烧结球团第六章分析解析

《烧结球团》课件解析 (一)在我们的生活和工业生产中，常常需要利用烧结技术制造各种粉末材料的固体物，在制造球团这一过程中，《烧结球团》成为烧结技术中的关键因素之一。

烧结球团是指由微粒状颗粒团结在一起，通过烧结过程形成的小球状物，其中粉末原料被与其它微粒进行接触和交换，使颗粒质量提高并且产品均匀度得到提高，这对于一些材料制品的质量和性能提高具有非常重要的作用。

为提高人们对烧结球团的了解，优化工业制品的成品率，制造出优质的工业产品。

一些烧结领域的专家提出了《烧结球团》课件解析此课件的分析，将课件解析归纳为以下三个方面。

一：课件将烧结球团的特点进行了较为详细地讲解。

（1）烧结球团的形成原理。

在烧结的过程中，当加热温度达到一定程度，微粒表面的因素使之产生熔融，一旦发生熔融现象，再加上外力的作用，就会形成烧结球团。

通过这一过程，粉末原料可以充分固结，并形成大型的固体物料，因此在很多高技术和高端的工业领域，烧结球团是不可缺少的一种材料。

（2）球团的阻尼性能在烧结过程中，粉原料会饱经文化、包括加热、融化、成型、冷却、晶核长大、结构紧实等一系列的过程。

在一些粉体实验中，阻尼是影响球形颗粒层级和均匀度的一个重要问题。

对于颗粒间的接触，颗粒的原则性能很大程度上取决于阻尼性能的表现，这一过程也为烧结球团的形成注入了新的元素。

二：课件对于烧结球团的生产工艺进行了详细的阐述。

（1）粉体的雾化和干燥在烧结球团生产中，通常需要利用干燥技术，通过提高粉末原料的纯度、颗粒尺寸得到的材料颗粒尺寸的加强度，对于提高球团质量有着很大的帮助。

干燥过程可以在流场中进行，进而干燥速度会增加。

（2）颗粒的烧结与凝固烧结过程中，将颗粒烧结后接触成之后，需要加热进行凝固，通常是通过一些电热设备等方式来进行的，这一过程可以提高球团的质量和凝固程度。

同时，烧结过程中的温度均匀性和稳定性对球团质量和成品率也有着非常的重要作用。

三：课件深度解析了烧结球团的优缺点。

烧结(球团)工艺过程氮氧化物产生及控制刘树根;宁平;李婷【摘要】对某大型钢铁企业三条烧结生产线与一条球团生产线NOx产生情况进行了对比研究,提出了烧结(球团)烟气NOx控制策略.烧结(球团)烟气中的氮氧化物均以NO为主,占NOx总量的比例不低于94％.在温度降低、混合时间延长的特定环境下,高温烟气中的NO能转化为其他含氮气体组分,NOx总量呈下降趋势.球团生产时,因高炉煤气、焦炉煤气含氮而产生的燃料型NOx占烟气氮氧化物排放总量的16.5％,以温度型NOx产生为主;烧结生产工艺中,固体燃料煤或焦末中氮含量高达0.83％～ 1.26％,烟气中氮氧化物产生以燃料型NOx为主,占烟气中NOx总量的比例不低于80％.烧结(球团)烟气中NOx浓度随烧结机上料量增加呈明显上升趋势.鉴于我国目前仍缺乏成熟的烧结(球团)烟气脱硝末端治理技术与工程应用案例,加强生产过程控制是实现烧结(球团)烟气氮氧化物达标排放的重要举措.【期刊名称】《四川环境》【年(卷),期】2016(035)003【总页数】6页(P17-22)【关键词】烧结;球团;烟气脱硝;温度型NOx;燃料型NOx【作者】刘树根;宁平;李婷【作者单位】昆明理工大学环境科学与工程学院,昆明650500;昆明理工大学环境科学与工程学院,昆明650500;昆明理工大学环境科学与工程学院,昆明650500【正文语种】中文【中图分类】X511目前，我国钢铁行业氮氧化物控制面临严峻压力。

