燒結

宏觀義：溫（熔），陶瓷坯固顆粒互鍵聯，晶粒，空隙(孔)晶漸趨減，質傳遞，積收縮，密增，具某顯微構緻密晶燒，稱燒。

微觀義：固態（原子）間存在互相吸引，通過加熱使質點獲得足夠的能量進行遷移，使粉末體產生顆粒黏結，產生強度並導致緻密化和再結晶的過程稱為燒結。

固反製備固化合，反速率擴散程式控制制，需較溫反效。另固化合固液組化合，熔化反，故燒般產熔，保證均勻。燒結溫度也不能太低，否則會使固相反應的速率太低。在很多情況下，燒結需要在特定的氣氛或真空中進行。控制燒結過程的氣相分壓非常重要，特別是當研究的體系中含有價態可變的離子時，固相反應的氣相分壓將直接影響到產物的組成和結構。例如，在銅系氧化物高溫超導體的合成中，燒結過程必須在嚴格控制氧分壓，以保證得到具有確定結構、組成和銅價態分佈的超導材料。

高爐煉鐵生產前，將各種粉狀含鐵原料，配入適量的燃料和熔劑，加入適量的水，經混合和造球后在燒結設備上使物料發生一系列物理化學變化，燒結成塊的過程。在生產上廣泛採用帶式抽風燒結機生產燒結礦。主要包括燒結料的準備，配料與混合，燒結和產品處理等工序。

一個重要的步驟。聚四氟乙烯預成型品必須通過燒結才能成為有用的製品。燒結是將預成型品加熱至熔點（327℃）以上，並在此溫度下保持一定時間，使聚合物分子由結晶形逐漸轉變為無定型，使分散的樹脂顆粒通過相互熔融擴散黏結成一個連續的整體。燒結全的預成型品由透明膠狀體冷卻成堅固的乳白色的不透明製品。

