程及主要设备简介

烧结工艺流程介绍

---- 冶金自动化系列专题

【导读】：为了保证供给高炉的铁矿石中铁含量均匀，并且保证高炉的透气性，需要把选矿工艺产出的铁精矿制成10-25mm的块状原料。铁矿粉造块目前主要有两种方法：烧结法和球团法。两种方法所获得的块矿分别为烧结矿和球团矿。本专题将详细介绍烧结生产的工艺流程，主要工艺设备的工作原理以及控制要求等信息，其次，我们将简要介绍球团法生产的工艺流程，主要工艺设备的工作原理以及控制要求等信息。由于时间的仓促和编辑水平有限，栏目中难免出现遗漏或错误的地方，欢迎大家补充指正。 铁矿粉造块的目的：

◆综合利用资源，扩大炼铁用的原料种类。 ◆去除有害杂质，回收有益元素，保护环境。

◆改善矿石的冶金性能，适应高炉冶炼对铁矿石的质量要求。 铁矿粉造块的方法：烧结法和球团法。

铁矿粉造块后的产品：分别为烧结矿和球团矿。（供高炉炼铁生产的主要原料） 一、烧结生产的工艺流程介绍：

烧结是钢铁生产工艺中的一个重要环节，它是将铁矿粉、粉（无烟煤）和石灰、高炉炉尘、轧钢皮、钢渣按一定配比混匀。经烧结而成的有足够强度和粒度的烧结矿可作为炼铁的熟料。利用烧结熟料炼铁对于提高高炉利用系数、降低焦比、提高高炉透气性保证高炉运行均有一定意义。 烧结生产的流程

目前生产上广泛采用带式抽风烧结机生产烧结矿。烧结生产的工艺流程如图下所示。主要包括烧结料的准备，配料与混合，烧结和产品处理等工序。（附件五铁矿粉烧结工艺流程简介）

烧结的原材料准备:

含铁原料：含铁量较高、粒度<5mm的矿粉，铁精矿，高炉炉尘，轧钢皮，钢渣等。一般要求含铁原料品位高，成分稳定，杂质少。

熔剂：要求熔剂中有效CaO含量高，杂质少，成分稳定，含水3％左右，粒度小于3mm的占90％以上。在烧结料中加入一定量的白云石，使烧结矿含有适当的MgO，对烧结过程有良好的作用，可以提高烧结矿的质量。

燃料： 主要为焦粉和无烟煤。对燃料的要求是固定碳含量高，灰分低，挥发分低，含硫低，成分稳定，含水小于10％，粒度小于3mm的占95％以上。 烧结的配料与混合:

配料目的：获得化学成分和物理性质稳定的烧结矿，满足高炉冶炼的要求。

配料方法：质量配料法，即按原料的质量配料；通过电子计量设备，按一定比例配兑原材料。 混合目的：使烧结料的成分均匀，水分合适，易于造球，从而获得粒度组成良好的烧结混合料，以保证烧结矿的质量和提高产量。

混合的方法：加水润湿、混匀和造球。根据原料性质不同，可采用一次混合或二次混合两种流程。一次混合的目的：润湿与混匀，当加热返矿时还可使物料预热。二次混合的目的：继续混匀，造球，以改善烧结料层透气性。用粒度10～Omm的富矿粉烧结时，因其粒度已经达到造球需要，采用一次混合，混合时间约50s。使用细磨精矿粉烧结时，因粒度过细，料层透气性差，为改善高炉透气性，必须在混合过程中造球，所以采用二次混合，混合时间一般不少于2．5～3min。我国烧结厂大多采用二次混合。 配料与混合的主要设备:

电子计量称：对放置在皮带上并随皮带连续通过的松散物料进行自动称量的衡器。主要有机械式(常见的为滚轮皮带秤)和电子式两大类。电子皮带秤是使用最广泛的皮带秤。由承重装置、称重传感器、速度传感器和称重显示器组成。 【查看附件一.一、二工作原理】

主要用到的自动化产品：称重传感器、速度传感器、数显表、变频器、电动机

混合机：混合机械是利用机械力和重力等，将两种或两种以上物料均匀混合起来的机械。混合机械广泛用于各类工业和日常生活中。常用的混合机械分为气体和低粘度液体混合器、中高粘度液体和膏状物混合机械、热塑性物料混合机、粉状与粒状固体物料混合机械四大类。 【查看附件一.三工作原理】 主要用到的自动化产品：断路器、接触器、电动机 烧结生产：