一方面，《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》(GB28662-2012)规定：自2015年1月1日起，现有及新建钢铁企业烧结(球团)设备执行更严格的氮氧化物排放浓度限值300 mg/m3；另一方面，我国现有钢铁企业虽已基本建成烟气脱硫设施，但烧结(球团)烟气脱硝方面的基础研究及工程应用明显滞后[1～3]。

整体来讲，烟气脱硝技术可分为催化还原法[4～6]、物理吸附法[7～9]、氧化—吸收法[10～13]、循环流化床法[14]、高能电子氧化法等主要类型。

烧结这章思考题1.烧结理论研究的两个基本问题是什么？为什么说粉体表面自由能降低是烧结 体系自由能降低的主要来源或部分？答：研究的两个基本问题：①烧结为什么会发生？也就是烧结驱动力或热力学的 问题。

②烧结是怎样进行的？烧结的机构和动力学问题。

原因：首先体系自由能的降低包含表面自由能的降低和晶格畸变能的降低。

因为理论上，烧结后的低能位状态至多是对应单晶体的平衡缺陷浓 度，而实际上烧结体总是具有更多热平衡缺陷的多晶体，因此烧结过 程中晶格畸变能减少的绝对值，相对于表面能的降低仍然是次要的。

2.粉末等温烧结的三个阶段是怎样划分的？实际烧结过程还包括哪些现象？ 答：①粘结阶段：颗粒间接触再通过成核，结晶长大等形成烧结颈。

特点：颗粒内晶粒不发生变化，颗粒外形也基本未变，烧结体 不收缩，密度增加极微，强度和导电性有明显增加（因 颗粒结合面增大）②烧结颈长大阶段：烧结颈长大，颗粒间形成连续空隙网络。

晶粒长大使晶 界扫过的地方空隙大量消失。

特点：烧结体收缩，密度和强度增加。

③闭孔隙球化和缩小阶段：闭孔量大增，孔隙球化并缩小。

特点：烧结体缓慢收缩（但主要靠小孔消失和孔隙数量的减少 来实现），持续时间可以很长，仍会残留少量隔离小孔 隙。

还有可能出现的现象：①粉末表面气体或水分的蒸发。

②氧化物的还原的离解。

③颗粒内应力的消除。

④金属的回复和再结晶以及聚晶长大等。

3.用机械力表示烧结驱动力的表达式是怎样？式中的负号代表什么含义？简述 空位扩散驱动力公式推导的基本思路和原理。

答：①机械力表示的烧结驱动力表达式：γσρ=-。

（参考书上模型） σ ：作用在烧结颈上的应力。

γ：表面张力。

ρ：曲率半径。

式中负号表示作用在曲颈面上的应力σ是张力，方向朝颈外。

②空位扩散驱动力公式推导思路：2o v v c c kT γρρ∆Ω=•热力学本质：在烧结颈上产生的张应力减小了烧结球内空位生成能。

（意味空位在张力作用下更容易生成。

）具体推导公式见书。

1-钢铁⾏业（烧结球团）清洁⽣产评价指标体系（征求意见稿）解析钢铁⾏业(烧结、球团)清洁⽣产评价指标体系（征求意见稿）国家发展和改⾰委员会环境保护部发布⽬次前⾔ (ii)1 适⽤范围 (1)2 规范性引⽤⽂件 (1)3 术语和定义 (1)4 评价指标体系 (2)5 评价⽅法 (9)6 数据采集与计算⽅法 (10)前⾔为贯彻《中华⼈民共和国清洁⽣产促进法》和《中华⼈民共和国环境保护法》，指导和推动钢铁⾏业（烧结、球团⼯序）企业依法实施清洁⽣产，提⾼资源利⽤效率，减少和避免污染物的产⽣，保护和改善环境，制定钢铁⾏业（烧结、球团）清洁⽣产评价指标体系（以下简称：“指标体系”）。

