液相烧结：凡是有液相参与的烧结过程称为液相烧结。液相烧结的主要传质方式有：流动传质、溶解-沉淀传质等。 1、液相烧结的特点 液相烧结与固态烧结的共同之点是烧结的推动力都是表面能；烧结过程也是由颗粒重排、气孔填充和晶粒生长等阶段组成。不同点是：由于流动传质速率比扩散快，因而液相烧结的致密化速率高，可使坯体在比固态烧结温度低得多的情况下获得致密的烧结体。此外，液相烧结过程的速率与液相的数量、液相性质（粘度、表面张力等）、液相与固相的润湿情况、固相在液相中的溶解度等有密切的关系。 2、流动传质 粘性流动：在高温下依靠粘性液体流动而致密化是大多数硅酸盐材料烧结的主要传质过程。在液相烧结时，由于高温下粘性液体(熔融体)出现牛顿型流动而产生的传质称为粘性流动传质(或粘性蠕变传质)。 粘性流动初期的传质动力学公式：式中 r为颗粒半径；x为颈部半径；η为液体粘度；γ为液-气表面张力，t为烧结时间。 适合粘性流动传质全过程的烧结速率公式：       式中θ为相对密度。     塑性流动：当坯体中液相含量很少时，高温下流动传质不能看成是纯牛顿型流动，而是属于塑性流动类型。也即只有作用力超过其屈服值(f)时，流动速率才与作用的剪切应力成正比。此时传质动力学公式改变为:                  式中 η是作用力超过f时液体的粘度；r为颗粒原始半径。 3、溶解 - 沉淀传质 在有固液两相的烧结中，当固相在液相中有可溶性，这时烧结传质过程就由部分固相溶解，而在另一部分固相上沉积，直至晶粒长大和获得致密的烧结体。发生溶解-沉淀传质的条件有：（1）显著数量的液相；（2）固相在液相内有显著的可溶性；（3）液体润湿固相。 溶解-沉淀传质过程的推动力仍是颗粒的表面能，只是由于液相润湿固相，每个颗粒之间的空间都组成了一系列的毛细管，表面张力以毛细管力的方式便颗粒拉紧。固相颗粒在毛细管力的作用下，通过粘性流动或在一些颗粒间的接触点上由于局部应力的作用而进行重新排列，结果得到了更紧密的堆积。 溶解-沉淀传质根据液相数量的不同可以有Kingery模型(颗粒在接触点处溶解，到自由表面上沉积)或LSW模型(小晶粒溶解至大晶粒处沉淀)。其原理都是由于颗粒接触点处(或小晶粒)在液相中的溶解度大于自由表面(或大晶粒)处的溶解度，通过液相传递而导致晶粒生长和坯体致密化。Kingery运用与固相烧结动力学公式类似的方法，并作了合理的分析导出了溶解-沉淀过程的收缩率为：式中 ⊿ρ为中心距收缩的距离；K为常数；γLV为液-气表面张力；D为被溶解物质在液相中的扩散系数；δ为颗粒间液膜的厚度；C0为固相在液相中的溶解度；V0为液相体积；r为颗粒起始粒度；t为烧结时间。

根据烧结粉末体所出现的宏观变化提出了烧结的宏观定义，一种或多种固体（金属、氧化物、氮化物、粘土……）粉末经过成型，在加热到一定温度后开始收缩，在低于熔点温度下变成致密、坚硬的烧结体，这种过程称为烧结。为了揭示烧结的本质提出了烧结的微观定义，由于固态中分子（或原子）的相互吸引，通过加热，使粉末体产生颗粒粘结，经过物质迁移使粉末体产生强度并导致致密化和再结晶的过程称为烧结。     烧结与烧成。烧成包括多种物理和化学变化。例如脱水、坯体内气体分解、多相反应和熔融、溶解、烧结等。而烧结仅仅指粉料成型体在烧结温度下经加热而致密化的简单物理过程，显然烧成的含义及包括的范围更宽，一般都发生在多相系统内。而烧结仅仅是烧成过程中的一个重要部分。     烧结和熔融。烧结是在远低于固态物质的熔融温度下进行的。烧结和熔融这两个过程都是由原子热振动而引起的，但熔融时全部组元都转变为液相，而烧结时至少有一个组元是处于固态的。     烧结与固相反应。这两个过程均在低于材料熔点或熔融温度之下进行的。并且在过程的自始至终都至少有一相是固态。两个过程的不同之处是固相反应必须至少有两个组元参加（如A和B），并发生化学反应，最后生成化合物AB。AB的结构与性能不同于A与B。而烧结可以只有单组元，或者两组元参加，但两组元之间并不发生化学反应。仅仅是在表面能驱动下，由粉末体变成致密体。从结晶化学观点看，烧结体除可见的收缩外，微观晶相组成并未变化，仅仅是晶相显微组织上排列致密和结晶程度更完善。

固相烧结：固态烧结的主要传质方式有：蒸发-凝聚、扩散传质等。 1、 蒸发-凝聚传质 蒸发-凝聚传质时在球形颗粒表面有正曲率半径，而在两个颗粒联接处有一个小的负曲率半径的颈部，根据开尔文公式可以得出，物质将从饱和蒸气压高的凸形颗粒表面蒸发，通过气相传递而凝聚到饱和蒸气压低的凹形颈部，从而使颈部逐渐被填充。球形颗粒接触面积颈部生长速率关系式:                         蒸发-凝聚传质的特点是烧结时颈部区域扩大，球的形状改变为椭圆，气孔形状改变，但球与球之间的中心距不变，也就是在这种传质过程中坯体不发生收缩，即⊿L/L0 =0。气孔形状的变化对坯体一些宏观性质有可观的影响，但不影响坯体密度。 2、 扩散传质 在大多数固体材料中，由于高温下蒸气压低，则传质更易通过固态内质点扩散过程来进行。在颗粒的不同部位空位浓度不同，颈部表面张应力区空位浓度大于晶粒内部，受压应力的颗粒接触中心空位浓度最低。系统内不同部位空位浓度的差异对扩散时空位的漂移方向是十分重要的。扩散首先从空位浓度最大的部位(颈部表面)向空位浓度最低的部位(颗粒接触点)进行，其次是颈部向颗粒内部扩散。空位扩散即原子或离子的反向扩散。因此，扩散传质时，原子或离子由颗粒接触点向颈部迁移，达到气孔充填的结果。 扩散传质初期动力学公式：    x/r = K r-3/5t1/5                在扩散传质时除颗粒间接触面积增加外，颗粒中心距逼近的速率为  ⊿L/L0 = K1 r-6/5t2/5            烧结进入中期，颗粒开始粘结，颈部扩大，气孔由不规则形状逐渐变成由三个颗粒包围的圆柱形管道，气孔相互联通。科布尔(Coble)提出烧结体此时由众多个十四面体堆积而成的，Coble根据十四面体模型确定了烧结中期坯体气孔率(Pc)随烧结时间(t)变化的关系式:        式中 L为圆柱形空隙的长度，t为烧结时间，tf为烧结完成所需要的时间。 烧结进入后期，晶粒已明显长大，气孔己完全孤立，气孔位于四个晶粒包围的顶点。从十四面体模型来看，气孔已由圆柱形孔道收缩成位于十四面体的24个顶点处的孤立气孔。根据此模型Coble导出了烧结后期坯体气孔率（Pt）为：

由于烧结机大型化适应了“资源高效使用”和“节能减排”的可持续发展需要，因此，大型烧结已经成为新世纪烧结技术发展的主流。为了充分发挥大型烧结机的诸多优势，注重大型烧结的操作技术具有重要意义。 一、控制与优化混合制粒参数。混合料制粒是烧结工艺的重要环节，其目的是通过混匀、加水润湿和制粒，得到成分均匀、粒度适宜、具有良好透气性的烧结混合料。太钢450m2烧结机采取了三段混合工序，设计之初即把强化制粒、改善烧结料层透气性这一问题纳入重点研究解决的工艺问题，同时兼顾系统的可靠性，取得了显著效果。 二、控制FeO含量。FeO含量过高，会影响铁酸钙粘结相的生成，使烧结矿强度和还原性降低;过低的FeO含量则会导致液相量不足而影响烧结矿强度。因此，需要根据原料结构和烧结操作制度把FeO含控制量在一个合理的范围。首钢京唐烧结的含铁原料由巴西赤铁矿粉和澳洲褐铁矿粉以及少量国内磁铁精粉组成，经过一段时间的生产实践，摸索到烧结矿FeO质量分数的合理水平，改善了烧结矿转鼓强度和低温还原粉化性能。 三、治理烧结系统漏风。由于烧结料层越厚，阻力越大，风箱负压越高，漏风率也相应增加，因此，有必要对烧结机滑道系统及机头、机尾密封板等部位进行优化设计，加强密封，改进台车、首尾风箱隔板、弹性滑道的结构;加强对整个抽风机系统的维护检修，及时堵漏风，将漏风率降至最低程度。同时，可通过跟踪烧结废气中O2含量的变化，随时掌握烧结系统漏风的实际情况。如宝钢2006年先后在3台烧结机投入运行了烧结烟气分析系统，及时地推断出烧结过程的漏风状况，有效治理烧结系统的漏风。 四、主抽风机节能操作。主抽风机是烧结生产中电耗最大的设备，为了保证烧结过程的完全，实践中主抽风机处于运行能力相对过剩的工况。为了最大限度地利用风量，减少能源浪费，应从生产操作控制途径出发，结合主抽风机实际工作状况，使烧结生产过程主抽风机风量的使用与实际生产状况相匹配，既使烧结气流分布趋于合理，又能节省电能，同时提高烧结矿产、质量。应制定烧结操作模式化控制制度，将机速范围、料层厚度、负压与主抽风门开度范围进行合理的、严格的匹配，保证风量与机速的最佳匹配。在优化制粒的基础上降低风门开度，实现高机速、厚料层、低风门、高负压的协同化。 五、烧结终点合理控制。烧结终点的控制直接关系到烧结矿各项物理、化学指标以及技术经济指标。烧结终点控制的主要目标是将烧结终点有效地控制在最优设定位置附近，同时保证烧结终点的稳定和整个烧结面积的合理有效利用。

鼓风烧结对原料的适应性大，可处理高铅物料，烧结过程料层阻力小、透气性较均匀、烟气二氧化硫浓度较高，基本排除了炉料熔结而堵塞风箱和粘结蓖条的现象，故大大减轻了工人劳动强度和改善环境卫生条件，因而在目前的铅和铅锌烧结中被广泛应用。       烧结机面积大小是按脱硫强度确定的。鼓风烧结机的脱硫强度为0.8－2.1t／(m2·d)。我国设计和采用过的鼓风烧结机有21.5m2、24m2、28m2，45m2, 60m2， 70m2，110m2等规格。       为尽量提高鼓风烧结烟气的二氧化硫浓度，减少漏风，鼓风烧结机渐趋于大型化。在生产中采取返烟提浓，富氧空气烧结或抽取烟罩内二氧化硫浓度较高的部分烟气等办法；以满足制酸要求。       铅精矿与铅锌混合精矿烧结烙烧的一般工艺流程见图1。    图1  烧结机鼓风烧结焙烧一般工艺流程       图2至图7为铅精矿矿和铅锌混合精矿烧结工艺流程实例。    图2  沈冶铅精矿烧结工艺流程实例   1－胶带运输机；2－精矿仓；3－石英仓；4－石灰石仓；5－焦炭仓； 6－烟尘仓；7－返粉仓；8一圆简混合机；9－圆筒制粒机； 10－梭式布料机；11－点火炉；12－70m2烧结机；13－单辊破碎机； 14－振动给料机；15－双辊分级机；16－链板运输机；17－波纹辊破碎机； 18－平面辊破碎机；19－圆筒冷却机    图3  株冶铅精矿烧结工艺流程实例   1一胶带运输机；2－焦粉仓；3－水碎渣仓；4－石英仓；5－河沙仓； 6－铅精矿仓；7－返粉仓；8－圆盘给料机；9－电子皮带秤； 10－圆筒混合机；11－圆筒制粒机；12－回转式布料机；13－点火炉； 14－60m2烧结机；15－单辊破碎帆；16－振动给料机；17－齿辊破碎机； 18－链板运输机；19-双辊分级机；20－漏斗秤；21－链板运输机； 22－波纹辊碎机；23－平面辊破碎机； 24－圆筒冷却机      图4  韶冶铅锌精矿烧结工艺流程实例   1－烟尘仓；2－精矿仓；3－石灰石仓；4－返粉仓；5－电子皮带秤； 6－胶带输送机；7－圆筒混合机；8－圆筒制粒机；9一梭式布料机； 10－点火炉；11－110m2烧结机；12－单辊破碎机；13－齿辊破碎机； 14－固定条筛；15－中间仓；16-变速振动给料机；17－波纹辊破碎机； 18－圆筒冷却机；19－平面辊破碎机；20－链板输送机    图5  科克尔－克里克冶炼厂铅锌烧结工艺流程   1－料仓；2－运输机；3－分料器；4－圆盘棍合机；5－分料器； 6－圆筒混合机；7－给料机； 8－点火炉；9－94m2烧结机； 10－风帆；11－单轴玻碎机；12－齿辊破碎机；13－筛子； 14－冷却盘；15－平辊破碎机；16－烧结矿料仓；17－返粉料仓                    图6  杜依斯堡冶炼厂铅锌烧结工艺流程   1－精矿料仓；2－返粉料仓；3－锤磨机；4－给料机；5－皮带秤； 6－电磁分离器；7－原料仓；5－返粉仓；9－电子皮带秤； 10－熔剂仓；11－过滤机；12－圆筒混合机；13－滤袋收尘收尘器； 14－链斗输送机；15－点火炉；16－73m2烧结机；17－单辊破玻碎机； l8－条筛；19－给料机；20－筛分溜槽；21－齿辊破碎机； 22－三辊破碎机；23－平面辊破碎机；24－圆筒冷却机； 25－收尘器；26－搅拌器；27－烧结矿料      图7  卡布韦冶炼厂铅锌烧结工艺流程图   1一配料仓；2一蓝粉过滤机；3一圆筒混合机；4一水分探测器； 5－圆盘给料机；6－点火炉；7－2×28.5m2烧结机；8－破碎机； 9－筛子；10－波纹辊破碎机；11－烧结矿料仓；12－圆筒冷却机； 13－平面辊破碎机；14－旋风除尘器；15－冷却塔；16－电收尘器； 17－搅拌槽；18－烟囱

特种陶瓷的主要制备工艺过程包括坯料制备、成型和烧结三步。在成型工艺完成后，烧结可以控制晶粒的生长，对材料的使用性能影响至关重大。到目前为止，陶瓷烧结技术一直是人们不断突破的领域。 特种陶瓷烧结原理烧结是指成型后的坯体在高温作用下、通过坯体间颗粒相互粘结和物质传递，气孔排除，体积收缩，强度提高、逐渐变成具有一定的几何形状和坚固烧结体的致密化过程。在宏观和微观上对烧结现象进行观察，可以看到宏观上，烧结后的产物体积收缩，致密度提高，强度增加。微观上，气孔形状改变，晶体长大，成份变化(掺杂元素)。按照烧结过程中的变化，主要将烧结分为以下阶段： 1.烧结前期阶段 ①粘结剂等的脱除：如石蜡在250~400℃全部汽化挥发。 ②随着烧结温度升高。原子扩散加剧，空隙缩小，颗粒间由点接触转变为面接触，空隙缩小，连通孔隙变得封闭，并孤立分布。 ③小颗粒率先出现晶界，晶界移动，晶粒变大。 2.烧结后期阶段 ①孔隙的消除：晶界上的物质不断扩散到孔隙处，使孔隙逐渐消除。 ②晶粒长大：晶界移动，晶粒长大。 陶瓷烧结主要可分为固相烧结和液相烧结，并分别对应着不同的反应机理。液相烧结的反应机理可简单归纳为熔化、重排、溶解-沉淀、气孔排除;按照烧结体的结构特征，将固相烧结机理划分为3个阶段：烧结初期、烧结中期和烧结后期。 固相烧结示意图烧结前期：在烧结初期，颗粒相互靠近，不同颗粒间接触点通过物质扩散和坯体收缩形成颈部。在这个阶段，颗粒内的晶粒不发生变化，颗粒的外形基本保持不变。 烧结中期：烧结颈部开始长大，原子向颗粒结合面迁移，颗粒间距离缩小，形成连续的孔隙网络。该阶段烧结体的密度和强度都增加。 烧结后期：一般当烧结体密度达到90%，烧结就进入烧结后期。此时，大多数孔隙被分隔，晶界上的物质继续向气孔扩散、填充，随着致密化继续进行，晶粒也继续长大。这个阶段烧结体主要通过小孔隙的消失和孔隙数量的减少来实现收缩，收缩缓慢。 特种陶瓷烧结方法 人们根据不同的依据分别对陶瓷的烧结方法进行分类，其特点及适用范围如下： 陶瓷烧结方法简介影响烧结的因素 1.粉末颗粒度 细颗粒增加烧结推动力，缩短原子扩散距离，提高颗粒在液相中的溶解度，导致烧结过程加速，但是过细的颗粒容易吸附大量气体，妨碍颗粒间的接触，阻碍烧结，因此必须根据烧结条件合理的选择粒度。 2.外加剂的作用 固相烧结中，外加剂可通过增加缺陷促进烧结;液相烧结中，外加剂可通过改变液相的性质来促进烧结。 3.烧结温度和时间 提高烧结温度对固相扩散等传质有利，但过高的温度会促使二次结晶，使材料性能恶化。烧结的低温阶段以表面扩散为主，高温阶段以体积扩散为主，低温烧结时间过长对致密化不利，是材料的性能变坏，因此通常采用高温短时烧结提高材料的致密度。 4.烧结气氛 在空气中烧结，会使晶体生成空位、造成缺陷，所以烧结不同的基体材料要对气氛进行选择。而气氛对烧结的影响又十分复杂。一般材料如TiO2、BeO、Al2O3等，在还原气氛中烧结，氧可以直接从晶体表面逸出，形成缺陷结构，从而利于烧结;非氧化物陶瓷，由于在高温下易被氧化，因而在氮气及惰性气体中进行烧结;PZT陶瓷，为防止Pb的挥发，要求加气氛片或气氛粉体进行密闭烧结。 5.成型压力 坯体的成型压力也对材料的性能影响至关重要。成型压力越大，坯体中颗粒接触的越紧密，烧结时扩散阻力越小;过高的成型压力又会是粉料发生脆性断裂，不利于烧结。

采用富氧鼓风烧结对提高单位生产能力和烟气二氧化硫浓度是一项有效措施、效果是肯定的。但须详细研究炉料的物理化学性质与采用富氧的关系，才能发挥富氧鼓风的效果。根据国外生产情况，铅富氧烧结时，控制氧浓度最好为22.5％～24%；氧浓度超过24%时，烧结块含硫量高，脱硫率、烟气SO2浓度和单位烧结能力也都下阵。铅锌富氧烧结的浓度一般为21.5％～24％，鼓入第2～5号风箱。富氧鼓风烧结后，烧结机脱硫强度可提高15％～20%，烧结成品烟气中SO2浓度约提高0.5%。       烧结机尾部烟罩的通风烟气含SO20.1％～0.5%，含氧为19％～20%。出于对环境保护的考虑，应将这部分烟气返回烧结取代新鲜空气。但由于含氧低，故最好配入工业氧使氧含量达到21％以上，以利于烧结过程的进行。   表1为鼓风中富氧浓度变化与烧结主要工艺指标的关系。鼓风含氧 ％含硫，％台车速度m/min富氧单耗m3/t混合料烧结块生产能率％混合料烧结块烧结块硫酸盐硫217.22.1851.181.3071810021～22.57.391.821.371.3579511522.5～237.081.891.201.3576611523～23.56.971.841.291.3778111723.5～246.851.981.161.3778511724～257.452.131.371.27815108.5鼓风含氧％脱硫强度t/（m2·d）烟气SO2浓度％烧结块强度（＋10mm）烧结块软化温度，℃脱硫率％开始最终211.2665.2985.89845103580.021～22.51.946.2090.8855102889.922.5～231.776.7591.5842101088.723～23.51.786.8090.2865100288.923.5～241.656.6092.184098287.524～251.686.3093.784294487.5

 钨钢，含钨的钢材 。钨钢制品中约含钨18%，钨钢归于硬质合金，又称之为钨钛合金。硬度为维氏10K，仅次于钻石。正因如此，钨钢的产品（常见的有钨钢手表），具有不易被磨损的特性。　　 常用于车床刀具、冲击钻钻头、钨钢玻璃刀刀头、瓷砖割刀之上，坚固不怕退火，但质脆。归于稀有金属之列。钨钢烧结成型　　 钨钢烧结成型便是将粉末压制成坯料，再进烧结炉加热到必定温度（烧结温度），并坚持必定的时刻（保温时刻），然后冷却下来，然后得到所需功能的钨钢材料。　　　钨钢烧结进程能够分为四个根本阶段：　　1：脱除成形剂及预烧阶段，在这个阶段烧结体发作如下改动：　　成型剂的脱除，烧结初期跟着温度的升高，成型剂逐步分化或汽化，扫除出烧结体，与此同时，成型剂或多或少给烧结体增碳，增碳量将随成型剂的品种、数量以及烧结技术的不同而改动。　　粉末表面氧化物被复原，在烧结温度下，氢能够复原钴和钨的氧化物，若在真空脱除成型剂和烧结时，碳氧反响还不激烈。粉末颗粒间的接触应力逐步消除，粘结金属粉末开端发作回复和再结晶，表面分散开端发作，压块强度有所进步。　　2：固相烧结阶段（800℃--共晶温度）　　在呈现液相曾经的温度下，除了继续进行上一阶段所发作的进程外，固相反响和分散加重，塑性活动增强，烧结体呈现显着的缩短。　　3：液相烧结阶段（共晶温度--烧结温度）　　当烧结体呈现液相今后，缩短很快完结，接着发作结晶改变，构成合金的根本安排和结构。　　4：冷却阶段（烧结温度--室温）　　在这一阶段，钨钢的安排和相成分随冷却条件的不同而发作某些改动，能够使用这一特色，对钨钢进行热处理以进步其物理机械功能。

