球团生产的工艺与理论课件.ppt

1、最大分子水毛细水最大分子水WWWK 第一章球团生产概述第一章球团生产概述一、球团生产的发展及现状：一、球团生产的发展及现状：球团法于1911年由瑞典学者A.G安德逊在他的专利报告中提出，十九世纪四十年代美国进行了小规模的工业生产试验并取得成功，此时球团法的基本理论有所突破。1948年美国在一座小高炉上进行了冶炼试验，取得了比较好的效果，高炉配用球团的比例由0-100%，结果小高炉的焦比由1145kg降低到720kg，产量由日产5.68t提高到10t。五十年代球团生产在美国取得了迅速发展，并引起了各国钢铁界的注意。最大分子水毛细水最大分子水WWWK 近三十多年来，尤其七十年代以来世界球团产量增加

2、很快。1977年国外球团总产量达到2.4亿吨。目前世界球团年总产量约4.0亿吨左右。在我国球团生产的发展总的说是缓慢的，但在八十年代后期以来，我国球团生产也以一定的速度在发展着，“八五”期间鞍钢投产了一座年产200万吨的带式焙烧机，首钢改建的链篦机回转窑氧化球团年产目前已超过100万吨,本钢、济钢、莱钢、长钢、新抚钢、津西铁厂等企业新建了一批竖炉氧化球团。继首钢二系列年产200万t链篦机回转窑的设计投产，近几年来，我国掀起新建链篦机回转窑的热潮，武钢、柳钢、昆钢、鞍钢、莱钢、太钢、八钢等企业建了十多条生产线，武钢在鄂州建了一座年产500万t的最大生产线,最近首钢和鞍钢已计划新建几条大型带式焙烧

3、机生产线。近几年来我国球团矿每年都以高于 30%最大分子水毛细水最大分子水WWWK 的速度发展看。球团生产所以能得到普遍发展的原因在于：1.随钢铁生产发展，天然富矿越来越少，细磨精矿粉越来越多，球团生产工艺是解决细磨精矿粉的有效途径。2.球团矿具有良好的冶炼效果。3.满足高炉合理炉料结构提高入炉矿品位、改善高炉指标的需要。4.球团生产的不同形式对大中小企业具有较强的适应性。二、球团法三种主要形式的发展及现状二、球团法三种主要形式的发展及现状 到目前为止，球团法已发展为各有特色的三种不同形式，即竖炉法、带式机法和链篦机回转窑法。最大分子水毛细水最大分子水WWWK 竖炉法1975年国外共有37个厂

4、家拥有大小竖炉110多座，总生产能力达2900万吨，最大的竖炉建在阿根廷25m2，我国竖炉球团由1999年的26座发展到2002年的59座。2003年63座，2004年又新建一批竖炉，不完全统计我国目前竖炉已超过70座。总生产能力由八十年代的450万t发展到目前超过3000万t，竖炉烘干床和挡风墙的发明技术成功地输出到美国，为美国的竖炉增添了新的生命。带式机法1960年占世界球团产量的34.3%，1975年上升到占产量的50%，1978年产量达到2.3万多万吨。我国目前带式机法有鞍钢、包钢、遵义铁合金厂等三座、产量接近400万吨。链篦机回转窑法发展为单机大型化，发展与带式机相似，最大的链篦机回

5、转窑占在美国的克利夫兰 克利 最大分子水毛细水最大分子水WWWK 夫斯公司，其尺寸为5.6664.21m、7.6248.77m。我国近几年在首钢链篦机回转窑成功的带动下，由上世纪九十年代的首钢、承钢两条生产线发展到20条生产线以上,总的产能已超过2000万t，发展主要集中在近3年的时间。三种球团法的比较，带式机法投资低，竖炉法的能耗低，链篦机回转窑的产品质量比较好。第二章球团生产的原料准备第二章球团生产的原料准备一、球团生产用含铁原料及其性质：一、球团生产用含铁原料及其性质：球团生产问世时只限于磁铁精矿粉，近些年来，赤铁精粉、褐铁精粉、混合精粉以及细磨富铁矿粉都大量用作球团生产的原料。最大分子

6、水毛细水最大分子水WWWK 用于球团生产铁精粉的化学成分和精度要求如下：TFe：60.8-70%。要求应65%SiO2：8.35%大多在4.0-5.0%，要求应3.0%H2O：6.0-12.0%比表面积：1500cm2/g(实际上应满足1300cm2/g）。二、球团生产的原料准备：二、球团生产的原料准备：1.球团生产对原料的要求：1）细的粒度和稳定性：-200目（0.074mm）应90（起码应满足70%）。比表面积1300-2100cm2/g，实际应1500-1900cm2/g。粒度波动应1.5%最大分子水毛细水最大分子水WWWK 2）适宜的水分：磁铁精粉：赤铁精粉：7.5-10.5%与粒级相

