球团理论与工艺PPT课件
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球团理论与工艺
2. 膨润土性能 1)化学分析 2)物理性能:吸蓝量, 胶质介, 吸水率, 膨胀容, 蒙脱石含量, pH 值, 粒度组成 (＜200目, ＜325目)
第一章 原料准备
铁矿球团的原料主有两大类：
一种是含铁原料 另一种是粘结剂和添加剂
燃料三种:
气体燃料 液体燃料 固体燃料 磁铁矿球团焙烧过程中所需热量部分由磁铁矿氧化放 热提供、部分由燃料燃烧提供；赤铁矿则全部由燃料 燃烧提供
0.4 球团工艺发展现状及前景 (Present Situation and Prospect of Pelletizing)
球团生产的发展(Development of pellet production)
•Processes: Shaft furnace
Grate kiln
Straight grate
>6～13 (<13%)
粒度，mm(括号内为限下率，％) >13～25 (<10%)
4）对燃料的质量要求 ：
球团焙烧所使用的燃料包括气体燃料、液体燃料和固体燃料 竖炉和带式机使用发生炉煤气、高炉煤气 链篦机一回转窑使用重油或无烟煤粉
表2 发生炉煤气用煤的质量要求
项 灰分Ad，％ 硫分St,d，％ 灰熔点ST,℃ 胶质层y值，mm 机械强度（>25mm）,％ 热稳定性（>13mm残焦），％ 目 无烟煤 <25 <4 >1200 >65 >60 烟煤 <20 <1,2 >1200 <16 >65 褐煤 <20 <1,2 >1200 -
第一章 原料准备
铁矿球团的原料主有两大类：
一种是含铁原料 另一种是粘结剂和添加剂
燃料三种:
气体燃料 液体燃料 固体燃料 磁铁矿球团焙烧过程中所需热量部分由磁铁矿氧化放 热提供、部分由燃料燃烧提供；赤铁矿则全部由燃料 燃烧提供
0.4 球团工艺发展现状及前景 (Present Situation and Prospect of Pelletizing)
球团生产的发展(Development of pellet production)
•Processes: Shaft furnace
Grate kiln
Straight grate
>6～13 (<13%)
粒度，mm(括号内为限下率，％) >13～25 (<10%)
4）对燃料的质量要求 ：
球团焙烧所使用的燃料包括气体燃料、液体燃料和固体燃料 竖炉和带式机使用发生炉煤气、高炉煤气 链篦机一回转窑使用重油或无烟煤粉
表2 发生炉煤气用煤的质量要求
项 灰分Ad，％ 硫分St,d，％ 灰熔点ST,℃ 胶质层y值，mm 机械强度（>25mm）,％ 热稳定性（>13mm残焦），％ 目 无烟煤 <25 <4 >1200 >65 >60 烟煤 <20 <1,2 >1200 <16 >65 褐煤 <20 <1,2 >1200 -
球团矿生产原理及工艺
F 结合水：不能自由移动
• 分子水：颗粒表面结合的水。 • 吸附水：吸附子矿物颗粒表面的水。
F 薄膜水：
在结合水外部由于残余的颗粒表面能形成的水膜，能够在不同颗粒表 面迁移。
结合水和薄膜水是维持生球强度的要素之一。 F 毛细水：
• 存在与矿石颗粒缝隙中的水，通过毛细力拉紧矿粉颗粒，是粉矿成球 的主要动力。
球团矿生产原理及工艺
链箅机—回转窑工艺的气体流动
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球团矿生产原理及工艺
链箅机—回转窑工艺热平衡
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球团矿生产原理及工艺
链箅机—回转窑 氧化球团工艺的
物质平衡
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球团矿生产原理及工艺
焙烧温度与抗压强度的关系
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球团矿生产原理及工艺
比表面积与球团膨胀率的关系
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球团矿生产原理及工艺
皂土、生球水分对爆裂的影响