一、料层厚度       鼓风烧结分成二次铺料，第一次铺料为点火料层一般为25～40mm，第二次铺料为主料层一般为150～360mm，因此总料层为180～400mm。生产中一次料层变化不大，而主要是调节二次料层的厚度来适应原料的变化。当混合料含铅与硫较低、熔结温度较高时取较大值，反之则取较小值。       二、台车速度       烧结机台车的速度一般不宜过大，以减轻台车与密封装置的磨损。为此，大型烧结机应尽量加大宽度，这样可减少烧结机周边漏风率。通常台车速度为600～1800mm／min。       台车速度与加料量,料层总厚度、烧结机宽度等因素有关，其计算公式如下：   V＝Q/60Bhγ       式中V－台车速度，m/min；           Q－加入物料量，t/h；           B－台车宽度，m；           h－料层总厚度，m;          γ－物料堆积密度，t/ m3；一般为1.8～2.2。       生产中台车速度还必须与主料层厚度、垂直烧结速度相适应。当台车行进到鼓风烧结段最后一个风箱上时，应完成整个烧结过程，料层烧穿。常说的烧穿点，应位于鼓风烧结段与返烟段交接处附近。       料层垂直烧结所需时间与台车走完烧结所需段所播时间应相等，其关系式如下：   L＝V(h/V0)       式中L－鼓风烧结段长度（即烧穿点），m；           V－台车速度，m/min；           H－主料层厚度，mm；           V0－垂直烧结速度，mm/min,通过试验测定或取类似工厂数据，一般为10～20。       为便于调节台车速度，控制烧结过程的技术条件，烧结机应采用无级调速传动机构。       三、风压及温度       （一） 风量       当其他条件一定时，通过鼓风烧结料层的风量与烧结机的产量成正比。鼓风烧结所需空气量可根据冶金计算确定，也可根据生产实践选取，通常鼓风烧结的鼓风强度为15～30m3（m2·min），为了提高烟气SO2浓度，在稳定各项生产技术指标的前提下尽可能取下限。因为，当烟罩内压力相同时。SO2浓度与单位炉料鼓风量有关，例如每吨炉料消耗470m3新鲜空气时，SO2浓度4.6%；430m3时为5.2%；350m3时为5.5％～6.0%。当然SO2浓度也与烟罩内的压力有关，亦即与烟罩漏风率有关。为减少漏风，烧结机的长宽比一般为9～15。       （二）风压       鼓风机风压一般为3000～6000Pa。为便于调节和控制烧结过程，通常设1～2台新鲜空气风机。当选用2台风机时，常在烧结段前段设1台新鲜空气风机，烧结段后段设另1台新鲜空气风机。返烟段采用耐高温的返烟风机，由于管道系统阻力和料层阻力大，故风机压力应取上限。       （三）温度鼓风箱温度一般不高，返烟段最高只达300℃左右。但烧结料面上烟罩内温度却变化较大。从前到后温度逐渐增高，返烟段可高达500～600℃。国外有的工厂（例如澳大利亚科克尔－克里克厂）将返烟高温段烟罩（大约为烟罩总长的1/3)做成夹套，通入空气冷却，产生的热风温度达270℃左右，并返回点火炉使用，这样既延长了烟罩寿命，又充分利用了废热。       表1为株冶铅鼓风烧结供风系统操作数据实例。   表1  株冶60m2铅鼓风烧结机供风系统操作数据实例风机鼓风强度m3/（m2·min）风箱压力 Pa风箱温度℃对应烟罩内温度℃烟气SO2浓度％点火吸风机吸风强度50～55600～100080～150点火炉800～950≤11＃新鲜空气机18～202500～4000常温100～250 2＃新鲜空风机19.5～20.53000～400035～50250～350 返烟风机19～292500～3500200～250350～5001～2主风机14～16.30～50 200～2503～3.5   表2为韶冶110m2铅锌鼓风烧结机供风系统操作数据实例。   表2  韶冶110m2铅锌鼓风烧结机供风系统操作数据实例风机风箱号风箱温度 ℃风箱压力Pa鼓风强度 m3/（m2·min）料面上部烟气温度，℃SO2浓度，％点火吸风机060～80900～150017～201000～11000.3～0.71＃新鲜 空气风机1常温2500～400020～2560～100 2常温2600～410017～2070～1101.932＃新鲜 空气风机3常温2500～400016～2075～1104.104常温2600～420016～20110～1404.835常温2600～420020～25150～2527.306常温2200～350016～20200～3007.831＃返烟风机780～1202900～450016～20250～4507.3880～1202400～420016～20300～5006.35980～1202400～420016～20400～6006.02＃返烟风机10150～2502500～420015～20350～5506.011150～2502500～420015～20350～500 12150～2502500～420015～20350～500 13150～2502500～420015～20350～5002.5214150～2502500～420015～20350～450      注：1＃返烟风机烟气成分：SO20.3％～0.5%，O219％～20%。2#返烟风机烟气成分：SO21.9％～2.2％。 O211％～14%。出口总管烟气成分：5O24.5％～6.5%， SO20.01％～0.02％，O212％～15％。H2O12％～15％。含尘15～25g/m3。       表3为科克尔－克里克铅锌烧结机供风系统操作数据实例。   表3  科克尔－克里克铅锌烧结机供风系统操作数据实例风机风箱号温度℃风箱压力Pa供风强度m3·/（m2·min）SO2浓度％点火吸风机吸风箱8087315.222.01＃新鲜空气风机1252000～250014.23 22300～300014.2332800～330016.592＃新鲜空气机4 2500～280017.55 5 2500～280016.592＃新鲜空气机6252500～280016.59 72000～230019.0581000～150016.919750～125011.8810500～75010.27返烟风机11300500～75013.592～312500～75013.2713500～7505.99 总烟道270 12.096～7     注：点火吸风箱3.35m2，每个鼓风箱面积为5.95m2。       四、鼓风制度       鼓风烧结烟气中的SO2浓度，主要取决于合理的鼓风制度，适当的供风量和正常的烧结过程。烧结不好不但不能产出合格的烧结块，而且难以获得符合制酸要求的烟气。鼓风制度有两种：单纯鼓风烧结和鼓风返烟烧结。       （一）单纯鼓风烧结       在单纯鼓风烧结中，要获得符合制酸要求的烟气有两种方法：其一是仅抽取中部鼓风箱上方SO2浓度较高的部分烟气用于制酸，而头、尾部低浓度烟气则放空，这种方法已不符合环保要求。其二是严格地控制鼓风量和烧结过程的终点，使烧结成品烟气中的SO2浓度能达到制酸要求。这种做法要求炉料透气性必须保持均匀而稳定，尾部烧穿点不能剧烈地前后移动。如努瓦耶勒－高道特工厂控制鼓风强度为16～20m3/(m2·min)，实现了单纯鼓风烧结烟气制酸，烟气SO2浓度仅比一般返烟提浓法低0.5%。       （二）鼓风返烟烧结       在正常的烧结过程中，点火烟气、烧结机尾部烟气中SO2浓度较低，仅0.3％～2%，含O217％～19%。       返烟烧结就是将这部分低浓度SO2烟气返回通过烧结机后段烧结层，以充分利用这部分烟气中的O2和提高其中SO2浓度，从而最终达到提高烧结成品烟气SO2浓度的目的。       返烟鼓风烧结风量，根据经验分配如下：以成品烟气量为Q，新鲜空气量为0.8Q，点火吸风烟气量为0.2Q，返烟量根据浓度变化，通常波动于0.3～0.7Q之间。但生产上有逐渐降低返烟量的趋向，返烟管道内的烟气温度约150～350℃，SO2浓度在2.0%左右。成品烟气温度180～350℃，SO2浓度3.5％～6.5%。       鼓风返烟烧结鼓风制度实例见图l至图6。    图1  60m2铅烧结机返烟提浓系统图    图2  70m2铅烧结机返烟提浓系统图    图3  110m2铅锌烧结机返烟提浓系统图  图4  埃文茅斯冶炼厂4＃炉铅锌烧结机返烟提浓系统图    图5  科克尔－克里克冶炼厂铅锌烧结机返烟提浓系统图    图6  杜依斯堡冶炼厂铅锌烧结机返烟提浓系统图       单纯鼓风烧结鼓风制度实例见图7。    图7  努瓦耶勒－高道特冶炼厂铅锌烧结机单纯鼓风系统图

把再生质料加工成粗铅的根本火法冶金方法是鼓风炉熔炼和电炉熔炼。很少选用反射炉及回转炉熔炼。鼓风炉熔炼顺畅运转的必要条件是预先将细粒（—20）毫米造团。在铅的冶金中，为此意图，一般选用高温下的烧结方法。这个进程在直线型的烧结机上完结。烧结物料可由质料和再生料组成或由带返料添加剂的再生料组成。     细粒级物料的首要成分是废铅蓄电池拆解下来的粉料、氧化铅皮、除尘设备的残渣、铅膏、油土、出产锌的含铅滤渣等。     依据出产自熔的烧结块的条件，来装备烧结炉料。再生物料与硫化物组分的一同烧结，按图1所列的工艺流程完结。     有必要确保自熔烧结块的出产，炉料的成分一般有原生和再生质料的硫化物和氧化物、铁熔剂和石灰石。     返料率高是自熔烧结块的杰出特色。实际上，返料率占炉料总量的65～70%。炉猜中硫化物中硫的含量不该大于6.5～8.0%。含硫量更高会导致放热添加和炉料成分提早烧化，使下一道金属硫化物氯化发作因难。不能彻底除掉熔炼炉猜中的硫，因而导致硫化物相铅的丢失并下降铅转入粗铅的回收率。     在烧结工艺进程中选用在1000～1100℃温度下在氧化环境中加热炉料的方法完结除硫。     硫化物的氧化按下列反响进行： MeS＋2O2←→MeSO4      (1) MeS＋1.5O2←→MeO＋SO2        (2)     高价硫化物的离解是或许的，其离解产品是气态硫。硫的蒸气在氧存鄙人氧化生成SO2。金属的硫酸盐离解伴跟着三氧化硫（硫酐SO3）分出： MeSO4←→MeO＋SO3         (3)  图1 含铅物料烧结设备流程图 1-含铅物料的料场；2-熔剂料场；3-料斗式配料场；4-颚式破碎机； 5-圆锥形破碎机；6-振动筛；7-圆盘制粒机；8-烧结机； 9-单辊齿式粉碎机；10-提升机；11-旋风除尘器；12-四辊粉碎机。     依据反响式171～173，气相含有O2、SO2、SO3，它们之间的联系用可逆反响断定： 2SO2＋O2←→2SO3                （4）     这个反响的平衡常数是： K平=P2SO3／（P2SO3·PO2）         （5）     气相中氧的分压力能够用下式断定：PO2=（PSO3）21                 （6）PSO2K平    通过分析Pb-S-O体系热力学状况图（2），能够用气相氧化才能和温度的函数计算出铅在熔烧炉猜中存在的方式。  图2  Pb-S-O体系热力学状况图[next]     PbS和PbSO4两种固相的热力学安稳状况的特色是温度低于700℃。平衡条件下用线1反映。跟着温度的升高，高于700℃，硫酸铅离解： PbSO4←→PbO＋SO3      （7）     这个反响的平衡条件件用线2标明。在温度高出700℃时，反响发展为： PbS＋1.5O2←→PbO＋SO2        （8）     铅的硫化物安稳性低于线3；生成的氧化铅高于线3，但低于线2。     A点（700℃）邻近或许发作硫酸铅和硫化铅的固相交互效果： PbS＋3PbSO4←→4PbO＋4SO2              （9）     高出886℃氧化铅熔化并发作热离解（线4）。依据线5，坚持硫化铅持续氧化反响的平衡条件，生成金属铅： PbS＋O2←→Pb液＋SO2         （10）     B点（低于886℃）邻近发作硫化铅和氧化铅的固相交互效果： PbS固＋2PbO固←→3Pb液＋SO2           （11）     固相交互效果的强化可从SO2平衡分压力值高（在800℃时为13.3千帕，在850℃时为101千帕）这一点上得到证明。     从所进行的分析能够看出，在温度低于700℃时，热力学安稳的硫化铅氧化产品是硫酸铅；在较高的温度条件下，氧化铅安稳。     生成氧化铅的必要条件是在焙烧气（PSO3）气中SO3的浓度较低，因而，金属硫酸盐离解效果的压力用不等式标明： （PSO3）气＜（PSO3）硫     因而，再生铅质料的碎料烧结焙烧（与硫化物料一同）的本质在于通过炉料激烈吸收空气和快速使硫化物氧化。在氧化时发作的含硫气体马上排去，在相当程度上排除了硫酸盐的发作。     烧结焙烧的现有实践确保脱硫率为75～85%，其他的硫含量不高于1.5～2.0%。在硫化物氧化时放出热，其热量满足工艺天然。在硫化物缺乏时，应往炉猜中添加焦炭末。其耗量1千克相当于硫化物中的硫在2千克以内。     正确安排炉料烧结进程的重要因素是使用熔剂。熔剂的粒度不大于8毫米，每1吨制品烧结块耗费熔剂23～24%。     石灰石、含铁和含石英的物料用作调温熔剂。熔剂促进炉料别离，吸收剩余的热，确保杰出的透气性。 石灰石在910℃下跟着吸热而发作离解。铁矿石与烧结炉猜中含石英的熔剂一同，具有调温特性，可使后续鼓风熔剂中得到所规则成分的炉渣。[next]     在烧结中生成的首要液相是。它在750℃下开端熔化： 2PbO＋SiO2=2PbO·SiO2              (12) PbSO4＋SiO2=PbO·SiO2＋SO2＋0.5O2         (13)     相同，在这种温度下构成亚铁酸铅： PbSO4＋Fe2O3=PbO·Fe2O3＋SO2＋0.5O2             (14) PbO＋Fe2O3=PbO·Fe2O3                    (15)     在更高的温度下，亚铁酸铅-硅酸盐溶体溶解游离的铅和铁的氧化物。当冷却时，从熔体中结晶出和亚铁酸铅，而大部分熔体冷凝为玻璃体。     焙烧炉烧结炉猜中铅的最佳含量应坚持在35～40%的水平上。含铅量较高导致许多铅在烧结中呈金属和氧化物状况呈现。这时，铅随气体丢失添加。此外，金属铅或许熔化，此熔化铅经烧结篦进入抽气室，就会下降烧结块的强度并添加铅的损耗。用参加占粗炉料200～250%的回来烧结料的方法来确保炉炒中铅的规则含量。这时，炉料的透气性增高。     为了到达最好的烧结技能和经济目标，要要使炉料含水达6～8%。水蒸腾后将进步炉料的多孔性，起到调温效果。     不含原生料的再生物料的碎料团的特征是其化学成分和相组成与硫化铅精矿略为不同。在蓄电池碎块和再生铅物猜中，铅是以氧化物和硫酸盐化合物的方式存在。用x射线和化学分析断定在再生质猜中有20多种化合物。除了铅外，其间还有ZnO、Sb2O5、Al2O3、SnO2、CaO、FeO、有机物和其它化合物。     表1列出了送“乌克兰铁锌厂”去烧结的再生铅物料的化学成分。 表1  再生铅物料的化学成分（%）再生物料PbSbSnFeOCaOSiO2Al2O3Cl其它铅渣65～920.5～100.1～1.02～42～105～162～60.5～1.00.25收尘渣泥50～6000.5～1.20.5～2.52～41～23～62～412～165～12渣和硫13～350.5～2.50.2～0.64～123～610～163～51.0～2.01～6铅膏30～750.1～0.50.1～0.83～44～66～122～40.5～2.02～6防潮油土1～100.1～0.5—1～31～314～186～8——     烧结炉猜中仅再生物料就有：含铅质料细粒30～35%；黄铁矿渣7～12%；氢氧化钙5～8%；回来烧结块30～40%；水碎渣10～15%；焦末2～2.5%。炉料通过造球可进步透气性并削减液相的生成。为了防止铅熔化，炉猜中铅的含量坚持在25～35%。     在再生物料烧结时，炉料的烧结根本上是靠燃料焚烧时发作的热来进行。M.M.塔拉先科的A.E.古里耶夫所进行的研讨标明，再生铅质料烧结进程进行所需求的热量，考虑到炉料含水量高而且其间存在氯化物和有机杂质，比原生料多50%。在烧结时，氯化物转入气相达20～50%，杂质转入气相达35%。这两种物质接着在烟道中冷凝。在烧结烟气中氯的含量达25%，有机杂质的含量达20%。     焦粉的粒度及其耗量对烧结成果有影响。跟着焦粉的磨细，其耗量就下降，烧结料层的温度就上升。此刻烧结块的强度与料层温度成正比。合格烧结块的产出率与温度的相关联系如下： q=0.634t        （16） 式中，q----合格烧结块的产出率（%）；t----烧结料层中的温度。     在焦粉粒度为2.5～0毫米时，可得到更好的烧结目标。

（一）钒钛烧结矿的化学成分    钒钛烧结矿除含TiO2和V2O5外，其他化学成分与普通烧结矿比较也有较大差异，依据TiO2含量凹凸，钒钛烧结矿可分为高钛型(攀钢)、中钛型(承钢)和低钛型(马钢)。    与普通烧结矿的化学成分比较，钒钛烧结矿具有“三低”、“三高”的特色。即烧结矿含铁低、FeO和SiO2含量低,TiO2、MgO、Al2O3含量高。   （二）钒钛烧结矿的矿藏组成    钒钛烧结矿的物相组成首要有：钛赤铁矿、钛磁铁矿、铁酸钙、钛榴石、钙钛矿、钛辉石、玻璃质等。    1.钒钛烧结矿的矿藏特色    钛赤铁矿是烧结矿中的首要含铁物相，一般可占烧结矿总量的40%～50%,是赤铁矿-钛铁矿固熔体，属六方晶系，反射光下呈灰白色，强非均质性，不透明，反射率25%,以Fe2O3为晶格，除Ti外，还固溶Mg、Al、Mn等元素。钒钛烧结矿中的钛赤铁矿以粒状、斑状结构为主，少量呈他型和自型柱状。一般出现在孔洞周围或钛磁铁矿晶粒周围构成包边或花边结构。钛赤铁矿的很多存在及其连晶效果，使烧结矿具有杰出的复原性和机械强度。    钛磁铁矿不同于普通烧结矿的磁性矿藏，是磁铁矿-钛铁晶石固溶体，是烧结矿中的首要含铁矿藏，其含量在25%～35%之间，是以Fe3O4为晶格的固熔体，其固溶有Ti、Mg、Mn、V、Al的氧化物。在反光下呈灰白色带褐彩、均质性、反射率为18%～22%,内反射不透明、强磁性、表面可被腐蚀、呈暗褐色。首要呈自形粒状和不规则他形柱状方法。也有从硅酸盐相中分出的自形、半自形八面体(多边形断面)及细微树枝状骸晶，部分钛磁铁矿常被赤铁矿色边。    铁酸钙首要存在于熔剂性钒钛烧结矿中，并随烧结碱度添加而添加，一般占烧结矿总量的3%～20%,在反光下为灰色带蓝彩，非均质性，反射率为16%。首要呈板粒状和针状，多与钛磁铁矿构成熔蚀结构和柱状交错结构。在剩余石灰颗粒边际构成很多的铁酸钙晶体。它具有好的复原性和高的抗压强度。    钛榴石在钒钛烧结矿中属硅酸盐相，一般占烧结矿总量的3%～15%,在熔剂性钒钛烧结矿中常可见到。首要呈粒状、浑圆状和树枝状集合体，单个区域钛榴石连成片。反射光下呈灰色，无内反色，反射率低(12%～13%).透射光下呈黄色、黄褐色，无解理，无双晶纹，属晚结晶的硅酸盐物相，对烧结矿起必定的粘结效果。从化学成分看，钒钛烧结矿中的钛榴石与天然钛榴石挨近。   钙钛矿是熔剂性钒钛烧结矿首要含钛矿藏，一般占烧结矿总量的2%～10%,属甲等轴晶系，反光下为灰白色，反射率为15%～16%,略低于钛磁铁矿固溶体，均质到非均质，内反射色为黄褐色，在透射光下，呈褐、黄、紫、红棕等多种色彩。干与色一级，有时出现反常干与色。钙钛矿在烧结矿中首要呈粒状、纺锤状、骨架状、树枝集合体，涣散于渣相或钛赤铁矿褐钛磁铁矿之间。其熔点很高(1970℃),结晶才能强，是晶出最早的物相。硬度高于钛磁铁矿。    钛辉石属斜方晶系，多呈短柱状，有时块状集合体存在，充填于钙钛矿、钛磁铁矿、钛赤铁矿之间，是钒钛烧结矿硅酸盐粘结相之一。在反射光下为深灰色，反射率稍高于玻璃相，透光下呈黄绿～浅红紫色，有用多色性。[next]    2.影响钒钛烧结矿矿藏组成的要素    烧结矿的矿藏组成，跟着烧结质料、烧结工艺条件等的改变有所区别。    (1)碱度的影响。不同碱度对钒钛烧结矿矿藏组成的影响见图.天然碱度钒钛烧结矿首要矿藏为钛磁铁矿、钛赤铁矿、铁橄榄石和玻璃隐晶质，钛赤铁矿和钛磁铁矿多为自形或半自形粗晶、晶体紧密结合为连晶，是天然碱度钒钛烧结矿的首要连接方法。其次是橄榄石和玻璃质，将连晶粘结，构成细孔均匀的海绵状结构，气孔一般为1～2mm.烧结矿结构细密、强度好、转鼓指数高、制品率高。但因很多磁铁矿被氧化，需求较长时刻，故笔直烧结速度低。    碱度1.0～2.0的熔剂性钒钛烧结矿，其首要矿藏为钛磁铁矿、钛赤铁矿、钙铁橄榄石、钛榴石、钙钛矿、铁酸钙、钛辉石和玻璃质。    碱度大于3.0的烧结矿，钛赤铁矿固熔体削减而钛磁铁矿固溶体添加，烧结矿外观发黑、光泽暗、铁酸钙显着添加。    (2)燃料用量对矿藏组成影响。钒钛烧结矿的矿藏组成随燃料用量的增减而改变，当燃料用量偏低时，烧结矿中钛赤铁矿含量高而玻璃质少，粘结相缺乏，烧结矿强度差。跟着燃料添加，复原气氛增强，烧结温度升高，烧结矿中钛磁铁矿和浮氏体显着添加，硅酸盐粘结相和铁酸钙添加，但钛赤铁矿很多削减，削弱钛赤铁矿连晶效果。当燃料超越必定量时，烧结矿中钛赤铁矿进一步下降，铁酸钙含量也低，而钙钛矿含量显着添加，此刻硅酸相无甚改变。因而，进步含碳量对进步钒钛烧结矿强度并晦气。    (3)TiO2含量对矿藏组成的影响。跟着烧结矿中TiO2含量的添加，钙钛矿量添加，铁酸钙量削减，一起钛辉石添加，玻璃质削减。[next]   （三）钒钛烧结矿的冶金功能    1.钒钛烧结矿的转鼓强度    钒钛烧结矿的转鼓强度一般较普通烧结矿低。其原因首要是:(1)烧结矿中SiO2含量低，构成的硅酸盐粘结相少;(2)因为TiO2含量较高，烧结过程中与CaO易构成性脆的钙钛矿;(3)烧结液相量少，粘结才能差。别的，因为矿藏特性所决议，此种烧结矿还具有耐磨不耐摔的特色。    添加配碳量虽可改进钒钛矿的转鼓强度，但当配碳量超越必定配比时，强度反而下降。配碳量的添加可促进烧结液相量增多，有利于转鼓强度的进步，但一起因为配碳量的添加导致复原气氛加强，铁酸盐削减，钙钛矿量添加，因而，应操控恰当的配碳。    2.烧结矿储存功能    钒钛烧结矿有较好的储存功能，其储存天然粉化率比普通烧结矿低得多。原因在于烧结矿冷却过程中，当温度下降到675℃时普通烧结矿中的正硅酸钙(2CaO•SiO2)发作相变(由β-2CaO•SiO2向γ-2CaO改变），体积发作急剧胀大(添加10%),引起烧结矿粉化；而钒钛烧结矿在烧结过程中无2CaO•SiO2生成，因烧结矿中SiO2含量低，即便烧结碱度达1.70,其CaO含量也仅为9.5%～9.1%,且部分CaO与TiO2构成钙钛矿(CaO•TiO2),故游离CaO很少。    3.钒钛烧结矿的复原功能    钒钛烧结矿因为氧化度高、FeO含量低，其复原功能较普通烧结矿好。影响钒钛烧结矿复原性的要素首要有碱度、FeO含量等。    (1)碱度的影响。碱度对钒钛烧结矿复原性的影响规则与普通烧结矿类似，随烧结矿碱度的进步，复原度显着上升。    (2)FeO含量的影响。钒钛烧结矿中FeO首要以钛磁铁矿和钙铁橄榄石方法存在，其复原性较差，但与普通烧结矿比较，其含量较低，比较之下复原性仍较好。跟着FeO含量的添加，钒钛烧结矿复原度呈直线下降，因而，钒钛磁铁精矿烧结时，应操控适合的FeO含量，在确保钒钛烧结矿强度的条件下，使之具有杰出的复原性。    (3)TiO2含量的影响。随钒钛矿中TiO2含量的添加，烧结矿的复原度下降。一般以为因为TiO2含量的添加，势必会导致烧结矿中含铁物相(如钛赤铁矿、铁酸钙盐等)削减，而脉石矿藏(如钙钛矿、钛辉石等)添加，而晦气于复原气体的分散。    4.钒钛烧结矿的低温复原粉化功能    一般以为，烧结矿低温(400～500℃)复原粉化的发生，首要是因为赤铁矿复原为磁铁矿的过程中，晶形的改变所造成的。钛赤铁矿有各种晶型，如粒状、斑状、树枝状、叶片状、骸晶状等。关于不同晶型，其复原粉化功能不同，其间以骸晶状菱形钛赤铁矿复原粉化最为严峻。    钒钛烧结矿的低温复原粉化率RDI-3.15比普通烧结矿高得多。攀钢烧结矿的RDI-3.15一般大于55%～60%,且当普通烧结矿中参加部分钒钛物料时，烧结矿的复原粉化率也会显着上升。    钒钛烧结矿低温复原粉化率高的原因是:(1)烧结矿中含有很多的钛赤铁矿(40%～50%),其间约50%以骸晶状菱形赤铁矿存在，别的还有部分钛赤铁矿以网格状占有于钛铁矿的方位上。复原时，因为晶型改变而引起胀大粉化。(2)烧结矿中SiO2含量低，起粘结效果的硅酸盐相少，加之不起粘结效果的钙钛矿的存在，它不只自身性脆，并且还阻碍钛赤铁矿和钛磁铁矿间的连晶效果，抗胀大粉化的才能下降.(3)钒钛烧结矿的物相组成较普通烧结矿的物相组成杂乱，其不同的热胀大性引起的内应力，在低温复原阶段会导致很多微裂纹的构成，然后也下降了烧结矿强度。    虽然钒钛烧结矿低温复原粉化现象较为严峻，但实践生产中，没有因烧结矿的低温复原粉化率高而引起高炉上部块状带透气恶化而成为约束冶炼强化的环节。对小高炉冶炼钒钛烧结矿的解剖查询，所测得的烧结矿粒度组成也未发现反常。    进步烧结矿中FeO含量，能够削减再生赤铁矿的数量，下下降温复原粉化率，但FeO过高会引起烧结矿复原性的恶化。为此，攀钢在制品烧结矿上喷洒卤化物水溶液，使烧结矿低温复原粉化现象得到大幅度改进。    5.钒钛烧结矿的软熔滴落功能    烧结矿的矿藏组成决议了其软熔滴落功能，因为钒钛烧结矿高熔点矿藏多，致使其软化温度高，一起又因高熔点矿藏熔点不同大，因而其熔滴温度区间宽，且滴落过程中渣铁分离差，渣中带铁多。影响钒钛烧结矿软熔滴落功能的首要要素有烧结矿的碱度、TiO2含量等。    碱度对钒钛烧结矿软熔滴落功能的影响研讨。随碱度进步，烧结矿软化开端温度(Ta)、软化终了温度(Ts)(熔化开端温度)、开端熔滴温度(Tm)上升，软化温度区间(ΔTs-a)和熔滴温度区间(Tc)变窄，压差陡升，温度(TΔp)上升，最高压差(ΔPmax)减小，熔滴带厚度(H)变薄。    TiO2含量对钒钛烧结矿软熔滴落功能的影响的的研讨。随烧结矿中TiO2含量添加，开端滴落温度下降，压差陡升温度下降，最高压差减小，软熔温度区间变宽，滴落时刻延伸。

