球团生产工艺介绍

球团生产工艺介绍

1、球团基本概论

(1) 、什么叫球团

球团是向高炉提供“精料”的另一种方法。其过程的实质是：将准备好的原料(细磨精矿及粉状物料如粘结剂、添加剂等)，按一定比例经过配料混匀并造成一定尺寸的小球，然后采用干燥和焙烧使其发生一系列物理化学变化而硬化固结。其过程的产品叫球团矿。球团矿按碱度可分为：酸性和自熔性两种。

(2) 、球团生产的意义及发展历史

世界上天然富矿日渐短缺，要求生产大量高品位精矿。为提高选矿技术经济指标，需细磨(--325 目)铁矿石，而过细的精矿粉难于烧结，主要是透气性不好，而球团矿生产正是处理细磨精矿的有效途径。球团矿具有良好的物化冶金性能，它粒度均匀，微气孔多，还原性好，强度大，易于储存，有利于强化高炉生产。随着工艺技术的发展，适于球团处理的原料已从磁铁矿扩展到赤铁矿、褐铁矿、天然混合矿及各种含铁粉尘等。球团产品不仅局限于高炉使用，还可生产预还原球团，金属化球团，用于直接还原炼铁。近二十年来，世界球团矿产量以每年1000万吨的速度增长，约有20%的生铁是用球团矿冶炼的。在我国，随着“高碱度烧结配加酸性球团矿”这种合理炉料结构的推广，球团矿生产也有了较大发展。

(3) 、球团生产技术经济指标及球团矿质量指标

①、球团生产技术经济指标

a有效面积利用系数，即单位时间每平方米有效面积的生产量，t/m2h。

b、台时产量，即单位时间每台设备的生产量，t/h。

c、成品率成品率二成品矿/混合料x 100%

d、出矿率出矿率二(成品矿+返矿)/混合料x 100%

e、作业率二设备年开动小时总计/年日历天数x 24 X 100%

②、球团矿质量指标

a、球团矿的化学性质指标主要有球团矿的全铁品位及铁品位稳定率；球团矿的碱度（即球团矿中CaO/SiO2的比值）及碱度稳定率；球团矿的还原度。

b、球团矿的物理性质指标

主要有球团矿的冷转鼓指数（%），之为衡量烧结矿在常温下抗磨剥和抗冲击能力的指标；抗压强度，其测定可在压力机上进行，试样粒度10.0—12.5m m，每次取60个球作检验，以算数平均值或用标准离差表示；低温还原粉化率，之表示还原后的球团矿通过转鼓试验的粉化程度；还原度；还原膨胀指数；荷重软化温度；熔滴特性，即测定球团矿的熔化温度、滴落温度、从熔化到滴落的温度区间及气流通过这一区间的阻力损失，其对高炉操作影响很大。要求软化温度高、软熔区间窄一些，熔滴温度高、区间短、△ P小一些。上述高温冶金性能也适用于烧结矿和铁矿石。

2、球团生产原料及质量要求

球团生产原料主要有：铁精矿、粘结剂和熔剂。

（1）、铁精矿

是球团矿生产的主要原料，占造球混合料的90%以上，精矿的质量对生球、成品

球团矿的质量起着决定性的作用。精矿质量要求：

①、粒度适合

造球的精矿小于0.044mm部分应在60~85%,或小于0.074mm部分应在90%以上，尤其是小于20卩m部分不得小于20%。

②、水份的控制和调节对造球过程、生球质量、干燥焙烧、造球设备工作状态影响很大，一般磁、赤铁精矿的适宜水份为7.5~ 10.5%，且水份波动要小于0.2%。

③、化学成分稳定、均匀，Fe士0.5%、SiO2士0.3%

（2）、粘结剂

球团生产使用的粘结剂有：硼润土、消石灰、水泥等。氧化固结球团生产常用硼润

土、消石灰。冷凝固结球团生产使用水泥。

硼润土是使用最广泛，效果最佳的优质粘结剂。它能提高生球强度，调剂原料水分，稳定造球作业，提高物料的成核率和降低生球长大速度，使生球粒度小而均

匀。硼润土含SiO260%--70%, AI2O315%左右，还有少量Fe2O3 Na2O、K2O 等。球团生产对硼润土的技术要求为：蒙脱石含量，大于60%;吸水率（2小时），大

于120%；膨胀倍数，大于12倍；粒度，小于0.074mm占90%以上；水分，小于10%。

⑶、熔剂

球团矿添加熔剂的目的主要是调节球团矿的成分，提高其冶金性能（还原度、软化温度），降低还原粉化率和还原膨胀率等。常用的熔剂有：石灰石、白云石、消石灰等，要求粒度细，细磨后小于0.074mm的含量为100%。