烧结作业是烧结生产的中心环节，它包括布料、点火、烧结等主要工序。 布料:将铺底料、混合料铺在烧结机台车上的作业

点火：点火操作是对台车上的料层表面进行点燃，并使之燃烧。 烧结：准确控制烧结的风量、真空度、料层厚度、机速和烧结终点。 查看更详细的生产工艺流程： 铁矿粉烧结生产工艺流程 二、球团矿生产工艺流程

把细磨铁精矿粉或其他含铁粉料添加少量添加剂混合后，在加水润湿的条件下，通过造球机滚动成球，再经过干燥焙烧，固结成为具有一定强度和冶金性能的球型含铁原料。 球团矿生产的流程：

一般包括原料准备、配料、混合、造球、干燥和焙烧、冷却、成品和返矿处理等工序，如下图所示。

球团矿的生产流程中，配料、混合与烧结矿的方法一致；将混合好的原料经造球机制成10-25mm的球状。

球团矿生产中的主要设备：

圆盘造球机：将焦炭粉、石灰石粉或生石灰、铁精矿粉混合后，输入圆盘造球机上部的混合料仓内，均匀地向造球机布料，同时由水管供给雾状喷淋水，倾斜（倾角一般为40一50°）布置的圆盘造球机，由机械传动旋转，混合料加喷淋水在圆盘内滚动成球。 【查看附件一.四工作原理】 主要用到的自动化产品：断路器、接触器、电动机

带式焙烧机：带式焙烧机工艺使球团焙烧的整个工艺过程——干燥、预热、焙烧、冷却都在一个设备上完成，具有工艺过程简单、布置紧凑、所需设备吨位轻等特点，为工厂缩小占地面积、减少工程量、

实现焙烧气体的循环利用以及降低热耗和电耗创造了条件。【查看附件三、五工作原理】 主要用到的自动化产品：断路器、接触器、电动机 查看附件四详细的工艺流程介绍：球团矿生产工艺流程 与烧结和球团相关的知识：

[烧结工艺]烧结矿的冷却与整粒 [烧结工艺]烧结机的生产操作 [烧结工艺]烧结机布料与点火制度 [烧结工艺]混合与制粒 [烧结工艺]配料工艺及计算

[烧结工艺]烧结原料的准备及加工处理 [烧结工艺]烧结物理化学过程 [烧结工艺]烧结基础知识

附件一：各相关主要设备简介 一、配料计量秤

图片：

（一）、皮带秤

对放置在皮带上并随皮带连续通过的松散物料进行自动称量的衡器。主要有机械式(常见的为滚轮皮带秤)和电子式两大类。

（二）、滚轮皮带秤 由重力传递系统、滚轮、计数器和速度盘组成（图1 ）。速度盘转速正比于皮带速度。滚轮滚动的角速度正比于皮带上通过的物料量。滚轮在速度盘上滚动的位置由物料的重力大小来调整。当皮带上没有物料时，滚轮靠近速度盘中心，转速为零，计数器不累计；当皮带上有物料时，滚轮随着重力变大向周边移动，并带动计数器记下皮带上通过的物料总量。

（三）、电子皮带秤 使用最广泛的皮带秤。由承重装置、称重传感器、速度传感器和称重显示器组成（图2 ）。称重时，承重装置将皮带上物料的重力传递到称重传感器上，称重传感器即输出正比于物料重力的电压(mV)信号，经放大器放大后送模／数转换器变成数字量A，送到运算器；物料速度输入速度传感器后，速度传感器即输出脉冲数B，也送到运算器；运算器对A、B进行运算后，即得到这一测量周期的物料量。对每一测量周期进行累计，即可得到皮带上连续通过的物料总量。

电子皮带秤承重装置的秤架结构主要有双杠杆多托辊式、单托辊式、悬臂式和悬浮式 4种。双杠杆多托辊式和悬浮式秤架的电子皮带秤计量段较长，一般为2～8组托辊，计量准确度高，适用于流量较大、计量准确度要求高的地方。单托辊式和悬臂式秤架的电子皮带秤的皮带速度可由制造厂确定，适用于流量较小的地方或控制流量配料用的地方。

