铁矿石整粒

铁矿石整粒 (crushing and screening for the iron ore)

将铁矿石加工成不同粒度级别的一种原料加工处理工艺。在钢铁冶金生产中，高炉炼铁、炼钢及铁矿石造块对所使用的铁矿石粒度均有具体要求，铁矿石需经过整粒才能满足生产需要。高炉对入炉铁矿石除要求含铁量高、成分稳定、具有较高的软化温度和机械强度等冶炼性能外，还要求入炉铁矿石的粒度均匀(见表1)、含粉末量少，以保证炉料的透气性和良好的传热、传质条件，提高高炉产量，降低焦比。不同的炼钢炉对入炉铁矿石粒度也有不同要求，一般转炉为10～50mm，平炉为30～250mm，炼钢电弧炉为30～100mm。生产烧结矿要求将铁矿石加工到0～8mm，大于8mm的部分需少于10％。

表1高炉人炉铁矿石合适粒度

高炉类型 矿石还原性能 粒度／illm 大型高炉

中型高炉

小型高炉
难还原
易还原
难还原
易还原
难还原
易还原 8～25
8～30
8～20
8～25
5～15
5～20

工艺过程 铁矿石整粒一般通过破碎和筛分来进行，常由破碎机、筛分机、带式输送机、原矿贮矿槽和成品贮矿槽等组成整粒系统。带式输送机连接破碎、筛分设备和贮矿槽，并输送加工过程中的物料；贮矿槽暂存整粒作业中的原矿和成品矿，保证作业的连续性；系统所需破碎段数主要取决于进厂铁矿石的块度与用户(即高炉、炼钢炉、烧结等)要求粒度的总破碎比。总破碎比

i=D_max / d_max，式中D_max 为进厂铁矿石的最大粒度，mm；d_max ：为合格产品的最大粒度，mm。总破碎比还等于各段破碎比的乘积。

破碎 通过破碎机将铁矿石破碎到规定的粒度。铁矿石每经过一次破碎机的加工，称为一个破碎段(级)。破碎段的破碎比是物料经过本段破碎机破碎后其粒度减小的指数，即该段破碎机给料最大粒度与排料最大粒度之比。各种破碎机的破碎比互不相同，实际生产中总的破碎比往往较大，物料要经过几个破碎段(即经过几段破碎机的破碎)才达到最终需求的粒级。按铁矿石在破碎段的给料最大粒度与破碎机排料最大粒度大小的范围，破碎段分为粗碎段、中碎段和细碎段。表2为各破碎段给料、排料粒度范围。各段的破碎比取决于破碎机的型式、流程类型、铁矿石的硬度及在破碎过程中粒度特性、含泥含水量等因素。加工硬度大的难碎铁矿石和含泥含水量高的铁矿石时破碎比要降低。铁矿石破碎常用的破碎机类型及在不同流程中的破碎比范围见表3。不同的破碎段采用不同类型的破碎机，这由整粒系统的能力大小和破碎机技术性能来决定。通常粗碎段采用颚式破碎机或旋回破碎机，中碎段采用标准圆锥破碎机，细碎段采用短头圆锥破碎机。对于系统能力较小、破碎段数少的整粒流程，颚式破碎机也常用于中碎、细碎作业。

表2各破碎段给料、排料粒度范围

段 次 给料粒度／mm 排料粒度／mm 粗碎段
中碎段
细碎段 1500～300
350～100
100～40 350～100
100～40
35～5

表3各类破碎机在不同流程类型中的破碎比范围

破碎机类型

流程类型

破碎比范围

颚式破碎机和旋回破碎机

开路

3～5

　

闭路

4～8

标准圆锥破碎机

开路

3～5

　

闭路

4～8

短头圆锥破碎机

开路

3～6

　

闭路

4～8

筛分 通过筛分机将铁矿石分为两种或几种粒度级别的加工过程。筛分一般分为预先筛分和检查筛分。待破碎的铁矿石中经常含有一些小于该破碎段排料粒度的小块，在给入破碎机前预先用筛分机将它筛出，这种筛分称为预先筛分。它可防止铁矿石过粉碎和提高破碎机的生产能力。在铁矿石含水分高、含粉矿量多时，预先筛分可避免破碎机堵塞，有利于破碎机的运行。在破碎后的产品中含有一定量大于排料口粒度的大块度铁矿石，常用筛分机筛出并返回本破碎段入口进行再破碎，这种筛分称为检查筛分。它用以控制破碎产品超限的大块粒度，保证产品质量。

筛分设备有固定筛和振动筛两种基本类型。固定筛构造简单，没有动力，多为固定不动的条筛，一般为倾斜安装。为保证物料向下自流，倾斜角%26alpha;大于物料对筛面的静摩擦角。筛分铁矿石时，%26alpha;=40^。～50^。 ，筛孔尺寸一般不小于50mm。它主要用于粗碎或中碎前的预先筛分，其缺点是筛分效率低，一般只有50％～60％，易发生堵塞。故在近年建设的整粒系统中已很少采用。振动筛筛网多为编织或冲孔型式，筛面可布置成单层或多层结构，筛面倾角一般为20^。 ，物料在筛网上振动前进，用于筛分各种粒级的物料。振动筛筛分效率较高，一般可达85％～95％，被广泛用于铁矿石整粒系统。筛分时，给料中小于筛孔尺寸的细粒级应通过筛孔筛出，但实际上细粒级只能有一部分经筛孔由筛下排出，仍有一定量夹杂于粗粒级中随筛上产品排出。筛上产品中夹杂的细粒级越少，筛分效果越好，筛分效率就越高。筛分效率

%26eta;=100Q₃ / Q₁%26beta;₁%26times;100％，式中Q₃为筛下产品生产量，t／h；Q₁为给料量，t／h；%26beta;₁为给料中细粒级含量，％。

整粒系统的类型 整粒系统有开路和闭路两种基本类型。铁矿石在破碎机加工后，对其成品不作检查筛分的整粒系统为开路整粒系统；它通常用于铁矿石破碎性能较好，对合格粒度中超限大块要求不严格的铁矿石整粒。图1为二级破碎的开路整粒系统。铁矿石在破碎机加工后，对其成品还要进行检查筛分，将筛出的大于该破碎段合格粒级上限的铁矿石返回该破碎机入口再次破碎的整粒系统为闭路整粒系统；闭路段一般设在最后一级破碎段，以保证成品矿粒度大小均在规定的最大粒度范围之内。图2为二级破碎的闭路整粒系统。现代铁矿石整粒一般均采用闭路系统。

含粉量高的或雨季含水分较大的铁矿石在整粒过程中易堵塞破碎机和筛分机，影响系统的生产能力，粉末和夹杂的泥土筛不干净，会降低入炉铁矿石质量，影响高炉冶炼指标。因此，常在这类铁矿石的整粒系统中加设洗矿装置，在筛分机料层上喷水，借助筛子振动，物料不断松散、翻转，使粘连在铁矿石上的泥质被冲洗清除。

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