燒結機適用於大型黑色冶金燒結廠的燒結作業，主要適用於大、中型規模的燒結廠對鐵礦粉的燒結處理。
基本介紹
- 中文名：燒結機
- 外文名：sintering machine
- 作用：對鐵礦粉的燒結處理
- 主要結構：配料庫、混料室、生石灰破碎室等
- 國內研究學者：白明華
- 適用於：大型黑色冶金燒結廠的燒結作業
基本信息,設計,常見故障,微波型,除塵,煙氣脫硫,
基本信息
燒結機適用於大型黑色冶金燒結廠的燒結作業，它是抽風燒結過程中的主體設備，可將不同成份，不同粒度的精礦粉，富礦粉燒結成塊，並部分消除礦石中所含的硫，磷等有害雜質。 燒結機按燒結面積劃分為不同長度不同寬度幾種規格，用戶根據其產量或場地情況進行選用。燒結面積越大，產量就越高。
設計
燒結機並不是一個機器，而是由幾道工序組成的一個工程，以晉冶冶金設備製造有限公司的48平米紅土鎳礦燒結機工程為例子：
燒結機主要工序組成由下面幾部分：
生石灰破碎室、煤（焦）粉破碎室、原料庫、一次混合機室、二次混合機室、70m2燒結機室、扎料器、熱破機、篩分室等。
原料庫
原料庫（60×80m），設50型裝載機2台，5*8米溜篩一台，用於原礦混合石灰乾燥和篩分用，作為燒結礦生產的儲備料庫，該庫內設有6個料倉，礦粉、燃料由電子稱、熔劑由螺旋給料稱按設定配比配料後由主配料皮帶送至混料機室。
混料室
混料室設φ2.2×9m混料機2台，將來料在一混中加水至一定的濕度並充分混勻。在二混中將混合料造球並加熱燒結混合料。
燒結室
經梭式布料器將混合料沿長度方向均勻地分布在混合料倉中，再由圓輥布料器和多輥布料器聯合將混合料平整均勻地布在1.5米寬的燒結大盤上，隨著大盤轉動前進，送入點火器。經熱風預熱後的混合料被燃燒的高溫煙氣加熱點火，在負壓抽風的作用下，隨台車前進的同時向下燃燒，至機尾完成物理化學變化，熱燒結礦被φ1.5×2.0m單輥破碎後落入篩分系統。
生石灰破碎室
經檢驗合格的大塊生石灰經鄂破和對輥破碎篩分至<3mm>85%的石灰粉送入熔劑倉中，經稱量給料和消化後參與配料。
煤（焦）粉破碎室
經檢驗合格的煤（焦）粉經四輥破碎篩分至<3mm>85%的燃料粉送入燃料倉中，經稱量給料後參與配料。
常見故障
燒結機脹套由於在工作中長期傳遞大扭矩，容易造成金屬的疲勞變形，使得脹套與緊固件之間產生疲勞磨損，同時由於燒結機一般比較龐大，導致修復產生一定難度。針對此類問題，可套用高分子聚合物材料進行現場修復，現套用較多有高分子複合材料。其特點是不用拆卸設備，只要露出工作面即可，且修復快速，為企業節省了寶貴的生產時間。傳統外協刷鍍、噴塗的方法修復尺寸難以保證，且修復費用較為高昂，高分子複合材料的方法更具有實用性，針對部位的配合關係，和設備的運行狀態、磨損情況一般有部件對應關係修復和模具修復工藝。
修復主要分為以下幾個步驟：首先對軸頸磨損部位、齒輪內孔進行表面處理，做到乾淨、乾燥、粗糙，並露出金屬原色，軸徑表面塗抹高分子金屬修復材料，用直尺刮平，固化；齒輪內孔表面處理，並塗抹高分子金屬修復材料，將磨損痕跡磨平，固化；材料加熱固化後，將材料表面打磨平整，用脹套內圈作為模具將軸徑表面修復處配合尺寸，並打磨腳邊，然後測量修復後的尺寸；最後將脹套內外圈塗抹高分子金屬修復材料，進行總裝配。
微波型
微波燒結技術的關鍵
