外扰
给定值 偏差 调节部分 调节量 操作部分 操作量 控制部分
（圆盘给料机） Ⅰg AⅠ
测 控 量 Ⅰ 制 值 检 出 部 分 量 （电子皮带称 ） Q t
图1-7重量配料方块图
目前国外已有按化学成分配料法。此法是有x射线萤光分析仪对原料进行化学成分分析，根据化学成分确定各种物料的最佳配比。
1.2.6 烧结料的混合与制粒
1.2.6.1 混合的目的和要求
混合作业的目的有二个作用：一是将配合料中的各组分仔细混匀，从而得到质量较均匀的烧结矿；二是加水润湿和制粒，得到粒度适宜，具有良好透气性能烧结混合料。
根据原料条件的不同，其混合作业可采用两段式混合或一段式混合。两段混合是将配合料依次在两台设备上进行。一次混合的主要任务是加水润湿和混匀，使混合料中的水分、粒度及物料中各组分均匀分布，当加入热返矿时，它还可以将混合料预热。二次混合除有继续混匀的作用外，主要任务是制粒，同时还可以通入蒸汽预热混合粒。加强混合过程中的制粒，使细粒粘附在核粒子上，形成粒度大小一定的拟似粒子，可改善烧结粒层的透气性，获得较高的烧结生产率。
一段混合工艺在现代的烧结厂已很少采用，另有少数烧结厂采用一、二次混合合并型，延长混合机长度以保证有足够制粒时间。日本一些烧结厂，由于混合制粒时间不够，甚至增加了第三次混合。
1.2.6.2 混合效率和制粒效果的评价
混合作业效果，主要从两个方面来衡量。一方面以混合前后混合粒各组分的波动幅度来衡量，通常称为混合效率。另一方面是对比混合前后混合料粒度组成的变化，谓之制粒效果。
1混匀效率；混合料的混匀效率，常用(1-1)式表式：(1-1) K最小 η＝
K最大
式中 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。
混匀效率愈接近1，说明混合效果愈好。混匀系数K按(1-2)式求出： C1 K1＝— C Cn Kn = —
C （1-3）
式中 K1，K2，? Kn —— 各试样中的均匀系数；
C1，C2，?Cn — 某一测式项目在所取试样中的含量，%。 C1 + C2 + ?， Cn ，
C = % （1-4） N
此外，混匀效果还可以用平均系数来表示先按（1-4）式计算出各试样的均匀系数，然后按（1-5）式计算平均系数KΟ
Σ（ Kd— 1）＋ Σ（1— Ks）
（1-5） Ko =
n
式中 Ko——平均均匀系数，愈接近零，混匀效果愈好； Ks——各试样均匀系数小于1的值； Kd————试样均匀系数大于1的值。
上述两种方法比较，后者是一组试样的所有值均参加计算，而前者仅最小值大值参加计算，故前者欠准确，后前较全面。
2．制粒效果；制粒效果以混合料的粒度组成来料表示，可按（1-6）表式求得每一粒级的产率，然后给出粒度特性曲线。
Q
B = — 3100% （1-6） QO
式中 B——某一粒级的产率，%； Q ——某一粒级的出量，kg ； Qo——试样总量，kg ；
比较制粒后某一粒级的产率的增量来评价制粒效果，也可以用制粒前后烧结混合料的平均粒度的增值来表示。
1.2.6.3 影响混合制粒的因素
1．原料的性质
对烧结料混合制粒过程有影响是矿物的粒湿性、粒度与粒度组成和颗粒的形状等。
在混合制粒过程中，依靠颗粒间的毛细水作用，使粒子相互聚集成小球，易润湿的矿物在颗粒间形成的毛细力强、制粒性能好。铁矿物的制粒性能依次是褐铁矿、赤铁矿、磁铁矿。含泥质的铁矿物易成球。
对烧结混合料制粒小球的结构研究表明，球粒一般是由核颗粒和粘附细粒组成。称之为“准颗粒”。“准颗粒”的形成条件与粒度组成有密切关系。早期的研究是以小于0.2mm颗粒
