筛孔50㎜
辅底料
18~25㎜ 15~20㎜
9~15㎜
5~6㎜ 6~8㎜ 辅底料 返矿
成品 成品 成品
图1-14 采用固定筛和单层振动筛作四段筛分的流程图 图1-15采用单筛作三段筛分的流
程图
目前，世界各国对烧结矿的整粒都很重视，整粒流程也日臻完善。
1.2.11 烧结矿质量评价
评价烧结矿的质量指标主要有：化学成分及其稳定性、粒度组成与筛分指数、转鼓强度、落下强度、低温还原粉化性、还原性、软熔性等。
表1-2为冶炼部1991年颁布我国优质烧结矿的技术标准YB/T-006-91。 项目名称 化学成分 物理性能 冶金性能 转鼓指数T 筛分指数 还原粉化指RDI TFe FeO 碱度R=CaO/SiO2 S 还原度指数RI （＋6．3㎜）（-5㎜） （3．15㎜） 指标 ≥54 ＜10 ≥1．6 0.04 ≥70 ＜6．0 ≥60 ≥65 允许波动范围 ±0.5 ±0.05 — — — — — — 注：TFe 和R基数的确定：有混匀料场的，以每一料堆为一个基数；无混匀料场的，每月基数变动不大于二次
表1-2 我国优质铁烧结矿的技术指标（YB/T-006-91）
1.2.11.1 化学成分及其稳定性
成品烧结矿的化学成分主要检测：TFe，FeO，CaO，SiO2，MgO，AI2O3，MnO，TiO2，S，P等。要求有用而份要高，脉石忝分要低，有定点害杂质（S、P ）要少。
众所周知，炉矿石含铁品位与高炉冶炼的关系，提高含铁品位1%，高炉矿焦比下降2%，产量可提高3%。同时要求各成分的含量波动范围要小，根据冶金部1991年颁发的《烧结矿技术标准》规定：TFe± 0.4%，碱度R ± 0.05。
S和P是与铁的有害元素，矿石中含硫升高0.1%，高炉焦比升高5%。而且硫会降低生铁流动性及阻止碳化铁分解，使铸件易产生气孔。硫会大大降低钢的塑性，在热加工过程出现热脆现象。因此要求成品烧结矿的S和P含量越小越好。
此外，Cu，Pb，Zn，As ，F及碱土金属对钢铁质量和高炉生也有不良影响。
现代高炉对于烧结矿的质量要求可以概括六个字“高、熟、匀、稳、小、净”其含义如下：
高—品位高强度 匀—粒度均匀 熟—熟料比高
少—粉末少 稳—化学成分稳定 净—有害杂质含量
此外还要求冶金性能好。
1.2.11.2 粒度组成与筛分指数
筛分指数测定方法是：取100㎏试样，等分为五分，每份20㎏，用筛孔为535㎜的摇筛，往复摇动10次，以＜5㎜出量计算筛分指数。
100 —— A
C= 3100%
10 0
式中 C — 筛分指数，%；
A— 大于5㎜粒级的量，㎏。
我要求烧结矿筛分指数C≤ 6.0%，球团矿≤5%
1.2.11.4 转鼓强度
转鼓强度是评价烧结矿抗冲击和耐磨性能的一项重要指标。目前世界各国的测定方法尚不统一，我国根据ISO标准，制定了GB3209-87取代YB-421-77的国家标准。
GB3209标准采用的转鼓为?10003500㎜，内有两块成180°的提升板（见图1-15），装料15㎏，转速25（r/min），转200转，鼓后采用机械摇动筛，筛孔为6.336.3㎜，往复30次，以＜6.3㎜的粒度级表示转鼓强度。
检验结果的计算公式为： m1 转鼓强度 T = ×100% m○ m○ —（m1+m2）3100%
抗磨强度 A = m○m○
式中 m○ —入鼓质量，㎏。
m 1 —转鼓后＋6.3㎜粒级部分质量，㎏
m2 —转鼓后－6.3＋0.5mm粒级部分质量，㎏
T、A均为两位小数，要求T≥ 70.00%，A≤5.00%。
在实验定条件下，因烧结矿不足15㎏时，可采用1/2或1/5GB转鼓，其装料相对减
少为7.5㎏和3㎏。
1.2.11.5 落下强度
落下强度是另一种评价烧结矿冷强度的方法，用来衡量其抗冲击通用能力。它是将一
定重量的试样，提升至一定高度，让试样自由落到钢板上，经过复多次落下，测定受冲击后产生粉末量。目前，这一检测方法的试样量、落下高度、落下次数都很不统一，国内大都参照日本标准（JIS8711-77）。