7、关褐铁精粉：9-15%3）均匀的化学成分：一般要求：TFe波动0.3%SiO2波动0.2%2.含铁原料的准备1）脱水：可采用盘式、带式、圆筒式真空过滤机，带式真空过滤机生产率高，适用于较粗颗粒矿粉的脱水，对于微细粒矿粉的脱水，目前已使用压滤机。2）细磨：要求-200（-0.074mm）粒级应达到90%。国外球团用矿粉的精度-325目(-0.044mm)达80%以上。最大分子水毛细水最大分子水WWWK 3）粘结剂的准备：膨涧土有机粘结剂：羧甲基纤维素消石灰1）干燥细磨：膨润土采用低温烘干1055烘数小时。粗度-200目99%。2）物化性能测定：包括蒙脱石含量，膨胀倍数，吸水率，阳离子交换量、水份

8、、粒度。有机粘结机也应采用规定方法进行成分和性能测定。4.熔剂准备：用于球团生产的熔剂有生石灰粉、石灰石粉和白云石粉。最大分子水毛细水最大分子水WWWK 1）生产熔剂性球团矿对熔剂的要求（1）化学成分要均匀稳定，CaO波动0.2%石灰石中CaO含量52%，白云石中CaO含量应33%（2）粒度细：-200目粒级应80%（3）水分低：含H2O0.3%2）熔剂的准备：（1）中和混匀，达到化学成分稳定的要求（2）细磨：一般采用干式球磨机进行达到粒级要求粗粒级的首先采用锤式破碎机闭路循环进行破碎。5.其它添加剂的准备：生产含C球团的主要准备焦粉的细磨，达到粒级和成分要求，需添加硼泥的要实行干燥细磨，不仅

9、粒度要求最大分子水毛细水最大分子水WWWK-200目达到95%要求，还要进行成分化验，要求硼（B）的含量要3.5%。三、球团矿生产工艺流程：三、球团矿生产工艺流程：高炉料仓精粉A精粉B中和混匀粘结剂混合配料造球焙烧园辊筛分成品球破碎筛分返矿（5mm）细磨最大分子水毛细水最大分子水WWWK 第二章配料、混合和造球第二章配料、混合和造球 1.配料：目前有圆盘给料、电振给料、皮带称给料三种形式给料。配料主要有容积法和重量法两种方法。容积法是根据料的堆比重不同，用圆盘给料机的闸门控制配料的一种方法。由于原料的堆比重不同，用圆盘给料机的闸门控制配料的一种方法。原料的堆比重随其湿度和粒度不同而发生波动，加

10、上闸门并不是十分可靠，往往被下降的料挤压后发生变化，各种原料也不是不可被压缩的，还受料在仓内的高度不同也发生变化，造成配料发生较大的误差，误差一般均5%，为了克服这种配料误差大的缺点，各厂在生产中积累了丰富的经验，如（1）在安装时要求圆盘中心与料仓中心相一致；（2）保持料仓中一定高度的料面；（3）保持圆盘盘面四周具有一定的粗糙度；最大分子水毛细水最大分子水WWWK（4）定时用称进行校验。由于容积法配料设备简单，便于操作，因此，目前还被广泛地采用,特别是中小企业目前一般还采用容积法配料。重量配料法是按原料的重量配料，它比容积配料法准确，一般误差在1.0%左右，对于配料量较小的燃料和粘结剂，就更为

11、明显。重量配料法有利于实现配料自动化。目前不少厂在圆盘给料机下方安装电子称,及时显示出给料量,有的在给料机上安装滑差调速电机,保证给料准确性。2.混合：一般采用圆筒混合机，尺寸可随产量变动，一般年产30万吨球团的混料机可选择2.56m。包钢从日本引进的润湿球磨机，使粗矿粉，粘结剂和水均匀混合，可以改善成球性，效果较好。3.造球：造球是球团生产的一个重要环节，它不仅影响最大分子水毛细水最大分子水WWWK 生球的质量，同时会给成品球的质量造成影响。实践证明，没有合格的生球，就难以获得合格的成品球。造球机目前有两种不同的形式，一种是圆筒造球机，一种是圆盘造球机。圆筒造球机的直径与长度比为2.53.5