作为粘附细粒，在于0.7mm作为核颗粒。理想的为1～3mm作核，0.25～1.0mm的中间颗粒难于粒化，越少越好。对于铁精矿烧结，配加一定数量的返矿作核颗粒，要求返粒度上限最好近控制在5～6mm以下。
此外，在粒度相同的情况下，多棱角和形状不规则的颗料比球形表面光滑的颗粒易成球，且制粒小的强度高。
2．加水量及加水方式
添加到混合料中的水量对混合料成球及透气性有很大影响，不同混合料适宜加水量也不一样。研究表明，细粒粉状物料的成粒化，是从粒子被水润湿并形成足够的毛细力后才开始的。水对烧结混合料制粒过程的作用可区分为三个阶段。
在低水量区（I），由于添加水被粒子表面吸附，还末能形成有足够力使散状物料聚集成球粒。烧结料透气性停留在低水平上，烧结过程无法进行。随着水量增加。粒子间开始充填毛细力作用下，细粒粉末开始粘附在核粒子上形成粘附层，并不断长大形成“准颗粒”。这为制粒区（Ⅱ），制粒区所需水量为有效制粒水（混合料总水分去除吸湿水后的剩余部分）。庭结混合料制粒在很大程度上受有效水影响。图画1-8是有效制粒水与混合料制粒后的平均粒径、透气性之间关系。两种不同的铁精矿在这一制粒区呈现相同规律，确立了有效制粒水与制粒过程的关系，其制粒效果是受水的添加量制约的。当水量继续增加时，过剩的水填满小一球之间的孔隙，小球粒将会发生变形和兼并，使料层孔隙下降，透气性恶化，这是烧结不希望的过湿区（Ⅲ）
加水方式是提高制粒效果的重要措施之一。一次混合的目的在于混匀，应在沿混合机长度方向均匀加水，加水量占总水量的80%～90%。二次混合的主要作用是强化制粒，加水量仅为10%～20%。分段加水法能有效提高二次混合作业的制粒效果，通常在给料端用喷射流使水形成小球核，继而用市压雾状水，加速小球长大，距排料端1米左右停止加水，小球粒紧密、坚固。前苏联南方休选公司二次混合采用分段加水后，混合料<1.6mm降低了17%，透气性提高了15%。某些烧结厂混合机的加水管改成渐开式，给水时采用高压空气，改善水的雾化，提高了制粒效果。
透
气 性 指 数
Ⅰ Ⅱ
Ⅲ
粒
经
制粒水
图1-8 制粒水与粒度、透气性关系
3．混合时间
为了保证烧结料的混匀和制粒效果，混合过程应有足够的时间。70年代初，世界各国的混合制粒时间大部分为2.5～3.5分钟，即一次混合1钟，二次混合1.5～2.5分钟。国外最近新建厂则把混合时间延长至4.5～5分钟或更长，生产实践证明混合制粒时间在5分钟之前效果最明显。但日本釜石厂的混合时间长达9分钟。
混合作业大都采用圆筒混合机，其混合时间按（5-7）式计算。 L t﹦ (1－7) 60V
式中 t 混合时间，min； L 混合机长度，m； V 料流速度，m/s。
2πRn V﹦ · tga＝0。105R?n?tga (1－8) 60
将（1－8）代入（1－7）则得；
L
t＝ （1-9） 0﹒105R? n? tga
式中 R 圆筒混合机半径，m； n 圆筒混合机转速，r/min； a 圆筒混合机倾角。
由（5-9）式可以看出，混合时间与混合机长度、转速和倾角有关。
增加混合机的长度，无疑可延长混合制粒时间，有利于混匀和制粒。与烧结机大型化
配套，目前圆筒混合机也能向大型化发展，经径已达4～5m，长度为21～26m不等。
混合机转速决定着物料在圆筒内的运动状态。计算表明，混合机的临界转速为30/ Ri/min。一次混合机转速 为临界0.2~0.3倍；二次混合机转速为临界转速的0.25~0.35倍。