是微波加熱，其原理是物質在微波作用下發生電子極化、原子極化、界面極化、偶極轉向極化等方式，將微波的電磁能轉化為熱能。
分類
顯然，並非所有的材料都能被微波加熱，根據物質與微波的作用特性，可將物質分為三大類：
(1)透明型，主要是低損耗絕緣體，如大多數高分子材料及部分非金屬材料，可使微波部分反射及部分穿透，很少吸收微波，這類材料可以長期處於微波場中，發熱量極小，常用作加熱腔體內的透波材料，如四氟乙烯等可用於微波真空腔體的透波隔板。
(2)全反射型，主要是導電性能良好的金屬材料，這些材料對微波的反射係數接近於1，僅極少量的入射微波能透入，可用作微波加熱設備中的波導、微波腔體、攪拌器等；
(3)吸收型，主要是一些介於金屬與絕緣體之間的電介質材料，包括紡織纖維材料、紙張、木材、碳化矽、氧化鋯、螢光粉、陶瓷、水、石蠟等，微波燒結技術的套用對象主要是陶瓷材料和金屬粉末材料。微波燒結技術的特點微波加熱具有整體性、瞬時性、選擇性、環境友好性、安全性及高效節能等特點。
特點
微波作為一種清潔能源，用於微波燒結，已成了材料界的一個研究熱點，並引發了燒結技術領域中的一場革命，微波燒結具有以下特點：
1．可顯著降低燒結溫度，最大幅度可達500℃；
2．大幅降低能耗，節能高達7O 一9O %；
3．縮短燒結時間，可達5O% 以上；
4．顯著提高組織緻密度、細化晶粒、改善材料性能。
除塵
隨著近兩年鋼鐵行業和火電廠的大規模建設, 對環保提出了新的挑戰。鋼鐵行業是國家重要的基礎產業,又是高能耗、高排放、增加環境負荷源頭的行業。鋼鐵生產在其熱加工過程中消耗大量的燃料和礦石,同時排放大量的空氣污染物。1996年鋼鐵工業二氧化硫(SO2) 排放量為97.8萬t,占全國工業SO2排放量的7. 5%,僅次於電力、煤氣、熱水的生產供應業和化工原料及化學製品製造業,居第3位。燒結工藝過程產生的SO2排放量約占鋼鐵企業年排放量40%～60%,控制燒結機生產過程SO2的排放,是鋼鐵企業SO2污染控制的重點。隨著燒結礦產量大幅度增加和燒結機的大型化發展, 單機廢氣量和SO2排放量隨之增大,控制燒結機煙氣SO2污染勢在必行。國外已投巨資對此進行治理,甚至關閉了燒結廠。目前我國在燒結煙氣SO2脫除方面基本上還處於空白,僅有幾個小型燒結廠上了脫硫除塵器設施,而以燒結礦為主要原料的煉鐵生產又不允許大量關閉燒結廠。因此,對燒結煙氣進行脫除處理是滿足今後日益嚴格的環保要求的唯一選擇。實現的關鍵是借鑑國外的先進經驗,開發套用適合我國燒結特點的先進脫硫除塵設備工藝。
低硫原料配入法
燒結煙氣中的SO2的來源主要是鐵礦石中的FeS2或FeS、燃料中的S(有機硫、FeS2或FeS)與氧反應產生的,一般認為S 生成SO2的比率可以達到85%～95%. 因此,在確定燒結原料方案時,適當地選擇配入含硫低的原料,從源頭實現對SO2排放量的控制,是一種簡單易行有效的措施。
該法因對原料含硫要求嚴格,使其來源受到了一定的限制,燒結礦的生產成本也會隨著低硫原料的價格上漲而增加。就原料短缺的現狀來看, 此法難以全面推廣套用。
高煙囪稀釋排放
燒結煙氣中SO2的質量濃度一般在1000～3000 mg/m3且煙氣量大,若回收在經濟上投資較大,故大多數國家仍以高煙囪排放為主,如美國煙囪最高達360m.
