球團礦生產(chǎn)工藝

球團礦生產(chǎn)工藝16一月2024燒結(jié)球團生產(chǎn)技術(shù)22、球團礦生產(chǎn)工藝2.1球團原料及準備2.2造球作業(yè)2.3球團焙燒工藝16一月2024燒結(jié)球團生產(chǎn)技術(shù)3什么是球團礦？球團生產(chǎn)是使用不適宜燒結(jié)的精礦粉和其他含鐵粉料造塊的一種方法。把細磨鐵精礦粉或其他含鐵粉料添加少量添加劑混合后，在加水潤濕的條件下，通過造球機滾動成球，再經(jīng)過干燥焙燒，固結(jié)成為具有一定強度和冶金性能的球型含鐵原料。16一月2024燒結(jié)球團生產(chǎn)技術(shù)4球團礦生產(chǎn)工藝流程框圖原料準備焙燒加水產(chǎn)品處理混料配料造球→→→→↓↓焙燒過程：干燥↓預(yù)熱↓焙燒↓均熱↓冷卻←←成品球團礦焙燒設(shè)備：①豎爐；②鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯；③帶式焙燒機↑↓冷卻破碎篩分16一月2024燒結(jié)球團生產(chǎn)技術(shù)5燒結(jié)礦生產(chǎn)與球團礦生產(chǎn)的區(qū)別燒結(jié)和球團都是粉礦造塊的方法。但它們的生產(chǎn)工藝和固結(jié)成塊的基本原理卻有很大區(qū)別，在高爐上冶煉的效果也有各自的特點。燒結(jié)與球團的區(qū)別主要表現(xiàn)在以下幾方面：16一月2024燒結(jié)球團生產(chǎn)技術(shù)6燒結(jié)與球團的區(qū)別1、礦粉粒度不同富礦短缺，必須不斷擴大貧礦資源的利用，而選礦技術(shù)的進步可經(jīng)濟地選出高品位細磨鐵精礦，其粒度從-200網(wǎng)目（小于0.074mm）進一步減少到-325網(wǎng)目（小于0.044mm）。這種過細精礦不益于燒結(jié)，透氣性不好，影響燒結(jié)礦產(chǎn)量和質(zhì)量的提高，而用球團方法處理卻很適宜，因為過細精礦易于成球，粒度愈細，成球性愈好，球團強度愈高。16一月2024燒結(jié)球團生產(chǎn)技術(shù)72．成品礦的形狀不同：燒結(jié)礦是形狀不規(guī)則的多孔質(zhì)塊礦，而球團礦是形狀規(guī)則的10～25mm的球，球團礦較燒結(jié)礦粒度均勻，微氣孔多，還原性好，強度高，且易于貯存，有利于強化高爐生產(chǎn)。3．適于球團法處理的原料已擴大從磁鐵礦擴展到赤鐵礦、褐鐵礦以及各種含鐵粉塵，化工硫酸渣等；從產(chǎn)品來看，不僅能制造常規(guī)氧化球團，還可以生產(chǎn)還原球團、金屬化球團等；同時球團方法適用于有色金屬的回收，有利于開展綜合利用。16一月2024燒結(jié)球團生產(chǎn)技術(shù)84、固結(jié)成塊的機理不同：燒結(jié)礦是靠液相固結(jié)的，為了保證燒結(jié)礦的強度，要求產(chǎn)生一定數(shù)量的液相，因此混合料中必須有燃料，為燒結(jié)過程提供熱源。而球團礦主要是依靠礦粉顆粒的高溫再結(jié)晶固結(jié)的，不需要產(chǎn)生液相，熱量由焙燒爐內(nèi)的燃料燃燒提供，混合料中不加燃料。5、生產(chǎn)工藝不同：燒結(jié)料的混合與造球是在混合機內(nèi)同時進行的，成球不完全，混合料中仍然含有相當(dāng)數(shù)量未成球的小顆粒。而球團礦生產(chǎn)工藝中必須有專門的造球工序和設(shè)備，將全部混合料造成10～25mm的球，小于10mm的小球要篩出重新造球。