烧结生产工艺流程钢铁生产过程中的烧结1.烧结的概念将各种粉状含铁原料，配入适量的燃料和熔剂，加入适量的水，经混合和造球后在烧结设备上使物料发生一系列物理化学变化，将矿粉颗粒黏结成块的过程。

2. 烧结生产的工艺流程目前生产上广泛采用带式抽风烧结机生产烧结矿。

烧结生产的工艺流程如图2—4所示。

主要包括烧结料的准备，配料与混合，烧结和产品处理等工序。

抽风烧结工艺流程◆烧结原料的准备①含铁原料含铁量较高、粒度<5mm的矿粉，铁精矿，高炉炉尘，轧钢皮，钢渣等。

一般要求含铁原料品位高，成分稳定，杂质少。

②熔剂要求熔剂中有效CaO含量高，杂质少，成分稳定，含水3％左右，粒度小于3mm的占90％以上。

在烧结料中加入一定量的白云石，使烧结矿含有适当的MgO，对烧结过程有良好的作用，可以提高烧结矿的质量。

③燃料主要为焦粉和无烟煤。

对燃料的要求是固定碳含量高，灰分低，挥发分低，含硫低，成分稳定，含水小于10％，粒度小于3mm的占95％以上。

对入厂烧结原料的一般要求见表2—2。

入厂烧结原料一般要求◆配料与混合①配料配料目的：获得化学成分和物理性质稳定的烧结矿，满足高炉冶炼的要求。

常用的配料方法：容积配料法和质量配料法。

容积配料法是基于物料堆积密度不变，原料的质量与体积成比例这一条件进行的。

准确性较差。

质量配料法是按原料的质量配料。

比容积法准确，便于实现自动化。

②混合混合目的：使烧结料的成分均匀，水分合适，易于造球，从而获得粒度组成良好的烧结混合料，以保证烧结矿的质量和提高产量。

混合作业：加水润湿、混匀和造球。

根据原料性质不同，可采用一次混合或二次混合两种流程。

一次混合的目的：润湿与混匀，当加热返矿时还可使物料预热。

二次混合的目的：继续混匀，造球，以改善烧结料层透气性。

用粒度10～Omm的富矿粉烧结时，因其粒度已经达到造球需要，采用一次混合，混合时间约50s。

使用细磨精矿粉烧结时，因粒度过细，料层透气性差，为改善透气性，必须在混合过程中造球，所以采用二次混合，混合时间一般不少于2．5～3min。

我国烧结厂大多采用二次混合。

◆烧结生产烧结作业是烧结生产的中心环节，它包括布料、点火、烧结等主要工序。

①布料将铺底料、混合料铺在烧结机台车上的作业。

当采用铺底料工艺时，在布混合料之前，先铺一层粒度为10～25mm，厚度为20～25mm的小块烧结矿作为铺底料，其目的是保护炉箅，降低除尘负荷，延长风机转子寿命，减少或消除炉箅粘料。