1、燒結sintering

粉末或壓坯在低於主要組分熔點的溫度下的熱處理，目的在於通過顆粒間的冶金結合以提高其強度。

2、填料packing material

在預燒或燒結過程中為了起分隔和保護作用而將壓坯埋入其中的一種材料。

3、預燒presintering

在低於最終燒結溫度的溫度下對壓坯的加熱處理。

4、加壓燒結pressure

在燒結同時施加單軸向壓力的燒結工藝。

5、松裝燒結loose-powder sintering,gravity sintering

粉末未經壓制直接進行的燒結。

6、液相燒結liquid-phase sintering

至少具有兩種組分的粉末或壓坯在形成一種液相的狀態下燒結。

7、過燒oversintering

燒結溫度過高和（或）燒結時間過長致使產品最終性能惡化的燒結。

8、欠燒undersintering

燒結溫度過低和（或）燒結時間過短致使產品未達到所需性能的燒結。9、熔滲infiltration

用熔點比製品熔點低的金屬或合金在熔融狀態下充填未燒結的或燒結的製品內的孔隙的工藝方法。

10、脫蠟dewaxing,burn-off

用加熱排出壓坯中的有機添加劑（粘結劑或潤滑劑）。

11、網帶爐mesh belt furnace

一般由馬弗保護的網帶將零件實現爐內連續輸送的燒結爐。

12、步進梁式爐walking-beam furnace

通過步進梁系統將放置於燒結盤中的零件在爐內進行傳送的燒結爐。

13、推桿式爐pusher furnace

將零件裝入燒舟中，通過推進系統將零件在爐內進行傳送的燒結爐。

14、燒結頸形成neck formation

燒結時在顆粒間形成頸狀的聯結。

15、起泡blistering

由於氣體劇烈排出，在燒結件表面形成鼓泡的現象。

16、發汗sweating

壓坯加熱處理時液相滲出的現象。

17、燒結殼sinterskin

燒結時，燒結件上形成的一種表面層，其性能不同於產品內部。

18、相對密度relative density

多孔體的密度與無孔狀態下同一成分材料的密度之比，以百分率表示。

19、徑向壓潰密度radial crushing strength

通過施加徑向壓力測定的燒結圓筒試樣的破裂強度。

20、孔隙度porosity

多孔體中所有孔隙的體積與總體積之比。

21、擴散孔隙diffusion porosity

由於柯肯達爾效應導致的一種組元物質擴散到另一組元中形成的孔隙。

22、孔徑分佈pore size distribution

材料中存在的各級孔徑按數量或體積計算的百分率。

23、表觀硬度apparent hardness

在規定條件下測定的燒結材料的硬度，它包括了孔隙的影響。

24、實體硬度solid hardness

在規定條件下測定的燒結材料的某一相或顆粒或某一區域的硬度，它排除了孔隙的影響。

25、起泡壓力bubble-point pressure

迫使氣體通過液體浸漬的製品產生第一氣泡所需的最小的壓力。

26、流體透過性fluid permeability

在規定條件下測定的在單位時間內液體或氣體通過多孔體的數量。

將試條放入烘箱內，在105~110℃下烘乾至恆重。在乾燥器內冷卻至室溫後備用。在天平上稱取乾燥后的試樣重。稱取飽吸煤油后在煤油中試樣重。飽吸煤油后在空氣中的試樣重。將稱好重量的試樣放入105~110℃烘箱內排除煤油，直至將試樣中的煤油排完為止。按編號順序將試樣裝入高溫爐中，裝爐時爐底和試樣之間撒一層薄薄的煅燒石英粉或Al2O3粉。裝好后開始加熱，並按升溫曲線升溫，按預定的取樣溫度取樣。

在每個取樣溫度點保溫15min，然後從電爐內取出試樣迅速地埋在預先加熱的石英粉或Al2O3粉中，以保證試樣在冷卻過程中不炸裂。冷至接近室溫后，將試樣編號，取樣溫度記錄於表中，檢查試樣有無開裂、粘砂等缺陷。然後放入105~110℃烘箱中烘至恆重。取出試樣放入乾燥器內，冷卻至室溫。將試樣分成兩批，900℃以下為第一批，測定其飽吸煤油后在煤油后在空氣中重，900℃以上的試樣為第二批，測定其飽吸水后在水中重及飽吸水后在空氣重。按公式算出各溫度點的結果后，以溫度為橫坐標，氣孔率和收縮率為縱坐標，畫出收縮率和氣孔率曲線，並從曲線上確定燒結溫度和燒結溫度範圍。

自上世紀70年代以來，我國鐵礦粉造塊工業取得了很大的成就。1970以前，我國燒結機的機型都在75m2以下。70年代以後，特別是1985年寶鋼從日本引進的450m2大型燒結機投產以及依靠和組織國內的燒結廠設計、生產製造了130m2燒結機、抽風環式冷卻機和相應的20多種配套設備，使我國燒結機的大型化上了一個台階。在此期間，進行了燒結礦冷卻（振動式冷卻和盤式冷卻）及加設鋪底料的攻關，同時在全國燒結廠推廣生產高鹼度燒結礦和厚料層燒結技術。1958年“大鍊鋼鐵”時期，在鐵礦山比較集中的龍岩地區，開始發展鼓風土燒結，俗稱“平地吹”。1968年3月，三鋼第一台18平方米燒結機動工興建。1970年4月，建成投產。現代燒結生產是將鐵礦粉、熔劑、燃料、代用品及返礦按一定比例組成混合料，配以適當的水，經混合及造球后，在抽風燒結機的台車上自上而下進行燒結。整個燒結料層（600mm～700mm）可分為：燒結礦層、燃燒層、預熱層和冷卻層。從1989年至2007年，我國燒結行業迅速發展，大量新工藝、新技術、新設備陸續推出。我國己跨入世界燒結行業的先進行列。其發展情況和相關成就如下

(1)自1978年馬鋼冷燒技術攻關成功后，“六五”、“七五”期間一批重點企業和地方骨幹企業基本完成熱燒改冷燒工藝。相當部分企業建成並使用原料中和混勻料場，絕大部分廠家實現了自動化配料、混合機強化制粒、偏析布料、冷卻篩分、整粒技術及鋪底料技術等。