16一月2024燒結(jié)球團生產(chǎn)技術(shù)9球團生產(chǎn)工藝概述球團生產(chǎn)是使用不適宜燒結(jié)的精礦粉和其他含鐵粉料造塊的一種方法。球團法是由瑞典的于1913年取得國內(nèi)專利的。但正式采用是在1943年，美國開采一種低品位磁鐵礦—鐵隧石，精選出來的礦粉粒度很細，難以燒結(jié)，才開始球團生產(chǎn)和用于高爐的試驗。50年代中期開始工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)。由于各國天然富礦資源缺乏，必須擴大對貧礦資源的利用，正是球團工藝為細磨精礦造塊開拓了新路，而且球團礦粒度均勻，還原性和強度好、微氣孔多，故發(fā)展迅速，全世界1980年初年產(chǎn)已達3億t，其中北美占一半以上。燒結(jié)和球團有各自的優(yōu)點互為補充，今天不少工廠為高爐提供燒結(jié)礦和球團礦組成的綜合爐料。16一月2024燒結(jié)球團生產(chǎn)技術(shù)10球團生產(chǎn)步驟球團生產(chǎn)大致分三步：(1)將細磨精礦粉、熔劑（添加劑）、燃料(1%～2%，有時也可不加)和黏結(jié)劑(如皂土等約0.5%，有時也可不加)等原料進行配料與混合；(2)在造球機上加適當(dāng)?shù)乃?，滾成10～15mm的生球（即造球）；(3)生球在高溫焙燒機上進行高溫焙燒，焙燒好的球團礦經(jīng)冷卻、破碎、篩分得到成品球團礦。有關(guān)工藝流程見圖16一月2024燒結(jié)球團生產(chǎn)技術(shù)11球團礦生產(chǎn)的工藝流程16一月2024燒結(jié)球團生產(chǎn)技術(shù)122.1球團原料及準備2.1.1含鐵原料一、鐵礦石精礦1、粒度:適合造球的精礦<0.044mm(-325目)部分應(yīng)占60％～85％，或<0.074mm（-200目）部分應(yīng)占>90%。2、水分:一般磁鐵礦和赤鐵礦適宜的水分為7.5％～10.5％。3、化學(xué)成分:全鐵含量波動<±0.5％，SiO2含量波動<±0.3％。16一月2024燒結(jié)球團生產(chǎn)技術(shù)132.1球團原料及準備二、其他含鐵原料包括：黃鐵礦燒渣、軋鋼皮、轉(zhuǎn)爐爐塵、高爐爐塵等。原料進廠后需加工處理，主要有再磨、干燥、中和等。再磨可分為干磨和濕磨兩種。5.1.2粘結(jié)劑與添加劑一、粘結(jié)劑球團生產(chǎn)使用的粘結(jié)劑有：

膨潤土Al2(Si4O10)(OH)2、消石灰、石灰石、和水泥等。氧化固結(jié)球團常用膨潤土、消石灰兩種。16一月2024燒結(jié)球團生產(chǎn)技術(shù)142.1球團原料及準備膨潤土的作用：能提高生球強度、調(diào)劑原料水分、穩(wěn)定造球作業(yè)，提高物料的成核率和降低生球長大速度，使生球粒度小而且均勻。同時膨潤土還能夠提高生球的熱穩(wěn)定性，既提高了生球的爆裂溫度和生球干燥速度，縮短了干燥時間，又可提高干球強度和成品球團礦的強度。二、添加劑目的：改善球團礦的化學(xué)成分，特別是其造渣成分，提高球團礦的冶金性能，降低還原粉化率和還原膨脹率等。常用的添加劑有消石灰、石灰石和白云石等鈣鎂化合物。16一月2024燒結(jié)球團生產(chǎn)技術(shù)152.2造球作業(yè)2.2.1配料與混合一、配料1、配料的目的：獲得化學(xué)成分和物理性質(zhì)穩(wěn)定，冶金性能符合高爐冶煉要求的球團礦，并使混合料具有良好的成球性能和生球焙燒性能。2、配料形式通常為集中配料。集中配料是把各種原料全部集中到配料室，分別貯存在各種配料槽內(nèi)，然后根據(jù)配料比進行配料。