在实验室条件下，当试样不足20㎏时，可按实际重量计算，其它操作参数不变。
1.2.11.6 还原性
烧结矿还原性模拟料自高炉上部进入高温区的条件，用还原气体从烧结矿中排出与铁结合氧的难易程度的一种度量。它是价烧结矿冶金性能的主要质量标准。
1.2.11.7 低温还原化性
铁矿石进入高炉身上部大约在500~600°C的低温时，由于热冲击及铁矿石Fe2O3还原（Fe2O3—Fe3O4—FeO）发生晶形转变等素，导致块状含铁物料的粉化，这将直接影响市炉炉料顺行和炉内气流分布。低温还原粉化性的测定，就是模拟高炉上部条件进行的。
1.3 烧结主要工艺参数选择及对应的
技术操作
影响烧结过程的工艺素很多，合理选择烧结工艺参数，与烧结产质量提高有密切联系。下面主要讨论水分和炭含量、风量、风压、料高及返矿对烧结的影响。
1.3.1 水分和炭含量
在烧结混合料的准备过程中，加入适量的水分，有利入混合料的制粒和成球，改善混合料的透气性，提高烧结生产率。但在混合器料中的水在料层中蒸发、冷凝至底层形成过湿层，使透气性变差，恶化了烧结过程。碳含量指的是烧结原料中整个的碳的百分比。
一、水分对烧结生产的意义
烧结生产过程中，混合料水分含量的大小与烧结生产指标密切相关。根据生产实践表明水分对烧结过程有以下的作用：
1、利于混合料的制粒与成球，提高了混合料的粒度水平，改善了烧结料层的透气
性。
2、水分可使球料的表面光滑，减少颗粒表面的粗糙度，从而减少了通过料层的气流
阻力，提高了料层的透气性。
3、由于水分蒸发需要一定的时间，因而控制燃烧带的宽度，合烧结过程按一定的速
度下移。
4、 水的导热系数是矿粉的20—60倍，故混合料中的水分可以大大提高混合料的导热
性能，改善了料层中的热交换条件，加快垂直烧结速度。
二、水分的物理化学变化机理
烧结料点火受热后，其中的水分就急剧蒸发，水分蒸发的过程就是烧结料干燥的过程。 水分在烧对过程的蒸发可分为以下若干阶段：
1、预热阶段：在预热阶段中，料温低于100°C以下混合料层水分蒸发的速度很慢，蒸
发量很少，但温度却逐步上升。
2、干燥阶段：当物料被加热到低于100°C以下时，物料表面产生水的饱和和蒸气压P′
H2O在干燥阶段中，水的饱和蒸气压大于废气中的实际水蒸汽分压PH2O即P′H2O＞PH2O，这时物料的水分就开始大量蒸发。
3、沸腾阶段：当物料的温度升到期100°C，料层中水的饱和蒸汽压P′H2O=1大气压
时，就会产生汽化沸腾，水分剧烈蒸发。在烧结生产中，由于废气的压力约为 0。85—0。90大气压，所以汽化沸腾温度小于100°C。
4、减速干燥阶段：当料层中的物料温度上升到与废气温度接近时，水分蒸发速度就缓慢
减速，干燥过程也就开始减慢下来，当P′H2O=PH2O时，蒸发便停止了。
在烧结生产过程中，混合料水分的蒸发与混合料的性状有很大的关系。混合料越散松，表面积越大，蒸发速度越大；气流运动越快，蒸发过程也会加速。
在烧结点火以后的一段时间里，过湿层的确是存在的。所谓过湿层指的是烧结料层中部分物料的水分超过原始水分的那部分料层，同时，还可以通过废气的温度变化显示过湿层的存在。根据实验室烧结机的废气温度的演变过程曲线，装料之前，烧结机被烘烤到150°C左右，在点火药1—3分钟的时间内，烧结机篦下的热电偶显示的温度下降，这是由于抽入冷风和冷水蒸气而使机下的气流温度降低。在3—11分钟这段时间内废气温度保持在50—70°C恒定不变的范围内，11分钟以后，废气温度开始急剧上升，在这时候过湿层已经消失，混合料中的燃烧带已逐渐移到底层，废气温度几乎直线上升。
在带式烧结机的生产过程中，各个风箱下部的废气温度变化也有类似的特性曲线。通常过湿层有离开点火器后2—5个箱即行消失。
