烧结是现代钢铁工业生产过程中必不可少的工序,也是人造块矿最主要的过程。烧结过程说简单了,就是用含铁粉块料配加一定熔剂(石灰石类、白云石类等)、燃料(煤粉、焦粉等)混合,经过造粒或者造球(小球烧结),布料机布料,点火、抽风,完成自身烧结、固结过程,形成具有一定强度的人工块矿,过程中主要固结相为铁酸钙系列、硅酸钙系列、镁橄榄石系列,等等一系列固溶体。
烧结过程中,如何保证液相快速生成,是加速烧结的关键;而烧结速度的提高,则与烧结混合料透气性有很大的关系,一般采用偏析布料方法,可以实现烧结速度一定程度的提高;而如何保证形成我们想要的固溶体结构,并能够抑制相关缺陷固溶体或者其低温的晶格转变,也是烧结过程和配料必须考虑的一个因素。
烧结助熔,早期各大钢铁企业都是采用添加一定量的硼酸或者氯化物作为助熔成分,随着烧结配料和操作工艺的改进,烧结矿强度一定程度提高,以及对成本和对设备腐蚀性要求提高,此方法逐步被取消,目前仍有小部分企业采用添加硼酸作为助熔成分。
随着硼酸、氯化物等逐步取消,有人开始研发类似相关产品,国内开始最活跃的院校主要是北京钢铁学院(现北京科技大学),早期产品主要是考虑到助燃为主、助熔为辅,所以采用的是高锰酸钾为助燃剂,添加低熔点氯化钠和小部分硼酸为助熔剂,虽然大家都知道钾钠碱金属不利于烧结设备维护,但是因为其添加量很低,并且对这方面意识淡薄,所以并没有对此有一定限制;随着产品的升级,业内提出高锰酸钾不利于烧结设备,有人开始采用硝酸钠为助燃剂,目前大部分产品都是采用这个配方,因为硝酸钠是吸潮性很强的盐,一般需要烘干后才可以应用,部分生产厂家没有烘干设备,使得产品原料潮湿,产品结块也就自然而然。
随着市场变化和行业技术人员努力,最近市场开始出现新一类产品:不含有钾钠硫磷氮等元素,采用的是高温助燃氧化成分,除此之外,最大的改变就是---颠覆传统化学助燃方法,采用改善烧结混合料造粒性能,使得烧结混合料透气性能有了明显的改善,从物理方面加强烧结气氛,并且产品主要填料为不含氯化物的矿物深加工产品,使得该产品具有极强的应用和推广价值。在产品加工方面,产品采用有机物和无机物高温交联,并添加防结块剂,低硅含量。此产品于2011年获得了中国科技部创新基金支持项目。