烧结工艺是炼铁过程中不可或缺的一部分,它为高炉冶炼提供了高质量的原料,即所谓的“精料”。这个过程涉及将多种原料,包括精矿、矿粉、燃料、熔剂、返矿及含铁生产废料等,按照一定的比例进行精确配比,然后混合和制粒,最终达到所需的烧结料标准。
在烧结过程中,固相反应是制备无机固体化合物的关键步骤,反应速率通常受扩散过程控制。为了确保反应的有效进行,往往需要较高的温度。另一方面,一些固液相组成的化合物在熔化时会经历分解反应,因此烧结过程通常在产物的熔点以下进行,以确保均匀的物相。
然而,烧结温度也不能过低,因为这会降低固相反应的速率。在许多情况下,烧结过程需要在特定的气氛或真空环境中进行。控制气相分压对烧结过程至关重要,特别是在研究体系中含有价态可变的离子时,气相分压的变化直接影响到最终产物的组成和结构。例如,在铜系氧化物高温超导体的合成中,精确控制氧分压是确保获得具有确定结构、组成和铜价态分布的超导材料的关键。
在高炉炼铁生产之前,需要将各种粉状含铁原料与适量的燃料和熔剂混合,并加入适量的水,通过混合和造球工艺,使物料在烧结设备上发生一系列物理化学变化,最终烧结成块。带式抽风烧结机是最常用于生产烧结矿的设备,其生产过程包括烧结料的准备、配料与混合、烧结及产品处理等工序。