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球团矿生产原理及工艺
结晶水与爆裂温度的关系
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球团矿生产原理及工艺
原料底 水含量 与落下 强度及 爆裂温 度的关
系
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球团矿生产原理及工艺
球团矿固结机理
n 磁铁矿氧化固结机理
u 赤铁矿氧化微晶的生成 u 赤铁矿微晶的再结晶 u 赤铁矿晶体的长大
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• 分子水：颗粒表面结合的水。 • 吸附水：吸附子矿物颗粒表面的水。
F 薄膜水：
在结合水外部由于残余的颗粒表面能形成的水膜，能够在不同颗粒表 面迁移。
结合水和薄膜水是维持生球强度的要素之一。 F 毛细水：
• 存在与矿石颗粒缝隙中的水，通过毛细力拉紧矿粉颗粒，是粉矿成球 的主要动力。
球团矿生产原理及工艺
链箅机—回转窑工艺的气体流动
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球团矿生产原理及工艺
链箅机—回转窑工艺热平衡
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球团矿生产原理及工艺
链箅机—回转窑 氧化球团工艺的
物质平衡
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球团矿生产原理及工艺
焙烧温度与抗压强度的关系
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球团矿生产原理及工艺
比表面积与球团膨胀率的关系
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球团矿生产原理及工艺
皂土、生球水分对爆裂的影响
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球团矿生产原理及工艺
结晶水与爆裂温度的关系
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球团矿生产原理及工艺
原料底 水含量 与落下 强度及 爆裂温 度的关
系
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球团矿生产原理及工艺
球团矿固结机理
n 磁铁矿氧化固结机理
u 赤铁矿氧化微晶的生成 u 赤铁矿微晶的再结晶 u 赤铁矿晶体的长大
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球团理论与工艺
第三页，共七十六页。
• 2）带式焙烧机 优点：单机生产能力大（500万t / 年） 适应焙烧各种原料 热效率高，产品质量均匀 操作、维护方便
缺点：材质要求高，需耐热合金钢
投资大
第四页，共七十六页。
• 3）链箅机—回转窑球团法
优点：设备较简单
生产能力大 适应各种原料
缺点：干燥、预热、焙烧、冷却分别在三台设备上进行，设
国外球团厂广泛采用皮带轮式混合机
第十二页，共七十六页。
• 2）方式 国外经验：非熔剂性球团矿—— 一段 熔剂性球团矿—— 二段 鞍钢200万t 带式机— 二段混合（一段轮式，二段强力）
10.3.3 造球
1）设备
圆盘——国内 圆筒——国外（60%以上） 2）相同点及差别 *工艺原理相同 —— 滚动成球 *Disc有分级作用，Drum则无
◆其次，使炉内气流分布合理，保证了足够稳定的均热带，有效避免了中心 死料柱，使成品球团的质量得以保证 ◆再次，焙烧完毕的冷却风与来自导风墙的冷却风混合作为热源预干燥烘干 床上的生球团，不但使竖炉内球团料层的透气性得以改善，而且提高了竖炉 的热效率 ◆ 最后，导风墙的设置使整个炉子可控，实现了竖炉高效生产所需的气流分布模 式，导风墙+烘干床的设置，既强化了球团干燥和冷却，又使炉子具有较高的 可控性，竖炉实现了干燥、焙烧与冷却一体化，这在一定程度上提高了竖炉 的利用系数。