(2)“七五”、“八五”以來，在傳統燒結工藝基礎上發展了一批新工藝和新技術，並在國內各大鋼鐵企業推廣應用，如高鹼度燒結技術、球團燒結技術、小球團燒結技術、低溫燒結技術、低硅燒結技術等。

(3)設備大型化和自動化。20世紀70年代初以前，我國最大燒結機為75m2,80年代初，我國在寶鋼引進了450m2的大型燒結機及其配套設備，同時引進了燒結機的製造技術。至2007年，我國已先後在寶鋼、鞍鋼、武鋼等地建成了180m2的燒結機及其配套設施72台套。燒結面積總計達到221216m2，燒結機單台平均面積為295m2。我國自1989年以後投產的大中型燒結機的工藝技術裝備和自動化水平得到提高，實現了較為完善的過程檢測和控制，並採用計算機控制系統對生產過程自動進行操作、監視、控制及生產管理。

(4)燒結生產指標及產品質量的提高。我國燒結礦質量明顯提高，燒結工序能耗大幅度降低，1986年至2007年期間，我國燒結行業得到了更進一步的發展，主要體現在：設計和製造了大型燒結機成套設備；大中型企業建成了綜合原料場，使燒結原料中的化學成分穩定；大量新工藝、新技術、新設備得到開發（直拖式自動重量配料設備、各種燒結增效節能添加劑、燃料分加、小球燒結、各種形式預熱燒結混合料、新型節能點火保溫爐、高鐵低硅燒結、超厚料層燒結等）。我國燒結礦質量有了大幅度的提高，國內如寶鋼、武鋼四燒、濟鋼等發展較先進的企業已將燒結礦FeO含量控制在7%左右。不少燒結廠燒結礦FeO含量為8%～10%、TFe達到57%～60%、SiO2含量降到4.5%～5%，實現了低硅燒結;ISO轉鼓強度為79%～83%。

我國的鋼鐵企業還有較大的發展空間，但是國內和國際競爭激烈，同樣燒結廠也面臨市場經濟調節。當前急待解決的問題是提高燒結礦的質量；燒結生產發展趨勢是逐步實現燒結機的大型化；採用原料混勻技術，提高燒結的精料水平；提高自動化水平和生成率，努力降低燒結礦的成本；加強環保治理；加速增加球團礦用量，改善我國高爐的爐料結構；採用小球燒結工藝，進一步強化燒結生產；繼續對老舊設備進行改造更新；堅持生產高鹼度燒結礦；充分利用國內國外的鐵礦資源；調整和改善燒結生產布局；實施可持續發展戰略，建設清潔式工廠。

廣義鋼鐵工業企業包括的燒結生產線，其主要原料為鐵精粉和煤。由於煤中含硫，所以燒結會排放出有害氣體產物二氧化硫，必須進行煙氣脫硫處理。其他氣體排放物主要為氮的氧化物和二氧化碳。

使用袋式除塵器或電除塵器，正常工作時能達標排放。除塵後排放物基本為小於PM2.5的粉塵。標準只是宏觀經濟和國民健康、環境的調和產物。達標不表示對人類和環境沒有影響。

很少或不排放污水。

由於燒結溫度很高，燒結礦不能熱送高爐，即使回收部分餘熱，還是要排出大量廢熱。

燒結時的溫度稱為燒結溫度，燒結溫度和開始過燒溫度之間的溫度範圍稱為燒結溫度範圍，在燒結過程中若不確定燒結溫度和燒結溫度範圍繼續升溫，則坯體開始變形、軟化、過燒膨脹，造成燒結事故。

危險源：高溫、粉塵、高速機械轉動、有毒有害氣體及物質流傷害、高處作業等危害；

事故類別：機械傷害、高處墜落、物體打擊、起重傷害、灼燙、觸電、中毒以及塵肺等8類；

事故原因：設備缺陷、技術和工藝缺陷、防護裝置缺陷、作業環境差，規章制度不完善和違章作業等。