烧结技术是我国人造富矿的主要手段。1996年共生产人造富矿16095.6万t，其中重点企业9485.9万t，占58.9%，地方国营企业6133.7万t，占38.1%。    我国在细精矿烧结的技术上已达到相当水平。鞍钢早在50年代初就在烧结机上成功地把酸性烧结矿制作方法改为碱性烧结矿制作方法，在世界上第一个用消石灰或生石灰作熔剂解决了细精矿烧结问题。    烧结球团的装备水平也有所提高，全国共有烧结机419台，总面积15522ｍ２，其中：130ｍ２级以上的烧结机有22台，合计面积4107ｍ２；24～129ｍ２的烧结机197台，合计面积9387ｍ２；小于24ｍ２的烧结机200台，合计面积2028ｍ２。1994年2月24日在马鞍山钢铁厂投产的300ｍ２烧结机，是我国除宝钢外自行设计、制造和建设的规模最大的现代化烧结机。    全国1995年烧结的主要技术经济指标为：利用系数1.36ｔ／(ｍ２•ｈ)，烧结矿品位53.00％，烧结机日历作业率80.94％，烧结矿合格率为84.92％，工人劳动生产率为2170ｔ／(ｈ•ａ)。

一、概述       烧结焙烧除烧结机鼓风烧结外，还有其它烧结办法，如烧结机吸风烧结、烧结盘、烧结锅等。因为工艺相对落后，烟气二氧化硫浓度低，不能制酸，污染环境，因而仅一些老厂或小厂仍保存运用。       烧结所用质料、熔剂以及吸风烧结工艺流程等基本上与鼓风烧结相同。烧结锅的出产工艺流程实例见图1和图2。    图1  水口山三冶出产工艺流程图    图2  栾川冶炼厂冶炼工艺流程图       二、技能操作条件       （一）烧结机吸风烧结       1、混合料成分和粒度       吸风烧结混合料的含铅量操控在45%以下，一般为38%～43%。含铅高，烧结进程炉料易熔结，粘结台车篦条和吸风箱，恶化劳动条件，增大工人打炉结的劳动强度。因而，在配猜中往往参加水碎渣进行稀释。混合料一般含硫操控在5%～7%，当参加水碎渣后，焦粉参加量一般为炉料分量的0.3%～3%。混合料粒度操控是9mm以上10%～15%，6～9mm20%～25%，3～6mm40%～45%，3mm以下的10%～20%。硫含量下降，可补加焦粉以坚持烧结进程的热平衡。       2、布料办法       为了将混合料均匀撤在台车上，尽可能不发生粒度偏析，并坚持混合料呈松懈状况。吸风烧结机选用的布料办法有以下四种：       （1）摆式给料机布料。       （2）梭式布料机布料。       （3）圆辊布料机布料。       （4）圆辊与摆式或梭式布料机联合布料。       摆式布料机布料时，布料不均匀且粒度易偏析，一般只在较窄的烧结机上运用。梭式布料机布料时，落差较大，混合料易压紧。若料斗料面较高，此种现象更为严峻。圆辊给料机布料时，虽设备工作牢靠，但布料均匀性不及梭式布料机。但选用圆辊布料机与摆式给料机，特别是与梭式布料机联合布料时，布料较均匀、松懈，尤其是当烧结机宽度较大时，长处更为显着，其缺陷是两种设备堆叠所占空间高。       表1为摆式给料机的技能功能实例。   表1  摆式给料机的技能功能实例项    目单  位烧结机规格，m221.51828规    格 摆    距 摆    次 摆    角 电机功率mm mm 次/min ° kW  1500   60 4.5550×550×1100 1500 30 60 4.2  2000 18 60 4.0       表2为梭式布料机的技能功能。   表2  梭式布料机的技能功能规  格胶带速度 m/s布料速度 m/s往复次数 次/min产值 t/h布料电动机胶带电动机机质量 t1000×3800 1200×45001.2 1.20.2 0.32 3570 4006kW 5.5kW3kW 5.5kW2.5         表3为圆辊给料机的技能功能。   表3  圆辊料机的技能功能规  格排料辊给料才能t/min电动机质量 kg出产厂直径，mm宽度，mm转速，r/min类型功率，kWΦ1032×2590 Φ600×14001032 6002590 14002.03～8.13 15.810.8 2.5～3.7ZO2－91  7.5 38720 2137沈重 544·01·00 鞍矿院PB7       3、温度       吸风烧结多用焦炭焚烧，国外也有用液体或气体燃料焚烧的。焦炭粒度20～50mm，焚烧温度一般为750～950℃，跟着烧结台车的运转，各吸风箱温度随之改变，焚烧风箱最低，一般为50～80℃，今后逐步升高，到尾部2～3个风箱时，温度达200～300℃，烟气平均温度为120～200℃。出产中为防止烧结料层温度过高和铅熔化后粘结炉篦条及风箱，一般操控1#风箱不大于80℃，尾部6#风箱小于200℃，并尽量做到1#风箱＜2#风箱＜3#风箱＜4#风箱＜5#风箱＜6#风箱。       4、风量与风压       在其他条件一守时，经过烧结料层的风量与吸风箱负压的巨细是决议烧结出产作用的重要因素。烧结机的产值一般与风量成正比。料层阻力一守时，经过料层的风量在必定规模与负压成正比。所以，当负压在6000Pa之内，出产才能随吸风箱负压的进步而成正比例上升，负压超越6000Pa则会引起过早烧结，使烧结块质量下降。低于2000Pa时，因为风量缺乏，烧结进程反响进行缓慢，出产才能则急剧下降。因而一般风机负压操控在5000～6000Pa。出产中吸风箱负压操控规模是：1#吸风箱3000～3500Pa，顺次逐步增高到4500～5500Pa，最终一个风箱又降到3500～4500Pa，这是因为吸风箱的负压取决于炉料层的透气性之故。       吸风烧结所需理论空气量可依据冶金核算断定。但因为吸风烧结机漏风严峻，过剩空气系数大，实践空气需要量往往大于理论耗费量的5～10倍，致使吸风强度高达60～80m3/（m2·min），因而烟气SO2浓度也低，一般2%以下，工业上难以运用。       5、料层与车速       因为吸风烧结为一次辅料，料层厚度一般为160～240mm。台车速度700～1000mm/min。车速与料层应依据详细质料状况选取，如对含铅含硫都低、难于熔结的炉料，可选用厚料层、慢车速。这样料层阻力增大，空气吸入量相对削减，热运用率较好，可进步烧结反响带的温度，使烧结进程杰出。而对处理含铅和硫高的易熔炉料则选用薄料层，快车速，这样能削减料层阻力，使空气易于透过，可防止炉料过早烧结，进步进程的脱硫率和改进烧结块质量。       （二）烧结盘和烧结锅烧结       烧结盘、烧结锅的烧结烟气含二氧化硫浓度低，并且不稳定，现在均排入大气，严峻污染周围环境。       烧结盘和烧结锅均系连续作业的设备。烧结盘烧结进程包含：进料－焚烧－烧结－卸料。作业周期30～60min，其风量、风压要求与吸风烧结机要求近似。烧结锅烧结进程包含：打底－焚烧－装料－焖锅－出锅。烧结锅风压随料层增高而添加，打底时300～500Pa，装满料后达2800～3000Pa，鼓风强度13～14m3/（m2·min），作业周期3～4h。       表4为烧结锅烧结技能操作条件实例。   表4  烧结锅烧结技能操作条件实例项  目单  位水口山三冶温州冶炼厂济源冶炼厂栾川冶炼厂江西冶混合料成分：Pb             S 混合料含水 焦粉率 配料比：精矿         熔剂         返粉         水碎渣 烧结块成分：Pb             S 装料量 烧结时刻 料层厚度 焙烧温度：烧完根柢           烧完一半           悉数入炉 入炉风压：烧根柢           烧全锅 风量 锅负压% % % % % % % % % % t/锅 h/（锅·次） mm ℃ ℃ ℃ Pa Pa m3/min Pa＞33 ＞7 5～8 1～1.5 30～35 8～15 35～40 20～25 32～36 2～2.5 3.5～3.75 3 500～700 680～720 760～800 850～900 300～500 2800～3100 25～30 30～5040± 7～8     38 17.7 44.3   38 3± 3.3 3～4   600～700 750～800 800～900   5000（风机） 50（风机）  35～40 5～8 8～10   30～35 8～15 30～40 35～45 30～35 ≯4，一般2～3 1.3 2.5   600～720 750～800 850～900   2000（风机） 25.2（风机）  37～38 5～7 6～7 2.24 33.64 10.58 30～40 44.8 35～40 3～4 1.5 1.5～2   600～720 750～800 850～900   4500（风机）    35± 6～8 6～8   30～35 8～14 35～40 20～25 37～41 3± 3.6～4.2 3.5～4   680～720 760～800 850～900               三、产品       （一）烧结块       对烧结块质量要去首要是铅、锌含量及残硫量，其次是烧结块的块度和强度。吸风烧结、烧结盘以及烧结锅要求烧结块含铅不超越45%，一般吸风烧结为40%～42%，烧结锅为38%～43%，但单个厂也有烧结块含铅低至30%～35%的。烧结块残硫视含铜而定，一般吸风烧结为1.5%～2.5%，烧结锅为2%～3%，不大于4%。       烧结块的块度一般为50～150mm，要求坚实多孔，不夹生料。       表5为其他烧结办法所产烧结块成分实例。   表5  其他烧结办法所产烧结块成分实例厂  别成  分，%块度 mmPbZnCuSFeSiO2CaOMgO株冶 （吸风烧结机） 沈冶 （吸风烧结机）   水口山三冶 （烧结锅）   济源冶炼厂 （烧结锅） 栾川冶炼厂 （烧结锅） 南宁冶炼厂 （烧结锅）40～43   40.08～44.11     30～32     32.2～42.5   31.25～41.01   31.87～46.44  5.8～6.7   3.5～6.27     7.4   （ZnO） 1.2～1.54   4.34～6.9   5.66～8.09  1.9～2.3         0.73         0.4～0.94      1.5～2.5   1.63～2.47     2.36～3.42     0.89～1.6   2.58～3.5   2.6～4.5  11.2～13.0   11.44～14.06   （FeO） 21.22～21.87     15.6～17.7   14.45～18.8   15.88～20.2  8.3～9.9   11.18～13.14     13.9～14.26     15～18.1   16.42～24.42   14.6～17.8  5.8～7.3   6.91～9.68     10.93～11.2     9.7～11.9   3.4～5.0   0.46～0.64  5.8～7.3       （Al2O3） 2.93         6.8～7.2   1.12～2.64  50～150   50～150     50～150     30～100       126       注：株冶、沈冶已改为鼓风烧结机；济源冶炼厂正在改为鼓风烧结。       （二）烟气       烧结的烟气量、烟气温度与二氧化硫浓度，随烧结设备与工艺条件的不同而异。依据某厂出产实测，烧结锅从装料后的第3h至第4h止，其烟气含二氧化硫浓度达2%～2.4%，其他作业时刻均在1%以下，总烟气量为35000～45000m3/h，其温度为220～280℃。       吸风烧结机因负压高、漏风量大，因而产出的烟气量大，达60～80m3/（m2·min），二氧化硫浓度低，一般为1%～2%。温度150～200℃，不易运用。吸风烧结也可选用返烟办法提浓烟气，如比利时霍博肯铅厂烧结机2.0×28.5m，12个风箱。选用二段返烟提浓，从2.3.4.5号吸风箱抽制品烟气，其二氧化硫浓度达4.5%～5.5%，烟气量为300～360m3/min，硫运用率达90%以上。但选用吸风返烟办法提浓烟气，往往因为烧结焙烧温度的升高，使炉料易于熔结，透气性恶化，不利于作业进行。       （三）烟尘       烟尘产率一般为1%～3%，但烧结锅可高达3%～6%，烟尘中常含有多种有价金属，是收回铅，提取镉、、以及其他金属的重要质料。烧结烟尘成分实例列于表6。   表6  其他烧结办法所产烟尘成分实例，%厂  别烧结办法PbZnCuSFeSiO2CaOMgOCdAsSb南宁冶炼厂 水口山三冶 株    冶 沈    冶烧结锅 烧结锅 吸风烧结机 吸风烧结机40.69 67.55～69.9 58.86 67.862.79   1.67 2.7      0.336.68 6.84～7.14 16.01 8.19.61     1.3412.73     1.364.66     4.540.23          0.24 1.27  0.48～2.98   1.25  0.64～0.8   0.72     注：株冶、沈冶已改吸风烧结为鼓风烧结。       四、首要技能经济目标       （一）吸风烧结首要技能经济目标       国内外吸风烧结首要技经目标实例列于表7。   表7  国内外烧结机吸风烧结首要技能经济目标实例项  目单  位特雷尔 （加拿大）埃尔－帕索 （美国）欧罗亚 （秘鲁）株  冶沈  冶会泽铅锌矿烧结机台数 运用烧结机面积 台车速度 料层厚度 生料参加量   返粉与生料比   混合料含硫 混合料含水 返粉含硫 烧结块产值 烧结块含铅 烧结块含硫 烧结机床能率 烧结机脱硫强度 脱硫率 烧结有用块率 烟气SO2浓度 烟气量 焚烧燃料 燃料耗费 烧结铅收回率台 m2 m/min mm t/d   %   % % % t/d % % t（m2·d） t（m2·d） % % % m3/min 天然气 m3/h %3 116 1.1 180～190 2400～2700   100～150   约7.5 7.5 2.5 2150～2400 42～45 1.5～2 49.5 1.6～2.0 72.2 32 1.5～2.0 5000 天然气 170（每台）  6 70 1.8 127 1250～1400   110～120 （预焙烧） 8～8.5 6～8 4～5 1100～1200 13～20 1.1～1.4 40 1.8～2.0 64.6 33   1100      11 94.11     约900       7.3     约810 41.2 1.5                  1 18 0.7～0.8 180～220   （返粉率） 70～75   6.5 5～7 2～4 152～166 40～45 1.5～2.0 30± 0.6± 56～77 24～27 ＜1～2 417 焦炭 13～15kg±/t·块 99～99.22 36 ～0.8 180～220   （返粉率） 60～65   5～7 5～7 3± 432± 40～45 ≤2 28～30 0.5～0.65 30～40 35～40 ＜1～2 407～492 重油   98.5～992 36 0.6～0.7 180～220   （返粉率） 40～50   低S 17～20 0.5± 162～180 6～26 ＜0.5 7～9     50～60   417 重油   95±     注：株冶、沈冶现已改为鼓风烧结，表中数据系改造前的。       （二）烧结盘、烧结锅首要技经目标       表8为烧结盘、烧结锅首要技经目标实例。   表8  烧结盘、烧结锅首要技经目标实例项  目单  位水口山三冶江西冶澜沧冶炼厂栾川冶炼厂烧结设备类型 设备规格   料层厚度 混合料含水 返粉率 吸风压力 鼓、吸风强度 烧结时刻   烧结温度 处理量 运用系数 烧结块含硫 烧结块含铅 有用块率 脱硫率 铅的收回率 年工作日  m   mm % % Pa m3/（m2·min） h/（锅·次）   ℃ t/（锅·d） t/（m2·d） % % % % % d/a烧结锅 Φ2.1×0.5   500～700 5～8 30～40 2800～3000 25～30m3/锅 3   850～900 26～28 6.0 2～2.5 32～36 55～65 60～65 99.9 230烧结锅 Φ2.1×0.7     6～8 27     3.5～4   850～900 25～28 4.0 ～3 37～41 ～60 45～50 99.9 270烧结盘 3.05×4.88 ＝14.884m2 250～280   25 8600（风机） 50（风机） 焚烧：5～7min 作业：30～60min 约1050 5.5～6t/（m2·d） 3.3～3.6   41.5 60   98.0 330烧结锅 Φ1.4×0.45     6～7 30～40     1.5～2.0   850～900 16～24 10.4～15.6 3～4 35～40 50～60 50～70   230～250       五、首要设备挑选       （一）焦炭焚烧炉       吸风烧结用焦炭焚烧炉炉篦面积按下式核算：   F＝Q低用B/q       式中：          F－炉篦面积，m3；          Q低用－所用焦炭的最低发热量，kJ/kg；          B－焦炭焚烧量，kg/h；          q－炉篦面积热强度，MJ/（m2·h），关于碎焦炭，一般为3767。       炉篦的缝隙面积，在强制鼓风时一般为炉篦总面积的10%～15%，下火口宽度和长度的断定与气体和液体燃料相同。       （二）吸风烧结机       吸风烧结机的挑选与核算可参照鼓风烧结机进行。       （三）烧结盘       烧结盘的面积按下式核算   F＝Q/hγn       式中：          F－烧结盘面积，m3；          Q－日处理混合料量，t；          h－料层厚度，m；一般为0.25～0.3；          r－混合料堆积密度，t/m3；          n－每日作业次数，一般为16～20次。       烧结盘长宽比一般为1.5～2.0∶1。我国已有的烧结盘规格为4.88×3.05＝14.884m2。       （四）风机       吸风烧结时，为使烟气温度坚持在露点以上，应将温度低和温度高的烟气混合，一般宜选用1台排风机。如选用吸风返烟烧结，则依据返烟次数而选用多台风机。       表9为烧结风机实例。   表9  烧结风机实例厂  别烧结设备风  机  性  能台数规格台数用处类型风量，m3/h风压，Pa江西冶烧结锅 Φ2100mm6新鲜风风机9－19－11Na.5A300053346水口山三冶烧结锅 Φ2100mm11新鲜风风机 新鲜风风机 新鲜风风机罗茨8# 罗茨9# 罗茨10#3810 6720 942017640 14710 29401 1 1株冶吸风烧结机 18m21烟气排风机y7－44－1No.13 1/2 y－锅炉引风机50000 510004600 58801 2会泽铅锌矿吸风烧结机 18m21烟气引风机 7500088201     注：株冶系改造前数据。       六、车间装备参阅图       （一）烧结盘烧结的车间装备参阅图       烧结盘烧结的车间装备参阅图见图3。    图3  两台1.8m2烧结盘的烧结车间装备实例   1－电动小车；2－0.4m3混凝土搅拌机；3－Φ300×300对辊破碎机； 4－1t地中衡；5－1.8m2烧结盘；6－斗式提升机；7－250×150颚式破碎机； 8－离心风机；9－高压离心风机；10－双管旋涡收车器；11－1t电葫芦； 12－槽形给矿机   （因故图表不清，需要者可来电免费讨取）       （二）烧结锅烧结的车间装备参阅图       烧结锅烧结的车间装备参阅图见实例图4。    图4  7台Φ2100烧结锅的烧结车间装备实例   1－胶带输送机；2－Φ2100烧结锅；3－高压离心风机；4－装烧结矿盘； 5－5t单梁桥式起重机；6－桥式皮带锤；7－400×600颚式破碎机；8－固定筛； 9－烧结矿料仓；10－焦炭仓；11－胶带输送机；12－胶带输送机； 13－Φ900双辊料车提升机  （因故图表不清，需要者可来电免费讨取）