• 2）带式焙烧机 优点：单机生产能力大（500万t / 年） 适应焙烧各种原料 热效率高，产品质量均匀 操作、维护方便
缺点：材质要求高，需耐热合金钢
投资大
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• 3）链箅机—回转窑球团法
优点：设备较简单
生产能力大 适应各种原料
缺点：干燥、预热、焙烧、冷却分别在三台设备上进行，设
国外球团厂广泛采用皮带轮式混合机
第十二页，共七十六页。
• 2）方式 国外经验：非熔剂性球团矿—— 一段 熔剂性球团矿—— 二段 鞍钢200万t 带式机— 二段混合（一段轮式，二段强力）
10.3.3 造球
1）设备
圆盘——国内 圆筒——国外（60%以上） 2）相同点及差别 *工艺原理相同 —— 滚动成球 *Disc有分级作用，Drum则无
◆其次，使炉内气流分布合理，保证了足够稳定的均热带，有效避免了中心 死料柱，使成品球团的质量得以保证 ◆再次，焙烧完毕的冷却风与来自导风墙的冷却风混合作为热源预干燥烘干 床上的生球团，不但使竖炉内球团料层的透气性得以改善，而且提高了竖炉 的热效率 ◆ 最后，导风墙的设置使整个炉子可控，实现了竖炉高效生产所需的气流分布模 式，导风墙+烘干床的设置，既强化了球团干燥和冷却，又使炉子具有较高的 可控性，竖炉实现了干燥、焙烧与冷却一体化，这在一定程度上提高了竖炉 的利用系数。
球团理论与工艺课件
成球质量
优化制粒、混合等工艺参数，提高生球的强度、粒度 和密度等指标，以满足后续焙烧和运输的要求。
焙烧控制
通过调整焙烧温度、时间等参数，控制球团矿的微观 结构和冶金性能，提高球团矿的强度和还原性。
球团矿的冶金性能与质量标准
要点一
冶金性能
要点二
质量标准
球团矿应具有较高的冶金性能，如高强度、优良的还原性 和冶金反应性等，以满足高炉冶炼的要求。
球团生产在钢铁工业中的地位与展望
球团生产是钢铁工业的重要组成部分
球团矿是钢铁工业的主要原料之一，其质量和供应对钢铁工业的稳定发展具有重要影响。
钢铁工业发展推动球团生产进步
随着钢铁工业的发展，对球团矿的需求不断增加，推动球团生产的不断进步和发展。
未来钢铁工业对球团生产的展望
随着钢铁工业向高效、环保、节能等方向发展，未来球团生产将更加注重提高效率、降低 成本、减少污染等方面的发展。同时，随着新型工业化进程的加快，球团生产工艺和技术 将不断更新和升级，为钢铁工业的发展提供更加可靠的支撑。
发展新型球团生产工艺的探索与实践
探索新型干燥技术
研究新型的干燥技术，如微波干 燥、真空干燥等，提高球团矿的
干燥效果和降低能耗。
探索新型焙烧技术
研究新型的焙烧技术，如脉冲焙 烧、悬浮焙烧等，提高球团矿的
焙烧效果和降低能耗。
实践新型生产工艺
优化制粒、混合等工艺参数，提高生球的强度、粒度 和密度等指标，以满足后续焙烧和运输的要求。
焙烧控制
通过调整焙烧温度、时间等参数，控制球团矿的微观 结构和冶金性能，提高球团矿的强度和还原性。
球团矿的冶金性能与质量标准
要点一
冶金性能
要点二
质量标准
球团矿应具有较高的冶金性能，如高强度、优良的还原性 和冶金反应性等，以满足高炉冶炼的要求。
球团生产在钢铁工业中的地位与展望
球团生产是钢铁工业的重要组成部分
球团矿是钢铁工业的主要原料之一，其质量和供应对钢铁工业的稳定发展具有重要影响。
钢铁工业发展推动球团生产进步
随着钢铁工业的发展，对球团矿的需求不断增加，推动球团生产的不断进步和发展。
未来钢铁工业对球团生产的展望
随着钢铁工业向高效、环保、节能等方向发展，未来球团生产将更加注重提高效率、降低 成本、减少污染等方面的发展。同时，随着新型工业化进程的加快，球团生产工艺和技术 将不断更新和升级，为钢铁工业的发展提供更加可靠的支撑。
发展新型球团生产工艺的探索与实践
探索新型干燥技术
研究新型的干燥技术，如微波干 燥、真空干燥等，提高球团矿的
干燥效果和降低能耗。
探索新型焙烧技术
研究新型的焙烧技术，如脉冲焙 烧、悬浮焙烧等，提高球团矿的
焙烧效果和降低能耗。
实践新型生产工艺
烧结球团PPT课件
而烧结所需粒度较粗。原料中-150目粒级在20％以下， 小球烧结法也只能是使原料中-150目粒级提高到40～ 50％。它处理粗粒原料的适应性强，可处理各种富矿 粉、焦粉、钢铁厂粉尘和粉粒状含铁废料。
