球团矿生产工艺
需要指出的是以上三个阶段通常是在同一造球机中一
起完成的,在造球过程中很难截然分开。√第一阶段 具有决定意义的是润湿,第二阶段除了润湿作用以外 ,机械作用也有着重要影响,而在第三阶段,机械作 用成为决定性因素。
造球加水原则:滴水成球;雾水长大;无水密实。
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2.3 球团焙烧工艺 一、焙烧过程
焙烧设备:竖炉、带式焙烧机、链篦式-回转
窑三种。
焙烧过程分为干燥、预热、焙烧、均热和冷却
五个过程。
⑴干燥:200~600℃,主要反应:蒸发生球水
分。干燥过程中要预防裂纹和爆裂。
⑵预热:900~1000℃,水分蒸发完全。主要
反应:磁铁矿氧化为赤铁矿,碳酸盐分解,硫 化物和氧化分解以及固相反应 。
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2、水分:一般磁铁矿和赤铁矿适宜的水分为
7.5% ~10.5%。
3、化学成分:全铁含量波动<±0.5%,SiO2含
量波动<±0.3%。
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2.1 球团原料及准备
二、其他含铁原料
包括:黄铁矿烧渣、轧钢皮、转炉炉尘、高炉
炉尘等。
原料进厂后需加工处理,主要有再磨、干燥、中和等
。
球团矿生产工艺流程框图
加水
焙烧设备: ①竖炉; ②链篦机-回转窑; ③带式焙烧机
↓
↑
原料准备 → 配料 → 混料 → 造球 → 焙烧
↓
成品球团矿 ←
产品处理 ←
↓
冷却 破碎 筛分
焙烧过程: 干燥
↓ 预热
↓ 焙烧
↓ 均热
↓ 冷却
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烧结矿生产与球团矿生产的区别
烧结和球团都是粉矿造块的方法。但它们的生
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温度继续升高,在高温
下保持一段时问,氧化 从球团矿表层向内部推 进,就一个颗粒而言, 氧化向中心扩展,直到 全部氧化成赤铁矿。在 高温下,赤铁矿微晶长 大并重新结晶,使颗粒 结合成牢固的整体(图 b)。
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② Fe3O4的再结晶与晶粒长大
在缺乏氧气的地方温度达到一定的水平时,磁
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竖炉工作原理图
球团竖炉是一种按逆流原则工作的热交换设 备。生球由布料机均匀地从炉口装入炉内并 以均匀的速度连续下降。用煤气或重油作燃 料,在燃烧室内充分燃烧。温度达到11501250℃的热气体从喷火口进入炉内,达到自 下而上与生球进行热交换。通过燃烧室进入 的空气量约为焙烧所需全部空气量的35% , 其余的空气从下部鼓入,使球团冷却的同时 空气被加热到高温,进入焙烧区域。
② Fe3O4再结晶
在,还加原热性到气90氛0℃中后焙,烧产赤生铁F矿e3O生4再球结时晶,使F球e2团O3将固还结原。成Fe3O4和FeO
③液相固结
用赤铁矿粉生产熔剂性球团矿时,氧化气氛下,当焙烧温度达到
600℃以后,就有铁酸钙等低熔点固相产物生成,温度升高到1300 ℃左右时,这些低熔点物质相继熔化,使矿粉颗粒润湿,在球团 冷团却时时,将则其出固现结2F起eO·来。SiO(2S或iOC2a含O量·较Fe多2O3或液用相赤固铁结矿。粉) 生产自熔性球
合机的一次混合流程。国外有的厂采用 连续式混磨机。
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2.2 造球作业 2.2.2 造球
圆盘造球机工艺
圆盘造球机是目前国 内外广泛使用的造球 设备。
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2.2 造球作业
铁矿粉的成球过程 √铁矿粉加水造球过程可分为三个阶段,母球形成,
母球长大,生球密实。这3个阶段是靠加水润湿和机械 滚动作用力来完成的。
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㈡赤铁矿球团的焙烧固结方式:
① Fe2O3再结晶
较纯的赤铁精矿球团在氧化气氛中焙烧时,赤铁矿晶粒在900℃
开始再结晶,随着温度的升高,晶粒逐渐长大,球团强度将提高 。但这是一种简单的再结晶过程,比磁铁矿球团固结要困难。因 为与磁铁矿球团焙烧固结相比,赤铁矿在氧化气氛中不会氧化, 不能放热,不发生晶型转变,其原子的活动能力也比氧化新生成 的赤铁矿弱。赤铁矿球团的焙烧温度都控制在1300℃左右。
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三种焙烧球团方法
①竖炉:一般为8~10m2优点是结构简单,热效率高,
缺点是温度控制难,局部温度易过高而易结块,料层 高易使球团破损,故单炉规模很难大型化,适合中小 企业。
②带式焙烧机:能调整加热焙烧制度,对原料适应性强
、生球在高温焙烧带停留时间较带式焙烧机长,有助 于获得高强度产品,生产的球团矿质量好和粒度均匀 。但因台车和箅条在高温运行,需要耐热钢制造。它 是大型球团厂的主要焙烧设备。缺点是投资费用大。
二、添加剂
目的:改善球团矿的化学成分,特别是其造渣成分,
提高球团矿的冶金性能,降低还原粉化率和还原膨胀 率等。
常用的添加剂有消石灰、石灰石和白云石等钙镁化合
物。