烧结的目的是使不能直接入炉的粉锰矿变为具有一定粒度并符合冶炼要求的块状炉料，以改善高炉炉料的透气性。同时通过烧结，改变粉锰矿的物理特性和化学组成，使其冶金性能得到显著改善。 一、锰矿石烧结的目的和特点 锰矿石的烧结可以在带式烧结机上完成，也可以采用烧结盘、烧结锅或土法烧结来完成。因环保的原因，现在锰矿石的烧结通常采用带式烧结机，其他方法现很少采用。带式烧结机烧结的工艺流程如图1。各种原料由料仓按配比卸出后，经皮带运到圆筒混料机，与热筛的热返矿和冷筛的冷返矿进行混合，再进入烧结机烧结段进行烧结;烧结完后在机尾卸矿，经单辊破碎机破碎后进入热筛，筛下的小颗料进入圆筒混料机。筛上部分进入带冷机，经冷却后，再过冷筛，小于8mm的进入圆筒混料机。6~15mm的一部分做铺底料，剩余部分与大于15mm的全进入成品仓。 锰矿石有多种矿物形式，有的含结晶水，有的含碳酸盐，锰的氧化物在受热时还易发生氧化还原反应。锰矿石结构疏松多孔，吸水性强，松软锰矿含水甚至高达50%。锰矿石在烧结过程中受高温作用，水分会蒸发，碳酸盐会分解，锰的氧化物会发生氧化还原反应。同时反应生成的氧化亚锰和四氧化三锰与锰矿石脉石中的二氧化硅很容易生成锰橄榄石[MnSiO3]，或铁锰橄榄石[(MnFe)SiO4]，在有CaO存在时，还有钙锰橄榄石[(CaMn)SiO4]等低熔点液相，成为烧结的粘结相。 烧结的目的是使不能直接入炉的粉锰矿变为具有一定粒度并符合冶炼要求的块状炉料，以改善高炉炉料的透气性。同时通过烧结，改变粉锰矿的物理特性和化学组成，使其冶金性能得到显著改善。 锰矿石烧结的机理与铁矿石烧结的机理基本相同。即主要靠烧结时产生的液相来粘结矿物颗粒，形成类似焦炭状的多孔且具有足够强度的烧结矿。其化学成分根据冶炼要求，通过配矿可以制成不同化学成分、不同碱度的锰烧结矿。 锰烧结矿中，锰以硅酸盐状态存在，其还原性能要比游离状态的锰氧化物差得多，在冶炼时要多消耗热量，且影响锰的回收率。但通过增高烧结矿碱度的方法，促使碱性氧化物与酸性氧化物结合，以置换出酸性液相中的锰的氧化物，这样则有利于冶炼过程中锰的还原。 自然碱度的锰烧结矿因无硅酸二钙和游离的氧化钙，可以长期贮存，但自熔性特别是高碱度锰烧结矿，上述二种物相均存在，会因水化和晶变而使烧结矿严重地产生自发性碎裂，形成大量粉末，因而不适宜长时间贮存。 研究表明，任何锰矿石在烧结时分解出的MnO对氧有极强的亲合力，使锰迅速氧化成较高价氧化物，也极易与SiO2形成稳定的硅酸盐类液相。由于MnO在烧结矿中的大量存在，大大降低了液相粘度和结晶温度。烧结过程中，生成熔点低、粘度小及流动性好的液相，遇到穿过料层的高速气流(1.4~1.6m/s)时，极易形成大孔薄壁的烧结矿结构。因此，在锰矿烧结时液相强度较铁矿石结构弱的情况下，应力求避免烧结矿石过冷却，保证液相结晶形成，得到足够强度的烧结矿。 与铁矿石结构相比，锰矿石烧结具有烧损大，热耗高，软化温度区间窄，松散密度小，透气性好，产品强度低，返矿率大等特点(表1)。表1 锰烧结矿与铁烧结矿比较项目单位碳酸锰烧结矿氧化锰烧结矿一般铁烧结矿烧损%27～2810～15　热耗×104kJ/t247.8～411.6378～504247.8～252软化温度区间℃100120220矿粉松散密度t/m31.65～1.701.322.0～2.5垂直烧结速度mm/min28～33　20～27返矿率%30～4035～4020～30转鼓指数＞5mm%86～8482～7585～83锰矿石烧结要消耗大量的热量，同时烧损大，产品结构疏松，为了使烧结中产生较多的液相，以保证产品有足够的强度，适当增加燃料比是必要的。一般配料中，燃料配比为8%~10%。 锰矿石受热分解如果过于激烈，矿物会产生爆裂，爆裂的细粒易使点火器炉壁结渣，降低其寿命，因此锰矿石烧结机点火器长度宜适当延长，增加预热段，减缓爆裂。 粉锰矿松散密度小，烧损大，料层透气性好，因而适当压料和加厚料层烧结会取得好的效果。 锰烧结矿中有一部分锰以低价氧化物方锰矿(MnO)和黑锰矿(Mn2O4)存在，在低温下，与氧有较大的亲合力，在通风冷却过程中，将发生氧化反应而放出热量，使锰烧结矿的冷却过程变得复杂，冷却速度变慢。 由于锰矿石烧结存在一些有别于铁矿石烧结的特点，在选择锰矿石烧结工艺流程和进行设计时，要充分考虑。通过试验研究和比较来确定。 二、锰矿烧结技术的进步 锰烧结矿的生产工艺与铁烧结矿的生产工艺基本相同，只要根据锰矿石烧结的特点，对设备和工艺过程做些相应的调整，以适应锰矿石烧结。随着科学技术的发展，锰矿石烧结技术也迅速发展。设备和工艺方面的进步主要有以下几点： (1)烧结机由老式弯道型发展为较先进的摆架型及平移架型。 (2)热矿生产发展为冷矿生产。带式冷却机替代问题较多的振动式冷却机。 (3)采用了先进的铺底料工艺及制粒系统。可延长台车寿命，降低炉蓖消耗，降低废气含尘量。 (4)生产指标不断改善： 烧结利用系数已达到1.20t/(m2·h)。 单位燃料消耗逐渐降低，根据原料、产品的不同，燃料比一般在120~150kg/t。 烧结机作业率增高，已达90%以上。 烧结返矿率大幅度降低，已达10%~15%。 (5)采用了厚料层烧结、高碱度(高氧化镁)烧结、混合料添加消石灰等强化烧结措施。 (6)建立了完善的除尘系统，改善了工作环境，减少了粉尘污染。 锰矿烧结技术的发展，提高了锰烧结矿的产量，改善了锰烧结矿的质量，因而能为冶炼工序提供优质的锰矿原料。 三、锰矿烧结对原料的要求 锰矿烧结的主要原料有锰粉矿(粉锰矿，锰选精矿)、熔剂(石灰石，白云石)、燃料(焦粉，无烟煤)。通常烧结过程中，处于高温带的厚度仅为15~40mm，所有烧结反应仅在0.5~1.5min内完成。同时又要使烧结料层有良好的透气性，并最终获得符合质量要求的烧结矿。因此对烧结原料的物理化学性能有相应的要求。 (1)锰粉矿锰粉矿的粒度上限应严格控制。锰矿烧结较适宜的粒度应为0~6mm;含有少量6~10mm的也可以烧结，但应小于12%。粒度过粗，会在烧结中形成“夹生”现象。粒度过粗，料层透气性过高，空气带走的热量过多，使粗粒度来不及完全反应，或仅颗粒表面熔结，势必造成结构疏松和质量低的产品。如果粒度过细，则会严重降低烧结料层的透气性。此时应加强制粒工作，必要时可配入适量的粘结剂(石灰、消石灰、膨润土、木质素等)，使细粒度的锰精矿粉形成单独的小球或以返矿为核心的外包精矿粉小球，但该小球要求具有足够的机械强度和抗高温热冲击能力。 (2)熔剂添加熔剂的类型主要有石灰石和白云石、生石灰和消石灰，其添加的数量根据冶炼的要求来确定。 石灰石和白云石较便宜，且劳动条件较好。为保证熔剂在烧结过程中完全反应，通常采用0~3mm粒度范围。粒度过粗时，在烧结矿中会出现大量的游离氧化钙，在贮存过程中易发生水化作用，而使烧结矿强度变差，粉末增多。在生产中，添加的熔剂量越多，其粒度要求越细。这样才能使其在烧结料内分布均匀和反应完全。 为了使熔剂中的有效氧化钙量增大，应选择含酸性脉石成分尽可能少的熔剂。 在烧结料中配入一定量的生石灰或消石灰，能强化制粒。这对改善细粒粉矿的制粒和烧结性能是十分有利的。 (3)燃料配入烧结料的燃料要求挥发分低，灰分少，含碳量高。 配入烧结混合料中的燃料要保证高温燃烧带达到1300℃的时间为lmin左右，以使锰粉矿完全烧结。燃料粒度控制通常是0~3mm，平均粒度1.2~1.5mm。如果粒度过细，会形成闪烁燃烧，高温保持时间不足;若粒度过粗，则会形成较多的局部还原区，高温保持时间延长，燃烧带扩大，粒层阻力增大。因而对0~6mm的粉矿烧结，燃料粒度为0~3mm为宜。但当粉矿粒度增大到0~10mm，则燃料粒度应为0~5mm。同时燃料粒度的选择也要考虑其燃料的反应性，反应性强的无烟煤粒度可达0~6mm，反应性弱的焦粉，其粒度应为0~3mm。

鼓风烧结配料所采用的熔剂粒度小于6mm。配加的熔剂和数量须根据鼓风炉渣成分（即渣型）计算确定。       一、硅质熔剂  一般用石英石，含SiO290%以上。若用河砂或含金石英石，SiO2含量可适当降低，但不小于75%。       二、铁质熔剂  多用烧渣，含Fe45%以上。也可用铁屑或铁矿石。       三、块状石英石（尤其含金石英石）、铁矿石粒度大于30mm时，也可直接加入鼓风炉。       表1为熔剂的化学成分实例。   表1  熔剂的化学成分实例，％熔剂名称FeCaOSiO2Al2O3MgOPbZnSAuAg石灰石10.5754.330.95       石灰石20.4155.731.340.330.59     石灰石30.353.970.620.230.89     石英石10.191.0891.80.14      石英石20.52.2197.12       石英石31.261.0894.86       河砂12.41.3575.853.04      河砂21.510.687.48       河砂33.02.074～80  0.30.10.1  烧渣147.44.158.2       烧渣243.866.29.31       烧渣347.554.3510.21       平江金精矿38.120.0433.975.62 0.150.195.67133.815.4灵宝精矿14.230.640～60  0.2～1.80.2718～2430～70100～400秦岭精矿16.980.6347.47  5～131.5920.270150浸出渣银精矿8.243.214.241.41 4.8341.124.62.0560铜浸出渣30～40 30～35  0.01  8～10140     注：Au、Ag的单位为g/t。

一、锰矿石烧结的目的和特点    锰矿石的烧结可以在带式烧结机上完成，也可以采用烧结盘、烧结锅或土法烧结来完成。因环保的原因，现在锰矿石的烧结通常采用带式烧结机，其他方法现很少采用。带式烧结机烧结的工艺流程如图1。    各种原料由料仓按配比卸出后，经皮带运到圆筒混料机，与热筛的热返矿和冷筛的冷返矿进行混合，再进入烧结机烧结段进行烧结；烧结完后在机尾卸矿，经单辊破碎机破碎后进入热筛，筛下的小颗料进入圆筒混料机。筛上部分进入带冷机，经冷却后，再过冷筛，小于8mm的进入圆筒混料机。6~15mm的一部分做铺底料，剩余部分与大于15mm的全进入成品仓。    锰矿石有多种矿物形式，有的含结晶水，有的含碳酸盐，锰的氧化物在受热时还易发生氧化还原反应。锰矿石结构疏松多孔，吸水性强，松软锰矿含水甚至高达50%。锰矿石在烧结过程中受高温作用，水分会蒸发，碳酸盐会分解，锰的氧化物会发生氧化还原反应。同时反应生成的氧化亚锰和四氧化三锰与锰矿石脉石中的二氧化硅很容易生成锰橄榄石[MnSiO3]，或铁锰橄榄石[(MnFe)SiO4]，在有CaO存在时，还有钙锰橄榄石[(CaMn)SiO4]等低熔点液相，成为烧结的粘结相。    烧结的目的是使不能直接入炉的粉锰矿变为具有一定粒度并符合冶炼要求的块状炉料，以改善高炉炉料的透气性。同时通过烧结，改变粉锰矿的物理特性和化学组成，使其冶金性能得到显著改善。    锰矿石烧结的机理与铁矿石烧结的机理基本相同。即主要靠烧结时产生的液相来粘结矿物颗粒，形成类似焦炭状的多孔且具有足够强度的烧结矿。其化学成分根据冶炼要求，通过配矿可以制成不同化学成分、不同碱度的锰烧结矿。    锰烧结矿中，锰以硅酸盐状态存在，其还原性能要比游离状态的锰氧化物差得多，在冶炼时要多消耗热量，且影响锰的回收率。但通过增高烧结矿碱度的方法，促使碱性氧化物与酸性氧化物结合，以置换出酸性液相中的锰的氧化物，这样则有利于冶炼过程中锰的还原。    自然碱度的锰烧结矿因无硅酸二钙和游离的氧化钙，可以长期贮存，但自熔性特别是高碱度锰烧结矿，上述二种物相均存在，会因水化和晶变而使烧结矿严重地产生自发性碎裂，形成大量粉末，因而不适宜长时间贮存。    研究表明，任何锰矿石在烧结时分解出的MnO对氧有极强的亲合力，使锰迅速氧化成较高价氧化物，也极易与SiO2形成稳定的硅酸盐类液相。由于MnO在烧结矿中的大量存在，大大降低了液相粘度和结晶温度。烧结过程中，生成熔点低、粘度小及流动性好的液相，遇到穿过料层的高速气流(1.4~1.6m/s)时，极易形成大孔薄壁的烧结矿结构。因此，在锰矿烧结时液相强度较铁矿石结构弱的情况下，应力求避免烧结矿石过冷却，保证液相结晶形成，得到足够强度的烧结矿。    与铁矿石结构相比，锰矿石烧结具有烧损大，热耗高，软化温度区间窄，松散密度小，透气性好，产品强度低，返矿率大等特点(表1)。表1            锰烧结矿与铁烧结矿比较项目单位碳酸锰烧结矿氧化锰烧结矿一般铁烧结矿烧损%27～2810～15　热耗×104kJ/t247.8～411.6378～504247.8～252软化温度区间℃100120220矿粉松散密度t/m31.65～1.701.322.0～2.5垂直烧结速度mm/min28～33　20～27返矿率%30～4035～4020～30转鼓指数＞5mm%86～8482～7585～83     锰矿石烧结要消耗大量的热量，同时烧损大，产品结构疏松，为了使烧结中产生较多的液相，以保证产品有足够的强度，适当增加燃料比是必要的。一般配料中，燃料配比为8%~10%。    锰矿石受热分解如果过于激烈，矿物会产生爆裂，爆裂的细粒易使点火器炉壁结渣，降低其寿命，因此锰矿石烧结机点火器长度宜适当延长，增加预热段，减缓爆裂。    粉锰矿松散密度小，烧损大，料层透气性好，因而适当压料和加厚料层烧结会取得好的效果。    锰烧结矿中有一部分锰以低价氧化物方锰矿(MnO)和黑锰矿(Mn2O4)存在，在低温下，与氧有较大的亲合力，在通风冷却过程中，将发生氧化反应而放出热量，使锰烧结矿的冷却过程变得复杂，冷却速度变慢。    由于锰矿石烧结存在一些有别于铁矿石烧结的特点，在选择锰矿石烧结工艺流程和进行设计时，要充分考虑。通过试验研究和比较来确定。[next]    二、锰矿烧结技术的进步    锰烧结矿的生产工艺与铁烧结矿的生产工艺基本相同，只要根据锰矿石烧结的特点，对设备和工艺过程做些相应的调整，以适应锰矿石烧结。随着科学技术的发展，锰矿石烧结技术也迅速发展。设备和工艺方面的进步主要有以下几点：    (1)烧结机由老式弯道型发展为较先进的摆架型及平移架型。    (2)热矿生产发展为冷矿生产。带式冷却机替代问题较多的振动式冷却机。    (3)采用了先进的铺底料工艺及制粒系统。可延长台车寿命，降低炉蓖消耗，降低废气含尘量。    (4)生产指标不断改善：    烧结利用系数已达到1.20t/(m2·h)。    单位燃料消耗逐渐降低，根据原料、产品的不同，燃料比一般在120~150kg/t。    烧结机作业率增高，已达90%以上。    烧结返矿率大幅度降低，已达10%~15%。    (5)采用了厚料层烧结、高碱度(高氧化镁)烧结、混合料添加消石灰等强化烧结措施。    (6)建立了完善的除尘系统，改善了工作环境，减少了粉尘污染。    锰矿烧结技术的发展，提高了锰烧结矿的产量，改善了锰烧结矿的质量，因而能为冶炼工序提供优质的锰矿原料。    三、锰矿烧结对原料的要求    锰矿烧结的主要原料有锰粉矿(粉锰矿，锰选精矿)、熔剂(石灰石，白云石)、燃料(焦粉，无烟煤)。通常烧结过程中，处于高温带的厚度仅为15~40mm，所有烧结反应仅在0.5~1.5min内完成。同时又要使烧结料层有良好的透气性，并最终获得符合质量要求的烧结矿。因此对烧结原料的物理化学性能有相应的要求。    (1)锰粉矿锰粉矿的粒度上限应严格控制。锰矿烧结较适宜的粒度应为0~6mm；含有少量6~10mm的也可以烧结，但应小于12%。粒度过粗，会在烧结中形成“夹生”现象。粒度过粗，料层透气性过高，空气带走的热量过多，使粗粒度来不及完全反应，或仅颗粒表面熔结，势必造成结构疏松和质量低的产品。如果粒度过细，则会严重降低烧结料层的透气性。此时应加强制粒工作，必要时可配入适量的粘结剂(石灰、消石灰、膨润土、木质素等)，使细粒度的锰精矿粉形成单独的小球或以返矿为核心的外包精矿粉小球，但该小球要求具有足够的机械强度和抗高温热冲击能力。    (2)熔剂添加熔剂的类型主要有石灰石和白云石、生石灰和消石灰，其添加的数量根据冶炼的要求来确定。    石灰石和白云石较便宜，且劳动条件较好。为保证熔剂在烧结过程中完全反应，通常采用0~3mm粒度范围。粒度过粗时，在烧结矿中会出现大量的游离氧化钙，在贮存过程中易发生水化作用，而使烧结矿强度变差，粉末增多。在生产中，添加的熔剂量越多，其粒度要求越细。这样才能使其在烧结料内分布均匀和反应完全。    为了使熔剂中的有效氧化钙量增大，应选择含酸性脉石成分尽可能少的熔剂。    在烧结料中配入一定量的生石灰或消石灰，能强化制粒。这对改善细粒粉矿的制粒和烧结性能是十分有利的。    (3)燃料配入烧结料的燃料要求挥发分低，灰分少，含碳量高。    配入烧结混合料中的燃料要保证高温燃烧带达到1300℃的时间为lmin左右，以使锰粉矿完全烧结。燃料粒度控制通常是0~3mm，平均粒度1.2~1.5mm。如果粒度过细，会形成闪烁燃烧，高温保持时间不足；若粒度过粗，则会形成较多的局部还原区，高温保持时间延长，燃烧带扩大，粒层阻力增大。因而对0~6mm的粉矿烧结，燃料粒度为0~3mm为宜。但当粉矿粒度增大到0~10mm，则燃料粒度应为0~5mm。同时燃料粒度的选择也要考虑其燃料的反应性，反应性强的无烟煤粒度可达0~6mm，反应性弱的焦粉，其粒度应为0~3mm,[next]    四、锰矿烧结的工艺要求    (1)锰矿烧结的点火技术要求    点火器的功能要达到使混合料固体燃烧着火并强烈燃烧，把表层混合料加热到完成烧结过程所需要的温度，且能对易爆裂物料(如碳酸盐类矿和含大量结晶水类矿石)预热，以及表层点火后为已初步烧结料减少应力的目的(保温三段式)。    点火温度一般低于矿石的烧结温度，但接近其软化温度，通常为1050~1250℃，点火时间为30~60s。目前已延长到90S。相当于点火器覆盖烧结机8%~18%的有效面积。点火深度一般相当于燃烧带厚度的50%~100%(燃烧带厚度取决于燃料粒度，液相粘度与数量，负压值等，常在20~50mm范围)，对于锰粉矿，烧结带厚度参考值为25~35mm，而对于锰选精矿，烧结带厚度参考值为35mm,    锰矿烧结点火技术要求，实质上是要考虑点火器结构，烧嘴类型，相应的点火工艺参数等问题。点火用燃料一般为冶炼高炉或电炉煤气，个别也有用发生炉煤气点火的。    点火器的规格和结构应满足必要的点火时间和保证煤气完全燃烧，还要根据烧嘴的火焰特征来确定。点火器的高度，要保证火焰最高温度区与烧结料面相一致，一般混合效果差的烧嘴(即火焰长的)，要求高度大。反之亦然，高度可以低。因而烧嘴的选择对点火器高度影响有决定性作用。目前的趋势是缩小和降低点火器，以减少点火燃料的消耗。    点火器烧嘴总的趋势是选择燃烧火焰短、辐射强度大的小型烧嘴，达到高效无焰燃烧，大多采用半预混施流式火焰烧嘴和多喷式带状火焰烧嘴。其火焰长度前者为400~800mm，后者为200~400 mm。    使混合料的固体碳燃烧的着火温度要达800℃以上，而且碳燃烧需要点火热废气中含有一定的氧量。实践证明，增加点火烟气中氧浓度是强化烧结和节省燃料的有效办法。经验证明：烟气中含氧量从3%增加到13%，每增加1%可使烧结机利用系数平均增高0.5%，燃料消耗下降为每吨烧结矿0.3kg.    点火时，点火器风箱的负压应保持点火器内为零压值才适宜，这样，保证了整个点火器面积内点火温度的均匀性，而决不会降低烧结生产率。    点火后，对烧结料表层保温，要避免冷空气抽入时产生的急冷作用，保证液相结晶完善，以得到强度较高的表层烧结矿。这对任何矿种的烧结均是有利的。而点火前对烧结混合料的预热，主要是用于那些在点火时受热冲击易爆裂的矿种。对于易爆裂的矿石烧结，当不采用预热措施时，飞溅的矿物常使点火器内墙结瘤，严重时使点火器面积缩小，需要停机打瘤和修补内墙，既影响生产成本升高，又降低烧结设备的生产能力。目前采用的预热一点火一保温措施，使点火器长度占烧结机有效长度的37%。国内某厂点火器的特征值见表2。表2         点火器预热、点火、保温面积与热耗原料类型项目预热点火保温易爆裂氧化锰矿面积/m23.93.93.9时间/min1.251.251.25温度/℃800～9001150～1250637～800热耗/MJ113.04293.07113.04易爆裂褐铁矿面积/m21.954.651.65时间/min0.51.20.8温度/℃8001100～1250800～1000热耗/MJ49.16117.2441.6[next]     (2)带式烧结机锰烧结矿的冷却    烧结机均采用机械通风冷却方法，以适应生产能力大的特点。    ①机上冷却,烧结矿机上冷却是将烧结机延长，用延长部分的烧结台车来冷却烧结矿的一种静料层冷却方式。这样烧结机的前一部分叫烧结段，后一部分叫冷却段。烧结段与冷却段各有单独的风机抽风(或鼓风)，在冷却段，强制冷风穿过料层，进行热交换，冷风通过未经破碎的烧结矿层中的无数微小气孔和大量的断裂缝隙，把料层的热量带走，使烧结矿冷却下来，热废气经除尘后从烟囱排走(见图2)。一般烧结段与冷却段的面积比为1:1。机上冷却的优点是简化了流程和设备，减少了设备的维修工作和费用，可以提高设备作业率。    ②机外冷却机外冷却常采用的设备是带冷却机，也有使用链板冷却机进行烧结矿的冷却。    带式冷却机为静料层抽风(或鼓风)冷却设备(见图3)。    现在多采用鼓风冷却，因抽风冷却，热废气经过抽风机排人大气。抽风机特别是第一抽风机，往往因废气温度过高，易出故障，维修工作量大，维护也困难，难正常运行，现多采用鼓风冷却。这样就没有上述问题，风机能运行正常。    带冷机由台车、托辊、传动装置、尾部拉紧装置，密封罩、风机等组成，其优点是占地面积小，可兼做烧结成品矿的运输设备，安装检修方便，带冷机与烧结机配套面积约为1.66:1。    (3)链板冷却机链板冷却机是由链板运输机发展起来的，基本上保持了链板运输机的结构形状。但在链板底有通风条孔，其上为密封罩，冷却原理与带式冷却机相同，空气穿过篦条后再通过热烧结矿层进行热交换而达到冷却的目的。链板冷却机除了具有带式冷却机所有的优点外，还具有设备更简单，投资更省的优点。