12、，造球时混合料从一端加入，同时补充喷水，母球形成和长大全部过程在滚动中完成，造出的生球从另一端排出，这种造球方法充填率低，球的粒径不能控制，循环负荷大，这种造球方法在北美国家应用广泛。圆盘造球机：倾角4045，转速由直径大小不等，线速度一般控制在1.62.0m/秒之间。球盘的直径大小相差很大，小者有0.5m的，大者有7.5m的。两德鲁奇公司提出球盘边高与直径的关系式：H0.07H+0.217m，按此式3m直径的造球盘的边高为0.427m，7.5m球盘的圆周速最大分子水毛细水最大分子水WWWK 度为145m/分，转速为6.15转/分。圆盘造球机由于球的粒径可以控制和调节，充填率也较高，球的循环负

13、荷小，故此法得到广泛的应用。圆盘造球法诸参数的探讨：1）底衬板材料的选择：目前有钢丝格纲衬板，陶瓷耐磨材料衬板和橡膠复合衬板、聚氨脂耐磨材料衬板，目前国内用得广泛的是陶瓷衬板。2）刮板的合理布置及材料选择：球盘刮板布置的原则：（1）最大限度地利用球盘工作面，不破坏母球的运动特性；（2）应有一块刮板通过盘底的圆心，避免球盘中心积存底料；（3）应设有一块刮板刮周边，以便刮尽周边粘附的结块料；（4）刮板设置应尽可能少，避免圆环面上重复。刮板材料应选择优质耐磨材料,一般用优质膠带或耐磨的聚氨脂材料。大型造球盘一般采旋转刮刀,效果比较好。最大分子水毛细水最大分子水WWWK（3）加料的位置及数量：原则是既

14、利于形成母球，又利于母球迅速长大和压紧。因此加料的位置和数量，应少部料加到成球区，大部分料加到长大区。（4）加水的位置和数量：成球与加水的规律关系是：“滴水成球、雾水长大、水小球小、水大球大”因此应以滴水加到成球区，雾水加到长大区，压紧区不加水。第三章成球机理及影响造球的因素分析第三章成球机理及影响造球的因素分析造球是球团生产的主要环节，造球要达到的目标是：（1）适宜的水分和粒度：水份一般在8.5%0.5%，粒度一般应控制在1013mm内；（2）满足生球质量的要求,即生球的抗压强度、落下强度和爆裂温度。1）水分在细磨物料中的形态及其作用：最大分子水毛细水最大分子水WWWK 水分是细磨物料成球的

15、先决条件。水分在造球过程中的形态和作用一般认为是分四个阶段进行的：即：吸附水薄膜水毛细水重力水（1）吸附水的特证及其作用：造球的细磨物料，不仅具有较大的比表石积，而且这些干的固体表石具有过剩的能量，当它们与周围介质接触时，会发生物理化学变化，使颗粒表面带有一定符号的电荷（大多数粘土带负电-，游离氧化铁带正电+）在粗粒表面的空间形成电场，在电场范围内的极化水分子和水化阳离子被吸附于颗粒表面，结果在粗粒表面形成一吸附水层。这种为细磨物料颗粒表面强大电分子引力所吸引的分子水称为吸附水。它不一定要靠将颗粒放入水中或往颗粒中注入液态水，最大分子水毛细水最大分子水WWWK 干燥颗粒在自然条件下，会吸收大气

16、中的气态水分子，形成吸附水吸附水的特征：(它和自由水的性质完全不同)。A没有溶解盐类的能力B密度大（大约为1.2-2.4）C冰点低（18）D蒸汽压小E具有大的粘滞性，弹性和抗剪强度F不能自由移动，没有迁移能力（2）薄膜水的特性及其作用具有吸附水的细磨物料再进一步润湿时，在吸附水的周围形成薄膜水，它与颗粒间的结合力要比吸附水弱的多。其水分子有较大的活动自由。最大分子水毛细水最大分子水WWWK 薄膜水的特征：A、在分子力的作用下具有从一个粒子迁移到另一个粒子的能力，而与重力的影响无关。B、薄膜水由于受到电分子引力的吸引，具有比普通水更大的粘滞性。颗粒间的距离越小，薄膜水的粘滞性就越大，颗粒就越不容