3、配料的方法為容量法和質(zhì)量法，常用的為質(zhì)量配比法。也有采用射線分析儀對混合料作快速分析，按原料化學(xué)成分配料的方法。16一月2024燒結(jié)球團生產(chǎn)技術(shù)162.2造球作業(yè)二、混合：混合作業(yè)大都采用圓筒混合機或輪式混合機的一次混合流程。國外有的廠采用連續(xù)式混磨機。16一月2024燒結(jié)球團生產(chǎn)技術(shù)172.2造球作業(yè)2.2.2造球圓盤造球機工藝圓盤造球機是目前國內(nèi)外廣泛使用的造球設(shè)備。16一月2024燒結(jié)球團生產(chǎn)技術(shù)182.2造球作業(yè)鐵礦粉的成球過程√鐵礦粉加水造球過程可分為三個階段，母球形成，母球長大，生球密實。這3個階段是靠加水潤濕和機械滾動作用力來完成的。需要指出的是以上三個階段通常是在同一造球機中一起完成的，在造球過程中很難截然分開?！痰谝浑A段具有決定意義的是潤濕，第二階段除了潤濕作用以外，機械作用也有著重要影響，而在第三階段，機械作用成為決定性因素。造球加水原則：滴水成球；霧水長大；無水密實。16一月2024燒結(jié)球團生產(chǎn)技術(shù)192.3球團焙燒工藝一、焙燒過程焙燒設(shè)備：豎爐、帶式焙燒機、鏈篦式-回轉(zhuǎn)窯三種。焙燒過程分為干燥、預(yù)熱、焙燒、均熱和冷卻五個過程。⑴干燥：200～600℃，主要反應(yīng)：蒸發(fā)生球水分。干燥過程中要預(yù)防裂紋和爆裂。⑵預(yù)熱：900～1000℃，水分蒸發(fā)完全。主要反應(yīng)：磁鐵礦氧化為赤鐵礦，碳酸鹽分解，硫化物和氧化分解以及固相反應(yīng)。16一月2024燒結(jié)球團生產(chǎn)技術(shù)20⑶焙燒：1200～1300℃，①磁鐵礦粉在氧化氣氛下焙燒，900～1100℃；②赤鐵礦在氧化氣氛下焙燒，1300℃；③磁鐵礦粉在還原氣氛下焙燒，1300℃；

主要反應(yīng)：鐵氧化物的結(jié)晶和再結(jié)晶，晶粒長大，形成晶橋，固相反應(yīng)形成低熔點化合物或共晶的熔化，形成部分液相，體積收縮，組織致密化。

16一月2024燒結(jié)球團生產(chǎn)技術(shù)21⑷均熱：溫度略低于焙燒溫度，保持一段時間，使晶粒進一步長大，提高晶橋強度，使球團組織均勻化，消除內(nèi)部應(yīng)力。⑸冷卻：從1000℃以上冷卻到運輸皮帶可以承受的溫度。冷卻介質(zhì)為空氣。球團礦強度變化

生球抗壓強度:1-2kg/球干燥后生球抗壓強度:8-10kg/球焙燒后球團的抗壓強度：>200kg/球16一月2024燒結(jié)球團生產(chǎn)技術(shù)22√球團礦焙燒的五個階段干燥、預(yù)熱、焙燒、均熱、冷卻16一月2024燒結(jié)球團生產(chǎn)技術(shù)23二、球團的焙燒固結(jié)機理√㈠磁鐵礦球團的焙燒固結(jié)方式（磁鐵精礦是生產(chǎn)球團的主要原料）

①Fe2O3微晶鍵連接（晶橋連接）磁鐵礦氧化形成赤鐵礦微晶鍵以及微晶長大和再結(jié)晶。磁鐵礦在200℃下便開始氧化，從顆粒的表層開始，由Fe3O4轉(zhuǎn)變?yōu)镕e2O3，生成的Fe2O3微晶在相鄰的顆粒接觸處形成“晶橋”，新生的Fe2O3微晶具有高度的遷移能力，促使它們結(jié)合在一起，形成微晶鍵，又叫“晶橋”（圖a）。當(dāng)溫度升到600℃時，只要氧化氣氛充分，新生的晶鍵已有定的強度，使球團礦一形成硬殼。16一月2024燒結(jié)球團生產(chǎn)技術(shù)24溫度繼續(xù)升高，在高溫下保持一段時問，氧化從球團礦表層向內(nèi)部推進，就一個顆粒而言，氧化向中心擴展，直到全部氧化成赤鐵礦。