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第27页/共34页
三、固结机理比较 球团主要靠固相，少量液相为辅；烧结主要是液相固结。 四、生产工艺比较 生产球团在原料配比中不像烧结需要燃料，膨润土作为球团的添加剂，而烧结中不 需添加剂而用熔剂。 球团生产中靠高温焙烧，焙烧过程用肉眼不能直接观察到料的情况，而烧结用火直 接接触物料且生产情况很直观。 五、冶金性能的比较 球团矿比烧结矿有以下优点： 1、粒度小而均匀，有利于高炉料柱透气性的改善和气流的均匀分布。 2、冷态强度（抗压和抗磨）高，便于运输、装卸和贮存，粉末少。
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第17页/共34页
烧结设备（烧嘴）
18
第18页/共34页
烧结设备（台车）
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第19页/共34页
烧结设备（主排气管）
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烧结设备(烧 结布料机构)
21
第21页/共34页
烧结设备 （除尘设备）
22
第22页/共34页
烧结设备（抽风系统）
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第23页/共34页
烧结设备（风机与风箱）
⑵脉石成分：SiO2、Al2O3↓越好（须重视Al2O3 ）， MgO ↑越好
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三、固结机理比较 球团主要靠固相，少量液相为辅；烧结主要是液相固结。 四、生产工艺比较 生产球团在原料配比中不像烧结需要燃料，膨润土作为球团的添加剂，而烧结中不 需添加剂而用熔剂。 球团生产中靠高温焙烧，焙烧过程用肉眼不能直接观察到料的情况，而烧结用火直 接接触物料且生产情况很直观。 五、冶金性能的比较 球团矿比烧结矿有以下优点： 1、粒度小而均匀，有利于高炉料柱透气性的改善和气流的均匀分布。 2、冷态强度（抗压和抗磨）高，便于运输、装卸和贮存，粉末少。
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烧结设备（烧嘴）
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烧结设备（台车）
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烧结设备（主排气管）
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烧结设备(烧 结布料机构)
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烧结设备 （除尘设备）
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烧结设备（抽风系统）
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烧结设备（风机与风箱）
⑵脉石成分：SiO2、Al2O3↓越好（须重视Al2O3 ）， MgO ↑越好
球团理论与工艺7特殊球团法
压力 低 中 中 常压 常压 高 中 中 常压 低 常压
成本(美元/吨) 150 200 190 270 175 220 190 230 170 180 240
7 特殊球团法
7.1.3 金属化球团生产工艺 （1）回转窑法（SL-RN法）
含铁原料采用 块矿或氧化性 球团矿
7 特殊球团法
7.1.3 金属化球团生产工艺 （1）回转窑法
回转窑法对矿石粒度的要求，由其还原性而定。块矿平均粒 度为5～15mm（易还原的可达20mm），球团矿的粒度约5～ 15mm。
回转窑内最高温度限制在1100℃左右。
7 特殊球团法
7.1.3 金属化球团生产工艺 （2）竖炉法（“Midrex”法）
还原剂主要是天然
气，最终产品的金属 化程度可达95％左右， 多作炼钢用原料。
含铁原料为粉 矿或精矿
任何还原剂在回转 窑内，也是产生热量 Biblioteka Baidu主要来源。
