“烧结新工艺”的概念、定义、翻译、参考文献-科学参考

单词

烧结新工艺

释义

【烧结新工艺】

拼译：new technology of sintering

自发明粉矿烧结工艺以来，世界各国在烧结设备、原料混合造球、烧结布料、抽风鼓风制度、烧结成矿理论等方面进行了广泛的研究。随着铁矿石选矿品位的提高，高品位烧结矿乃至超级精矿的烧结技术也在进行探索。钢铁在世界各国是最主要的原材料，因此做为钢铁工业的原料准备与处理的烧结工艺占首要地位。

1887年英国赫伯林(F．Heberlein)和亨廷顿(T．Huntington)发明了硫化矿粉矿烧结造块法，自下而上向料层吹空气，首创了粉矿烧结造块工艺。1902年德国焦伯(F．Job)发明黄铁矿渣和铁矿粉加煤粉鼓风烧结法。1905年德国萨维勒斯别尔格(E．J．Savelsberg)首先将Huntington-Herberlein烧结锅用于铁矿石烧结。1906年美国德怀特(A．S．Dwight)和劳埃德(R．L．Lloyd)提出了抽风烧结工艺，并研制成功带式烧结机，即D-L烧结机，奠定了现代烧结工艺基础，第1台用于钢铁厂的D-L烧结机有效面积为8m²。1909年德国斯利别安巴赫(фOH Шлппeнбаx)发明立式烧结机，1911年德国科罗尔(А．Kрол)发明煤气烧结法。同年德国特鲁里弗(Х．Г．Торульф)发明双层烧结法，解决了烧结料层上层热量不足、下层热量过剩的缺点。在布料时先布下层料，使其中固体燃料较正常料减少0．75%～1．2%，上层布正常料，然后点火烧结，这样可减少下层烧结矿过熔，而且节约10%总燃料。1916年德国舒马赫尔(В．Шумaxeр)提出热风补充预热烧结料层，可改善上层烧结饼质量，空气在热风炉内加热后，供给到烧结机前部1／3段上。后来，德国梅耶尔(K．Meyer)和苏什(G．Rausch)建议在点火器后面安装煤气烧咀(保温段)进行烧结料层补充加热保温，目前世界上有数百台烧结机采用这种补充加热方式。1928年前苏联拉姆金(Л．К．Paмзин)提出散料层气体力学公式ΔP=AHWⁿ，式中ΔP为料层压差，A为同散料和气流有关的系数，H为料层高，W为气体空筒流速，n为决定气流性质的系数。该公式成为强化烧结过程的指导性公式。1929年里祖诺夫(В．В．Лиэунов)以3kPa的风压从盘式烧结设备上部向烧结料层下鼓入热风(500C)。亚述钢厂和第聂伯罗捷尔任斯基厂的烧结盘上进行风压达60kPa的维列索特斯基(Вeрeсотскии，前苏联，1935年)试验，此试验成了后来高压烧结领域内大量试验研究的基础。世界上第1台高压烧结机是俄罗斯的维格曼(Е．ф．Вeгман)等人于1967年设计的。1930～1932年前苏联阿·坡·尼科莱耶夫发明双点火带烧结法，即先铺一半料，点火后上面继续铺料，再点火，上下层料同时烧结，为使下部燃烧能正常进行，上层必须富氧，以保证下层有足够氧气，此法可提高一倍生产率。1932年德国卢伊肯(В．Люйкен)和克列别尔发明自熔性烧结矿，高炉采用自熔性烧结矿后，每少用100kg石灰石，可节焦25～30kg。1949年前苏联维诺格拉多夫提出烧结前烧结混合料预热到超过露点的温度，可以完全消除在烧结过程中的过湿层，烧结高配比细矿混合料时可使烧结机产量提高25%～30%。