在高溫下，赤鐵礦微晶長大并重新結(jié)晶，使顆粒結(jié)合成牢固的整體（圖b)。16一月2024燒結(jié)球團生產(chǎn)技術(shù)25②Fe3O4的再結(jié)晶與晶粒長大在缺乏氧氣的地方溫度達到一定的水平時，磁鐵礦顆粒也能夠通過擴散產(chǎn)生Fe3O4晶鍵連接，然后在更高的溫度下，發(fā)生Fe3O4的再結(jié)晶和晶粒長大使磁鐵礦顆粒固結(jié)成一個整體，見圖(c)③液相固結(jié)如果生產(chǎn)酸性球團礦，在強氧化氣氛中，可能產(chǎn)生的液相為低熔點的脈石礦物或添加劑皂土等。在中性或弱還原性氣氛中焙燒，則磁鐵礦與脈石中SiO2反應(yīng)，產(chǎn)生FeO-SiO2液相。兩顆礦粒被液相粘結(jié)起來（如圖d）。16一月2024燒結(jié)球團生產(chǎn)技術(shù)26㈡赤鐵礦球團的焙燒固結(jié)方式：①Fe2O3再結(jié)晶較純的赤鐵精礦球團在氧化氣氛中焙燒時，赤鐵礦晶粒在900℃開始再結(jié)晶，隨著溫度的升高，晶粒逐漸長大，球團強度將提高。但這是一種簡單的再結(jié)晶過程，比磁鐵礦球團固結(jié)要困難。因為與磁鐵礦球團焙燒固結(jié)相比，赤鐵礦在氧化氣氛中不會氧化，不能放熱，不發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變，其原子的活動能力也比氧化新生成的赤鐵礦弱。赤鐵礦球團的焙燒溫度都控制在1300℃左右。②Fe3O4再結(jié)晶在還原性氣氛中焙燒赤鐵礦生球時，F(xiàn)e2O3將還原成Fe3O4和FeO，加熱到900℃后，產(chǎn)生Fe3O4再結(jié)晶使球團固結(jié)。③液相固結(jié)用赤鐵礦粉生產(chǎn)熔劑性球團礦時，氧化氣氛下，當(dāng)焙燒溫度達到600℃以后，就有鐵酸鈣等低熔點固相產(chǎn)物生成，溫度升高到1300℃左右時，這些低熔點物質(zhì)相繼熔化，使礦粉顆粒潤濕，在球團冷卻時將其固結(jié)起來。(SiO2含量較多或用赤鐵礦粉生產(chǎn)自熔性球團時，則出現(xiàn)2FeO·SiO2或CaO·Fe2O3液相固結(jié)。)16一月2024燒結(jié)球團生產(chǎn)技術(shù)27三種焙燒球團方法①豎爐:一般為8～10m2優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，熱效率高，缺點是溫度控制難，局部溫度易過高而易結(jié)塊，料層高易使球團破損，故單爐規(guī)模很難大型化，適合中小企業(yè)。②帶式焙燒機:能調(diào)整加熱焙燒制度，對原料適應(yīng)性強、生球在高溫焙燒帶停留時間較帶式焙燒機長，有助于獲得高強度產(chǎn)品，生產(chǎn)的球團礦質(zhì)量好和粒度均勻。但因臺車和箅條在高溫運行，需要耐熱鋼制造。它是大型球團廠的主要焙燒設(shè)備。缺點是投資費用大。③鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯:優(yōu)點是質(zhì)量均勻、節(jié)能、生產(chǎn)能力較大；缺點是易結(jié)圈、投資大。目前鏈箅機—回轉(zhuǎn)窯的球團礦占總產(chǎn)量的比例日益增多。16一月2024燒結(jié)球團生產(chǎn)技術(shù)281、豎爐豎爐的規(guī)格用爐口斷面積來表示。爐口斷面大部分呈矩形。我國多數(shù)豎爐為4～8m2，爐口寬度不超過1.8m，長度為寬度的3～3.25倍。