要求固体还原剂灰 分熔点高、含硫量低。
7 特殊球团法
7.1.3 金属化球团生产工艺
（1）回转窑法
无烟煤作还原剂时，必须添加天然气或重油作辅助燃料来提高 窑内温度；
烟煤和褐煤等高挥发分还原剂，因可产生大量可燃气体，无须 加辅助燃料，但因有一部分可燃气体在没有完全燃烧以前就排出 窑外，故使热量消耗要比无烟煤使用时高。 褐煤能得到最高的金属化程度，而无烟煤得到的产品强度最好。
《氧化球团基础理论》课件
原料成本
合理选择原料，优化配料比例，降低原料成本 。
能耗成本
提高设备能效，优化工艺参数，降低能耗成本 。
维护成本
加强设备维护和保养，减少故障停机时间，降低维护成本。
典型案例分析
某钢铁企业氧化球团生产 线
通过改进粘结剂配方和优化干燥工艺，提高 球团强度和成品率，降低生产成本。
某矿业有限公司氧化球团 项目
抗拉强度
抗拉强度是指氧化球团在承受 拉伸力时所能抵抗的最大载荷 。抗拉强度良好的球团矿有利 于提高其在生产过程中的稳定 性和产量。
耐磨性
耐磨性是指氧化球团在摩擦和 磨损作用下的抗损能力。耐磨 性良好的球团矿可以提高其在 运输和使用过程中的可靠性和 寿命。
抗冲击性是指氧化球团在受到 冲击力作用时的抵抗能力。抗 冲击性良好的球团矿可以提高 其在生产和使用过程中的安全 性和稳定性。
采用先进的自动化技术，实现连续稳定生产 ，提高生产效率，降低能耗和人工成本。
感谢您的观看
THANKS
氧化球团主要由铁矿石、黏土、石灰石等矿 物组成，不同矿物在氧化过程中的反应活性 不同，对球团矿的还原性能和强度有重要影
响。
化学成分
氧化球团在还原过程中会发生一系列的氧化 还原反应，这些反应的速度和程度决定了球 团矿的还原性能和金属回收率。了解和控制
这些反应是提高球团矿质量的关键。
氧化还原反应
合理选择原料，优化配料比例，降低原料成本 。
能耗成本
提高设备能效，优化工艺参数，降低能耗成本 。
维护成本
加强设备维护和保养，减少故障停机时间，降低维护成本。
典型案例分析
某钢铁企业氧化球团生产 线
通过改进粘结剂配方和优化干燥工艺，提高 球团强度和成品率，降低生产成本。
某矿业有限公司氧化球团 项目
抗拉强度
抗拉强度是指氧化球团在承受 拉伸力时所能抵抗的最大载荷 。抗拉强度良好的球团矿有利 于提高其在生产过程中的稳定 性和产量。
耐磨性
耐磨性是指氧化球团在摩擦和 磨损作用下的抗损能力。耐磨 性良好的球团矿可以提高其在 运输和使用过程中的可靠性和 寿命。
抗冲击性是指氧化球团在受到 冲击力作用时的抵抗能力。抗 冲击性良好的球团矿可以提高 其在生产和使用过程中的安全 性和稳定性。
采用先进的自动化技术，实现连续稳定生产 ，提高生产效率，降低能耗和人工成本。
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THANKS
氧化球团主要由铁矿石、黏土、石灰石等矿 物组成，不同矿物在氧化过程中的反应活性 不同，对球团矿的还原性能和强度有重要影
响。
化学成分
氧化球团在还原过程中会发生一系列的氧化 还原反应，这些反应的速度和程度决定了球 团矿的还原性能和金属回收率。了解和控制
这些反应是提高球团矿质量的关键。
氧化还原反应
球团理论与工艺-2造球理论
2 造球理论
2.4.1 圆盘造球机
特点：不同粒径的球粒分别沿各自不同的轨道运行，按 大小分级，排出尺寸合格的生球。 所需料量相当于排出的生球量。
2 造球理论
2.4.2 圆筒造球机
圆筒造球机的筒体内装有与筒 壁平行的刮刀，在筒体的前段设有 喷水装置（亦可喷入液状的造球所 需的粘结剂，以增强生球的强度）。 从筒壁上刮下的物料大部分已粘结 称成块，在圆筒中翻滚，很快就成 球，加速了造球的作用。
凸液面附加压强为正，液面上升高度为负
2 造球理论
2.1.3 细磨物料的表面特性
细磨物料特点： 分散度和比表面积较大 较大表面能
表面电性 荷负电：方解石、石英、膨润土、 金属、金属硫化物等 荷正电：氢氧化铁、氢氧化铝
2 造球理论
2.2 水分在细磨物料中的形态及作用
2.2.1 水分子的构造与性质
2.2.6 四种形态水的作用
吸附水：是无效水，呈固态水性质； 薄膜水：增加球团机械强度，呈粘滞性；可提高生球强度， 可使物料呈现塑性； 毛细水：起主导作用，使颗粒成核；