铺完底料后，随之进行布料。

布料时要求混合料的粒度和化学成分等沿台车纵横方向均匀分布，并且有一定的松散性，表面平整。

目前采用较多的是圆辊布料机布料。

②点火点火操作是对台车上的料层表面进行点燃，并使之燃烧。

点火要求有足够的点火温度，适宜的高温保持时间，沿台车宽度点火均匀。

点火温度取决于烧结生成物的熔化温度。

常控制在1250±50℃。

点火时间通常40～60s。

点火真空度4～6kPa。

点火深度为10～20mm。

③烧结准确控制烧结的风量、真空度、料层厚度、机速和烧结终点。

烧结风量：平均每吨烧结矿需风量为3200m3，按烧结面积计算为(70～90)m3／(cm2．min)。

真空度：决定于风机能力、抽风系统阻力、料层透气性和漏风损失情况。

料层厚度：合适的料层厚度应将高产和优质结合起来考虑。

国内一般采用料层厚度为250～500mm。

机速：合适的机速应保证烧结料在预定的烧结终点烧透烧好。

实际生产中，机速一般控制在1.5～4m／min为宜。

烧结终点的判断与控制：控制烧结终点，即控制烧结过程全部完成时台车所处的位置。

中小型烧结机终点一般控制在倒数第二个风箱处，大型烧结机控制在倒数第三个风箱处。

带式烧结机抽风烧结过程是自上而下进行的，沿其料层高度温度变化的情况一般可分为5层，各层中的反应变化情况如图2—5所示。

点火开始以后，依次出现烧结矿层，燃烧层，预热层，干燥层和过湿层。

然后后四层又相继消失，最终只剩烧结矿层。

①烧结矿层经高温点火后，烧结料中燃料燃烧放出大量热量，使料层中矿物产生熔融，随着燃烧层下移和冷空气的通过，生成的熔融液相被冷却而再结晶(1000—1100℃)凝固成网孔结构的烧结矿。

这层的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燃烧层燃料在该层燃烧，温度高达1350～1600℃，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400～800℃。

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干燥层干燥层受预热层下来的废气加热，温度很快上升到100℃以上，混合料中的游离水大量蒸发，此层厚度一般为l0～30mm。

实际上干燥层与预热层难以截然分开，可以统称为干燥预热层。

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过湿层从干燥层下来的热废气含有大量水分，料温低于水蒸气的露点温度时，废气中的水蒸气会重新凝结，使混合料中水分大量增加而形成过湿层。

此层水分过多，使料层透气性变坏，降低烧结速度。

烧结过程中的基本化学反应①固体碳的燃烧反应固体碳燃烧反应为：反应后生成C0和C02，还有部分剩余氧气，为其他反应提供了氧化还原气体和热量。

燃烧产生的废气成分取决于烧结的原料条件、燃料用量、还原和氧化反应的发展程度、以及抽过燃烧层的气体成分等因素。

②碳酸盐的分解和矿化作用烧结料中的碳酸盐有CaC03、MgC03、FeC03、MnC03等，其中以CaC03为主。

在烧结条件下，CaC03在720℃左右开始分解，880℃时开始化学沸腾，其他碳酸盐相应的分解温度较低些。

碳酸钙分解产物Ca0能与烧结料中的其他矿物发生反应，生成新的化合物，这就是矿化作用。

反应式为：CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2CaCO3+Fe2O3=CaO ·Fe2O3+ CO2如果矿化作用不完全，将有残留的自由Ca0存在，在存放过程中，它将同大气中的水分进行消化作用：CaO+H2O=Ca(OH)2使烧结矿的体积膨胀而粉化。

③铁和锰氧化物的分解、还原和氧化铁的氧化物在烧结条件下，温度高于l300℃时，Fe203可以分解Fe304在烧结条件下分解压很小，但在有Si02存在、温度大于1300℃时，也可能分解.我国钢铁烧结烟气脱硫现状及建议2009-12-02 16:22:35钢铁行业烧结烟气脱硫我国钢铁行业烧结烟气脱硫成为继火力发电机组烟气脱硫之后ＳＯ２排放控制的重点。

为了有助于我国钢铁企业符合国际烟气治理技术要求和国际环境保护发展趋势，选择技术先进、经济性优、符合我国烧结烟气特点的烧结脱硫技术。

本文从世界烧结烟气脱硫技术的发展趋势和我国烧结烟气脱硫现状，分析烧结烟气脱硫存在的问题，提出了对策建议。

一、世界钢铁烧结烟气脱硫工艺技术及其发展趋势随着工业化进程，世界环境治理经历了四个阶段。

第一阶段：可见污染物治理（黑烟、黑水、固废）；第二个阶段：二氧化硫、氮氧化物等污染物治理；第三阶段：二氧化碳、二噁英、重金属等污染物治理（地球变暖）；第四阶段：综合治理（生态法，即一揽子解决环境、能源、资源、经济、社会和发展的方法，从源头治理，建立多种工业群和系统的联系。

