烧结点火技术

烧结过程的气体力学

         烧结料层是由矿石、熔剂和燃料等的颗粒组成的，它属于散料料层。烧结过程必须要向料层送风，燃料燃烧提供热量，才能确保烧结的顺利进行。烧结时，气体自料层通过，经类似平行但又互相联通的、形状曲折复杂的气体管道。

气流阻力—欧根方程

式中  ρ、μ——气体的密度和（动力）粘度系数

          v0——空炉速度；           S0——颗粒的比表面积；

          d0——颗粒的平均直径；ε——料层的孔隙度；

           ¢——形状系数。

气流阻力—沃依斯公式

 Q—通过料层的风量，m3／min，

      A—炉箅面积，m‘'      h—料层高度，m

     ∆p—料层阻力，Pa   9.8—mmH2O与Pa的换算系数；

      n—系数，通过试验确定，它与烧结料粒度大小及烧结过程有关，一般其平均值为0.6。

烧结过程的气体力学
气流阻力—沃依斯公式

•沃依斯公式可以分析烧结生产过程，例如提高料层透气性以提高抽风量、提高负压等可以提高烧结矿产量；如果不改变料层透气性和负压，料层高度的增加将降低产量。

•沃依斯公式的优点是计算方便，易于分析各工艺参数的相互关系，但没有明确透气性指数P的内容，看不出其影响因素。

 气流阻力

         料层的透气性指数主要决定于料层孔隙度ε和混合料的颗粒大小d0。料层孔隙度和混合料粒度的均匀性有很大关系，为使烧结作用充分发挥和提高料层的透气性，应强化制粒，加水造球的办法使它们成为3 ～8mm的小球。控制好返矿平衡和增加铺底料或在精矿粉烧结中配入部分天然矿都将改善料层的透气性指数，从而提高烧结的产质量。

 料层阻力

烧结过程的传热和蓄热

     在烧结过程中进行着一系列复杂的物理化学变化，而这些变化的依据是一定的温度条件和必要的热量。烧结料层要求的温度和热量是由燃烧产生的废气提供，而由传热和蓄热决定的。

烧结料和废气流可建立以下热平衡方程

点火制度的控制

•点火的目的和要求：

1）点火起着将混合料中燃料点着开始燃烧，借助于抽风，使得烧结过程顺利进行的作用。

2）起着给表层混合料补足热量的作用，确保一定的表层烧结矿质量。

点火制度的控制

•点火的目的和要求：

•有足够的点火温度；

•有一定的点火时间；

•适宜的点火负压；

•一定的烟气含氧量；

•沿台车方向均匀。

•传统的点火工艺中，点火主要作用是不仅是点燃燃料，同时给表层混合料补足热量的作用，以使表层能产生一定的液相而熔结，由于烧结过程中液相产生的温度均在1100～1300℃之间，所以规定点火温度为1200—1250℃，点火时间1.5～  2.0min。这样点火消耗很多热量每吨烧结矿达到300～400MJ／t，而表层以玻璃体为主要粘结相的烧结矿在机尾粉碎而筛除，成为返矿，并没有提高成品率。

•在采用厚料层烧结后，点火的目的只限于将混合料中的燃料点着，一般燃料在700～800℃燃点，所以在改进点火器构造后，厂家的点火温度控制在1000～1100℃，点火消耗的热量大幅度下降(厂家降到45MJ／t，一般也可降到100～150MJ／t)。这时，虽然由于没有足够温度和热量产生液相的表层，并没有烧结，而只是经历了焙烧的混合料，在机尾被筛除，同样进入返矿。对返矿平衡和烧结矿的产质量无多大影响，相反大大节约了烧结矿的能耗。

点火参数

•点火温度和点火时间

          点火温度要将混合料中的炭点燃，温度必须在炭的燃点以上。

          点火时间是在一定的点火温度条件下，提供点火所需要全部热量所需要的时间。

点火温度与时间是相互关联的。

Q=h x A （Tg-Ts） t

Q—点火热量；h—传热系数；A—点火面积；

Tg点火火焰温度；Ts混合料原始温度；t—点火时间

 •点火强度：

J=Q/ （60 x V x B ）

          单位面积上的烧结混合料在点火过程中所需要供给的热量或燃烧的煤气量。

J—点火强度；

V—台车速度；

B—台车宽度。

点火影响因素与控制

•合理的点火温度和点火时间

          根据点火的要求，根据料层高度的情况确定适宜的温度和点火时间。延长点火时间虽然对提高表面质量有利，但增加点火热耗。对厚料层烧结作用不大，可以相应增加保温段或热风烧结。

          适宜的点火温度应低于物料的熔化温度，接近软化温度。

          提高点火温度，缩短点火时间，采用集中火焰点火，使得混合料在短时间内获得足够热量，降低点火燃耗——新型点火器。

•控制一定的烟气氧含量

           烟气中含有一定的氧含量可以保障混合料表层的炭充分燃烧，提高燃料燃烧利用率，同时提高表层烧结矿质量。

          烟气含氧量的不足，使得燃料燃烧速度下降，表面热量不足。同时燃烧时间的延长，造成垂直烧结速度下降，影响烧结矿产量。

         烟气含氧量13%左右。根据苏联的经验，在3—13%范围，烟气含氧增加1%，利用系数增加0.5%

•提高含氧量的措施

1）增加燃烧时空气的过剩系数。但对于低热值的高炉煤气作用不大。

2）借助于空气或煤气的预热技术，不仅仅可以降低点火热耗，同时有利于增加烟气含氧量。

3）富氧点火无论是高热值还是低热值煤气，富氧点火都是提高烟气含氧量的有效措施。

•点火负压的控制

•过高的点火负压将使得冷空气自点火器下部大量进入点火炉而降低点火温度，同时使得料面点火不匀。另一方面高的负压将使得松散料面压紧，降低料层透气性。

•过低的负压，不能确保点火器的燃烧产物进入料层，热量利用变差。

•点火炉膛压力

          确保零压力或微正压，目的是防止台车两侧渗入冷空气，影响点火质量。

措施：加强密封； 炉内压力自动调节系统。

 •新型点火器

           合理的点火工艺还要有新型的点火器

•国内外的点火技术表现在：高效低燃耗的点火器；合理的点火参数；合理的组织燃料燃烧。

•点火器的特点：

1）采用集中火焰直接点火技术，缩短点火器程度，降低点火强度；

2）采用高效烧嘴，缩短火焰长度，降低点火炉高度，减小容积，降低热损失；

3）降低点火负压，避免冷空气进入，点火沿台车均匀。