浅谈烧结生产的水分控制说明

1  前言 
烧结的生产工艺稳定性,取决于水碳的平衡稳定,而关键在于原料水分的分配与控制,为进一步降本增效,改善高炉炉料结构,深挖现我厂烧结机生产潜力,根据目前我厂烧结机工艺及日常给料状况,进行分析。通过半年的生产实践,改善了烧结料的水分波动,使烧结生产进一步平衡稳定以及提高了烧结矿的产质量。 
  
2  水分在烧结生产中的作用 
2.1  混合料加水的目的 
烧结物料在经过混合制粒前,其粒度较细,如含铁原料中精矿粉含0-3mm粒级60%以上,而熔剂及燃料在原料准备过程中均经过了破碎加工,其中0-3mm部分含量在80%以上,尤其是其中<0.5mm粉末约占总重量的40%左右,这样细粒级的原料在进行烧结时会严重影响烧结料层的透气性,甚**在进行抽风烧结时会被通过料层的气流带走,造成原料的流失,严重影响烧结过程的正常进行。因此,必须对各原料组分进行混合与制粒,使其成为粒度相对均匀且较粗的混合料,以此提高料层透气性。 
烧结所使用的原料包括含铁原料、熔剂和燃料,这些物料都含有一定量的原始水分,但其水分值达不到烧结要求,因此,在烧结混合过程中要根据原始水分的大小分别在一次混合与二次混合时补充水分。 
一次混合主要目的是加水润湿、混匀,使混合料水分、粒度及料中各组分均匀分布,而二次混合除继续混匀外,还要进行补充润湿,其主要目的是制粒,此时还可以以蒸汽的形式补充水分,同时起到预热物料的作用,可以强化烧结过程。 
2.2  水分对烧结料层透气性的影响 
烧结料中含结晶水和物理水,前者主要来源于矿石本身,后者来源于物料的外来添加水。在粉状的烧结料中加水,主要是有助于混合料的成球、制粒,改善料层的透气性;其次是在烧结过程中,水分有吸热、传热功能,能有效改善或增加料层的热交换条件;再次是降低物料表面粗糙度,在类似润滑剂作用下,供给了烧结燃烧过程微量的氧,减少了气流阻力,强化烧结过程。如水分过干时,会出现点火时火焰外喷,表面结不成块,机尾出现夹生料,返矿上升,烧结成品率降低,烧结矿的强度也同时降低。如出现水分过大时,会增加烧结过湿层的厚度,增加了气流阻力,恶化了烧结透气性,降低烧结垂直烧结速度,降低烧结矿产量。 
实践证明,烧结**佳水分值比混合料**佳制粒水分值低0.5-1.0%,根据混合料水分大小调节加水,主要是为了造球。经过混合料造球,减少了0-3mm级别含量,可以在很大程度上提高烧结料层透气性,增加烧结产量和提高质量。值得说明的是,球粒过大,垂直烧结速度会降低,产量降低。 
  
3  水分分析与控制 
3.1  混合料水分组成分析 
根据上述水分作用机理,联系我厂烧结生产实际,就可以通过加水控制使混合料的水分达到**佳状态。烧结料的水分包括物料原有水分、一二混加水水分、二混蒸汽吸收水分和混合料矿槽预热蒸汽水分。原则上一混混匀、加水润湿、制粒造球,二混进一步造球,同时通蒸汽预热,圆辊布料斗再通蒸汽进行预热。 
混合料中水分有五种存在形态:吸附水、薄膜水、分子结合水、毛细水及重力水。其中吸附水是物料固有的表面水分,不能自由流动,对制粒不起作用,而重力水则会在重力作用下发生迁移,使混合料出现滴水现象,它对制粒过程有害。这五种形态的水是随着物料中水分值的增大逐渐出现的,因此,对混合料加水控制就是要使物料中的水分保持在**大分子结合水阶段,而不致于出现重力水。 
混合料造球分为三个阶段:形成母球,母球长大,长大的母球密实,这三个阶段都是在水分的作用下完成的。 
形成母球:物料加水润湿到**大分子结合水后,以返矿颗粒为核心开始形成母球,当物料继续加水润湿到毛细水阶段时,润湿的物料受到滚动和搓动的作用,借助毛细力作用,颗粒被拉向毛细水的中心形成母球,即毛细水含量较高的紧密颗粒的集合体。 
母球长大:当加水适量时,母球表面水分含量接近适宜的毛细水含量,在其他矿粉中水分含量较低,接近**大分子结合水量,母球在造球机内滚动,进一步压紧,物料之间毛细管形状和尺寸发生改变,过剩的毛细水挤压到母球表面,在运动中粘上润湿程度相对较低的颗粒,多次重复之后,母球进一步长大。 
长大母球密实:长大到符合标准要求尺寸的生球在滚动和搓动机械作用下,使生球内颗粒按接触面积**大进行排列,使生球内颗粒进一步压紧,若干颗粒共有一个薄膜层,形成生球,其中各颗粒靠分子粘结力,毛细力和内摩擦力作用相互结合,机械强度增大,若全部毛细水由生球中排出,则得到机械强度**大的生球。 
混合料造球机理可概括为:滴水成核,雾化长大,无水密实。 
实践证明,烧结**佳水分值比混合料**佳制粒水分值低0.5-1.0%,根据混合料水分大小调节加水,主要是为了造球。经过混合料造球,减少了0-3mm级别含量,可以在很大程度上提高烧结料层透气性,增加烧结产量和提高质量。值得说明的是,球粒过大,垂直烧结速度会降低,产量降低。 

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