重力水：饱和水，对成球不利。
2 造球理论
2.3 细磨物料的成球过程 2.3.1 成球机理 影响成球的力：自然力和机械力。
生球的强度靠自然力将矿粒维持在一起，决定着 矿粒的尺寸、表面电荷、结晶构造、添加剂等。 主要的自然力是毛细压力。
氧化球团基础理论ppt课件 120页PPT
3.4.冷却制度的影响：
冷却制度是决定球团强度的重要因素，冷却越快，强度越低，一般强度 控制在＜100/min，风冷一般比水冷强度要好，所以，一般不允许水冷。
3.5.精矿粒度的影响：
生球原料粒度越细，所获得的成品球团强度就越好。因为，粒度细球 内颗粒接触点就越多，所以能提高球团矿强度。但是，粒度太细会降 低爆裂温度，影响干燥速度。
用球团代替块矿冶炼时， 能大幅度提高高炉产量， 降低焦比，改善煤气利用率。
四 球团矿目前的发展
目前全国钢铁行列正加大发展球团矿的速度， 2019年全国球团矿的产量己突破3000万吨，明年将 再增加58%的生产能力。
第二章球团的原理与工艺
第一节 成球的理论基础 第二节 生球的干燥机理 第三节 球团矿焙烧的理论基础
源自文库
＞200℃
4Fe3O4+O2→6γ-Fe2O3
＞400℃
γ- Fe2O3 →α- Fe2O3
1.3.球团硫的脱除：
球团矿焙烧时在强氧化气氛下进行，对脱硫有利。焙烧过程中一般脱硫率达90%以上。
2、铁矿球团固结的形式：
磁铁矿的固结形式：⑴、 Fe2O3微晶界
面积；⑵、 Fe2O3再结晶面积；⑶、 Fe3O4再结晶固结；⑷、渣界面积。
物料的粒度越细，颗粒的接触表面积越 大，生球的强度越高。各种矿物其颗粒 形状不同所制出的生球强度是不同，所 以针状和片状比立方体和圆体所制成的 生球强度更好。
球团理论与工艺4球团焙烧的理论基础
随着Байду номын сангаас度的升高，球团矿中的矿物开始发生晶型转变和相变，导致其物理性质发生变化，如导热性、热 膨胀系数等。
加热过程中，球团矿的表面会发生氧化或还原反应，导致其表面结构发生变化，如表面粗糙度、颜色等。
球团矿的氧化-还原反应
在焙烧过程中，球团矿中的铁氧化物会发生氧化-还原 反应，生成铁酸盐或磁性氧化物，提高球团矿的金属
冷却过程。
带式焙烧机焙烧工艺的优点 是能耗低、环保性能好、自 动化程度高、生产效率高。
带式焙烧机焙烧工艺的缺点 是设备投资大、维护成本高、
对原料质量要求高。
链篦机-回转窑焙烧工艺
01
链篦机-回转窑焙烧工艺是一种组合式的球团焙烧工艺，其特点是处 理能力强、适应性好、环保性能好。
02
链篦机-回转窑焙烧工艺的原理是将生球团先经过链篦机的预热和干 燥，再进入回转窑中进行高温焙烧。
焙烧过程
在焙烧阶段，生球中的有机物和无机物发生热解、氧化、还原等反应，生成液相和气体，填充于生球内部孔隙中， 使球团矿具有较好的冶金性能。
02
球团矿焙烧理论基础
球团矿的加热过程
球团矿在加热过程中，其内部的水分、有机物和挥发分等物质会逐渐蒸发，同时发生热解、热化反应， 导致球团矿的体积膨胀和密度减小。
品位和强度。
氧化-还原反应的程度取决于焙烧温度、气氛和时间等 因素，通过控制这些因素可以调节球团矿的氧化程度
加热过程中，球团矿的表面会发生氧化或还原反应，导致其表面结构发生变化，如表面粗糙度、颜色等。
球团矿的氧化-还原反应
在焙烧过程中，球团矿中的铁氧化物会发生氧化-还原 反应，生成铁酸盐或磁性氧化物，提高球团矿的金属
冷却过程。
带式焙烧机焙烧工艺的优点 是能耗低、环保性能好、自 动化程度高、生产效率高。
带式焙烧机焙烧工艺的缺点 是设备投资大、维护成本高、
对原料质量要求高。
链篦机-回转窑焙烧工艺
01
链篦机-回转窑焙烧工艺是一种组合式的球团焙烧工艺，其特点是处 理能力强、适应性好、环保性能好。
02
链篦机-回转窑焙烧工艺的原理是将生球团先经过链篦机的预热和干 燥，再进入回转窑中进行高温焙烧。
焙烧过程
在焙烧阶段，生球中的有机物和无机物发生热解、氧化、还原等反应，生成液相和气体，填充于生球内部孔隙中， 使球团矿具有较好的冶金性能。
02
球团矿焙烧理论基础
球团矿的加热过程
球团矿在加热过程中，其内部的水分、有机物和挥发分等物质会逐渐蒸发，同时发生热解、热化反应， 导致球团矿的体积膨胀和密度减小。
品位和强度。
氧化-还原反应的程度取决于焙烧温度、气氛和时间等 因素，通过控制这些因素可以调节球团矿的氧化程度