一、概  述    高碱度烧结矿出现于20世纪60年代，以其碱度高、冶金性能优良区别于自熔性烧结矿。低温烧结技术是生产优质高碱度烧结矿和降低烧结能耗的基本措施，它出现于70年代，低温烧结技术的核心是创造适宜的温度、气氛和物质成分条件，形成大量针状铁酸钙(SF-CA)使之成为烧结矿的主要粘结相。高碱度烧结矿和低温烧结技术已经在生产实践中广泛使用。    二、高碱度烧结矿的基本特征    高碱度烧结矿既具有FeO低、还原性好的特征，又具有强度高的特征，根本原因在于其主要粘结相为铁酸钙(SFCA).    优质高碱度烧结矿的碱度值(m(CaO)/m(SiO2))一般在1.8～2.2范围之内，其铁酸钙主要以针状存在。烧结矿的冶金性能最好，能耗也低。    碱度值低于1.8，烧结矿中含铁硅酸盐液相增多，碱度值高于2.2，生成铁酸钙过多，且将有相当量的铁酸一钙，甚至铁酸二钙出现，均不利于烧结矿的强度和还原性。    三、关于铁酸钙的实验研究    鉴于铁酸钙，尤其是针状铁酸钙，对烧结矿冶金性能起决定性的影响，国内外的炼铁烧结工作者就铁酸钙进行了大量的实验研究。   （一）铁酸钙的化学构成    大量的实验研究证实，烧结矿中的铁酸钙成分除主要为Fe2O3及CaO外，均含有一定量的SiO2和Al2O3,为Fe2O3-CaO-SiO2-Al2O3四元系复合铁酸钙，其化学式为5CaO•2SiO2•9(Fe,Al)2O3,简写SFCA,并常含一些MgO、FeO等成分。用扫描电镜-能谱分析我国鞍钢、宝钢、首钢等十余家的烧结矿，结果表明，尽管他们的含铁品位、碱度和铁酸钙的形态不同，烧结矿的含铁原料各异，但所生成的铁酸钙都是铁、钙、硅、铝四元系复合化合物，其化学式均为SFCA,Fe2O3与CaO物质的量的比值在2左右，属于铁酸半钙。铁酸钙中SiO2含量和Al2O3含量分别在5%～10%和1%～3%不等。在宝钢的烧结矿中还含有Fe2O3与CaO物质的量的比值为3～4的高铁分铁酸钙.X光衍射及化学分析证明，铁酸钙中的铁主要以Fe2O3形式存在，FeO含量仅有1%左右。   （二）关于铁酸钙的强度和还原性    通过对烧结矿的主要矿物进行强度测定，得知赤铁矿的强度最高，铁酸钙次之，磁铁矿再次之，各种硅酸盐矿物，尤其是玻璃相的强度最低。参见图1 [next]     实验研究表明铁酸钙(SFCA)的还原性与赤铁矿近似，显著优于磁铁矿。铁酸钙中的m(Fe2O3)/m(CaO)的比值愈高，还原性愈好，其顺序是；铁酸半钙—铁酸—钙—铁酸二钙。针状铁酸钙属于铁酸半钙型，它的还原性最好，见图2.    1979年首钢23m3试验高炉做解剖试验时，在显微镜下观察烧结矿试样，发现金属铁优先出现于赤铁矿和铁酸钙还原形成的Fe/O周边，证实铁酸钙的还原性优于磁铁矿。针状铁酸钙存在的烧结矿的还原性明显优于以片状、柱状铁酸钙存在的烧结矿。    高碱度烧结矿中，铁酸钙的含量一般在30%～50%,其中Fe2O3的含量占70%以上，所以针状铁酸钙不仅是良好的粘结相,同时也是与赤铁矿和磁铁矿同等重要的铁矿物,而且其还原性极好.高碱度烧结矿中的SiO2,Al2O3大量进入铁酸钙中，使含铁硅酸盐液相渣大为减少，这也是高碱度烧结矿强度和还原性好的原因。针状铁酸钙是一种含Fe2+极低的粘结相，所以高碱度烧结矿的强度与FeO的含量没有直接的关系，从而打破了FeO作为烧结矿强度指标的传统观念。针状铁酸钙代替硅酸盐作为烧结矿的粘结剂，使降低SiO2,提高烧结矿的含铁品位成为可能。以前认为烧结矿的SiO2含量不能低于6%,否则强度将受到影响。目前优质高碱度烧结矿的SiO2含量已经降到4%～5%,仍然具有足够的强度。   （三）针状铁酸钙的形成机理    作者用微型烧结实验以及中断烧结杯实验过程、解剖烧结料柱等方法，对于针状铁酸钙形成的机理、工艺条件、影响因素，进行了较细致、深入的研究，下面是研究结果。    1.针状铁酸钙形成的过程    中断烧结杯实验，解剖烧结料柱，是研究针状铁酸钙形成过程的理想方法。以赤铁矿作为烧结的原料，碱度值(m(CaO)/m(SiO2))为2，中断烧结过程，解剖取样，在显微镜下分析它们的矿物组成。    用赤铁矿烧结时，在预热带中，除了石灰石分解反应外，便有较多的高钙型铁酸钙(含Si、Al的铁酸一钙、铁酸二钙）生成。在燃烧带中迅速生成大量的针状铁酸钙(SF-CA),同时有较多赤铁矿被还原为磁铁矿。在高温氧化带(指温度在1100℃以上的冷却带)中，部分磁铁矿再氧化，针状铁酸钙进一步明显增加，铁酸钙形成交织结构或与磁铁矿形成交织熔蚀结构，并将原生及再生的赤铁矿粘结起来。    用磁铁矿烧结时(碱度值也为2),预热带中主要是熔剂的分解反应，铁酸钙数量生成极少。在燃烧带中铁氧化物仍主要以磁铁矿存在，只生成少数片状高钙型铁酸钙,CaO大量固溶在磁铁矿中，及与SiO2、Al2O3等形成硅酸二钙和硅酸盐液相。在高温氧化带的温度和气氛下，大量磁铁矿氧化，新生的赤铁矿遂与硅酸二钙等成分大量形成针状铁酸钙。其化学反应可表示如下：    9(Fe,Al)2O3+2(2CaO•SiO2)+CaO固溶→5CaO•2SiO2•9(Fe,Al)2O3    研究表明，以磁铁矿为原料，也能够形成以针状铁酸钙为主要粘结相的优质高碱度烧结矿，但是较以赤铁矿为原料，针状铁酸钙生成数量少一些,FeO含量多一些。    由上述可知位于燃烧带上部的高温氧化带(1100℃以上的冷却带）对针状铁酸钙的形成，无论对磁铁矿还是赤铁矿烧结都是十分重要的，特别是对磁铁矿烧结。    2.温度对于针状铁酸钙形成的影响    将磁铁矿配成碱度值(m(CaO)/m(SiO2))2.0的烧结试样，压成小饼(Ф8mm×4mm),于空气介质中，在1260℃焙烧，仅能生成少量的片状铁酸钙。1210℃铁酸钙开始迅速生成，并向针状铁酸钙转化。1250℃下，试样中的针状铁酸钙含量达到75%～80%。温度高于1260℃,针状铁酸钙发生明显分解，转变成赤铁矿、硅酸二钙和硅酸盐液相，铁酸钙含量急剧下降。实验表明，对于磁铁矿，针状铁酸钙形成的最佳温度是1230～1250℃,而赤铁矿则为1250～1270℃.    对上述小饼实验进行了烧结杯烧结验证。碱度值为2.0的磁铁矿混合料，燃料配比按4.3%、4%、3.8%、3.6%、3.2%下降，随着燃比降低，烧结矿中的铁酸钙含量由30%提高到50%～55%，形态由多熔蚀片状变为主要为针状，FeO含量由10.6%下降到5.62%.    上述实验表明，针状铁酸钙的形成对于温度比较敏感，要求较低的烧结温度。这是生产以针状铁酸钙为主要粘结相的高碱度烧结矿需要和允许低温烧结的根本原因，说明优质高碱度烧结矿生产技术是集优质与节能为一体的。

配料→ 熔炼→ 破碎→ 制粉→ 压型→ 烧结 回火→ 磁性检测→ 机加工→ 表面处理→ 制品 首要设备：熔炼炉，破碎机组，气流磨，成形压机，真空封装机，等静压机，烧结炉，磁功用测试仪，无芯磨床，平面磨床，切片机，线切割机，车床，钻床，异形磨床，表磁计，磁通表等。 1、 配料：依据各种产品要求，选用不同配方，准确计量各种材料，其间纯铁需求除氧化层。 2、熔炼：依据要求不同，有普通熔炼炉，速凝甩带熔炼炉。熔炼炉：在高真空炉室内，运用中频2500Hz电源，依托电磁感应，使材料加热至1650°C左右，使材料彻底消融，充沛混合。在具有快速水冷却的相应锭模内快速浇铸成形。经过必定时刻，彻底冷却至50°C时出炉;速凝甩带熔炼炉：其作业原理和普通熔炼炉相同，区别在浇铸成形方法的不同，速凝甩带熔炼炉的浇铸是缓慢操控熔液慢速浇在高速旋转的水冷铜滚上，在离心力的效果下，构成0.3—0.5的薄片，待材料冷却冷至50°C时出炉。出炉产品表面不得有氧化现象，经品管查验合格进入下一工序。 3、破碎：详细分为机械破碎和氢破炉破碎。先用鄂破机将大块钢锭破成小块料，再用中碎机在氮气维护下破坏成0.5mm3巨细的粉料。粉料用抽真空、充氮维护桶装运，进行下一步制粉工序。如是甩带片可直接进入中碎机。氢破产品可直接进入下一步制粉工序。 4、 制粉：用气流磨将中碎机桶装粉料(0.5mm3)，以氮气为介质，依据颗粒破撞原理，选用多喷发，将较大颗粒破坏。再经过必定转速的分选轮分选出必定粒度粉体3-6μm，再经过旋风别离器进行气固别离，进入粉料容器。经过混粉机组进行混料进程，就能进入下一个工序压型。 5、压型：将粉料投入模具，在必定外磁场效果下，用油压机制成所需求的规格形状的进程。充氮维护粉料容器内的粉料，在氮气排氧空间内，用手艺方法或主动方法进行工艺需求的粉料单模称重。采纳袋装或氮气维护下的粉料盒，投入成型模具料腔内，在强磁场效果下，进行取向，限制，再经过相应的反向磁场退磁，取出料块，快速进行真空封装。真空封装一般有2层，第一层选用0.03mm左右的聚乙烯薄膜手艺包装以维护料块的边角。装入相对较厚的第二层0.08mm左右的聚乙烯膜袋中。放入真空封装机内，进行抽气，排气，热封，取料进程。以上进程所限制的料块相对密度较小，且密度散布不均匀，为进步料块密度，改进密度散布均匀性，需用等静压机进行二次加压。将封装无缺的料块装入等静压机腔体内密封，用液压油或水作介质，加压至20MP左右，坚持必定时刻(3-8秒)后放压取料，放置在滤油台上。依据班组指令进行剥拆包装作业。将无缺的料块装入烧结料盒，放入具有抽气充氮功用的周转容器，预备装炉，进入下一工序。 6、烧结(回火)：在高真空空间内，用高温效果于产品，使产品内部固体颗粒彼此键联，晶体空地(气孔)和晶界渐趋削减，经过物质的传递，使其总体积缩短，密度添加，最终成为具有某种显微结构的细密多晶烧结体的进程。将装有料块的料盒放置在真空烧结炉的活动炉架上，摆放规整，加盖，推入熔室，关上炉门，逐渐起动真空机组，待真空上升到必定数值时(5*10-2Pa)，发动加热烧结程序，完结整个烧结进程。完结后，充入氩气，开动风机，快速冷却至70°C时，再抽真空5*10-2Pa时，发动加热回火程序。完结后，充入氩气，快速冷却至70°C，进行第二步时效。整个进程完结后，待冷却至50°C时，放气，开门，出炉，由检测人员取样。检测合格后，可进库待用。至此整个毛坯生产进程完结。可依据订单需求进行制品生产进程。回火程序是安稳和进步内禀矫顽力的进程。

烧结是粉末冶金进程中最重要的工序。在烧结进程中，因为温度的改动粉末坯块颗粒之间发作粘结等物理化学改动，然后增加了烧结制品的电阻率、强度、硬度和密度，减小了孔隙度并使晶粒结构细密化。 一 . 界说 将粉末或粉末压坯通过加热而得到强化和细密化制品的办法和技能。 二 . 烧结分类 依据细密化机理或烧结工艺条件的不同，烧结可分为液相烧结、固相烧结、活化烧结、反响烧结、瞬时液相烧结、超固相烧结、松装烧结、电阻烧结、电火花烧结、微波烧结和熔浸等。 1 . 固相烧结 ： 按其组元的多少可分为单元系固相烧结和多元系固相烧结两类。 单元系固相烧结 纯金属、固定成分的化合物或均匀固溶体的松装粉末或压坯在熔点以下温度(一般为肯定熔点温度的2/3一4/5)进行的粉末烧结。 单元系固相烧结进程大致分3个阶段: (1)低温阶段(T烧毛0.25T熔)。首要发作金属的回复、吸附气体和水分的蒸发、压坯内成形剂的分化和扫除。因为回复时消除了限制时的弹性应力，粉末颗粒直触摸面积反而相对削减，加上蒸发物的扫除，烧结体缩短不明显，乃至略有胀大。此阶段内烧结体密度根本坚持不变。 (2)中温阶段(T烧(0.4~。.55T动。开端发作再结晶、粉末颗粒表面氧化物被彻底复原，颗粒触摸界面构成烧结颈，烧结体强度明显进步，而密度增加较慢。 (3)高温阶段(T烧二0.5一。.85T熔)。这是单元系固相烧结的首要阶段。分散和活动充沛进行并挨近完结，烧结体内的很多闭孔逐渐缩小，孔隙数量削减，烧结体密度明显增加。保温必定时刻后，全部功用均到达安稳不变。 ( 2 )多元固相烧结： 组成多元系固相烧结两种组元以上的粉末系统在其中低熔组元的熔点以下温度进行的粉末烧结。 多元系固相烧结除发作单元系固相烧结所发作的现象外，还因为组元之间的彼此影响和作用，发作一些其他现象。关于组元不彼此固溶的多元系，其烧结行为首要由混合粉末中含量较多的粉末所决议。如铜一石墨混合粉末的烧结首要是铜粉之间的烧结，石墨粉阻止铜粉间的触摸而影响缩短，对烧结体的强度、耐性等都有必定影响。关于能构成固溶体或化合物的多元系固相烧结，除发作同组元之间的烧结外，还发作异组元之间的互溶或化学反响。烧结体因组元系统不同有的发作缩短，有的呈现胀大。异分散对合金的构成和合金均匀化具有决议作用，全部有利于异分散进行的要素，都能促进多元系固相烧结进程。如选用较细的粉末，进步粉末混合均匀性、选用部分预合金化粉末、进步烧结温度、消除粉末颗粒表面的吸附气体和氧化膜等。 2. 活化烧结： 是指选用物理或化学的手法使烧结温度下降、烧结时刻缩短、烧结体活化烧结功用进步的一种粉末冶金办法.活化烧结工艺分为物理活化烧结工艺和化学活化烧结工艺两大类。 物理活化烧结： 物理活化烧结工艺有依托周期性改动烧结温度、施加机械振动、超声波和外应力等促进烧结进程。 化学活化烧结工艺： (1)预氧化烧结。 (2)改动烧结气氛的成分和含量。(3)粉末内增加微量元素。(4)运用超细粉末、高能球磨粉末进行活化烧结。活化烧结首要用于钨、钼、铼、铁、钽、钒、铝、钛和硬质化合物材料等的烧结。 活化烧结进程烧结进程是一个物理化学反响进程，其烧结反响速度常数K可用下式表明[1]:K=AexP(-Q/RT)式中A为包含反响原子磕碰的“频率要素”在内的常数;Q为烧结进程活化能;T为烧结温度。由上式能够看出，进步烧结温度T、下降烧结活化能Q和增大A值均可进步烧结速度。活化烧结是指下降烧结活化能Q的烧结办法。 完成办法活化烧结 首要是从3个方面来完成的:(1)改动粉末表面状况，进步粉末表面原子活性和原子的分散才能。(2)改动粉末颗粒触摸界面的特性，以改进原子分散途径。 (3)改进烧结时物质的搬迁办法。 [2] 活化剂的挑选原则(1).活化剂在烧结进程中构成低熔点液相(2).活化剂在基体中的溶解度应低，而基体组元在活化剂中的溶解度要大。(3).活化剂应在烧结进程中偏聚在基体颗粒之间，为基体组元间的物质搬迁供给通道。 三 . 烧结气氛 为了操控周围环境对烧结制品的影响并调整烧结制品成分，在烧结中运用以下几类不同功用的烧结气氛： 1.氧化性气氛，包含纯氧、空气、水蒸气等，用于贵金属的烧结，氧化物弥散强化材料和某些含氧化物质点电触摸材料的内氧化烧结以及预氧化活化烧结; 2.复原性气氛，包含氢、分化、煤气、转化天然气等，用于烧结时复原被氧化的金属及维护金属不被氧化，广泛用于铜、铁、钨、钼等合金制品的烧结中; 3.慵懒或中性气氛，包含氮、氩、氦及真空等; 4.渗碳气氛，即CO，CH4及其他碳氢化合物的气体，关于铁及低碳钢具有渗碳作用; 5.渗氮气氛，即NH。以及关于某些合金系而言的N2。关于不同合金，上述分类能够有改动。在烧结进程中，在不同阶段或许选用不同的气氛。 四 . 烧结防氧化 假如是气氛烧结，首要操控气氛的露点，露点太高表明气氛水分含量高，会发作氧化。假如是真空烧结，首要操控真空度，保证炉子的密封功用 五.烧结准则 烧结准则包含升温、高温烧结、冷却等几个部分。在烧结时，依据需要，能够选用快速升温，也能够选用慢速升温;能够直接升温到最高烧结温度，也能够分阶段逐渐升温，如在需预烧或脱除成形剂和润滑剂时的状况，烧结温度和保温时刻由金属特性和制品尺度决议。冷却也有慢冷、快冷和淬火等几种状况。 六 . 粉体的改动 在烧结进程中，粉末体发作以下一系列改动：表面吸附的水分或气体蒸发或分化;应力松懈;发作回复和再结晶;原子在颗粒表面、晶界或晶内分散，使颗粒间的结合由机械结合逐渐转变为冶金结合，化学组分均匀化;在有液相存在时，发作颗粒重排，固相物质的溶解和分出，液相网络供给一物质输运的快速通道。在这些进程的归纳作用下，能获得满意必定物理、化学和几许特性要求的材料或零件。 七.烧结影响要素 烧结进程受许多要素影响，它们可分为3类 第1类与材料的温度特性有关，包含自在表面能、界面能和体积自在能，以及点阵、晶界、表面分散系数等。 第2类为粉体特性，包含有用触摸面积、表面活性、体积活性、触摸面取向等。 第3类为外部要素，包含烧结气氛、烧结温度、烧结保温时刻、升温及降温速度、颗粒表面层附层状况等。 八 . 烧结设备 常用的烧结设备有箱式炉、管式炉、马弗炉、碳管炉、感应炉、推舟炉、带式炉、辊式炉、反射炉等，分接连式、半接连、接连式等几类。选用的加热办法有电阻加热，以镍铬合金、铁铬铝合金、钨、钼、碳化硅、硅化钼等作为发热元件。还能够用碳管来通电发热，有时也运用坯块自身的电阻。感应加热的运用也很遍及。除电能外，天然气、燃油、煤亦可作为加热动力。依据对温度、升降温速度、气氛、出产的接连与否等要求，挑选烧结炉及加热办法。 九.烧结时刻的断定 应该依据不同不同的原料来断定烧结的时刻和温度，温度大概在它们熔点的80%左右。 十.举例 粉末冶金高速钢，简称粉冶高速钢,或PM高速钢。选用粉末冶金办法(雾化粉末在热态下进行等静压处理)制得细密的钢坯，再经锻、轧等热变形而得到的高速钢型材,简称粉末高速钢。粉末高速钢安排均匀,晶粒细微,消除了熔铸高速钢难以避免的偏析,因而比相同成分的熔铸高速钢具有更高的耐性和耐磨性，一起还具有热处理变形小、锻轧功用和磨削功用杰出等长处。粉末高速钢中的碳化物含量大大超越熔铸高速钢的答应规模，使硬度进步到HRC67以上，然后使耐磨功用得到进一步进步。假如选用烧结细密或粉末铸造等办法直接制成外形尺度挨近制品的刀具、模具或零件的坯件，更可获得省工、省料和下降出产成本的作用。粉末高速钢的报价尽管高于相同成分的熔铸高速钢，但因为功用优越、运用寿命长，用来制作贵重的多刃刀具如拉刀、齿轮滚刀、铣刀等，仍具有明显的经济效益。 长处 粉末冶金高速工具钢因为其制作工艺的共同性, 与铸锻高速钢比较, 具有一系列优异功用： 1) 无偏析, 晶粒细微, 碳化物细微;2) 热加工性好;3) 可磨削性好;4) 热处理变形小;5) 力学功用(耐性, 硬度, 高温硬度)佳;6)扩展了高速钢合金含量, 发明了新的超硬高速钢7) 扩展了运用范畴 十一 . 粉末冶金材料和制品的往后开展方向： 1、有代表性的铁基合金，将向大体积的精细制品，高质量的结构零部件开展。 2、制作具有均匀显微安排结构的、加工困难而彻底细密的高功用合金。 3、用增强细密化进程来制作一般含有混合相组成的特殊合金。 4、制作非均匀材料、非晶态、微晶或许亚稳合金。 5、加工共同的和非一般形状或成分的复合零部件。