一座8m2豎爐的年產(chǎn)量為12萬t。16一月2024燒結(jié)球團生產(chǎn)技術(shù)29豎爐工作原理圖球團豎爐是一種按逆流原則工作的熱交換設(shè)備。生球由布料機均勻地從爐口裝入爐內(nèi)并以均勻的速度連續(xù)下降。用煤氣或重油作燃料，在燃燒室內(nèi)充分燃燒。溫度達到1150-1250℃的熱氣體從噴火口進入爐內(nèi)，達到自下而上與生球進行熱交換。通過燃燒室進入的空氣量約為焙燒所需全部空氣量的35%，其余的空氣從下部鼓入，使球團冷卻的同時空氣被加熱到高溫，進入焙燒區(qū)域。16一月2024燒結(jié)球團生產(chǎn)技術(shù)301、豎爐干燥和預(yù)熱過程中防爆國外豎爐生球從上往下運動，與預(yù)熱帶上升的熱廢氣發(fā)生熱交換進行干燥．無專門的干燥設(shè)備。生球下降到離料面120一150mm深度處，相當(dāng)于經(jīng)過了4—6分鐘的停留時間，大部分已經(jīng)干燥，并開始預(yù)熱，磁鐵礦開始氧化。當(dāng)爐料下降到500mm時，便達到最佳焙燒溫度，l350℃左右。我國豎爐干燥采用屋脊形干燥床，生球厚度約150—400mm。預(yù)熱帶上升的熱廢氣和從導(dǎo)風(fēng)墻出來的熱廢氣在干燥床的下面混合，其混合廢氣的溫度為550一750℃。穿過干燥床與干燥床頂部向下滑的生球進行熱交換，使生球干燥。生球在干燥床上經(jīng)過5—6分鐘后基本上完成干燥過程。16一月2024燒結(jié)球團生產(chǎn)技術(shù)311、豎爐豎爐的特點：由于豎爐單爐產(chǎn)量小，對原料適應(yīng)性差，不能滿足現(xiàn)代高爐對熟料的要求。因此在應(yīng)用和發(fā)展上受到限制。然而由于設(shè)備比較簡單，投資少和生產(chǎn)能力有限，對于焙燒磁精礦，規(guī)模較小的球團廠仍具有一定的優(yōu)勢。16一月2024燒結(jié)球團生產(chǎn)技術(shù)322、帶式焙燒機帶式焙燒機的結(jié)構(gòu)與帶式燒結(jié)機基本相同，臺車上的料球依次經(jīng)過干燥、預(yù)熱、焙燒、均熱和冷卻各段，形成成品球團礦。各段的長度根據(jù)原料條件有所不同，大致比例為：干燥段占總長度的18～33％，預(yù)熱、焙燒和均熱段共占30～35％，冷卻段為33～43％。各段的溫度是，干燥段為不高于800℃，預(yù)熱段為不超過1100℃，焙燒段為1250℃左右。帶式焙燒機的供料方式和供熱方式與帶式燒結(jié)機不同。供料采用多輥布料器，為了防止臺車被高溫氣流燒蝕，設(shè)有鋪邊料和鋪底料供應(yīng)系統(tǒng)。16一月2024燒結(jié)球團生產(chǎn)技術(shù)332、帶式焙燒機帶式焙燒機可以用固體燃料、氣體燃料和液體燃料作為熱源。全部采用固體燃料時，將固體燃料粉末滾附在生球表面，經(jīng)點火燃燒，供給焙燒所需要的熱量。采用氣體或液體燃料時，燃料在臺車上部的機罩內(nèi)燃燒。產(chǎn)生的高溫廢氣被抽風(fēng)機抽過料層進行焙燒。也可以在采用氣體或液體燃料的同時，在生球表面滾附少量固體燃料。16一月2024燒結(jié)球團生產(chǎn)技術(shù)34帶式焙燒機工作原理圖16一月2024燒結(jié)球團生產(chǎn)技術(shù)35帶式焙燒機的主要特點（1）生球料層較薄，既可避免料層壓力負荷過大，又可保持料層的均勻透氣性。（2）工藝氣流以及料層透氣性所產(chǎn)生的任何波動只影響到一部分料層。隨著臺車水平移動，這些波動可很快消除。