球团生产工艺流程PPT课件
CHENLI
3
• 五、造球 • 造球使球团工艺的关键，原料在造球盘里，受到滚动、转动、翻动、
揉、搓和挤压，使原料做机械运动而形成了生球。造球过程可分为三 个阶段：母球形成，母球长大和生球紧密。造球加水分别是滴水、雾 水，其决定着母球的形成速度和生球的长大速度，一般要求矿粉稳定 的情况下不得随意改动加水的多少，以免造成造球系统的不稳定。除 加水的控制外，来料的水份对造球也有很大影响，来料水份过小则成 球缓慢，母球很难长大，生球粒度偏小，而且生球强度差；来料水份 过大母球容易互相粘连和变形，生球粒度补均匀，生球强度好但入炉 容易爆裂。所以为了稳定生产，造球工必须每小时监测一次生球落下， 随时用手测来料的水份，来料水份应控制在7.0%±0.5%。
自然脱水湿泥
配料系统
烘干系统
加热炉
斗式提升机
强力混合机
中间仓
斗式提升机
高压压球机
高压压球机
引风机 （4座）
污泥球焙烧炉（4 座）
助燃、冷风机
加热炉 （4座）
成品球
CHENLI
9
铁矿粉
煤气、空气
加水
煤气、空气
配料 烘干、混匀
润磨 造球 生球筛分 竖炉焙烧 成品矿仓
CHENLI
膨润土
返料 8毫米以下 16毫米以上
冷却风
7
污泥球新线工艺流程
相关主题
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2021/3/7
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• 3）氧化时间 等温条件下，非熔剂性球团矿氧化时间可用扩散方程表示：
td2131w211w3
k 2
3
其中w — 氧化转化度， w1dd 3x3
d— 球团直径，cm x— 氧化带深度，cm t— 氧化时间，s k— 氧化速度系数，cm2/s.
球团完全氧化时，w=1，
① Fe3O4氧化成Fe2O3时晶体结构变化 由等轴晶系→六方晶系，新生晶体表面原子有较高的迁 移能力，有利于颗粒间形成晶桥。
② 为放热反应，放出的热量几乎相当于焙烧球团矿总热量 的一半，所以充分氧化有利于节能。
不利影响③ 氧化不充分时，有剩余Fe3O4进入高温焙烧带，易形成 （与SiO2）低熔点物质，在球团内部出现液态渣相，冷 却时收缩，使球团内部出现同心裂纹，导致强度↓，还 原性恶化。
FeS
2）脱S反应
FeS2在200∼300℃即开始分解
FeS2= FeS + S
S + O2= SO2↑
2 FeS + 7/2 O2 = Fe2O3+ 2SO2↑
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• 9.3 球团矿焙烧固结的机理
烧结矿固结靠液相将颗粒粘结起来，其固结又称液相固结。液
相量30～70%。
球团矿固结靠固相固结，即固体质点扩散反应形成连接桥 （颈），液相粘结起辅助作用（液相量5～7%），取决于SiO2含 量，SiO2 少，液相量少，否则液相多，焙烧时球团相只相互粘 结，透气性↓，产量↓。
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*结构破坏主要表现为裂纹和爆裂 湿度差引起收缩不均，表里收缩不匀时产生应力，应力> 球表面的拉应力或剪应力极限时，生球表面产生裂纹，削 弱球团强度。 在降速干燥阶段，内部扩散控制为主，水分主要透过蒸汽 由内向外扩散的方式进行干燥，当传热过多，蒸汽多，来 不及扩散到表面，球内蒸汽压↑，当压力超过干燥表层的 径向和切向抗拉强度时，球团产生爆裂，结构遭破坏。
③ 影响固相扩散反应的因素(四个因素) * 温度T：T↑,V扩↑ * 粉碎度（细度） ↑， V扩↑
review
• 1）干燥目的
中间作业，生球的破裂温度低于预热温度，故应先干燥，否则结 构遭破坏，球层透气性↓，焙烧作业生产率↓，成品球质量↓。
2）干燥过程 = 表面汽化 + 内部扩散
3）干燥过程中生球的行为：
*生球强度的变化：生球主要靠毛细力的作用，使粒子彼此粘 结在一起而具有一定的强度。随着干燥的 进行，球的强度↑；大部分毛细水排除后 （还有触点态毛细水），球出现强度峰值； 毛细水消失，球的强度↓；失去弱结合水瞬 间，颗粒靠拢，分子力的作用，球的强度 ↑。
t完
d2 6k