五、锰烧结矿的生产    (1)碳酸锰矿石的烧结    碳酸锰粉矿烧结即可完成碳酸锰的分解,又起到造块的作用,碳酸锰矿石可以生产自然碱度烧结矿(R3＜1)，高碱度高氧化镁烧结矿(R3≈2)和超高碱度烧结矿(R3＞2.8)几种产品。碳酸锰矿的烧结也可以同时配用部分氧化锰矿进行混合烧结。氧化锰矿含锰较高，烧损较低，故混合矿烧结比单一碳酸锰矿烧结，烧结矿品位较高，出矿率较高。但燃料消耗较高，利用系数较低。有关生产情况如下：    原料性质列于表3与表4。表3                   原料、燃料化学成分项目化学成分（%）MnFeSiO2CaOMgOPS烧损碳酸锰矿粉21.192.6419.6310.244.240.1211.0426.89氧化锰矿粉25～327～1612～203～71.20.08～0.09　12～18白云石粉　　0.83222　　41.73焦粉固定碳78灰分18挥发分2.5　　　表4         原料、燃料粒度组成（%）项目粒级（mm）＞1010～55～33～0粉锰矿9.9　　　白云石粉　17.6131.3151.08焦粉3.1317.6120.2159.5     由上表可知，实际生产中原料、燃料的粒度偏大，对烧结过程和技术经济指标有一定的影响。    烧结矿质量包括烧结矿化学成分、碱度及其他值列于表5。表5                   烧结矿质量成分MnFePSiO2CaOMgO含量/%21.182.720.13618.3225.5913.55成分CaO/SiO2(CaO+MgO)/SiO2Mn/FeP/MnSiO2/Mn质量比1.42.147.590.00640.887     生产过程的操作参数和技术经济列于表6。表6            烧结参数及技术指标项目单位自然碱度烧结矿高碱度烧结矿混合矿烧结矿料层厚度mm350350350台车速度m/min1.111.131.075垂直烧结速度mm/min27.828.2527.5煤气压力Pa698863.9772.59煤气流量m3/h157218441946空气流量m3/min208319792296点火温度℃106711321075烧结负压1号风箱Pa6336633260733号风箱Pa6765666367425号风箱Pa664164416509除尘前Pa754274857567附尘后Pa857182808059废气温度5号风箱℃98104886号风箱℃13714286集气管℃889280配料比粉锰矿%94.861.790～91白云石粉%　29　焦粉%5.29.310～9利用系数t/(m2·h)1.411.421.26成品率%58.6658.5175.71转鼓指数%88.3689.0388.62筛分指数%3.364.183.15[next]     (2)氧化锰矿石的烧结    新钢有2台24m2带式烧结机，用混合氧化锰矿生产烧结矿。1972年投产时，按自然碱度生产，1974年生产高碱度锰烧结矿，1977年开始生产高碱度高氧化镁烧结矿，MgO含量达10%~13%，三无碱度2.1~2.4。1982年执行低碳厚料层操作，料层厚度由300mm提高至350~380mm，并确定了低温预热--高温点火新工艺，点火器结瘤问题基本得到解决。1984年开始由热矿生产改为冷矿生产，经过一破三筛整流流程，入炉含粉率为2.7%，烧结矿质量有很大改善。    原料、燃料化学成分及粒度组成见表7和表8。表7                 原料、燃烧化学成分项目化学成分（%）MnFeSiO2CaOMgOPS烧损粉锰矿27.0910.118.94　　0.152　11.21白云石粉　　1.2732.5620.37　　　焦炭灰分　　37.075.081.460.0431.16　焦碳工艺分析固定碳75.85，挥发分3.85，灰分20.43表8                原料、燃料粒度组成（%）项目粒级/mm＞77～55～33～0合计粉锰矿18.1224.5325.631.7199.96白云石粉　0.9420.1778.3399.44焦粉1.5917.0321.7759.62100.01     生产过程操作参数见表9。进口巴西矿与国内混合烧结原料和烧结矿成分列于表10、11。表9           烧结机操作参数项目单位自然碱度烧结矿高碱度烧结矿料层厚度mm350380台车速度m/min1.92煤气压力Pa70007000煤气流量m3/(台·h)13621111点火温度℃10421055烧结负压1号风箱Pa612580623号风箱Pa591282625号风箱Pa　82377号风箱Pa606281128号风箱Pa60878237除尘器前Pa66258375除尘器前温度℃　　配料比粉锰矿%5252白云石粉%3838焦粉%1010混合料水分%10.410.4利用系数t/(m2·h)0.9370.937表10               进口巴西矿与国内矿混合烧结原料和烧结矿成分项目化学成分（%）MnFeSiO2CaOMgOP烧损配比巴西粉矿45.455.764.910.50.450.09415.746.5邵阳粉矿26.5716.0412.780.60.50.154129石灰石粉　　0.8521　434.4白云石粉　　0.83220.5　4329.5焦粉固定碳80，挥发分2.50，灰分17.3210.6表11           烧结矿的化学成分成分MnFePSiO2CaOMgO含量/%35.396.190.0886.7617.719.17成分CaO/SiO2(CaO+MgO)/SiO2Mn/FeP/MnSiO2/Mn质量比2.623.985.720.002490.191

烧结—鼓风炉熔炼法使用时间久远、技术成熟可靠、生产稳定、建设投资少、回收率高。近年来又对鼓风烧结机和烧结操作制度作了许多改进，如烧结机采用刚性滑道，以减少漏风;采用返烟烧结提高SO2浓度—非稳态制酸等。但就整体工艺而言，在环保要求日益严格的现状下，烧结—鼓风炉熔炼法仍存在一些较难继续接受的缺点： (1)无论怎样改进，烧结烟气SO2浓度依旧偏低，难以达到常规制酸工艺的要求; (2)无论采用何种烧结方式，烧结块依然含有2%～3%的残硫，鼓风炉烟气的SO2浓度通常高达4g/m3，难以经济治理，对环境污染严重; (3)烧结返料量大(～80%)，设备庞大，随烟气逸散的粉尘量大，这是导致铅污染事件时有发生的主要原因; (4)烧结过程中大量氧化反应热不能得到回收利用，而烧结块冷却后在鼓风炉熔炼又要消耗大量的冶金焦，能耗高;  (5)操作环境差、劳动、工业卫生条件差、对职工身体健康有较大危害。

根据致密化机理或烧结工艺条件的不同，烧结可分为液相烧结、固相烧结、活化烧结、反应烧结、瞬时液相烧结、超固相烧结、松装烧结、电阻烧结、电火花烧结、微波烧结和熔浸等。 　　1 . 固相烧结 ： 按其组元的多少可分为单元系固相烧结和多元系固相烧结两类。 　　单元系固相烧结 纯金属、固定成分的化合物或均匀固溶体的松装粉末或压坯在熔点以下温度(一般为绝对熔点温度的2/3一4/5)进行的粉末烧结。 　　单元系固相烧结过程大致分3个阶段: 　　(1)低温阶段(T烧毛0.25T熔)。主要发生金属的回复、吸附气体和水分的挥发、压坯内成形剂的分解和排除。由于回复时消除了压制时的弹性应力，粉末颗粒间接触面积反而相对减少，加上挥发物的排除，烧结体收缩不明显，甚至略有膨胀。此阶段内烧结体密度基本保持不变。 　　(2)中温阶段(T烧(0.4~。.55T动。开始发生再结晶、粉末颗粒表面氧化物被完全还原，颗粒接触界面形成烧结颈，烧结体强度明显提高，而密度增加较慢。 　　(3)高温阶段(T烧二0.5一。.85T熔)。这是单元系固相烧结的主要阶段。扩散和流动充分进行并接近完成，烧结体内的大量闭孔逐渐缩小，孔隙数量减少，烧结体密度明显增加。保温一定时间后，所有性能均达到稳定不变。 　　( 2 )多元固相烧结： 组成多元系固相烧结两种组元以上的粉末体系在其中低熔组元的熔点以下温度进行的粉末烧结。 　　多元系固相烧结除发生单元系固相烧结所发生的现象外，还由于组元之间的相互影响和作用，发生一些其他现象。对于组元不相互固溶的多元系，其烧结行为主要由混合粉末中含量较多的粉末所决定。如铜一石墨混合粉末的烧结主要是铜粉之间的烧结，石墨粉阻碍铜粉间的接触而影响收缩，对烧结体的强度、韧性等都有一定影响。对于能形成固溶体或化合物的多元系固相烧结，除发生同组元之间的烧结外，还发生异组元之间的互溶或化学反应。烧结体因组元体系不同有的发生收缩，有的出现膨胀。异扩散对合金的形成和合金均匀化具有决定作用，一切有利于异扩散进行的因素，都能促进多元系固相烧结过程。如采用较细的粉末，提高粉末混合均匀性、采用部分预合金化粉末、提高烧结温度、消除粉末颗粒表面的吸附气体和氧化膜等。 　　2. 活化烧结： 是指采用物理或化学的手段使烧结温度降低、烧结时间缩短、烧结体活化烧结性能提高的一种粉末冶金方法.活化烧结工艺分为物理活化烧结工艺和化学活化烧结工艺两大类。 　　物理活化烧结： 物理活化烧结工艺有依靠周期性改变烧结温度、施加机械振动、超声波和外应力等促进烧结过程。 　　化学活化烧结工艺： (1)预氧化烧结。 (2)改变烧结气氛的成分和含量。(3)粉末内添加微量元素。(4)使用超细粉末、高能球磨粉末进行活化烧结。活化烧结主要用于钨、钼、铼、铁、钽、钒、铝、钛和硬质化合物材料等的烧结。 　　活化烧结过程烧结过程是一个物理化学反应过程，其烧结反应速度常数K可用下式表示[1]:K=AexP(-Q/RT)式中A为包含反应原子碰撞的“频率因素”在内的常数;Q为烧结过程活化能;T为烧结温度。由上式可以看出，提高烧结温度T、降低烧结活化能Q和增大A值均可提高烧结速度。活化烧结是指降低烧结活化能Q的烧结方法。 　　实现方式活化烧结 主要是从3个方面来实现的:(1)改变粉末表面状态，提高粉末表面原子活性和原子的扩散能力。(2)改变粉末颗粒接触界面的特性，以改善原子扩散途径。 (3)改善烧结时物质的迁移方式。 [2] 　　活化剂的选择准则(1).活化剂在烧结过程中形成低熔点液相(2).活化剂在基体中的溶解度应低，而基体组元在活化剂中的溶解度要大。(3).活化剂应在烧结过程中偏聚在基体颗粒之间，为基体组元间的物质迁移提供通道。

一、硫化铅精矿      出产中，为了确保烧结混合料含Pb40％～45%，要求铅精矿一般含P%以上，最好为55％～60％。精矿含铅过低将添加熔剂的参加量，增大渣量，渣含铅升高。但精矿含铅过高，如含Pb达70％时，烧结进程炉料易于熔结，形成风箱、管道阻塞，恶化操作条件，一起使块率及残硫等目标变坏。      表1  为硫化铅精矿及金铅精矿的物理化学性质实例。   表1  为硫化铅精矿及金铅精矿的物理化学性质实例。品种产地化学成份，％水分％堆积 密度PbZnCuSnSbAsSFeCaOSiO2硫 化 铅 精 矿黄沙坪71.632.140.330.0830.0420.2415.894.020.671.038.0 桃林72.293.120.680.0070.0150.06513.893.290.434.167.8 宝山59.106.340.460.150.810.9118.517.370.71.538.0 凡口51.224.66＜0.20.0070.0380.3725.3913.690.251.411.872.50东波61.024.940.540.0770.210.4917.356.171.331.48.62 银山70.03.71.20.0150.1730.515.54.00.62.0  河三68.34.540.540.0070.0150.1415.975.330.252.18.88衡东67.664.271.640.010.0190.1515.983.660.452.88.39 乔口67.146.260.780.0290.0530.6315.674.180.132.168.96 香花岭61.496.00.720.050.211.0918.036.170.940.88.89 清水塘66.664.721.760.0070.70.2917.524.490.562.107.37 普安70.274.54＜0.20.0010.0530.2916.053.341.331.668.03 青城子66.01.00.20.050.090.4517.58.00.72.08.992.33柴河57.011.00.20.0060.100.0416.54.01.01.08.452.46西林54.06.00.30.020.060.1518.513.50.60.25.792.48水口山65.75.821.13 1.190.4917.824.470.131.02  温州63.148.40.5   15.32.97 6.03  元阳60.41.971.290.37 微13.94.764.0613.08  岫岩67.54.50.640.010.0380.0814.53.00.44.2  金铅 精矿文峪35.50.8 Au 40～84Ag 280～430 17.2210～230.5～86～10  东阁30.350.39 Au 40～50  15.0515.12 2～7         二、铅锌混合精矿       铅锌混合精矿的档次凹凸对冶炼作用影响非常显着，相同的设备，出产规模相差甚大。       表2为铅锌精矿档次对标准炼锌鼓风炉(I.S.F)出产能力的影响。   表2  精矿档次对标准炼锌鼓风炉出产能力的影响精矿档次，％出产规模t/a冶炼总回收率，％PbZnSPbZn12.0126.9932.45000093.6195.21173330.798000094.4294.89204029.6810000094.9295.32       对铅锌混合精矿的杂质含量有必定要求，其答应规模如下：   成分      Pb＋SiO2      As      Ge       F     ％        ＜26       ＜0.4     ＜0.1    ＜0.1       铅锌混合精矿的铅含量宜大于16%,铅锌比一般为1∶2.2左右。       表3为铅锌混合精矿物理化学成分实例。   表3  铅锌混合精矿物理化学成分实例产地化学成分，％堆积密度t/m3PbZnCuSnSbAsSFeCaOSiO2凡口15.9537.050.80.0070.0440.15630.59.00.74.01.4～1.6小铁山13.8260.84 0.10.132.4516.40.344.32 潭山17.131.10.40.010.10.229.110.1544.51.6       三、其他含铅锌物料       其他含铅锌物料有氧化铅矿以及湿法炼锌厂所产的铅渣等。       表4为其他含铅锌物料的化学成分实例。   表4  其他含铅锌物料的化学成分实例，％品种产地PbZnCuFeSiO2CaOSAsSbSn氧 化 铅 矿(料)老厂33.592.280.271.75 5.880.6127.250.510.12卡房35.132.990.132.64 2.20.325.541.250.5建水43.032.09微0.49 微3.081.912.33.66石屏39.93微0.10.61 微4.941.94.133.6柴达木354.50.315.018.03.32.50.150.010.03海渤湾201.00.0420.023.00.70.70.0760.030.025锌厂铅渣株冶25.85～34.113.07～15.710.26～1.26.18～11.012.42～3.070.667.88～8.890.260.22.07甲厂38.429.540.085.513.430.699.021.430.451.62乙厂26～3111～170.4～0.68～14.56.7～9.21～71.9～7          四、各种回来物料       （一）蓝粉和浮渣       铅锌混合精矿烧结焙烧要配入从炼锌鼓风炉体系产出的蓝粉和浮渣。蓝粉通常以泥浆状泵至返粉冷却机与返粉混合，或经过滤后直接参加配料胶带运送机上进行配料，但也可将两种方法联合运用。浮渣含铅锌较高，出产中有的工厂送烧结配料，有的工厂则经压团后回来鼓风炉处理。       表5为蓝粉和浮渣的化学成分实例。    表5  浮渣和蓝粉化学成分实例，％物料PbZnFeSCaOSiO2CCd浮渣126.9942.753.52.252.97.90.72 浮渣247.7335.383.52.152.076.890.82 浮渣357.9822.442.2 5.031.50.56 浮渣451.628.834.6   3.2 蓝粉136.7440.292.21.451.2 0.48 蓝粉238～39.532～36 1.0   0.31～0.8蓝粉324310.80.80.61.5        （二）回转窑和烟化炉氧化物       烧结进程能够处理部分氧化物，参加量一般宜在4.5％以下。过多会影响烧结块的强度，并发生粘结炉篦的现象。       表6为回转窑和烟化炉氧化物成分实例。   表6  回转窑和烟化炉氧化物成分实例，％来历氧化物称号PbZnSAsSbGeCd烟化炉水套烟道尘15～2230～401.5  0.023～0.024 喷水冷却器尘27～3142～502.77  0.016～0.028 冷却烟道尘28～3244～463～3.5  0.03～0.035 滤袋尘11～1461～632.84  0.03～0.04 回转窑烟道尘13.538.2 0.16～0.280.018～0.02 0.005滤袋尘8.169.95  0.0094 0.008来历氧化物称号InFFeSiO2CaOAl2O3 烟化炉水套烟道尘   10～201.57.0 喷水冷却器尘  5～102～3.80.1～0.61.0 冷却烟道尘  4.2～5.10.7～1.70.150.35～0.55 滤袋尘  4.21.550.10.4 回转窑烟道尘0.021～0.0250.2～0.25     滤袋尘0.019～0.0210.15～0.2

1立项布景 SO2是大气首要污染物之一，它的排放严峻影响到人类的生存环境和经济开展。现在，钢铁职业的SO2排放量仅次于电力职业，居于全国排放量的第二位。在钢铁工业中，烧结工艺是钢铁出产流程中SO2发作的首要来历。 烧结烟气具有如下特色： 1)烟气量大; 2)受烧结机质料结构影响，烧结烟气成分动摇大，温度动摇大; 3)烟气中SO2浓度相对较低，一般发电厂排放烟气SO2浓度约5000mg/Nm3，而烧结烟气中SO2浓度一般低于1000mg/Nm3; 4)烟气成分杂乱，由于烧结进程运用多种原燃料，因而烧结烟气成分相对于电站锅炉杂乱，烟气中除含有SO2外，还含有NOx、HF等多种有害气态污染物及含铁粉尘、重金属等固态污染物; 5)烟气中含氧量相对较高，一般发电厂排放烟气中含氧量约8%，而烧结烟气中含氧量约15%。 正是由于烧结烟气存在上述特色，形成烧结烟气脱硫不能彻底参照发电厂烟气脱硫技能，有必要寻觅合适自身开展需求的脱硫工艺技能。 烟气脱硫办法有许多种，一般分为湿法、半干法、干法。自20世纪70年代起，烧结烟气脱硫技能开端逐步在日本、欧洲部分发达国家进入工业化运用，由于各国政府的环境方针和法律法规的差异，世界各地形成了具有各地域特色的烧结脱硫技能。在日本，前期以石灰石-石膏法和氧化镁法(湿法)为主，近年来建造的烧结烟气脱硫则以活性炭干法为主，而欧洲以循环流化床法为主。我国自20世纪末开端注重烧结烟气SO2污染问题。经过多年的引入吸收和不断的自主研制，呈现出百家争鸣的格式。现在国内各钢铁厂商选用的烧结烟气脱硫技能首要有：石灰石-石膏法、法、双碱法、循环流化床法等。 太钢450m2烧结机于2006年建成投用，烟气量为140万Nm3/h，年排放SO2约9800t、NOx3800t、粉尘1200t，经过3年多对国内外同职业烟气脱硫技能的盯梢、调研、比照，太钢终究以为活性炭法脱硫脱硝及制酸一体化设备是烧结烟气脱硫脱硝处理的最优计划。 2 太钢烧结烟气脱硫脱硝工艺体系组成 太钢烧结烟气脱硫脱硝工艺体系由烟气体系、脱硫体系、脱硝体系以及相应的电气、仪控(含监测设备)等体系组成。其工艺流程见图1。 烟气体系首要包含烟气体系和增压风机体系。 脱硫体系首要包含吸附体系、解吸体系、活性炭的运送体系、活性炭的补给、热风循环体系和凉风循环体系。 脱硝体系首要包含体系(包含液贮存、运送、蒸腾、混合注入等)。 2.1烟气体系 烟气体系总阻力按8000Pa考虑。 增压风机参数： 1)流量：3059760m3/h(工况); 2)全压：8000Pa; 3)功率：8500kW; 4)风机转速：745r/min; 5)额外电压：10kV。 2.2脱硫体系 脱硫体系分为：吸附体系、解吸体系、活性炭运送体系、活性炭补给体系、除尘体系和热风循环体系、凉风循环体系。 2.2.1吸附体系 吸附体系是整个工程中最重要的体系，首要设备由吸收塔、NH3增加体系等组成。在吸收塔内设置了进出口多孔板，使烟气流速均匀，进步净化功率。吸收塔内设置三层活性炭移动层，便于高效的脱硫。 2.2.2解吸体系 吸附了硫化物的活性炭，经过运送机送至解吸塔，在这里活性炭从上往下运转，首要经过加热段，被加热到超越450℃以上，将活性炭所吸附的物质解吸出来。富二氧化硫气体(SRG)排至后处理设备，制备硫酸。解吸后的活性炭，在冷却段中冷却到150℃以下，然后经过运送机再次送至吸附塔，循环运用。 2.2.3活性炭运送体系 活性炭再循环是经过两条链式运送机，确保活性炭在吸附塔和解吸塔之间循环运用。 No.2 AC 链式运送机坐落吸收塔的下部，将吸附了烟气中SO2的活性炭运送至解吸塔。 No.1 AC 链式运送机坐落解吸塔的下部，将解吸后的活性炭运送至吸附塔再次重复运用。 2.2.4活性炭补给体系 活性炭在脱硫进程中，会呈现破损，颗粒度下降，为确保脱硫功率，需将小颗粒的炭粉排出，这就需求不断的弥补新的活性炭。活性炭的消耗量为400kg/h。 在该体系中，外购活性炭经过皮带运送至活性炭储罐，储罐规格为Φ3.6m×16.5m，相当于7天用量。 2.2.5热风体系 热风体系首要供应解吸活性炭的热风。在此体系中，经过煤气发作器将空气加热至450℃，在经过循环风机送至加热段。 2.2.6凉风体系 将经过解吸后的活性炭，在冷却段中冷却到150℃以下。 2.3 脱硫首要设备 2.3.1 吸收塔 在此工程中，吸收塔是由六个相同的模块组成。 塔体规格：长：7m×6m，宽：9.28m，高：41.12m。 其间一个吸收塔模块是由两个彼此对称的面板所组成，每一个面板都是由活性炭床的多个小格所组成的。挑选恰当的吸收器模块及小格的数量，就能够处理必定的废气量。(一个吸收器模块处理废气的标准才能是150000-250000Nm3/h)。废气经过进口管道被分配到每一个吸收器模块中，气体经过左右两个活性炭床面板时得到净化。 活性炭床是由进口和出口格栅及阻隔板组成。这些格栅是经过特殊规划的，以便于避免被大颗粒和炭粉所塞满。该吸收塔由三个床组成，分为前床(“FB”)，中间床(“MB”)和后床(“RB”)。每一个床都有辊式卸料器来操控活性炭排出的数量。 辊式卸料器的特色如下： 1)操控活性炭的下落速度，能够确保去除污染物质(如：SOx、NOx、尘埃及其他等)的功能到达最高。 2)经过操控活性炭的下降速度，能够避免吸收塔的压力降升高。 2.3.2解吸塔 解吸塔首要由加热器和冷却器组成，加热器和冷却器均为多管式热交换器。在加热器中，活性炭被加热到400℃以上，被活性炭所吸附的物质，经过解吸后排出，此处排出的气体被称为富二氧化硫气体。经过解吸后的活性炭，在冷却段中冷却到150℃以下。解吸塔排出的活性炭经振动筛筛分，筛上料由No.1AC链式运送机运回吸收塔运用。 为了确保活性炭下落量的均衡，在解吸塔的下部放置一个辊式卸料器。 为了确保有害气体不外泄，在解吸塔的上部和下部均设备双层旋转卸料阀。 活性炭的特色：活性炭(AC)自身是易燃物质。特别是在开始三个月的运用期，由于活性炭的吸附是放热反应，因而活性炭的温度将比烟气的温度高大约5℃，由于新的活性炭更简单氧化。 当烟气体系正常运转时，活性炭氧化的热量将被烟气带走。但是，当烟气体系呈现毛病，例如增压风机毛病，这时无法将热量带走，在吸收塔中的活性炭的温度将会持续地增高。当活性炭的温度超越165℃以上时，进口和出口的切断阀需求封闭，氮气喷入吸收塔内部以避免发作火灾，此刻活性炭持续下落运送到解吸塔中，解吸塔中充满了氮气能够救活。为了确保活性炭不焚烧，活性炭将有必要从吸收塔到解吸塔再到吸收塔这样循环一次(大约一周的时刻)。因而，在开始的三个月傍边，将烟气的温度操控在大约120℃左右。 2.4脱硝体系 脱硝体系首要包含气直销体系，液的卸车、蒸腾、调压及与空气混合直销至吸收塔喷洒。 气直销体系包含液储槽、气蒸腾器、压缩机、气稀释槽、气调压设备、气与空气混合设备及配套管道体系及操控设备。外购的液经过槽车运到用户区，用压缩机卸到液储槽，经蒸腾器汽化后，经过调压设备调到用户压力后送至混合单元。在混合单元设有操控阀门调节用气量及压力，设有火花捕集器避免爆破与回火，与加压后被加热到130℃的空气混合后供应工艺体系运用。 3 环保作用及副产品 3.1环保作用 本工程投产后，每年SO2外排量由6821t 削减为341t，每年削减外排SO26480t，脱硫功率95%;每年粉尘外排量由1050t削减为210t，每年削减外排粉尘840t，除尘功率80%;每年NOx外排量由2774t削减为1858t，每年削减外排NOx916t，脱硝功率33%。 3.2副产品 本工程浓缩的SO2废气经过废气净化体系及硫酸制备体系，制备98%(浓度)的浓硫酸，产值为9500t/a(按年运转8400h核算)。 4 出资 太钢炼铁厂450m2烧结机烟气脱硫脱硝工程初步规划，工程出资概算为33508.57万元,其间静态出资32320.57万元，建造期借款利息1188万元。 5 功能测验成果 功能测验成果见表1。 表1 功能测验成果 ———————————————————————————————— 项目 确保值 脱硫测验成果 ———————————————————————————————— SO2 ≤41mg/Nm3(干) 7.5mg/Nm3(干) 合格 脱硫率≧95% 98% 合格 NOx ≤213mg/Nm3(干) 101mg/Nm3(干) 合格 脱硝率≧33% 50% 合格 尘埃 ≤20mg/Nm3(干) 17.1mg/Nm3(干) 合格 PCDD/F ≤0.2ng/Nm3-TEQ(干) 0.15ng/Nm3-TEQ(干) 成果未出 NH3逃逸 ≤39.5ppm(干) 0.3ppm(干) 合格 制酸 硫酸98%一等品 一等品 合格 ———————————————————————————————— 6 结语 太钢烧结烟气活性炭法脱硫脱硝与制酸体系运转一年来，作业率到达95%以上，脱硫率到达95%以上，脱硝率到达40%以上。经太原市环境监测中心站检测，排放烟气SO2浓度7.53mg/Nm3，NOx浓度101.33mg/Nm3，粉尘浓度17.13mg/Nm3，环保目标明显改进。年产副产品浓硫酸9000t，全面用于太钢轧钢酸洗工序和焦化硫出产，变废为宝，为冶金烧结范畴完成循环经济产业链供应了成功典范。烧结烟气活性炭法脱硫脱硝与制酸技能值得在全国冶金职业推广运用。