3、球团生产工艺流程

球团生产工艺流程如图4-9所示

图4-9球团生产工艺流程图

由上图可知，球团生产工艺流程是将细精矿及添加剂（硼润土、消石灰等）按一定比例配料、混合，混合料经造球盘滚成9—16mm的生球，生球筛分后经干燥、焙烧、固结成型，成品球经冷却、筛分后入高炉。

4、我公司球团生产主要设备

（1）、原料准备工序

①、桥式抓斗起重机2台，跨度L=25.5m,高度H=13m，抓斗容积V=2m3，起重量

Q=10t。主要完成原料的倒装和中和混匀。

②、敞开式套筒圆盘给料机6台，圆筒直径：1500mm,圆盘转速：1.4?9(1/min), 生产能力：16 m3/h。

③、附着式混凝土振动器6台，型号：B —11,频率：2800(1/min)。

④、圆筒干燥混合机： 2.4 x 18m,安装倾角：5%,圆筒转速：3.85(1/min),生产能力:110t/h。

(2)、造球工序

①、混合料仓8个，容积5.35 m3。

②、混合料圆盘给料机，直径：1m,转速，7.5(1/mi n),最大给料量：14 m3/h。

③、造球机8台，造球盘直径：①5.0m x 4,①4.5m x 1,①4.2m x 3,转速：

9(1/min)，倾角：40--50O，造球盘边高：600、450mm,生产能力：35t/h。

④、瓷棍筛，20棍，规格：①102X 1020。

⑤、布料机，皮带宽度B=650mm,长度=11.9m,速度V=1m/s。

⑥、一号链板机，长度L=51.47m，宽度B=500mm，倾角=16o;二号链板机，长

度L=20.34m，宽度B=650mm,倾角=16o;三号链板机，长度L=29.5m，宽度

B=650mm，倾角=16o。

⑦、成品筛分热振筛一台。

⑧、带冷机，有效冷却面积：42 m2,冷却能力：42t/h,有效冷却时间：4.585?24.142分，冷却机倾角：12C。

⑩、8 m2竖炉两座，焙烧面积8 m2。

5、球团生产原理及物理化学反应

(1)、精矿造球的原理细磨铁精矿配加添加剂组成混合料，混合料的成球性及生

球的机械强度与混合料的表面性能和水的亲和力有关。

①、精矿表面的物理化学性能细磨精矿表面具有较大的表面能，粒度愈细，比

表面积愈大，表面的自由能也愈大。这种体系有自动减小其自由能的倾向，即减小相间界面，使颗粒结合，降低其分散度。同时，这种表面能量过剩的不平横状态，使矿粉颗粒表面具有很大的活性，以吸附周围的介质。铁的氧化物属亲水性物质，它们被细磨后，表面带有电荷，易吸附水，并被水润湿。

②、散料中水的作用水在精矿成球中起很大的作用。干燥的细磨物料是不可能

滚动成球的，但水分太多或太少同样影响造球的效率和生球的质量。保持适宜水分是精矿成球的重要条件。

③、成球过程细磨物料在造球设备机械力的作用下，受到滚动、转动、挤压等机械运动形成了生球。其过程可分为：母球的形成、母球长大、生球密实。

(2) 、生球的干燥和焙烧生球经过高温焙烧而固结，使其具有足够的强度的良好的还原性，同时去掉一部分杂质。整个高温焙烧过程包括生球干燥、焙烧固结和冷却三个阶段。其中焙烧阶段又可分为预热、焙烧和均热三部分。在整个焙烧过程中进行一系列物理化学反应，主要有水分的蒸发和分解、碳酸盐的分解、燃料的燃烧、氧化和去硫、粉料固结、气体和固体间的传热等，详见图4-10 球团焙烧各阶段情况示意图(3) 、球团焙烧固结的物理化学变化

磁铁矿(Fe3O4)球团氧化焙烧时先氧化成Fe2O3, Fe2O3然后发生再结晶固结，

使矿粒互相粘结起来。这种固结方式是在较高温度和强氧化气氛中磁铁矿先氧化

成赤铁矿，产生Fe2O3微晶，随着温度的升高，在1100?1200C时，细小的Fe2O3 微晶长大并连接成致密的晶体，使球团矿具有很高的强度。

赤铁矿(Fe2O3)球团焙烧固结，主要通过原生的Fe2O3高温再结晶，使晶粒迅速长

大而固结。有关实验表明，当焙烧温度大于1300C时磁铁矿晶粒才明显增长，

但是温度超过1350C, Fe2O3将产生热分解。因此，生产赤铁矿球团应严格控制

焙烧温度在1270?1300 C，同时保证氧化或中性气氛，防止还原性气氛。