17、易发生相对移动，机械强度也就越大。吸附水和薄膜水合起来组成分子结合水，在力学上可以看作是颗粒的外壳，在外力的作用下和颗粒一起形变。亲水性好的，比表面大的分子结合水大。在造球过程中，当混合料达到了最大分子水以后，其就能在外力的作用下，表现出塑性性质，成球过程才明显开始。最大分子水毛细水最大分子水WWWK（3）毛细水的特性及其作用：细磨物料被润湿超过最大分子结合水时，混合料层中形成毛细水，毛细水的形成是靠表面张力的作用，毛细水的结合强度与物料的亲水性和毛细管的直径有关。毛细水的特征：A在外力的作用下，毛细水能发生较快的迁移。混合料的成球速度决定于毛细水的迁移速度。B物料表面越亲水，毛细水的迁移速度

18、就越大。在成球过程中,毛细水起着(决定)主导的作用。因为毛细水将水滴周围的颗粒拉向水滴的中心,而形成了小球粒。（4）重力水的特性：重力水处于矿粒本身的吸附力与吸着力影响以外的水，它是能在重力和压力差的作用下发生移动的自由水。最大分子水毛细水最大分子水WWWK 由于重力的方向总是向下的，所以它具有向下运行的性能。由于重力对颗粒具有浮力，它在成球过程中起着有害的作用。2）成球性指数的意义：成球性是一项综合性指标，可以利用物料成球性指数（K）来判断成球性的（大小）易难程度。该式有定的实际意义。我们可以根据K的大小将物料的成球性分为如下五类：K0.2无成球性K0.2-0.35 弱成球性432OFeSi

19、O最大分子水毛细水最大分子水WWWK K0.35-0.6 中等成球性K0.6-0.8良好成球性K0.8优等成球性邯邢矿测定结果：玉 泉 令K0.323玉 石 洼K0.401酒泉精矿K0.703）成球过程的三个阶段：（1）形成母球（2）母球长大（3）长大后紧密4）原料对造球过程的影响（1）原料天然性质的影响:铁精粉亲水性的排序为：最大分子水毛细水最大分子水WWWK 磁精矿赤铁矿菱铁矿褐铁矿新水性、表面形状、孔隙率（2）原料的润湿程度（3）原料的粒度和粒度组成5）粘结剂对造球过程的影响：6）工艺条件对造球过程的影响（1）加水加料的方法、位置（2）衬板的材质（3）刮板的位置和安装作业题：1、何为毛细

20、水？它有何特征？对造球有何影响？2、如何控制工艺条件对造球的影响？最大分子水毛细水最大分子水WWWK 第四章生球的干燥及机理第四章生球的干燥及机理一、生球干燥的意义：一、生球干燥的意义：1、生球在进入焙烧之前，首先要进行预热，预热温度一般在900以上，生球不干燥就进入预热段，由于水分的激烈蒸发会产生开裂甚至爆裂。2、不干燥就进入预热段水分蒸发会降低温度，延长焙烧时间，降低生产率，燃耗上升。3、磁铁矿和高S矿，尤有干燥的必要，带入大量水分进入焙烧区，会影响Fe和S的氧化，使成品球的FeO，脱S率降低。因此生球干燥是提高成品球产质量的必要工序。最大分子水毛细水最大分子水WWWK 二、生球干燥的机理

21、：二、生球干燥的机理：1、生球干燥的过程表面蒸发内部水扩散生球干燥特性曲线A生球水分(%)干燥时间min干燥速度干燥速度曲线水份（%）BCDDCBA最大分子水毛细水最大分子水WWWK 2、生球干燥速度公式干燥的两个阶段表面汽化控制阶段降速干燥阶段：3、影响生球干燥的因素：（1）干燥介质的温度的流速（2）生球直径的大小，孔隙度和含水量（3）干燥球层的厚度如何解决（双向干燥）（4）粘结剂的种类和用量4、生球干燥过程中的强度、裂纹及爆裂1）生球干燥过程中强度变化：先下部鼓风后上部抽风最大分子水毛细水最大分子水WWWK 随生球干燥抗压强度增大、落下强度下降，这种规律干燥介质随温度越高越明显。为什么生球

22、干燥后，抗压强度升高，落下强度下降？干燥开始阶段是因为毛细水下降，毛细管收缩，毛细力上升所至。当干燥到无水时，在加热过程中，固体颗粒间的连接力加强。（分子引力）所至。毛细水导致冲击强度（落下强度）2）干燥过程中的裂纹由于在干燥过程中，外层先干燥内层后干燥，内外层产生的热应力导致产生裂纹，但有的球就不产生裂纹，这与矿本身的性质和生球的强度等因素有关。3）干燥过程中的爆裂：最大分子水毛细水最大分子水WWWK 蒸汽压力原因球表层的机械强度 配加膨润土 提高爆裂温度的措施 缩短造球时间 释放水的速度慢膨润土提高爆裂温度的原因 增强球的机械强度最大分子水毛细水最大分子水WWWK 温 度时 间要 求干燥（