鼓风烧结机点火炉所用燃料可采用煤气、天然气、轻油或重油。重油点火，本身要求着火温度高，点火困难。另外油的贮备、过滤、加太等一套设施较为复杂。因此，从调节灵活、减轻劳动强度、实现自动控制考虑，气体燃料最好，轻油、重油次之。国外多用天然气作点火燃料。   表1  为国内鼓风烧结机点火炉采用燃料实例。厂别燃料燃料成分，％发热量MJ/m3COCO2CH4H4O2N2H2S株冶煤气25.437.51.3415.250.248.98 5.35韶冶煤气25.96.630.815.30.151.230.044.82～5.24  （C）  （H）（O）（N）（S） 沈冶重油86.754  11.540.960.570.1640.15     注：重油密度0.85t/m3，凝固点36～38℃，闪点120～200℃。

氧化铝陶瓷是一种以氧化铝为主要原料，以刚玉为主晶相的陶瓷材料。氧化铝陶瓷有较好的传导性、机械强度和耐高温性，它被广泛地应用于电子、电器、机械、纺织和航空航天等领域。这也奠定了它在陶瓷材料领域的高地位。由于氧化铝熔点高达两千多度，导致氧化铝陶瓷的烧结温度普遍较高，从而使得氧化铝陶瓷的制造需要使用高温发热体或高质量的燃料以及高级耐火材料作窑炉和窑具，这在一定程度上限制了它的生产和更广泛的应用。 因此，降低氧化铝陶瓷的烧结温度，降低能耗，缩短烧成周期，减少窑炉和窑具损耗，从而降低生产成本，一直是企业所关心和急需解决的重要课题。纵观当前各种氧化铝瓷的低温烧结技术，归纳起来，主要是从原料加工、配方设计和烧成工艺等三方面来采取措施。一、通过提高氧化铝粉体的细度与活性降低瓷体烧结温度 与块状物相比，粉体具有很大的比表面积，这是外界对粉体做功的结果。利用机械作用或化学作用来制备粉体时所消耗的机械能或化学能，部分将作为表面能而贮存在粉体中，此外，在粉体的制备过程中，又会引起粉粒表面及其内部出现各种晶格缺陷，使晶格活化。 目前，制备超细活化易烧结氧化铝粉体的方法分为二大类，一类是机械法，另一类是化学法。机械法是用机械外力作用使氧化铝粉体颗粒细化，常用的粉碎工艺有球磨粉碎、振磨粉碎、砂磨粉碎、气流粉碎等等。通过机械粉碎方法来提高粉料的比表面积，尽管是有效的，但有一定限度，通常只能使粉料的平均粒径小至1μm左右或更细一点，而且有粒径分布范围较宽，容易带入杂质的缺点 目前化学法大致有以下3种工艺流程： 形成金属氧有机基络合物溶胶→水解并缩合成含羟基的三度空间高分子结构→溶胶蒸发脱水成凝胶→低温煅烧成活性氧化物粉料。 含有不同金属离子的酸盐溶液和有机胶混合成溶液→溶胶蒸发脱水成凝胶→低温煅烧成粉体 含有不同金属离子的溶胶直接淬火、沉积或加热成凝胶→低温煅烧成粉体。 二、通过瓷料配方设计掺杂降低瓷体烧结温度 氧化铝陶瓷的烧结温度主要由其化学组成中氧化铝的含量来决定，氧化铝含量越高，瓷料的烧结温度越高，除此之外，还与瓷料组成系统、各组成配比以及添加物种类有关。目前配方设计中所加入的各种添加剂，根据其促进氧化铝陶瓷烧结的作用机理不同，可以将它们分为形成新相或固溶体的添加剂和生成液相的添加剂二大类。 1、与氧化铝形成新相或固溶体的添加剂。 这类添加剂是一些与氧化铝晶格常数相接近的氧化物，如氧化钛、氧化铁、氧化锰等，在烧成中，这些添加物能与氧化铝生成固溶体， 这类添加剂促进氧化铝瓷烧结的作用具有一定的规律性：①能与氧化铝形成有限固溶体的添加剂较形成连续固溶体的添加剂的降温作用更大;②可变价离子一类添加剂比不变价的添加剂的作用大;③阳离子电荷多的、电价高的添加剂的降温作用更大。2、烧成中形成液相的添加剂。 这类添加剂的化学成分主要有氧化硅、氧化钙、氧化镁等，它们能与其它成分在烧成过程中形成二元、三元或多元低共熔物。由于液相的生成温度低，因而大大地降低了氧化铝瓷的烧结温度。 三、采用特殊烧成工艺降低瓷体烧结温度 采用热压烧结工艺，在对坯体加热的同时进行加压，那么烧结不仅是通过扩散传质来完成，此时塑性流动起了重要作用，坯体的烧结温度将比常压烧结低很多，因此热压烧结是降低氧化铝陶瓷烧结温度的重要技术之一。在生产实践中，为获得最佳综合经济效益，上述低烧技术往往相互配合使用，其中加入助烧添加剂的方法相对其它方法而言，具有成本低、效果好、工艺简便实用的特点。另外，从材料角度来看，通过掺杂改性技术，大幅度提高氧化铝陶瓷的各项机电性能，用氧化铝含量低的瓷体代替氧化铝含量高的瓷体，也是企业常用的降低氧化铝陶瓷产品烧结温度的有效技术手段。 小结 氧化铝陶瓷作为先进陶瓷中应用最广的一种材料，伴随着整个行业的发展呈现技术装备水平将快速提高，产品质量水平不断提高，产业规模从小到大，产品质量从低到较高等趋势。从氧化铝陶瓷的应用情况看，应用范围越来越宽，用量越来越大，特别是在防磨工程和建筑陶瓷生产方面的用量增加将更为显着。

一、前语 低硅烧结能改进烧结矿的冶金功能，削减高炉冶炼进程中发生的渣量，减薄软熔层，进步滴落带的透气性，因而有利于高炉顺行和下降焦比。一起，削减渣量还有利于添加高炉的喷煤量。一般以为铁矿石TFe含量进步1%，高炉焦比下降2%，产值进步3%。因而，低硅烧结能给厂商带来巨大的经济效益。 跟着包钢选矿技能的不断进步，铁精矿档次日趋进步，现在自产白云鄂博铁精矿的SiO2含量已下降到210%～410%，为低硅烧结矿的出产及高炉选用低硅烧结矿冶炼供给了物质根底。因为铁矿粉中的SiO2是烧结进程中发生满足液相以使物料粘结的根底，也是确保烧结矿具有较高强度的条件，所以选用低硅铁矿粉烧结时，烧结矿质量特别是机械强度或许显着变差。特别关于白云鄂博铁矿粉来说，因为富含CaF2、K2O、Na2O，在烧结进程中CaF2可吸收CaO和SiO2生成晶石，然后削减构成铁酸钙的有用CaO数量，使铁酸钙的生成量明显下降；而K2O和Na2O首要散布于硅酸盐玻璃质中，是玻璃质的安稳剂，有利于玻璃质的构成，也会按捺铁酸钙的生成。因而，在碱度必定的情况下，包钢铁矿粉出产的烧结矿铁酸钙含量远低于普通烧结矿，低硅烧结矿的强度问题就愈加杰出。为此，咱们经过微型烧结实验研讨了包钢低硅烧结条件下，烧结温度、配碳量、烧结矿碱度、SiO2含量、MgO含量等参数对烧结矿粘结相强度的影响，并在此根底上进行了烧结杯验证实验，为包钢优化低硅烧结工艺参数供给了依据。 二、微型烧结实验 粘结相强度是指铁矿粉在烧结进程中所构成液相对其周围矿粉进行固结的才能。因为烧结矿是由粘结相粘结未熔含铁矿藏而构成的非均质矿藏，其含铁矿藏的强度要高于粘结相强度，故粘结相本身强度就成为限制烧结矿强度的重要要素。在其他条件相同的情况下，粘结相本身强度高，烧结矿强度也高。故本文以粘结相强度为表征来研讨相关烧结要素对烧结矿强度的影响。 首要选用红外微型烧结炉就低硅烧结温度、碱度、SiO2含量、MgO含量对烧结试样粘结相强度(烧结根底特性)的影响进行了四要素四水平正交实验，实验计划及成果列于表1。实验所用矿粉为包钢烧结常用质料，其间自产精矿与澳矿配比为85∶15，褐铁矿粉为高硅矿，用量较少，首要用作SiO2含量调理，各种质料的化学成分列于表2。实验时，经过改动不同矿粉的配比来调整试样的SiO2含量，参加CaO、MgO等化学纯试剂调整试样的碱度和MgO含量。依据正交实验成果(表1)可知，极差越大，对粘结相强度影响越大。各要素对包钢低硅烧结矿粘结相强度影响的强弱次序是:烧结温度>碱度>MgO含量>SiO2含量。依据极差分析可知，A条件(即SiO2)中最优为A1(表1中Σ(1)/12为451，粘结相强度最高值)，依此类推，粘结相强度的最优烧结参数水平为A1B2C1D4，即SiO2含量4.0%，碱度2.5，烧结温度1200℃，MgO含量116%。 三、烧结杯验证实验 依据正交实验成果，挑选三个具有代表性的实验点做烧结杯验证实验，实验编号分别为1#、2#、3#。其间3#为正交实验粘结相强度的最优水平，即低硅、高碱度、低MgO试样：1#和2#分别为正交实验中粘结相强度最低和偏低的7#和13#实验点，试样粘结相强度的摆放次序为3#>2#>1#。烧结温度的凹凸用配碳量来模仿。为了进一步研讨配碳量和混合料水分的影响，对每个实验点的配碳量及混合料水分进行了微量调整。每个点做三次，取得相应的烧结矿筛分指数和转鼓强度。在此根底上，结合对烧结矿样组成、结构及矿相调查来分析断定包钢低硅烧结的最优工艺条件。 （一）烧结杯实验办法及工艺参数 烧结杯实验所用矿粉与微型烧结实验相同，参加生石灰、石灰石和白云石来调整试样的碱度与MgO含量，实验所用质料成分见表2。依照各实验点的成分要求，先将配好的干料混匀，再加水放入滚筒中造球，要求大于3mm的小球占到总数的70%左右，然后丈量混合料水分；将造好的混合料小球布入Á200mm的烧结杯中，上面放200g焦炭焚烧，焚烧负压5kPa，烧结负压10kPa，当烧结废气温度降到200℃时烧结完结。取出烧结矿饼进行破碎、筛分，并检测其筛分指数和转鼓强度。 烧结杯实验在包钢炼铁厂实验室进行，其烧结工艺参数见表3。（二）实验成果及分析 烧结杯实验成果列于表4。由表4可知： 1、比照1#～3#实验，在实验所选配碳(3.6%～4.2%)范围内，各组试样的转鼓强度均随配碳量添加有所进步(参见图1)。这阐明，坚持恰当的配碳量对添加烧结液相量、进步包钢低硅烧结矿的转鼓强度是有利的。 2、正交实验所得粘结相强度最优的3#试样其烧结杯实验的转鼓强度也是最好的。1#、2#、3#试样的转鼓强度摆放次序为3#>2#>1#，与正交实验粘结相强度的摆放次序相一致，验证了正交实验成果的正确性，再次阐明粘结相强度这一烧结根底特功能很好地反映实践烧结矿的转鼓强度。比照各个试样的返矿平衡系数，3#试样最低，即粉化率最低。 3、将1#与2#两个高MgO烧结试样进行比照，在配碳量相同的情况下，随碱度下降及SiO2含量升高，烧结矿(MgO含量≥2.8%)的转鼓指数有所进步。究其原因，首要是2#烧结试样中的MgO矿化程度进步，试样中剩余熔剂量削减，含镁高熔点矿藏析出量下降，矿藏组成削减，结构均匀化，使得烧结试样强度进步。故而，当MgO含量较高时，需恰当下降碱度、进步SiO2含量，确保MgO的矿化和烧结液相数量的添加。为了确保低硅烧结矿具有较高的强度，烧结矿中MgO含量不宜很高。 4、在实验所挑选的混合料水分范围内，随水分添加，烧结矿转鼓指数出现增高的趋势。由此阐明，坚持适合的混合料水分有利于混合料制粒，并改进烧结矿强度。 对转鼓强度最优的3#试样(R2.5、MgO1.60%、SiO24.0%、配碳3.8%)和转鼓强度较差的2#试样(R1.6、MgO2.8%、SiO25.2%、配碳4.0%)进行了矿相分析。其矿藏组成列于表5，烧结矿显微结构见图2和图3。3#试样为低硅(SiO24.0%)、高碱度(2.5)、低MgO(1.60%)、低配碳量(均匀3.8%)烧结试样;而2#试样为高硅(SiO25.2%)、低碱度(1.6)、高MgO(2.8%)、高配碳量(均匀4.0%)烧结试样，两者的烧结条件构成明显对照。从图2、图3能够看出，3#试样的显微结构以磁铁矿和铁酸钙构成的熔蚀交错结构为主，部分可见磁铁矿和玻璃相构成的斑状结构；2#试样的显微结构则以磁铁矿和玻璃相构成的斑状结构为主，部分可见磁铁矿和铁酸钙构成的熔蚀结构，交错结构罕见。3#试样的铁酸钙含量高达29%，而2#试样的铁酸钙含量只要13%，且玻璃相和磁铁矿含量均较多。究其原因，2#试样中MgO含量较高(为2.8%)，烧结进程中MgO可进入磁铁矿晶格中，具有安稳磁铁矿晶格的效果，不利于磁铁矿氧化为赤铁矿，因而对铁酸钙的生成具有按捺效果;其次，2#试样碱度较低(为1.6)，CaO含量较少，亦不利于铁酸钙的生成，而SiO2含量较高(为5.2%)，对玻璃相的构成具有促进效果。此外，较高的配碳量也会促进玻璃相的构成，而不利于铁酸钙的生成。由此能够以为，高碱度、低MgO、低配碳量是包钢低硅烧结的必要条件。本研讨所得低硅烧结的最佳工艺条件为:SiO2含量4.0%、碱度2.5、MgO含量1.6%、配碳量3.8%。 四、定论 （一）微型烧结实验所得粘结相强度的摆放次序与烧结杯实验所得转鼓强度的摆放次序相一致，阐明粘结相强度这一烧结根底特功能很好地反映实践烧结矿的转鼓强度。包钢低硅烧结的最佳工艺条件为:SiO2含量4.0%、碱度2.5、MgO含量1.6%、配碳量3.8%。 （二）坚持适合的混合料水分，有利于改进混合料制粒，进步烧结矿转鼓强度;MgO含量较高时，需恰当下降碱度、进步SiO2含量，确保MgO的矿化和烧结液相量的添加。 （三）烧结进程中MgO可进入磁铁矿晶格中，具有安稳磁铁矿晶格结构的效果，不利于磁铁矿氧化为赤铁矿，因而对铁酸钙的生成具有按捺效果。操控较低的MgO含量，是确保低硅烧结矿强度的必要条件。 （四）高碱度、低配碳是促进铁酸钙生成、按捺玻璃相发生、确保低硅烧结矿强度的要害，当包钢烧结矿SiO2含量下降到4.0%时，烧结矿碱度应维持在2.5左右。