本指标体系依据综合评价指数总得分值将企业清洁⽣产⽔平分为三级，Ⅰ级代表国际清洁⽣产领先⽔平，Ⅱ级代表国内清洁⽣产先进⽔平，Ⅲ级代表国内清洁⽣产⼀般⽔平。

随着技术的不断进步和发展，本指标体系将适时修订。

本指标体系起草单位：北京京诚嘉宇环境科技有限公司（冶⾦清洁⽣产技术中⼼）、中国环境科学研究院、⾸钢京唐钢铁联合有限责任公司本指标体系由国家发展和改⾰委员会、环境保护部会同⼯业和信息化部提出。

本指标体系由国家发展和改⾰委员会、环境保护部会同⼯业和信息化部负责解释。

1 适⽤范围本指标体系规定了钢铁⾏业（烧结、球团⼯序）企业清洁⽣产的⼀般要求。

本指标体系将清洁⽣产指标分为六类，即⽣产⼯艺及装备指标、资源能源消耗指标、资源综合利⽤指标、污染物排放控制指标、产品特征指标、清洁⽣产管理指标。

本指标体系适⽤于钢铁⾏业（烧结、球团⼯序）企业清洁⽣产审核、清洁⽣产潜⼒与机会的判断、清洁⽣产绩效评定和清洁⽣产绩效公告、环境影响评价、排污许可证、环保领跑者等管理制度。

2 规范性引⽤⽂件下列⽂件对于本⽂件的应⽤是必不可少的。

凡是注⽇期的引⽤⽂件，仅注⽇期的版本适⽤于本⽂件。

凡是不注⽇期的引⽤⽂件，其最新版本（包括所有的修改单）适⽤于本⽂件。

GB 21256 粗钢⽣产主要⼯序单位产品能源消耗限额GB 13456 钢铁⼯业⽔污染物排放标准GB 50632 钢铁企业节能设计规范GB/T 24001 环境管理体系要求及使⽤指南GB/T 23331 能源管理体系要求GB/T 18916.2-2012 取⽔定额第2部分：钢铁联合企业《清洁⽣产评价指标体系编制通则》（试⾏稿）（国家发展和改⾰委员会、环境保护部、⼯业和信息化部2013年第33号公告）《钢铁⾏业清洁⽣产评价指标体系》（国家发展和改⾰委员会、环境保护部、⼯业和信息化部2014年第3号公告）《产业结构调整指导⽬录（2013年修订版）》（国家发展和改⾰委员会2013年第21号令）3 术语和定义《清洁⽣产评价指标体系编制通则》（试⾏稿）所确⽴的以及下列术语和定义适⽤于本指标体系。

判断题目前一般认为烧结温度大于1300摄氏度叫高温熔融型烧结矿，低于1300度为低温烧结矿(对)若倒数第二个风箱的废气温度低于倒数第一个风箱的废气温度，说明烧结终点滞后（对）氧化亚铁是低价铁，还原性能好，因此烧结矿中的氧化亚铁越高还原性能越好。

（错）点火后料面呈青黑色并有金属光泽局部熔融为最好（错）当料层厚度及抽风量一定时，真空度越高，料层进气性越好（错）水分适宜的烧结料，台车料面平整，点火火焰不外喷，机尾断面解理整齐（对）SiO2/CaＯ称为二元碱度。