23、阶段）带：200-400-6003-5分 蒸发水份，提高强度预热（阶段）带：900-10005-10分碳酸盐分解磁铁矿氧化硫化物的分解和氧化某些固相反应焙烧（阶段）带：1100-130010分预热带未进行完的反应主要反应为铁氧化物的结晶再结晶晶粒长大，固相反应低熔点化合物或共晶的熔化形成部分液相完成体积收缩和组织致密化均热带：略低于焙烧带1050-10005-8分晶体长大矿物组成均匀化消除部分内应力冷却带：由1000至皮带可以承受的温度5分 冷却 进一步氧化第五章球团矿的焙烧固结第五章球团矿的焙烧固结一、球团矿的焙烧过程：一、球团矿的焙烧过程：焙烧的目的：充分氧化连晶提高强度焙烧过程的五个阶段

24、:干燥、预热、焙烧、均热、冷却最大分子水毛细水最大分子水WWWK 二、焙烧过程中磁铁矿的氧化和硫的氧化二、焙烧过程中磁铁矿的氧化和硫的氧化（一）磁铁矿氧化对球团矿固结的意义1.FegO4氧化为Fe2O3伴随晶格结构的变化由等轴晶系六方晶系晶格变化及新生晶体表面具有较高的原子迁移能力，有利于相磷颗粒间形成晶键。2、Fe3O4氧化为Fe2O3为放热反应，放出热量相当焙烧总耗热的50%，能耗。3、Fe3O4氧化不完全，在高温条件下，Fe3O4将与SiO2反应生成低熔点化合物，在内部出现液相渣相，冷却时收缩,造成内部出现裂纹，影响强度，恶化成品球的还原性。（二）Fe3O4的氧化过程：200开始氧化最大

25、分子水毛细水最大分子水WWWK 第一步：Fe3O4Fe2O3没有晶格转变第二步：Fe2O3Fe2O3只有晶格转变氧化速度开始较快，随后变慢，随t速度，到900时氧化速度已很快，当t1200，氧化速度不再。当t达1383Fe2O3在空气中可分解，因此，焙烧温度不宜过高。高温条件下Fe3O4氧化需要的时间：式中：d为球团矿直径k为氧化速度系数w为氧化度最大分子水毛细水最大分子水WWWK（三）焙烧过程中S的氧化：焙烧过程为强氧化过程，对脱S反应十分有利。S在磁铁矿中存在的形态FeS2黄铁矿CuFeS2黄铜矿S在200-300即开始反应，到688时S的分解压力达到1大气压，反应式如下：FeS2FeS+

26、SS+O2SO24FeS2+11O22Fe2O3+8SO23FeS+5O2=Fe3O4+3SO2FeS+10Fe2O3=7Fe3O4+SO2一般球团矿在焙烧过程中，可以除去90%以上的硫。最大分子水毛细水最大分子水WWWK*硫对氧的亲和力Fe+2的亲和力，因此S有阻碍Fe3O4氧化的作用。三、球团矿的固结机理：三、球团矿的固结机理：球团矿的固结机理：烧结矿：主要为液相（渣相）固结，液相25%球团矿：主要为固相扩散(结晶再结晶长大)液相5%1、焙烧过程中的固相扩散：共有三类：高温及在高温下停留的时间增加粉碎度*Fe2O3固相扩散是焙烧过程中固相扩散的主要形式。由于Fe2O3固相扩散,形成Fe2O

27、3晶键,将颗粒连接起来。对固相扩散的影响最大分子水毛细水最大分子水WWWK 1）*CaO与Fe2O3的固相扩散反应：在500-675即进行反应，生成铁酸钙CaOFe2O3，若有过剩的CaO生成2CaOFe2O3。当CaO的浓度很低时很难生成CaOFe2O3。因为：SiO2对CaO亲和力对Fe2O3的亲和力，在低温条件下生成CaOFe2O3，在SiO2-CaO-Fe2O3系统中生成的固熔体，熔点很低，出现液相后，SiO2便与CaO反应，使CaOFe2O3分解，形成CaOSiO2，将Fe2O3分离出来。2）*MgO与Fe2O3的固相扩散反应：在600发生固相反应生成MgOFe2O3。（镁铁矿）温度