稀土钕铁硼永磁材料以其优秀的磁功能自1983年一经面世即得到长足的开展，现在已广泛运用于机电、通讯、外表、计算机、医疗器械等许多范畴。但由于钕铁硼磁体电位较负，表面极易氧化，故在运用前有必要进行严厉的防腐处理，不然会直接影响整机的运用功能和寿数。我国是个钕铁硼大国，但也是个弱国，其原因较多的时分并非磁体的磁功能差，而是表面处理水平低下。所以，表面处理技能在钕铁硼产品出产中占有无足轻重的方位。电镀做为一种老练的金属表面处理手法，在钕铁硼磁体防腐范畴运用较为广泛。钕铁硼电镀相关于普通零件电镀，它的特殊性表现在难于取得结合力好的镀层、难于调和镀层厚度与磁功能的联系、镀层表面简略受损等。钕铁硼电镀设备相同具有与普通设备不同的特殊性，设备做为槽外操控镀层质量的手法在钕铁硼电镀中的方位尤显重要。这一点有必要得到充沛的知道，不然，即便运用再先进的电镀工艺也难于取得抱负的合格镀层。本文将从以下几点论述钕铁硼电镀设备的特殊性。 1、滚筒 钕铁硼产品以小零件居多，故一般选用滚镀的方法，而且多以卧式滚镀为主。众所周知，卧式滚镀设备的要害部件是滚筒，滚筒的好坏直接联系到所镀产质量量的好坏。在钕铁硼电镀中更是如此，滚筒是整个设备的最重要部分，只需挑选适宜的滚筒才干镀出高质量的产品。   1.1滚筒尺度 挑选一个合理的滚筒尺度是钕铁硼电镀设备的重中之重。这句话毫不夸大，比方在早些年，曾有不少钕铁硼电镀厂商在选用设备时一味寻求奢华、自动化程度高、设备产能大等，而忽视了最底子的滚筒尺度的合理性。所以镀出的产质量量低下，合格率不高，商场供应不畅，并经常伴有退货、索赔等事情发作。 钕铁硼材料是个多相安排，每相的电位各不相同，特别晶粒鸿沟的富Nd相电位最低，与其它各相间构成原电池，发作电化学腐蚀。而且其腐蚀速度远大于普通钢铁零件。所以，钕铁硼零件在进到滚筒后，应尽或许快地使其沉上镀层以阻挠其表面氧化进程。镀层堆积的速度越快，零件表面的氧化程度就越小，镀层与基体间的结合力就越好。那么，从滚筒的视点考虑，怎样才干使镀层的堆积速度加速呢？众所周知，零件在滚筒内只需翻滚至露在表面层与溶液充沛触摸，才干有时机被沉上镀层，假使翻滚至活动的零件内层，则零件上只需电流通过而电化学反响根本中止。所以，做为钕铁硼电镀的滚筒，应该更多地供给零件露在表面层与溶液充沛触摸的时机，这个时机越多，镀层堆积速度就越快，结合力就越好。而能够更多地供给这个时机的滚筒只需小滚筒。 小滚筒由于容积小，滚筒装载量少，零件在滚筒内的堆积状况较轻，零件的混合周期（零件从表层转入内层再转回表层的时刻）短，则与溶液充沛触摸的时机多，受镀的时机也就多。而装载量大的滚筒，由于零件的堆积状况严峻，零件有较多的时分不能与溶液充沛触摸，不与溶液充沛触摸电化学反响就会中止，但零件本身的氧化却不会中止。零件堆积状况越严峻，表面氧化程度就越大。试想，在氧化了的零件表面上堆积的镀层，怎样能够确保其杰出的结合力呢？别的，滚筒装载量大（特别直径大），零件在滚筒内的翻滚强度就大，而由于钕铁硼材料较脆，则简略呈现零件表面受损如“磕边”、“磕角”等。所以，钕铁硼电镀在选用滚筒时，必定要遵从“小”的准则，只需小一些的滚筒才干确保镀层的高质量。多年的钕铁硼电镀实践也完全证明了这一点。乃至不少厂商曾为此付出了沉重的价值，这个价值不单是直接的经济丢失，更多的时分是厂商长时刻不能走上良性开展的轨迹。 为了做出高质量的产品，钕铁硼电镀滚筒不宜太大，这已是个不争的现实。但滚筒装载量小，产值必定受到影响，这也是个实践状况。比方，一个规划稍大的钕铁硼出产厂商一天的电镀量一般在1吨以上，而每个滚筒的装载量为3公斤，以3公斤/筒的装载量去完结1吨/天的出产任务，看来确非一件易事。所以，为了补偿小滚筒产能的缺乏，仅有的方法就是添加滚筒的数量。只需数量多的小滚筒才干满足钕铁硼电镀“质”和“量”的两层要求。现在国内钕铁硼出产厂商的电镀滚筒大多如此，即便钕铁硼电镀技能比较先进的日资（或中日合资）、韩资（或中韩合资）厂商也根本如此。   1.2滚筒转速 钕铁硼产品中薄片零件较多，薄片零件由于“贴壁”现象简略使镀层呈现发花、“滚筒眼”、厚度不平等质量问题。处理的方法是，零件在滚镀进程中应尽量少呈现“结团”现象而多呈现“单体”状况。单体零件与溶液充沛触摸，则不会呈现“贴壁”带来的镀层质量问题。进步滚筒转速是处理零件“贴壁”问题的好方法，滚筒转速快，零件翻滚好，彼此张贴的几率也就小。 可是，由于钕铁硼材料脆性大，假如零件在滚筒内的翻滚过于激烈，则会呈现程度不同的表面受损现象。从这个视点讲，钕铁硼电镀滚筒的转速又不宜太快。滚筒转速慢，零件简略张贴；滚筒转速快，表面又简略受损。看来，真是左右两难！终究，处理这个问题的方法仍是在滚筒尺度上。为了确保零件在滚筒内翻滚均匀，进步滚筒转速是有必要的，但为了确保高转速下零件受损程度小，一起可使运用的滚筒直径缩小。滚筒直径小，零件翻滚下跌时的落差小，零件间彼此磕碰的强度减轻，零件表面的受损程度天然也就减轻。也就是说，在滚筒转速即角速度不能减小的状况下，缩小滚筒直径可使零件在滚筒内运转的线速度减小。角速度大，零件翻滚充沛；线速度小，零件受损程度小。这样，既处理了薄壁零件的“贴壁”问题，又使零件表面的受损程度减轻。 可是，滚筒直径缩小后，滚筒装载量必定受到影响，设备的产能将会下降。这时，可适当加长滚筒的长度，以尽或许添加滚筒的载重。这样，适宜钕铁硼薄壁零件电镀的实践是一种细长型滚筒。而且，细长型滚筒在镀层的厚度动摇性、进步电流效率等方面也一起具有优势。可是，并非滚筒越细越长就越好，滚筒长度与直径有必要契合必定的比值，不然滚筒的机械强度将会受到影响。 别的，这种适宜钕铁硼薄壁零件电镀的细长型滚筒，相同适宜其它非片状钕铁硼零件（如磁钢等），而且还会收到意想不到的效果。原因是细长型滚筒与平等容积的粗短型滚筒比较，零件在滚筒内的摊开面积大，零件的混合周期短，当然受镀的时机也就多。但在镀非片状钕铁硼零件时，滚筒转速不必太快，以进一步减轻零件在滚筒内的受损程度。 所以，钕铁硼电镀滚筒的转速应该能够调理，以便运用时可依据状况选用不同的转速。常见的滚筒调速方法有两种。一种是变档调速，就是把常用的滚筒转速做成几个档位，然后可依据状况运用不同档位的转速。就象轿车的手动档变速器，驾驶员在行车时可依据路途行进状况来改换不同的档位。另一种是无极调速，即规划一个最高转速，然后滚筒转速可在零至该转速之间接连调理。两种调速方法各有优缺点，变档调速档位明晰，转速动摇小，但偶然会有触及不到的有用转速；无极调速转速可选余地大，适用状况多，但转速动摇大，设备稳定性稍差。最好的计划是将两种调速方法结合起来，惯例状况下运用变档调速，当运用变档调速触及不到的转速时，可发动无极调速体系。一旦无极调速体系损坏，仍能够运用变档调速进行正常出产。   1.3滚筒的透水性和牢靠性 由于滚筒的封闭式结构，滚筒板成为影响滚筒表里离子交换的天然屏障。所以滚镀的电流阻力大，电流效率低，镀层厚度不均。想方设法改善滚筒的透水功能，滚筒板的屏蔽效果就会下降，电镀进程中耗费的金属离子就简略弥补，滚镀的许多弊端也就减轻。钕铁硼电镀对滚筒的透水功能更是有要求，滚筒透水功能好，镀层堆积速度就快，零件表面的氧化程度就小，镀层结合力也就好。特别对钕铁硼深孔零件（如磁钢），滚筒透水功能好，不只可加速零件表面镀层堆积，还可使深孔内的镀覆才干得到进步。 改善滚筒的透水功能，假如仅从滚筒本身考虑，一般有两个途径：一是添加滚筒开孔率，二是减薄滚筒板厚度。滚筒开孔率高和滚筒板厚度薄，使得离子在进出滚筒时遇到的阻力小，滚筒的透水性便能得到改善。 可是，改善滚筒的透水功能，并不是一味添加滚筒开孔率和减薄滚筒板厚度，不然会影响滚筒的机械强度，滚筒的牢靠性就会下降。特别关于钕铁硼电镀，要求运用的滚筒不只透水功能好，更要有杰出的牢靠功能。由上文分析知道，钕铁硼电镀运用的滚筒虽然尺度小，但电镀量大，而且由于零件防护性要求高每筒的电镀时刻又很长。所以，钕铁硼电镀的滚筒运用率十分高，运用时的疲劳强度也十分大。常见钕铁硼电镀厂商节假日不休，二十四小时三班制出产，即便这样还有或许完不成出产任务。试想，假使滚筒的牢靠性欠安，怎样能经得住钕铁硼电镀的高强度运用呢？ 所以，钕铁硼电镀运用的滚筒既要透水功能好，又要疲实、经用、牢靠性高，要做到透水性与牢靠性的调和一致。   1.4滚筒开门 钕铁硼电镀运用的滚筒开关门速度必定要快，这样可缩短零件进滚筒后在空气中的停留时刻，以尽或许地减轻零件表面的氧化程度。别的，钕铁硼产品中薄片零件较多，所以滚筒开门必定要紧密，不然很简略由于零件被夹、卡而成为次品。钕铁硼电镀的产品合格率要求很高，所以在设备制作中，任何一个简略给电镀带来危险的方面都不答应忽视。常有钕铁硼出产厂商由于电镀合格率不高而被退货或索赔，使厂商遭受不必要的丢失。   2 出产线 钕铁硼产品的零件种类形形，电镀运用的滚筒尺度小，数量多，而电镀出产值又大，产质量量要求又高，所以挑选一种适宜的出产线方法至关重要。   2.1自驱动滚镀设备 国内钕铁硼电镀起步较晚，大约在20世纪80年代末至90年代初，其时并没有专用的滚镀设备。但大都厂商都能够把握钕铁硼电镀运用的滚筒尺度要小的准则，而其时小型滚筒只需自驱动滚镀机，所以这种自驱动滚镀设备比较盛行。自驱动滚镀机即自带电机滚镀机，这种滚镀机的驱动电机一般坐落滚筒的正上方，并通过齿轮传动带动滚筒旋转。由于是自带电机驱动设备，操作时受出产线流程的影响小，所以这种设备的灵敏性比较强。钕铁硼电镀厂商只需挑选适宜规格的滚筒，选用这种设备一般都能取得不错的效果。 可是，由于自驱动滚镀机的电机与滚筒连在一起，必定使本身的分量加剧，而且这种设备多半是手工操作，规划化电镀出产时工人的劳动强度必定很大。别的，由于电机坐落滚筒上方，电镀时遭受腐蚀的时机必定多，电机的损坏率比较高，正常的电镀出产将会受到影响。所以，若用于钕铁硼电镀出产，自驱动滚镀设备在电镀量不大时优势较显着，比方，出资少、上马快、操作灵敏、电镀质量有确保等；但大批量出产时，这种设备的缺点便会闪现许多，比方，工人劳动强度大、出产办理困难、设备损坏率高、电镀质量不稳定等。   2.2滚镀自动线 自驱动滚镀设备无法满足钕铁硼电镀规划化出产的要求，所以用于钕铁硼电镀的滚镀自动线便应运而生了。滚镀自动线自动化程度高，可减轻工人的劳动强度，设备美丽、大方、高级，客商观赏时显得厂商档次高。可是，通过几年的实践证明，滚镀自动线并非钕铁硼电镀的抱负设备。 （1）钕铁硼零件种类多，批量大，但单一种类批量小。而且种类不同，对镀层的要求也不同。所以，钕铁硼电镀要求运用的设备能够依据状况适时地作出改变，而自动线的灵敏性缺乏，显着不易满足此要求。 （2）钕铁硼电镀选用镍—铜—镍工艺的较多。滚镀自动线的滚筒很简略由于清洗不完全而给镍—铜—镍各槽溶液带来穿插污染。 （3）钕铁硼电镀厂商的从业人员整体素质较差，对科技含量高的自动化设备难于灵敏运用和把握。 （4）设备出资大，周期长，维护费用高。 虽然如此，并非说钕铁硼电镀就不能用自动线。而是说，钕铁硼电镀的自动线应该依据钕铁硼产品的特殊性并结合工艺而专门规划、制作，不能简略地把普通的自动线拿起来就用。就象人们穿衣服相同，每个人都应该穿适宜自己的衣服，莫非只看着美丽穿在身上就能适宜吗？2.3多头滚镀设备 多头滚镀（机）设备指一个镀槽里配备有多个滚筒，多个滚筒共用一套电机驱动设备，一套驱动设备通过链条传动带动各个工位的滚筒滚动。多头滚镀机一般有两端机、四头机或六头机等几种规格可供挑选，然后依据出产值的巨细和运用的工艺断定多头滚镀机的台数，而且还可依据状况对设备的数量作出增减。 多头滚镀机这种方法源自韩国，在我国最早呈现于1999年底至2000年头。我国的设备与韩国设备的机械结构不尽相同，但表现方法根本相同。多头滚镀机也能够说是由自驱动滚镀机演化而来，所以保留了自驱动滚镀机的悉数优越性。比方，设备灵敏易变、可操控性强、镀层质量简略确保等。而且，多头滚镀机还克服了自驱动滚镀机的许多缺乏。比方，电机与滚筒别离后，工人劳动强度下降；设备的稳定性添加；单台选用一槽多筒，多台组成一组，多组编成一班，滚筒数量虽然许多，但办理起来也非很难。所以，这种多头滚镀设备很简略就被许多的钕铁硼电镀供应商所承受。 钕铁硼多头滚镀设备比自驱动滚镀设备有了较大的改善，但由于仍是手工操作，在运用的滚筒数量较多的时分，依然存在着工人劳动强度大的问题。所以，为了进一步减轻工人的劳动强度，能够考虑为多头滚镀设备配上槽边手控式悬壁行车。可是，由于现在现行的多头滚镀设备整体运用状况尚好，配上行车后是否会影响到设备的某些优势（如灵敏性、可操控性等），还有待实践的进一步证明。   3 电镀电源   由于钕铁硼产品的防腐功能要求较高，所以表面镀层往往很厚。但镀层越厚，对磁体的磁屏蔽就越严峻，零件的磁功能也就越差。所以，设法减薄镀层并进步防腐功能是钕铁硼电镀开展的关键之一。 运用脉冲电源得到的镀层细密、亮光、孔隙率低，在镀层厚度减薄的状况下防腐功能依然很好。所以，国内不少钕铁硼电镀供应商曾在此方面做过作业，以期通过槽外操控的手法——电镀电源，来处理困扰钕铁硼电镀多年的镀层厚度与磁功能的对立问题。但成果发现，运用脉冲电源镀出的产品镀层结合力不良，而结合力不良是钕铁硼产品电镀的头号质量问题。分析以为：脉冲电流是一个通断直流电，导通时电流很大，关断时电流为零。由于钕铁硼原料的电位极负，所以有或许在脉冲关断期内零件表面发作氧化腐蚀而使镀层结合力下降。据此可知，为钕铁硼产品电镀供给的电流应该是一个接连的没有断电的直流电流。 但从理论上分析，不答应有断续电流应该只是在钕铁硼产品的电镀打底上，假如底层仍用直流而加厚层用脉冲，成果会怎样样呢？调整计划后从头实验。成果发现，镀层结合力问题得到处理，但防腐功能却没有显着的效果。那么，据此是否就能够以为脉冲电镀不适宜钕铁硼产品呢？答案恐怕应该是个未知数。由于形成防腐效果不显着的原因或许会有许多，比方，脉冲参数挑选是否适宜，电镀工艺是否应该调整，实验条件是否严厉，脉冲电源的质量是否过关等等。不能仅凭几回简略的实验就仓促地做出定论。 所以，现在钕铁硼电镀运用的电源依然是直流电源。前期运用单相全波硅整流电源的较多，这种电源没有滤波器，输出波形为接连的半周正弦波。开端并没有觉得这种电源有什么不妥，但后来引进开关电源之后发现，运用开关电源做出的产品，镀层结合力好，表面光洁度高。分析以为：单相全波电流虽然波形接连，但当电流挨近正弦波波谷的方位时，或许会由于达不到金属离子的堆积电位而使电化学反响中止。电化学反响中止对普通产品的电镀或许影响不大，但对钕铁硼产品的电镀即意味着零件表面氧化腐蚀的开端。即便不是单相全波波形，只需纹波系数大就不可取。由于钕铁硼零件电镀的初始，一起进行着镀层堆积与表面氧化两个彼此争锋的进程，镀层堆积快表面氧化程度就小，镀层堆积慢表面氧化程度就大。纹波系数大的波形电流巨细交互替换，电流大的时分表面氧化慢，电流小的时分表面氧化快，镀层一直不能接连稳定地进行堆积。所以，为了扫除电源波形引起的镀层质量问题，钕铁硼产品的电镀应尽量选用纹波系数小一些的电镀电源。不能象前期那样，随意拿来一台电源就用，成果出了问题还以为是前处理不妥或溶液有了缺点，甚而至于一个问题或许好几年得不到处理。就象镀硬铬，随意拿来一台电源用就能取得满足的效果吗？ 开关电源纹波系数小，节电，用于钕铁硼电镀能够取得不错的效果。但钕铁硼电镀的特殊性要求，不论运用什么设备，都有必要具有皮实、经用、牢靠性高的特色。不然，或许会由于设备损坏的原因使整滚筒的零件作废，而一滚筒钕铁硼产品的报价不会比一台电源低多少。显着，开关电源的稳定性稍显差劲。可是，假如必定要运用开关电源，应该设法对其缺乏进行弥补：一是挑选电源的功率余量要大，二是选用远控的方法使电源远离镀槽以减轻腐蚀，最好有专门的电源机房。三相桥式硅整流电源的波形虽然比开关电源稍差，但镀出的产品简直与开关电源无异。而三相桥式硅整流电源的稳定性是一切电镀电源中最好的。所以，现在钕铁硼电镀职业运用的电源根本上仍是以三相桥式硅整流电源为主。   总归，不论运用什么样的产品，社会的言论宣扬只能起到必定的导向效果，终究起决定效果的仍是商场。商场总是在不断地筛选不适宜自己的产品，而使终究运用的产品趋于合理化。钕铁硼电镀也是如此，不论运用什么样的设备，都有必要契合钕铁硼产品的特殊性，不然终究会被钕铁硼电镀商场所筛选。我国的钕铁硼电镀职业阅历了多年的风风雨雨，现在不论工艺仍是设备都已根本趋于稳定。可是有必要清楚地知道到，钕铁硼电镀职业的日子只能说刚刚到达“温饱”，现在乃至仍有不少厂商还在过着“缺衣少食”的日子。国际先进国家的钕铁硼电镀水平抢先咱们许多，咱们也需求先进，咱们也需求现代化，但现代化只能一步一步走，决不能搞“大跃进”，不然沉重的丢失只能换来一个深入的经验。所以，摆在我国钕铁硼电镀作业者面前的路途还会很长，很远，很困难。 选用超声波清洗后,钕—铁—硼磁性材料的前处理工艺一般为:(1)碱性脱脂—水漂—水漂—超声波精漂—稀硝酸处理(中和,漂白)—水漂洗—水漂洗—超声波精漂—活化处理—电镀(2)碱性脱脂—水漂洗—水漂洗—超声波精漂—稀硝酸(中和,漂白)处理—水漂洗—水漂洗—超声波精漂—活化处理—水漂洗—水漂洗—超声波精漂—电镀(3)超声波碱性脱脂—水漂洗—水漂洗—超声波精漂—稀硝酸(中和,漂白)处理—水漂洗—水漂洗—超声波精漂—活化处理—水漂洗—水漂洗—超声波精漂—电镀分析以上三种工艺,其不同点在于:工艺(1)的特色是:活化处理后直接电镀.而(2)(3)两种工艺却在活化处理后又进一步运用了超声波精漂洗.运用第一种工艺的理由是以为通过活化处理后的磁性材料工件的表面状况最佳,很适宜与电镀层的结合.简略确保电镀质量.而运用2,3种工艺的理由是以为活化液呈酸性,工件微孔中的残留酸性物质有必要用超声波清洗进一步去除才干确保电镀质量.这些工艺的共同点都是在碱性清洗和酸性清洗之后选用超声波精漂洗,工艺(3)运用了多达四道的超声波清洗.咱们引荐有条件的厂商选用工艺(3),特别对高档次的磁性材料选用多道次超声波清洗较为适宜,它能很好地确保电镀产质量量.当然,这儿不扫除用户依据自己的操作习气和产品目标挑选不同的清洗工艺.钕铁硼镀镍实践上也是多层镀层，需求先预镀镍今后，再经镀铜加厚，然后表面镀亮光镍。 ①预镀镍 硫酸镍 300g／L? pH值 4．O～4．5 氯化镍 50g／L? 温度 50～60℃40g／L? 电流密度 0．5～1．5A／dm2 添加剂 适量 时刻 5min ②焦磷酸盐镀铜加厚。作为中间镀层，虽然盛行选用酸性亮光镀铜工艺，可是关于钕铁硼材料，进行加厚电镀不宜选用酸性镀铜，这是由于在强酸性镀液中，现已预镀了阴极镀层的多孔性材料会很简略发作基体微观腐蚀；为今后延时起泡留下危险。比较适宜的工艺是挨近中性的焦磷酸盐镀铜。 焦磷酸铜70g／L 亮光剂适量 焦磷酸钾300g／L pH值8～8．5 柠檬酸铵30g／L 温度40～50℃ 3mL／L 电流密度l～1．5A／dm2 ③亮光镀镍 硫酸镍300g／L 商业亮光剂按说明书参加 氯化镍40g／L pH值3．8～5．2 40g／L 温度50℃ 低泡潮湿剂lmL／L 阴极电流密度2～4A／dm2 关于需求其他表面镀层的钕铁硼材料，能够在完结中间镀层的铜加厚电镀后，再进行其他表面镀层的加工。有时为了添加镀层的厚度和牢靠性，还能够在焦磷酸盐镀后再加镀快速酸性镀铜工艺，以取得杰出的表面装饰性，再镀其他镀层会有更好的效果。进行这些电镀操作的关键是必定要带电下槽和半途不能断电，不然会回也孔隙中镀液的效果而对基体形成微观腐蚀，影响结合力。

现代工业上采用的烧结法均是碱－石灰烧结法。它是将铝土矿配入一定的纯碱和石灰（或石灰石），经高温烧结，使氧化硅与石灰化合成不溶于水的原硅酸钙2CaO·SiO2氧化铁生成易于水解的铁酸钠Na2O·Fe2O3（水解后生成苛性碱和氧化铁水合物），而氧化铝与纯碱化合成可溶于水的偏铝酸钠Na2O·Al2O3。将烧结产物熟料浸出时，偏铝酸钠便进入溶液而与原硅酸钙氧化铁水合物分离，经过脱硅精制的铝酸钠溶液（精液），然后用二氧化碳分解便可得的氢氧化铝，再经焙烧即得产品氧化铝。碱－石灰烧结法一般适用于处理氧化铝含量比较高，铝硅比高于3的铝土矿。

京唐公司炼铁部日前研制出产出天然镁烧结矿，并将其成功应用到冶炼进程中，完成了镁元素合理移转与最佳装备立异工程的全面完成，走在了国内大钢铁厂的前列，为进一步降本钱增效益发明了有利条件。　　天然镁烧结矿是指在烧结矿出产中不有意配加白云石等富含氧化镁的辅料，而制品烧结矿中所必需的氧化镁成分则由各类原燃料本身带着。研制出产天然镁烧结矿存在两个难题：一是有理论文献中，关于氧化镁对烧结工艺、烧结矿强度及高炉渣系的影响没有构成共同的观念，缺少必要的理论指导；二是各个供应商的做法不同很大，没有固有的操作经历可供学习。面临困难，京唐公司炼铁部烧结分厂烧结技能人员强化本身对烧结矿技能的基础研讨，构成了一整套支撑天然镁烧结矿研制出产的技能理论。并先后进行了氧化镁含量对烧结进程中液相机理的研讨；分析了氧化镁对烧结液相构成和活动的影响；对烧结进程中铁矿粉与熔剂的高温反响进程进行系列调查与比照；展开了低氧化镁烧结杯实验和工业实验。在此基础上，烧结分厂从2013年5月份开端，逐渐将白云石配比下降，经过不断探索实验，8月下旬，停配白云石，正式出产天然镁烧结矿。　　虽然他们闯过了出产关，但将天然镁烧结矿投入高炉冶炼出产却具有较大危险。高炉冶炼中需求坚持必定的渣中镁含量，以此保持炉渣的活动性，确保高炉正常出铁出渣。渣中镁的来历主要由入炉烧结矿中的氧化镁供给，而烧结矿是高炉冶炼的大宗质料，一旦烧结矿中的氧化镁含量大幅动摇，会对高炉渣中镁的含量形成巨大冲击，严重影响高炉炉渣的活动性，会给出产秩序带来很大危害。炼铁部知难而进，全力推动天然镁烧结矿的运用。他们拟定了紧密的办法，各单位彼此和谐，体系推动天然镁烧结矿的运用。质料小组精确把握入炉质料的氧化镁含量，确保氧化镁在烧结矿与球团矿之间获得平衡；球团分厂经过安稳造球工艺，安稳了球团矿中的氧化镁含量；高炉出产技能人员根据渣系成分改变，当令优化质料配比，精准操控渣中氧化镁含量，确保渣系安稳；烧结分厂优化操作，下降燃料配比削减热量耗费。　　京唐公司这一技能的成功运用，使镁元素在烧结矿与球团矿之间完成了合理移转，使镁元素份额在球团矿、烧结矿和高炉渣系中完成了最佳装备。在确保高炉安稳顺行及渣系安稳的前提下，天然镁烧结技能能有用促进球团矿与烧结矿质量的提高和本钱的下降。