（3）風(fēng)箱的分配方式以及風(fēng)箱同臺車可以密封，這就使得能夠適當(dāng)?shù)貏澐殖刹煌瑴囟?、氣流流量和流向的各個工藝分段。（4）可以往料層上部爐罩內(nèi)引入不同溫度的工藝氣流和大氣。（5）可以采用各種不同的燃料和不同形式的燒嘴，因此，燃料種類的選擇有很大的靈活性。16一月2024燒結(jié)球團生產(chǎn)技術(shù)36帶式焙燒機的主要特點（6）工藝參數(shù)有一定變動范圍，可以在保證球團礦良好質(zhì)量的前提下針對各種各樣礦石的球團提供最佳焙燒條件。（7）積極回流利用焙燒球團的顯熱，球團焙燒耗熱量較低。（8）通過制造大型帶式焙燒機，可以使單機球團產(chǎn)量較高。我國最大鞍鋼：320m2,年產(chǎn)200萬噸；國外1000m2,年產(chǎn)600-800萬噸16一月2024燒結(jié)球團生產(chǎn)技術(shù)373、鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯鏈篦機一回轉(zhuǎn)窯由鏈篦機、回轉(zhuǎn)窯和冷卻機聯(lián)合組成。鏈篦機安裝在襯有耐火磚的室內(nèi)，分為干燥室和預(yù)熱室兩部分，蓖條下面有風(fēng)箱，生球經(jīng)多輥布料器布在鏈蓖機上，球?qū)雍穸却蠹s為130～200mm，隨同篦條向前移動。在干燥室，生球被從預(yù)熱室抽過來的250～450℃的廢氣干燥，然后進入預(yù)熱室，被從回轉(zhuǎn)窯出來的1000～1100℃氧化性廢氣加熱，發(fā)生部分氧化和再結(jié)晶，具有一定的強度，再進入回轉(zhuǎn)窯焙燒。16一月2024燒結(jié)球團生產(chǎn)技術(shù)383、鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯回轉(zhuǎn)窯為一長圓筒，用鋼板焊成，內(nèi)有225～230mm的耐火磚襯，傾角5°，生產(chǎn)時球團充滿率為6-8％左右。隨著窯體的旋轉(zhuǎn)，球團在窯內(nèi)滾動，并向排料端移動。燒嘴在排料端，可使用氣體或液體燃料，也可以用固體燃料。燃燒廢氣與球團成逆向運動由進料端排入預(yù)熱室。窯內(nèi)溫度可達到1300～1350℃，由于回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的球團是在滾動狀態(tài)下焙燒的，所以受熱均勻，焙燒效果良好。從回轉(zhuǎn)窯排出的熱球團礦卸人冷卻機進行冷卻后（一般為鼓風(fēng)冷卻），溫度降到150℃以下。被加熱的空氣送入窯內(nèi)作為燃料燃燒的二次空氣，或送入鏈篦機干燥段，用來干燥生球，可以回收70～80％的熱量。16一月2024燒結(jié)球團生產(chǎn)技術(shù)39鏈篦機—回轉(zhuǎn)窯示意圖16一月2024燒結(jié)球團生產(chǎn)技術(shù)40鏈篦機—回轉(zhuǎn)窯工作原理圖16一月2024燒結(jié)球團生產(chǎn)技術(shù)413、鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯鏈篦機—回轉(zhuǎn)窯焙燒球團的優(yōu)點是：（1）生產(chǎn)能力大，耗電量低；（2）熱量利用率高，總能耗低；（3）干燥、預(yù)熱和焙燒可分別進行控制，溫度和氣氛容易調(diào)節(jié)；（4）生球在窯內(nèi)受熱均勻，在高溫區(qū)停留時間較長。所以球團礦質(zhì)量好、強度高；（5）不需要高級耐熱合金鋼；（6）可以處理各種不同的原料的生球。存在的問題是，操作不當(dāng)容易