28、越高,氧的分压越低,MgO越多,生成MgOFe2O3越多。3）*当生产熔剂性球团矿时：最大分子水毛细水最大分子水WWWK SiO2与CaO作用，生成硅酸钙系统化合物，不论CaO的多少首先生成2CaOSiO2。当CaO过剩时，首先生成2CaOSiO2最终产物3CaOSiO2和分离CaO。当SiO2过剩时,首先生成的也是2CaOSiO2最终产物为CaOSiO2游离SiO2。2、液相固结：在高温焙烧下不可避免地会出现少量的液相固结（1）精矿中的低熔点脉石，皂土低熔化温度（1000开始）（2）在焙烧过程中会产生低熔点化合物和共熔体在焙烧自熔性球团矿时产生液相会更多*液相固结的作用：最大分子水毛细水最大

29、分子水WWWK（1）使颗粒靠近、拉紧，并从新排列，造成焙烧后收缩大，结构致密。（2）液相中溶解颗粒和重新折出结晶,能消除晶格缺陷。（3）由于能重新排列和重新结晶，有利于晶粒长大。总之,少量液相有助于固结,但液相不宜过多,过多会 产生大孔洞 降低气孔率 恶化还原性3.磁铁矿固结机理：（1）Fe3O4氧化为Fe2O3微晶键长大和再结晶。这种氧化200便在表面开始，晶键又称“晶桥”在高温下向内部推进，微晶长大并重新结晶。最大分子水毛细水最大分子水WWWK（2）Fe3O4再结晶：在氧势不足和高温的条件下，会产生Fe3O4再结晶和晶粒长大。（3）液相粘结：强氧化气氛下：为低熔点脉石矿物或皂土熔化物。中性

30、或弱还原气氛下：为Fe3O4与SiO2反应生成2FeOSiO24.赤铁矿固结机理：Fe2O3不会再氧化，没有晶格转变，固结困难，能耗几乎高一倍50年代试验结果1270下焙烧，强度等于生球强度1290下焙烧，强度猛增（500kg/个球）因此，赤铁故球团需要采用高温下（1300）焙烧固结机理：晶粒长大和再结晶最大分子水毛细水最大分子水WWWK Fe2O3在高温低氧势下分解为Fe3O4再降低温度提高氧势，按Fe3O4固结机理。当生产自熔性球团矿时，Fe2O3生成CaOFe2O3和硅酸钙（CaOSiO2），生成液相固结，改善了固结条件。采用还原焙烧固结，使Fe2O3Fe3O4和FeO再按Fe3O4固结

31、机理固结。内配焦粉促使还原，推进固结，以焦粉替代液体或气体燃料，值得研究（但此路不通）。四、球团矿的矿物组成与显微结构四、球团矿的矿物组成与显微结构 游离配性Fe2O395%生成FeO SiO2(硅酸铁)CaOSiO2主相：Fe2O3NoImage最大分子水毛细水最大分子水WWWK 渣相：FeOSiO2CaO SiO2氧化不充分：Fe3O4FeOSiO2 CaOSiO2 液相孔洞 强度下降自熔性球团矿的矿物组成：Fe2O3CaOFe2O32CaOFe2O3CaOSiO2（硅酸钙）MgO Fe2O3（铁酸镁）(MgFe)Fe2O3镁铁矿铁橄榄石（2FeO SiO2）钙铁橄榄石（CaOXFeO2-

32、XSiO2，x=0.25-1.5)五、影响焙烧固结的因素：五、影响焙烧固结的因素：1.原料性质的影响Fe2O3Fe3O42.脉石、主要SiO2的影响最大分子水毛细水最大分子水WWWK 预热时间和温度焙烧温度和时间3.焙烧制度的影响加热速度产生裂纹均热时间氧化不充分O28%强O24-8 氧化气氛4.焙烧气氛的影响O21.5-4弱 O2 1-1.5 中性气氛最大分子水毛细水最大分子水WWWK 5.冷却的影响70-80/分强度最高工业生产中采用100/分冷却严禁喷水急冷作业题：1.生球干燥过程中产生爆裂的原因？提高生球爆裂温度的途径。2.磁铁矿在高温焙烧过程中氧化有何意义？磁铁矿的固结机理？最大分子

33、水毛细水最大分子水WWWK 第六章球团矿三种生产方法第六章球团矿三种生产方法一、竖炉球团法：一、竖炉球团法：1.炉型特点：按断面形状分类有圆形和矩形两种目前除瑞典还保留几座圆形竖炉外，其余全是矩形的了，近年来我国又开发了圆形竖炉按炉身结构分：高炉身无外部冷却器矮炉身外部有冷却器介于高矮之间外部也没有冷却器一般认为带冷却器的竖炉较为先进,(产品)排矿温度可控制在100以下,不带冷却器的排矿温度一般在427-540,但带冷却器的结构复杂,设备投资和动力消耗有增加。最大分子水毛细水最大分子水WWWK 加拿大基本上都是带冷却器的，美日竖炉两种都有日本千叶型竖炉的特点是在炉口干燥段设有热风管道以加强和调