）。

发达国家已完成工业化进程，进入深层次治理阶段，如治理有机物、重金属、放射性、噪声、氰化物、砷化物、氮氧化物、二噁英、二氧化碳等。

同样，发达国家钢铁烧结烟气治理也经历了几个阶段。

特别是经历了从单一治理二氧化硫到目前的多组分污染物治理阶段，因而使世界钢铁公司采取的烧结烟气脱硫工艺也随之发生较大变化。

１、日本由于严格的环境保护标准，日本早在２０世纪７０年代就开始建设烧结烟气脱硫设施，多数采用传统的湿法烟气脱硫技术，主要有石灰－石膏法、氨法、镁法等。

但是由于湿法烟气脱硫工艺无法解决烧结烟气中二噁英含量过高的问题，同时由于烧结烟气还含有ＳＯ３、ＨＣｌ、ＨＦ等酸性物质和重金属污染成份，采用湿法工艺系统也不能高效脱除。

因此，１９８９年以后，活性炭吸附工艺渐渐占领日本烧结烟气脱硫领域。

当日本政府于２０００年提出执行二噁英排放浓度标准后，日本钢铁公司新建烧结烟气处理工艺全部采用活性炭／焦吸附工艺，在脱除二氧化硫的同时脱除二噁英。

由于原来湿法工艺，只能脱硫而无法脱除二噁英。

为解决二噁英污染排放控制问题，几家钢厂将湿法脱硫工艺装置废弃，新建了活性炭／焦吸附工艺。

但是活性炭／焦工艺复杂，解吸过程能耗大，活性炭易自燃，系统投资、运行费用非常高，在其它国家尚未得到很好的应用。

目前，日本钢铁公司共有烧结机２５台，建有烧结烟气脱硫装置的烧结机１７台，其中９台采用的工艺是活性炭／焦吸附工艺，８台是旧有湿法工艺（均为１９８９年前建成投运），其余８台烧结机因使用原料、燃料含硫极低，并采取别的办法治理二噁英，因此未建脱硫装置。

２、欧洲由于原来使用的铁矿及焦炭等原、燃料含硫低，烟气中二氧化硫浓度符合排放标准。

因此，烧结烟气的治理早期主要集中在烟气中的粉尘和二噁英（ＰＣＤＤ／Ｆ），很少有专门用于烧结烟气脱硫的装置。

目前，欧美已采用的烧结烟气脱硫工艺主要有以下几种：１）德国杜依斯堡钢厂１０８ｍ２烧结机１９９８年建有旋转喷雾干燥（ＳＤＡ）干法脱硫工艺；２）法国ＡＬＳＴＯＭ（阿尔斯通）研发ＮＩＤ干法烧结烟气脱硫工艺，并在法国某烧结机上实施；３）奥钢联研发ＭＥＲＯＳ干法脱硫工艺并在ＬＩＮＺ钢厂实施；４）２００６年，德国Ｄｉｌｌｉｎｇｅｎ烧结机烟气处理；采用ＣＦＢ干法脱硫工艺。

从日本和欧美钢铁公司烧结烟气脱硫工艺的选择和应用可见，国外烧结烟气脱硫工艺的选择趋势是由“湿”到“干”。

３、中国脱硫刚起步，湿法干法并存。

目前只考虑脱除二氧化硫，但不符合国际环保治理趋势。

虽然我国还处在工业化进程中，但国际社会不会允许我国再经历环保治理的四个阶段。

现在同时进行第二、三阶段工作，甚至第四阶段的工作。

如属于第二阶段的二氧化硫、氮氧化物治理；属于第三阶段的二氧化碳减排、履约行动；属于第四阶段的循环经济、清洁生产工作。

因此，根据烧结烟气含有多种污染成分的特点，烧结烟气污染物综合脱除一体化集成技术是烧结烟气治理的必然方向。

二、我国烧结烟气脱硫现状及存在的问题１、烧结烟气脱硫现状我国约在２００４年开始进行烧结烟气脱硫工作。

至２００９年上半年，采用的工艺有双碱法工艺、氨－硫铵法工艺、石灰石－石膏湿法脱硫工艺、离子液法工艺、循环流化床（ＬＪＳ－ＦＧＤ）脱硫工艺、密相干塔工艺、旋转喷雾（ＳＤＡ）工艺、活性炭吸附工艺、ＭＥＲＯＳ工艺、ＮＩＤ工艺、ＧＳＣＡ工艺、ＥＮＳ工艺等十多种。