[科普中国]-热风烧结

热风烧结(hot gas sintering)是指烧结机点火后，用300～1000℃的热风或热废气进行烧结的铁矿石烧结工艺。常规的烧结工艺是在烧结点火后，依靠室温的空气进行烧结的。由于烧结过程的自动蓄热作用，料层上部烧结温度低，下部烧结温度高，因此上部经常烧结不充分，液相量不足，致使所得烧结矿强度低，并形成许多返矿，而下部由于烧结温度过高产生过熔，使烧结矿还原性恶化。

简介热风烧结(hot gas sintering)是指烧结机点火后，用300～1000℃的热风或热废气进行烧结的铁矿石烧结工艺。常规的烧结工艺是在烧结点火后，依靠室温的空气进行烧结的。由于烧结过程的自动蓄热作用，料层上部烧结温度低，下部烧结温度高，因此上部经常烧结不充分，液相量不足，致使所得烧结矿强度低，并形成许多返矿，而下部由于烧结温度过高产生过熔，使烧结矿还原性恶化。理想的烧结制度是使沿料层高度的烧结温度均匀。热风烧结是在点火后以热风继续向料层提供热量以补充上层热量的不足，从而使上下料层烧结温度较为均匀1。

工艺条件热风温度、加热时间及热风中含氧量对热风烧结的效果有较大的影响。适宜的热风温度取决于矿石性质、气体及固体燃料的供应及价格。采用较高的风温可以节约较多的固体燃料，降低烧结矿中的FeO含量，提高还原性，但影响烧结机的产量；采用过低的风温则达不到以上的目的，一般以900℃效果较好。

合理的加热时间应以能保证上层有足够的热量而下部热量又不过剩为原则。加热时间过长，供热过多，固体燃料虽可下降，但煤气量消耗增加，总热耗增加，同时料层温度提高，料层阻力增加，导致产量下降。一般加热时间以4～5min(即占烧结整个时间的三分之一)为宜，否则对产量影响较大。热废气的含氧量不小于10.5%，否则固体燃耗要增加，含H2O及CO2量也不宜过高2。

热风来源获得热风来源有3种方式：

第1种是采用拷贝式热风炉或其他形式的热交换器来产生热风。此法使热风温度可调，使台车表面温度易于达到均匀分布，热风中含氧量充分，对提高烧结矿的产质量均有利，但基建投资高，操作费用大。

第2种方式是在点火器后设置加热器或保温炉，利用煤气燃烧后的高温热废气。其优点是设备简单，操作方便，安全可靠，效果也明显，但热废气中含氧量降低，影响烧结机的产量及脱硫。

第3种方式是利用烧结机尾部或冷却机热废一气。此方案不致过多地增加设备，方法简单，但热风温度较低，一般只有200～300℃，效果低于以上两种方案3。

效果热风烧结使料层上部烧结温度提高、液相量增加，同时液相黏度降低，有利于矿物充分结晶，玻璃相含量减少，从而提高烧结整体的成品率及烧结矿强度。此外。以热风代替冷风，使抽入空气与热烧结层的温差减少，降低冷却速度，减少热应力，促使烧结矿的强度提高。

热风烧结可以降低固体燃料消耗，减少过熔，降低FeO，从而提高烧结矿的还原性。当使用1000℃热风烧结时，固体燃料可节约20%～30%，总热量消耗减少10%～13%，烧结矿冶金性能改善，粉末量大大减少。但是热风烧结使烧结速度下降，因而在料层透气性没有改善条件下产量要下降1。

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所