烧结过程中水汽冷凝并发生过湿现象，会大大恶化烧结过程的透气性。这是由于冷凝下来的水分会使下层松散的小球因水量过大而变形破坏，甚至出现稀泥或浆糊状态，使原来存在的孔隙被堵塞，使下移运动的气流受阻，结果使通过料层的风量减少，风箱内的负压升高，对烧结过程极为不利。所以必须采取措施减少过湿现象的发生。
从冷凝的机理可知，混合料中的水汽冷凝成水滴集附在下层的冷料上，主要与混合料的温度有关，原始含水量有关。原始料温越低，湿度越大，冷凝水量就越多。同时混合料本身的吸水性能越好，冷若冰霜凝水量也会增加。因此，为了减少过湿现象的产生，常采用的措施是：预热混合料、低水分操作以及加入添加剂，提高烧结料的湿容量等。
1、预热混合料
提高烧结混合料的原始温度是强化烧结过程的有效措施。生产实践指出，预热混合料把料温提高到露点以上，就可以明显减少水汽冷凝所形成的过湿现象，降低气流通过料层的阻力，提高料层的透气性。
国内预热混合料的主要方法有：返矿预热、生石灰预热、热水预热等。
①返矿预热
利用返矿预热混合料是国内常用的预热方法，尤其是生产热烧结矿的烧结厂更是这样。热返矿直接添加到铺有配合料的皮带上，打水润湿后再进入混合机，在混合过程中，返矿的
余热再通过水节省作媒介，有效地把热传给配合料，将其加到50—60°C。
利用热返矿预热，混合料的特点是热量大，热源便宜，方法简单，缺点是热返矿的数量不易控制，难于参加配料；同时，高温和大颗粒的返矿会恶化混合料的造球性能、热利用率低及劳动条件差等。
(2)蒸气预热
国内外的科研和生产实践指出，用蒸气预热混合料效果是显著的，一般方法是在二混合机内喷入压力为1-2公斤的过热蒸汽，喷射出的蒸汽在混合机内与运动的料流充分接触，从而达到提高温度的目的。蒸汽的来源一般是发电厂的废蒸汽或烧结矿冷却过程中的回收废热所产生蒸汽。
(3)生石灰预热
生石灰的预热混合料是由于它在加水消化时放出大量的热，其反应方程式是: CaO+H2O Ca(OH)2＋34。9千焦耳 为了加速生石灰消化和提高生石灰的消化度，可加热水。 生产证明，使用生石灰，应注意下列问题:
a) 量过多时，会降低混合料的堆比重，使烧结矿的产质量下降。一般用量不超过7%。 b）、生产过程中，消化时间短，消化不充分，故要求粒度在5㎜以下。 c)、应加大打水量，最好是用热水消化。
d)、应采用质量高的生石灰，为包括生石灰的活性度和CaO的含水量。
④热水预热混合料
此方是在二次混合机内加入热水，既可以作为造球的补充打水，也可以提高料温。 1、提高烧结混合料的湿容量。
所谓某种物料的湿容量，是指该物料吸附和持有水分的能力，它是衡量物料能容纳水分多少的指标。湿容量大的物料它可以吸附和容纳较大的水分，而不失去其松散性。湿容量小的物料，加入少量水，就失去它原来的松散性甚至和成“稀泥”。
混合料加入生石灰后，打火消化成极细的消石灰胶体颗粒，它具有很大的比表面积，可以吸收和持有大量的水分而不失去原有和松散性和透气性。
2、降低混合料原始含水量
试验表明，当把烧结料水分降至5.5%，料面补充喷水0.3%，产量提高2.7%
由于生产过程的波动、混合料的水、碳含量常会偏离适宜值，因此在没有完全实现自动控制的烧结厂，操作人员正确判断和适当调节水、碳含量是保证高产优质的先决条件。影响混合料水、碳变化的因素很多，在从各方面进行综合分析。
综上所述，混合料水分的大小与其粒度组成、化学成分、返矿数量、原料亲水性，季节条件有关，同时，还与原料配比，特别是生石灰、消石灰的配比、混合料温度以及贮存时间等腰三角形因素有关。当混合料水分过大时，粒度呈明显球状，点火料面有黑斑，机尾断面有潮料。混合料水分偏低，点火料面常崩起小火星，机尾尘灰飞杨。
生产经验表明 ，当混合料的水、碳含量适宜时，生产稳定，运转自如，得心应手，表现为；
① 点火器的火焰均匀抽入料层，台车离点火器后，料面红至6-8米。机尾断面整齐，气孔均匀，无类生料，赤红部分占断面的1/2。
②台车在机尾翻转时，烧结矿顺利卸下，不粘炉篦。 ③机尾落下的烧结矿块度均匀，飞杨的灰尘少。