34、整生球干燥，同时采用负压操作。瑞典的竖炉与美国差不多,不同之处是炉身四周都没有燃烧室,炉身采用机械密封,生产25.4mm的供炼钢用球团。竖炉是一种逆流热交换式焙烧装置，它适合于焙烧磁铁矿球团，生球在上部得到干燥，预热，然后进入焙烧区，在高温下进行固反应，经过均热段，完成全部固结过程，固结好的热球团与下部鼓入的冷空气对流换热使球团得到冷却。球团在炉内总的停留时间高炉身竖炉一般为4小时、矮炉身竖炉一般为3小时，燃烧室温度一般控制在1250，炉内焙烧区温度一般在1300-1340。最大分子水毛细水最大分子水WWWK 竖炉示意图最大分子水毛细水最大分子水WWWK 竖炉和主要技术经济指标：单炉能力单位热

35、耗单位电耗球团转鼓指数生产指标41万吨126000大卡/t球23.5度/t球95%目前，除中国外，其他国家的竖炉已全面折除。二、带式焙烧机法二、带式焙烧机法最大分子水毛细水最大分子水WWWK 布料：铺底料和边料75-100mm造出的球在布料前必须经筛分采用辊式布料器，布料均匀，还起筛分作用，七十年代进步到采用摆动皮带机或梭式布料器，达到布料均匀平整 鼓风干燥 4-7分 170-400干燥：采用双道干燥 抽风干燥1-3分150-340 风速1.52.0米/秒 13分预热：根据矿种而定 1015分最大分子水毛细水最大分子水WWWK 焙烧：1015分温度13001340均热：5分温度略低 一冷:80

36、01200冷却：二段 1015分100/分冷却 二冷:250350带式焙烧机的技术经济指标 矿种热耗 电耗利用系数天然磁铁矿8-12MJ/t球 23-27kwh/t球25-30t/m2d磁赤混合矿13-20MJ/t球25-30kwh/t球15-20t/m2d赤铁矿23-26MJ/t球28-33kwh/t球20-25t/m2d褐铁矿30-45MJ/t球35-40kwh/t球10-15t/m2d最大分子水毛细水最大分子水WWWK 三、链篦机三、链篦机回转窑法回转窑法工艺流程及气流循环：二室两段式：一段抽风干燥一段抽风预热二室三段式：两段抽风干燥一段抽风预热三室三段式：两段抽风干燥一段抽风预热三室四

37、段式：一段鼓风干燥,二段抽风干燥,一段抽风预热 三室三段式 链篦机 回转窑最大分子水毛细水最大分子水WWWK 干燥温度：250400预热温度：10001100焙烧温度：根据矿种定长径比：由过去的6.4-7.7改为6.4-6.9倾斜度：3-5%转速：0.31.0转/分停留时间：30-40分钟技术经济指标：矿种热耗电耗转鼓指数磁铁矿16.38-17.642295%赤铁矿20.5-95%作业题作业题:1.酸性球团矿和自熔性球团矿的矿物组成有哪些？2.影响球团矿焙烧固结的因素有哪些？最大分子水毛细水最大分子水WWWK 第七章球团矿粘结剂及其膨润土的质量第七章球团矿粘结剂及其膨润土的质量一、粘结剂概述：

38、我国球团矿的发展史一、粘结剂概述：我国球团矿的发展史50、60年代，我国球团矿的生产：产量低多数生产碱性球团以消石灰作粘结剂。70年代竖炉相继投入生产，开始使用膨润土作粘结剂，但只是个别厂家80年代普遍采用膨润土作粘结剂生产酸性球团存在问题:1)对粘结剂的作用和性能了解不够（普遍将胶质价作质量指标）2)缺乏科学的检测手段 3)生产厂家缺乏对粘结剂质量和用量的监督最大分子水毛细水最大分子水WWWK 二、膨润土的质量二、膨润土的质量1.膨润土概述膨润土属于蒙脱石粘土矿物，其单体颗粒厚度为0.2，颗粒大小为厚度的10-100倍，它的化学分子式为：AeSi8O20（OH）4nH2O 它的单位晶层是由两