混合机的倾角决定着物料在机内停留时间，一次混合机其倾角在2.5~4o之间，二次混合机倾角应不大于2.5o。
4．混合机的充填率
充填率是以混合料在圆筒中所占体积来表示。充填率过小时，产量低，且物料相互之间作用力小，对混匀制粒不利，充填率过大，在混合 时间不变时，能提高产量，但由于料层增厚，物料运动受到限制和破坏，对混匀制粒也不利。一般认为一次混合 机的充填率为15%左右，而二次混合比一次混合 的充填率要低些。
5．添加物
生产实践表明，往烧结料中添加生石灰、消石灰、皂土等，能有效提高烧结混合 料的制粒效果，改善料层透气性。此外，近期国内外研究有机添加物应于强化烧结混合料制粒也取得明显效果，包括腐植酸类、聚丙稀酯类、甲基纤维素类等。
1.2.7 混合料烧结
烧结作业是烧结生产工艺的中心环节，是检验并反映上述工艺质量的一个工序，也是烧结生产最终产品的工序。
采用带式烧结机抽风烧结时，其工作过程如下：当空台车运行到烧结机头部的布料机下面时，辅底料和烧结混合依次装在台车上，经过点火器时混合 料中的固体然料被点然，与此同时，台车下部的真空室开始抽风，使烧结过程自上而下地进行，控制台车速度，保证台车到达机尾时，全部料都已烧结完毕，粉状物料变成块状的烧结矿，当台车从机尾进入弯道时，烧结矿被卸下来。空台车靠自重或尾部星轮驱动，沿下轨道回到烧结机头部，在头部星轮作用下，空台车被提升到上部轨道，又重复布料、点火、烧卸矿等工艺环节。
1.2.8 布料
1．辅底料
首先往烧结台车的篦条上辅上一层10~25mm烧结矿作辅底料，其厚度约为30mm。然后再在其上布烧结混合料。
辅底料的主要作用有：①可防止烧结时然烧带的高温与篦条直接接触，保护篦条延长使用寿命，而且还可以防止烧结矿粘篦条、减少散料改善环境；②有过滤层作用，可防止细粒粉进入烟道气，减少烟气中的灰尘含量，可延长风机转子使用寿命；③保持有效抽风面积，使气流分布均匀，改善烧结过程的真空制度。
表1-1所示指标表明，采用辅底料工艺，烧结机利用系数提高，且质量也有所改善。 2．烧结料布料
烧结混合料布在辅底料的上面，布料时要求烧结混合料的粒度、化学组成及水等沿台车宽度均匀分布，料面平整，并保持料层具有均一的良好的透气性；另一方面，烧结混合料的粒度较粗，在1~10mm之间，对于烧结过程而言，布料时产生一定的偏析是有好处的，即沿料层高度其粒度自上而下逐渐变粗，碳的分布自上而下减少，可改善料层的气体动力学特性和热度，提高烧结矿质量。
表1-1有辅底料与无辅底料主要烧结技术指标 利用系数混合料粒度 热返矿粒度 转鼓指数 烧结矿细粒级返矿残碳 （t/m2 2 h）＞25mm ＜3mm（%）＞ 5mm（%） 含量＜5mm （%） 条 件 (二混后%) 有辅底料 1.2～1.4 47.0 8.73到 80 9.10 0.95 无辅底料 1.14 ～1.22 36.5 47.0 77～79 11.93 1.28
近年来，国外许多烧结厂对布料技术进行了不少改进，使其满足布料的填充密度及料层结构的合理性、稳定性和化学成分的均匀性。日本新铁公司在生产上采用两套新型布料装置。一是该公司君津和广烟厂的条筛和溜槽布料装置，条筛上的棒条横跨烧结机整个宽度，混合料的粗粒从棒条上通过，然后落向篦条，从而形成上细下粗的偏析；另一种是八幡厂的格筛式布料装置（ISF），筛棒自起点成三层散开，棒间距离逐渐增大，每条筛各自作旋转运动，以防止物料堆积在筛面上。这种首先是较大粗颗粒落在篦条上，随后布料的粒度就愈来愈小。
为了改善料层透气性，国内外一些烧结厂采用松料措施，比较普遍的在反射下边，在料