1958年美国弗·戴维斯(В．ДзВЦС)发明用增加固体燃料的办法生产金属化烧结矿，缺点是垂直烧结速度下降，设备生产率降低。

60年代前苏联巴基列维奇(С．В．Базцλeвцч)等人发现烧结矿在CaO／SiO₂=1．0～1．3范围内强度降低，而酸性和高碱度烧结矿强度高，形成所谓强度随碱度变化的“低槽区”。这是当前研究合理炉料结构的理论基础，如酸性球团配加高碱度烧结矿、高低碱度烧结矿搭配等。1965～1966年，前苏联维格曼提出烧结过程的“团块”理论，认为烧结过程由碳颗粒燃烧开始，在其周围进行液固相反应，以碳颗粒为核心做为一个结晶单元——团块。熔点最高的在外围先结晶，结晶过程逐渐向核心发展，核心处为硅酸盐湖和固体燃烧残余物。团块本身强度很大，薄弱环节为团块之间的联结，烧结矿破损首先在团块之间。为了得到强度好的烧结矿，过大、过细的固体燃料都不利。用该理论可以解释烧结矿强度问题和其他一些问题。1987年中国余琨等人在实验室研究超级精矿烧结技术，用含铁70%以上精矿生产超级烧结矿，可以大大减少高炉渣量，提高炼铁生产率。矿相研究表明烧结矿结构介于球团矿和烧结矿之间。超级精矿用用高压烧结法获得金属化烧结矿，当固体燃料(50%无烟煤加50%焦粉)为20%～25%时，金属化率在50%～60%左右。1986～1989年，日本坂本登等研究球团烧结法(Hybrid Pelletized Sinter Process)的目的是结合传统烧结法与球团法的特点，大配比地使用品位高、价格低的细粒铁矿石原料，获得新型人造富矿，保证高炉操作顺利进行。其实质是粒度较粗的烧结用粉矿和粒度较细的球团用精矿添加一定数量的熔剂和燃料，加水混和，然后将全部混合料造成一定粒度的小球；小球外裹焦粉后铺到设有干燥段的带式烧结机上，料层经过干燥、点火、烧结和冷却阶段，最后得到新型小球烧结矿。1988年中国鞍钢麻瑞田等研究双球烧结法，是在日本大森康男的双层小球烧结试验基础上改进而成的。大森康男将自然碱度的蛇纹石作内层，赤铁矿、石灰石粉作外层，然后外裹煤粉进行烧结；麻瑞田等人将不同碱度小球(5mm左右)分别造球团，混合后再外滚煤粉进行烧结，得到部分低硅、高铁、高碱度球和少量酸性球配低碱度、自熔性烧结矿结构。工业试验表明煤粉消耗由81．49kg／t降到53．03kg／t，降低了34．9%，产量提高了27．96%；烧结矿冶金性能改善，还原率达到69．3%，比基准期提高了10%；低温还原粉化率降低3．5%～5%，转鼓强度也略有升高。高炉冶炼试验表明校正焦比比基准期降低了50．9kg／t，日折合利用系数由1．955t／m³提高到2．283t／m³，平均提高0．328t／m³。

烧结工艺在烧结过程全自动化、专家系统、人工智能的开发、高压燃烧结机的研究、生产部分金属化烧结矿、改善烧结矿质量、充分利用烧结余热、提取回收混合料中有用元素等方面具有广阔的前景。钢铁联合企业烧结工艺的未来竞争对手将是熔态还原。今后研究热点为HPSP球团烧结法的使用与推广、烧结过程数学模型及计算机控制、高压烧结机研制与开发、烧结的环境保护。

【参考文献】：

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4 Вeгмaн Е ф．烧结球团．1989，1：42～44

5 袁文彬．烧结球团．1990，1：7～16

6 麻瑞田，等．第2届全国炼铁精料会论文集，1990，10：48～64

7 Nagano S．第6届国际钢铁会议炼铁文集(选译)，1991，25～32

8 Cappel F．烧结球团，1992，6：21～28

(东北大学余琨教授撰)

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