我國包鋼燒結廠採用低含硫原料、燃料,燒結煙氣經200m高煙囪排放,SO2最大落地質量濃度在0. 017mg/m3以下。寶鋼的燒結廠採用200 m高煙囪稀釋排放。這種方法簡單易行,又比較經濟。從長遠來看,高煙囪排放僅是一個過渡。但在當時條件下,採用高煙囪稀釋排放作為控制SO2 污染的手段是正確的。
煙氣脫硫法
低硫原料配入法和高煙囪排放簡單易行,又較經濟。但我國SO2的控制是排放濃度和排放總量雙重控制,因此,為根本消除SO2污染,煙氣脫硫技術在燒結廠的套用勢在必行。
煙氣脫硫是控制燒結煙氣中SO2污染最有效的方法。目前世界上研發的煙氣脫硫技術有200多種,進入大規模商業套用的只有10餘種,我國也先後引進了不同的脫硫裝置主要用於火電廠,而國內用於燒結煙氣脫硫的技術進展較慢。國內僅有幾個小燒結上了脫硫設施。如廣鋼2台24平燒結機採用雙鹼法工藝,臨汾鋼廠利用燒結煙氣處理焦化廢水等,因脫硫設施或多或少存在一些問題,所以運行也不正常。
燒結煙氣的特點
燒結煙氣是燒結混合料點火後,隨台車運行,在高溫燒結成型過程中所產生的含塵廢氣。它與其他環境含塵氣體有著明顯的區別,其主要特點是:
- 煙氣量大,每生產1t燒結礦大約產生4000～6000m3煙氣。
- 煙氣溫度較高,隨工藝操作狀況的變化,煙氣溫度一般在150 ℃上下。
- 煙氣挾帶粉塵多。
- 含濕量大。為了提高燒結混合料的透氣性, 混合料在燒結前必須加適量的水製成小球,所以含塵煙氣的含濕量較大,按體積比計算,水分含量在 10 %左右。
- 含有腐蝕性氣體。高爐煤氣點火及混合料的燒結成型過程,均將產生一定量的SOx,NOx,它們遇水後將形成酸,對金屬結構會造成腐蝕。
- 含SO2濃度較低,根據原料和燃料差異而變化,一般在1000～3000 mg/m3 .
煙氣脫硫
燒結煙氣脫硫的研究,日本居於世界領先地位, 按照嚴格的環境保護標準,在上世紀70年代建設的大型燒結廠採用了燒結煙氣脫硫法,脫硫工藝多為濕式吸收法。80年代以後,主要採用鋼渣石膏法、氨硫銨法、活性焦吸附法、電子束照射法等。鋼渣石膏法是利用轉爐廢渣研磨製成的漿液為脫硫劑,產品為低濃度石膏。該法脫硫效率高、投資省。利用了廢渣,但易結垢、產品不能利用。氨硫銨法脫硫工藝是利用焦化廠產生的氨氣, 脫除燒結煙氣中的SO2 . 該法脫硫效率高,副產品可利用。但存在氨損、副產物穩定化、副產品品質、副產品的市場化等問題。活性焦吸附法煙氣脫硫在脫除SO2的同時,能不同程度脫除廢氣中的HCl 、HF等有害氣體;裝置占地面積較小;副產品經綜合加工後可利用。但存在運行成本高、設備龐大且造價高、腐蝕問題突出、硫資源回收處理等外圍系統複雜、系統長期運行穩定性差等問題。電子束法煙氣脫硫能同時脫硫脫硝,過程簡單, 不產生廢水廢渣,副產品可用作化肥。但系統的安全性差,運行成本高,電子加速器價格昂貴,脫硫產物難以有效捕集及利用,套用範圍受到限制。