39、层硅氧四面体，中间夹着一层铝氧八面体的三层形结构。在成矿过程中,单位晶层中由于电荷不平衡而呈现负电性，由于这种相反性它有能力吸附一些阳离子，如钙、钠、镁等。最大分子水毛细水最大分子水WWWK 又由于钙、钠、镁的离子半径大，不易进入蒙脱石结构内部只能是可交换阳离子状态存在于两层晶格之间，可交换的阳离子以钙为主的蒙脱石称钙基膨润土，以钠或镁的则称钠基或镁基膨润土。膨润土有三大理化特性：润湿性，可大量吸附水份，760%膨胀性，膨胀倍数高，可接近90倍（me/g）胶体性：胶体特性即粘结作用（me/15g）多数膨润土能达到100正因为它具有这三个特性，就可以用它作粘结剂2.膨润土对铁矿造球的作用：1）提

40、高生球、干球和成品球的强度最大分子水毛细水最大分子水WWWK 这是由于膨润土有很大的比表石积（100m2/g）,这种高度的分散特性将精矿颗粒紧密地拉在一起，再加上它的三大特性，能显著提高生球和干球的强度，它对成品球抗压强度的提高是通过偏小气孔率，缩短晶粒间距而达到的。2）提高生球的爆裂温度这是通过它能迅速提高干球强度（烘干过程中）和降低湿球中水分的蒸发速度而实现的，对于不同精矿粉提高的幅度不一样，如：迁安精矿粉由550675即提高125包头精矿粉由600900以上即提高300以上峨口精矿粉由600875以上即提高275以上3）对球团矿的还原膨胀和还原粉化有一定的抑制作用最大分子水毛细水最大分子

41、水WWWK 这是由于提高了球的强度降低了12%的气孔度，还原性有些减弱所造成的。在我国较长的时间内，膨润土均用于机械行业的铸造工业作粘结剂。因此，常常把铸造行业对膨润土的质量指标作为我们铁矿球团的质量要求，这是有一定偏面性的。铸造行业总是把胶质价作为一项重要质量标准，实际这对铁矿球团是毫无作用的，还有PH值（酸碱度）对我们也是无意义的，经过大量的研究工作说明以下参数对铁矿球团是有价值的，而且有一个初步质量指标。1）粒度：-200目达98%以上。2）蒙脱石含量:吸兰量被0.44除的蒙脱石含量,要求吸兰量30(平均为29)蒙脱石含量68.2%(美国怀俄明为33）最大分子水毛细水最大分子水WWWK

42、3）膨胀倍数:18(me/g)倍（平山为16美国怀俄明达92）4）24小时吸水率:300(%)(平山为239,美国怀俄明为467)5）阳离子交换总量:50(me/100g)(平山为52，美国怀俄明为64.3)6）水份：钠土5%，钙土12%美国铁矿球团膨润土的质量仅用综合吸水率一项指标来衡量，这样做简单易行。我国几种膨润土的综合吸水率我国几种膨润土的综合吸水率高庙2gt13660.4gt15750.4gt8465.4平山275.4仇山323.75美国760.4最大分子水毛细水最大分子水WWWK 我国几种膨润土的质量我国几种膨润土的质量 矿种粒度蒙脱石含量膨胀倍数24小时吸水率阳离子交换总量浙江平

43、山9856.81814761.1 仇山97801113267.3安徽新潭39868.2816172.5广西宁明19961.69.322257.7河北宣化29677.3716482甘庸红泉土HK110072.79.519356.7内蒙高庙子gt89869.9821-76.8 gt159867.7249-65.7诸城钠基95100.002026-钙基9590.91015-最大分子水毛细水最大分子水WWWK 三、膨润土的合理用量问题：三、膨润土的合理用量问题：1.加大膨润土用量的经济损失：目前国内用量比例太大，有的用到4%，5%，甚至9%，利用膨润土当作调剂水分，造成极大的经济损失，北美国家造球用膨

44、润土比例1.0%，我们可以算几笔帐：对一座年产30万t球团的竖炉来说，每增加1.7%的膨润土，一年的经济损失如下：少产生铁30万3%9000吨经济损失9000200180万元多耗焦炭30万2%6000吨焦经济损失60001300780万元多用膨润土30万1%3000吨 经济损失3000400120万元合计：1080万元最大分子水毛细水最大分子水WWWK 因此一座年产30万吨球团，皂土的用量由1%提高到4.5%，一年的经济损失大到108022160万元,严重影响企业的经济效益。可见，不算不知道，一算吓一跳，球团生产，膨润土的用量非严格控制不可。2.造成膨润土用量大的初步分析：精矿粉太粗，造球性能不好精矿粉水分太大，影响正常造球膨润土的给料不能控制对加大用量的经济损失缺乏认识。