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2.2 造球作业
2.2.1 配料与混合
一、配料 1、配料的目的:获得化学成分和物理性质稳
定,冶金性能符合高炉冶炼要求的球团矿,并 使混合料具有良好的成球性能和生球焙烧性能 。
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⑷ 均热:温度略低于焙烧温度,保持一
段时间,使晶粒进一步长大,提高晶桥 强度,使球团组织均匀化,消除内部应 力。
⑸冷却:从1000℃以上冷却到运输皮带
可以承受的温度。冷却介质为空气。
球团矿强度变化 生球抗压强度:1-2kg/球 干燥后生球抗压强度:8-10 kg/球 焙烧后球团的抗压强度:>200kg/球
混合机内同时进行的,成球不完全,混合料中 仍然含有相当数量未成球的小颗粒。而球团矿 生产工艺中必须有专门的造球工序和设备,将 全部混合料造成10~25mm的球,小于10mm 的小球要筛出重新造球。
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球团生产工艺概述
球团生产是使用不适宜烧结的精矿粉和其他
含铁粉料造块的一种方法。球团法是由瑞典的 于1913年取得国内专利的。但正式采用是在 1943年,美国开采一种低品位磁铁矿—铁隧石 ,精选出来的矿粉粒度很细,难以烧结,才开 始球团生产和用于高炉的试验。50年代中期开 始工业规模生产。由于各国天然富矿资源缺乏 ,必须扩大对贫矿资源的利用,正是球团工艺 为细磨精矿造块开拓了新路,而且球团矿粒度 均匀,还原性和强度好、微气孔多,故发展迅 速,全世界1980年初年产已达3亿t,其中北美 占一半以上。烧结和球团有各自的优点互为补 充,今天不少工厂为高炉提供烧结矿和球团矿 组成的综合炉料。
③链篦机-回转窑:优点是质量均匀、节能、生产能力
较大;缺点是易结圈、投资大。目前链箅机—回转窑 的球团矿占总产量的比例日益增多。
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1、竖炉
竖炉的规格用炉口断
面积来表示。炉口断 面大部分呈矩形。我 国多数竖炉为4~ 8m2,炉口宽度不超 过 1.8m,长度为宽 度的3~3.25倍。一 座8m2竖炉的年产量 为12万t。
再磨可分为干磨和湿磨两种。
5.1.2 粘结剂与添加剂
一、粘结剂 球团生产使用的粘结剂有:
和膨水润泥土等Al。2(Si氧4O化10固)(O结H球)2团、常消用石膨灰润、土石、灰消石石、 灰两种。
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2.1 球团原料及准备
膨润土的作用: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 ,使生球粒度小而且均匀。同时膨润土还能够提高生 球的热稳定性,既提高了生球的爆裂温度和生球干燥 速度,缩短了干燥时间,又可提高干球强度和成品球 团矿的强度。
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球团生产步骤
球团生产大致分三步: (1)将细磨精矿粉、熔剂(添加剂)、燃料(1%
~2%,有时也可不加)和黏结剂(如皂土等约 0.5%,有时也可不加)等原料进行配料与混合 ;
(2)在造球机上加适当的水,滚成10~15mm的
生球(即造球);
(3)生球在高温焙烧机上进行高温焙烧,焙烧
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√球团矿焙烧的五个阶段
干燥、预热、 焙烧、
均热、冷却
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二、球团的焙烧固结机理
√㈠磁铁矿球团的焙烧固结方式(磁铁精矿
是生产球团的主要原料)
①Fe2O3微晶键连接(晶桥连接)
磁铁矿氧化形成赤铁矿微晶键以及微晶长大和再结晶
。磁铁矿在200℃下便开始氧化,从颗粒的表层开始, 由接F触e处3O形4转成变“晶为桥Fe”2,O3新,生生的成F的e2FOe32微O3晶微具晶有在高相度邻的的迁颗移粒 能力,促使它们结合在一起,形成微晶键,又叫“晶桥 ”(图a)。当温度升到600℃时,只要氧化气氛充分, 新生的晶键已有定的强度,使球团矿一形成硬壳。
产工艺和固结成块的基本原理却有很大区别, 在高炉上冶炼的效果也有各自的特点。烧结与 球团的区别主要表现在以下几方面:
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烧结与球团的区别 1、矿粉粒度不同 富矿短缺,必须不断
扩大贫矿资源的利用,而选矿技术的进 步可经济地选出高品位细磨铁精矿,其 粒度从-200网目(小于0.074mm)进一 步减少到-325网目(小于0.044mm)。 这种过细精矿不益于烧结,透气性不好 ,影响烧结矿产量和质量的提高,而用 球团方法处理却很适宜,因为过细精矿 易于成球,粒度愈细,成球性愈好,球 团强度愈高。
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1、竖炉
干燥和预热过程中防爆
国外竖炉生球从上往下运动,与预热带上升的热废气
发生热交换进行干燥.无专门的干燥设备。生球下降 到离料面 120一150mm深度处,相当于经过了4—6分 钟的停留时间,大部分 已经干燥,并开始预热,磁铁 矿开始氧化。当炉料下降到500mm时, 便达到最佳焙 烧温度,l350 ℃左右。