（错）烧结矿的转鼓指数是指转鼓后小于６.３ｍｍ的烧结矿质量占转鼓装入量的百分数（错）目前使用最多的烧结原料中和方法是分堆存放平铺直取法。

（对）根据烧结矿的矿物还原性能好坏，作如下顺序排队：赤铁矿---铁酸钙---磁铁矿---铁橄榄石---钙铁橄榄石---玻璃质。

（错）若倒数第二个风箱的废气温度低于倒数第一个风箱的废气温度，说明烧结终点提前（对）为减低点火能耗，多缝式烧嘴是其中的一种。

（对）点火时间与烧结机的机速成反比，与点火器的有效长度成正比。

（对）过剩空气系数即理论需要空气量与实际所用空气量的比值。

（错）为改善烧结过程，目前配加返矿，因此返矿量越低越好。

（错）烧结料的透气性对提高烧结矿的产质量至关重要，因此，透气性越高越好。

（错）烧结废气的露点是水蒸气冷凝成水的温度。

（错）根据烧结矿的矿物抗压强度的好坏，作如下顺序排队：铁橄榄石---铁酸钙---磁铁矿---赤铁矿---玻璃质---钙铁橄榄石。

（错）小球烧结是将混合料制成一定粒度的小球（粒度上限一般为6—8mm,下限不小于1.5---2mm）后进行烧结。

（对）煤气爆炸主要是由于空气和煤气形成爆炸的混合气体，同时混合气体达到必要的温度（着火点）或遇明火造成，二者缺一不可。

（对）填空题烧结中需要严控三点温度即:点火温度，终点温度，总管废气温度。

简单的说烧结终点即：风箱废气温度下降的瞬间。

烧结台车上回车轨道的原因是：台车跑偏。

1.概述抽风烧结过程中，按烧结料层自上而下分哪几带？并指出各代的主要特点以及各带是怎么变化的？答：自上而下为：烧结矿层、燃烧层、预热层、干燥层、过湿层。

(1)烧结矿层的特点及变化：经高温点火后，燃料燃烧已结束，形成多孔的烧结矿饼。

主要变化是熔融物的凝固，伴随着结晶和析出新矿物，还有吸入的冷空气被预热，同时烧结矿被冷却，和空气接触时低价氧化物可能被再氧化。

(2)燃烧层的特点及变化：燃料在该层燃烧，温度高达1300～1500℃，使矿物软化熔融黏结成块。

该层除燃烧反应外，还发生固体物料的熔化、还原、氧化以及石灰石和硫化物的分解等反应。

(3)预热层的特点及变化：由燃烧层下来的高温废气，把下部混合料很快预热到着火温度，一般为150～700℃。

此层内开始进行固相反应，结晶水及部分碳酸盐、硫酸盐分解，磁铁矿局部被氧化。

(4)干燥层的特点及变化：干燥层受预热层下来的废气加热，混合料中的游离水大量蒸发，此层厚度一般为20～40mm。

该层中料球被急剧加热，迅速干燥，易被破坏，恶化料层透气性。

(5)过湿层特点及变化：此层水分过多，使料层透气性变坏，降低烧结速度。

2.请画出抽风烧结工艺与球团工艺的流程图？球团工艺流程图3.何谓固相反应，固相反应对烧结过程和球团过程焙烧有何作用，如何促进固相反应？答：固相反应是固体质点进行扩散迁移并发生化学反应，颗粒与颗粒之间形成固体连接桥（或者连接颈），化合物和固溶体把颗粒连接起来。

作用：固相反应产物能形成原始烧结料所没有的低熔点新物质，但不能决定烧结矿最终矿物成分。

在温度继续升高时，就能为液相形成先导，使液相生成的温度降低。

因此，固相反应的类型与最初形成的固相反应产物对烧结过程具有主要作用，直接影响烧结矿的质量。

促进反应方法：可以把固相反应物研细，或者找一种合适的溶剂进行溶解后进行反应，也可以加热，还可以加入正向催化剂。

4.在圆盘造球机中，生球是怎样形成，长大和紧密的？球团矿的焙烧分为哪几个阶段，其目的是什么？答：粉料加进盘内被水湿润后，不断翻滚形成料粒-小料球-大料球，当小球偏向盘的中部继续滚大时，则滚向盘边排出。