厚料層燒結

厚料層燒結(Thick layer sintering)是指在燒結爐箅上，保持較高的鋪料厚度進行燒結的鐵礦石燒結工藝。這種工藝能有效地改善燒結礦的質量：提高燒結礦機械強度、減少粉末量、降低氧化亞鐵(FeO)含量、改善還原性能。此外，對提高燒結礦成品率和節約燃料消耗也都有顯著的效果 ^[1]  。

充分利用燒結過程自動蓄熱的特點達到上述效果。當燒結混合料層表面點火併抽入空氣後，燒結過程中的燃燒帶從燒結開始沿料層高度逐漸往下進行，從而形成燒結礦帶、燃燒帶、預熱帶、乾燥帶和過濕帶五個層次。

前蘇聯西哥夫(А. А.Сигов)曾經對燒結過程的蓄熱作用進行定量研究，將正常配碳的混合料層按等高分割成薄層小單元，按單位面積計算每單元的熱平衡，位於下面單元的熱收入比位於其上的單元增加了兩部分熱量，即從上層熱礦冷卻過程帶入的熱量和上層反應熱廢氣帶入的熱量。

料層蓄熱量隨着料層高度逐步積累，當料層高度為400mm時，其蓄熱量可高達65%。由於燒結過程的自動蓄熱作用，燒結料層温度隨着料層高度下降逐步升高，這有利於各種物理化學反應的進行，使得各種礦物結晶充分，燒結礦結構得到改善。因此，隨着料層的加高，燒結礦強度相應得到提高。

雖然位於表層的燒結礦由於蓄熱少，温度低而強度差，但是隨着料層的增高，其表層部分所佔比率相對變小，因此整個燒結礦強度得到提高，其平均粉末含量減少。同時由於厚料層作業蓄熱多，這就有可能適當降低混合料配碳量以避免料層温度過高的不利影響。這樣既可節約燃料消耗，也增強了料層的氧化氣氛，有利於降低燒結礦中氧化亞鐵(FeO)的含量和改善燒結礦的還原性能。但是隨着料層的加厚，通過料層的氣流阻力增大，燒結速度減慢，導致燒結生產率降低，這對細精礦粉燒結影響更大 ^[1]  。

推行厚料層作業的同時，需採取改善料層透氣性的相應措施，以避免產率下降。主要措施有：

(1)改善燒結前物料的準備，強化混合制粒，以改變混合料的粒度組成，提高其透氣性；

(2)配加少量石灰以強化燒結過程；

(3)將混合料預熱使達到露點以上的温度，以偏析布料工藝和松料裝置改善裝料粒度分佈及密實度，從而提高料層的透氣性；

(4)適當增大抽風機能力以克服由於加厚料層所增加的阻力，以免導致抽風量下降而減慢燒結速度 ^[2]  。

20世紀50～60年代，法國在研究低品位鮞狀赤鐵礦燒結時，發展厚料層燒結工藝，獲得了高質量與低燃耗的燒結礦。以後，日本、澳大利亞廣泛採用，特別是70年代以來，該工藝在日本、西歐和前蘇聯均得到不斷髮展。

至80年代世界各國燒結料層厚度多數在450～600mm，個別高達700mm，中國由於資源特點，主要使用細鐵精礦粉燒結，故過去較長時期料層厚度停留在200～250mm，直到70年代末期，首都鋼鐵公司、鞍山鋼鐵公司等燒結廠在使用細精礦粉的條件下，先後進行厚料層燒結工藝的探索並取得顯著效果。

到1983年，中國燒結料層已由原來的平均220mm增高到300mm以上，使每噸燒結礦的固體燃料消耗由89kg降低到70kg，燒結礦的FeO含量由平均17%下降到13.45%，小於5mm粉末由17%下降到14%。到80年代中期，中國燒結料層厚度一般在350～450mm，少數工廠達到500mm以上 ^[3]  。