电子皮带秤有累计和瞬时流量显示，具有自动调零、半自动调零、自检故障、数字标定、流量控制、打印等功能。

二、称重传感器的原理及应用

随着技术的进步,由称重传感器制作的电子衡器已广泛地应用到各行各业,实现了对物料的快速、准确的称量，特别是随着微处理机的出现，工业生产过程自动化程度化的不断提高，称重传感器已成为过程控制中的一种必需的装置，从以前不能称重的大型罐、料斗等重量计测以及吊车秤、汽车秤等计测控制，到混合分配多种原料的配料系统、生产工艺中的自动检测和粉粒体进料量控制等，都应用了称重传感器，目前，称重传感器几乎运用到了所有的称重领域。 1．高速定量分装系统

本系统由微机控制称重传感器的称重和比较，并输出控制信号，执行定值称量，控制外部给料系统的运转，实行自动称量和快速分装的任务。系统采用MCS-51单片机和V/F电压频率变换器等电子器件，其硬件电路框图如图1所示，用8031作为中央处理器，BCD拔码盘作为定值设定输入器，物料装在料斗里，其重量使传感器弹性体发生变形，输出与重量成正比的电信号，传感器输出信号经放大器放大后，输入V/F转换器进行A/D转换，转换成的频率信号直接送入8031微处理器中，其数字量由微机进行处理。微机一方面把物重的瞬时数字量送入显示电路，显示出瞬时物重，另一方面则进行称重比较，开启和关闭加料口、放料于箱中等一系列的称重定值控制。

在整个定值分装控制系统中，称重传感器是影响电子秤测量精度的关键部件，选用GYL-3应变式称重测力传感器。四片电阻应变片构成全桥桥路，在所加桥压U不变的情况下，传感器输出信号与作用在传感器上的重力和供桥桥压成正比，而且，供桥桥压U的变化直接影响电子称的测量精度，所以要求桥压很稳定。毫伏级的传感器输出经放大后，变成了0-10V的电压信号输出，送入V/F变换器进行A/D转换，其输出端输出的频率信号加到单片机8031定时器1的计数、输入端T1上。在微机内部由定时器0作计数定时，定时器0的定时时间由要求的A/D转换分辩率设定。

定时器1的计数值反映了测量电压大小即物料的重量。在显示的同时，计算机还根据设定值与测量值进行定值判断。测量值与给定值进行比较，取差值提供PID运算，当重量不足，则继续送料和显示测量值。一旦重量相等或大于给定值，控制接口输出控制信号，控制外部给料设备停止送料，显示测量终值，然后发出回答令，表示该袋装料结束，可进行下袋的装料称重。

每个装料的箱子或袋子沿传送带运动，直到装有料的电子称下面，传送带停止运动，电磁线圈2通电，电子称料斗翻转，使料全部倒入箱子或袋子中，当料倒完，传送带马达再次通电，将装满料的箱子或袋子移出，并保护传送带继续运行，直到下一次空袋或空箱切断光电传感器的光源，与此同时，电子称料箱复位，电磁线圈1通电，漏斗给电子秤自动加料，重量由微机控制，当电子秤中的料与给定值相等时，电磁线圈1断电，弹簧力使漏斗门关上。装料系统开始下一个装料的循环。当漏斗中的料和传送带上的箱子足够多时，这个过程可以持续不断地进行下去。必要时，*作人员可以随时停止传送带，通过拔码盘输入不同的给定值，然后再启动，即可改变箱或袋中的重量。本系统选用不同的传感器，改变称重范围，则可以用到水泥、食糖、面粉加工等行业的自动包装中。 2．传感器在商用电子秤中的应用

目前，商用电子计价秤的使用非常普及，逐渐会取代传统的杆称和机械案秤。电子计价秤在秤台结构上有一个显著的特点：一个相当大的秤台，只在中间装置一个专门设计的传感器来承担物料的全部重量。常用的电子计价秤传感器的结构如（a）为双连椭圆孔弹性体，秤盘用悬臂梁端部上平面的两个螺孔紧固；（b）