k与介质含氧量有关，介质若为空气：k=（1.2∓0.2）x104cm2/s；
202若1/3为/7 纯氧， k=（1.4∓0.1）xC1H0E-N3LcIm2/s。
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• 9.2.2 球团矿脱S
1）预热为强氧化气氛，有利于脱S，脱除90%以上。磁铁矿中 硫一般以黄铁矿（FeS2）、磁黄铁矿（FeS）形式存在。
过低温固结。
9.1.2 常用设备
竖炉 带式焙烧机 链箅机—回转窑
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• 9.1.3球团矿焙烧过程
分为5个过程：
1）干燥（200∼400℃）
1段：水分蒸发，部分结晶水分解；
2）预热（900∼1000℃）
2段：脱除少量水，磁铁矿
氧化成Fe2O3，碳酸盐
硫化物分解，氧化，
1400
固相反应；
1200
1000
温度 ， ℃
800
600
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1
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时 间 ， m in
5
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3）焙烧带（1200～1300℃）
3段：铁氧化物的结晶和再结晶，晶粒长大，固相反应，部 分液相形成，球团矿体积收缩及结构致密化；
4）均热带
4段：温度低于焙烧带，并保持一定时间使内部晶体长大， 尽可能发育完善，矿物组成均匀化，消除部分内应 力；
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2)氧化机理 ①氧化阶段及其产物 从200→1000℃，分为两个阶段进行 第一阶段：4Fe3O4 + O2 →6r - Fe2O3 (200～400℃） 第二阶段：r - Fe2O3 →a- Fe2O3 （400～1000℃） ②氧化途径 成层状由表面向球中心进行，符合化学反应的吸附—扩散学 说 *大气中O2被Fe3O4颗粒吸附时，Fe2+ → Fe3+ + e，导致O2电 离，O2+e →2O2-，上述反应引起Fe3+ 扩散。 *氧化反应起主要作用的是Fe3+ 、Fe2+ 、 O2-在固相层内的扩 散，其中O2-扩散最慢。 O2-失去电子变为原子，又不断与电 子结合变为O2-的交换方式扩散。每次由O2- →O的瞬间，在晶 格结点间移动一段距离。
4）提高生球破裂温度的途径
*添加粘结剂 *逐步提高干燥介质的温度和气流速度 先在低于T爆下干燥，水分↓， T爆↑，再提高干燥温度。 *抽风+鼓风相结合
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9.球团的焙烧理论基础
9.1 概述
9.1.1 目的
～ 生球干燥后，干球抗压强度只有80 100N/个。满足不了运
输和高炉冶炼要求（>2500N/个）。 提高球团矿的强度有许多方法，但95%通过焙烧固结，5%通
5）冷却：
～ 5段：1000℃下降到100 200℃，冷却后便于皮带运输，冷
却过程中，尚未氧化的Fe3O4→ Fe2O3.。
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• 9.2 球团中磁铁矿氧化及脱硫
9.2.1 Fe3O4氧化机理
生产球团矿的原料主要是Fe3O4，也有赤铁矿，磁铁矿氧化为 Fe2O3对球团固结有重要意义。 1）磁铁矿充分氧化成Fe2O3对球团固结的意义
9.3.1固相扩散反应及其固结机理 1）固相扩散反应
①塔曼温度
固态物质间开始反应的温度称为塔曼温度。 盐类、氧化物：T塔=0.57 T熔 硅酸盐、有机物：T塔=（0.8～0.9）T熔
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• ② 固相扩散反应动力 细磨物料具有高分散性，比表面积大，表面能高，晶格缺陷严重， 在塔曼温度时质点可进行位移。 内扩散— 晶体内质点位置的交换 外扩散— 晶体内质点扩散到晶体表面，也可扩散到与之相邻 晶体内进行化学反应或聚集成较大的晶粒。