炼铁原料课件球团矿改优秀课件
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CH高炉炼铁解析实用PPT课件
细磨
赤铁矿
浮选
-200目>60~80%
细磨
菱铁矿
浮选
-200目>60~80%
先磁化焙烧 褐铁矿
后细磨
磁选
2021/4/5/19:08:49
6
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铁矿石
磁铁矿（Fe3O4）-magnettie 赤铁矿（Fe2O3）-hematite
褐铁矿（mFe2O3·nH2O）-limonite 菱铁矿（FeCO3）-siderite
• 高炉冶炼是连续生产过程，必须尽可能为其提供数量充足、品味高、强度好、粒度均匀粉末少、有害杂质 少及性能稳定的原料。
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8、精矿(ore concentrate)：贫矿经过破碎，细磨，并通过磁选或浮选
得到的高品位细粉状矿石.
细磨
磁铁矿
磁选
-200目>60~80%
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烧结机
• 世界上90%以上烧结矿由抽风带式烧结机生产，其 主要设备为烧结台车。
• 工作原理
（1）烧结机本体主要有台
车、真空箱、密封装置、传
动装置、单辊破碎机、热矿
筛等组成，安放在钢支架上。
（2）铺满混合料的台车移
至真空箱时，上面点火、下
面抽风，烧结开始并连续进
3 矿石的品位(Ore grade)：矿石中有用成分的质量百分含量，称为该矿石的品位。 4 脉石(Gauge)：矿石中没有用的成分称为脉石，一般在冶炼过程中需要去除。
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3
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5、富矿(high-grade ore)：含铁品位>50%的铁矿石
炼铁基本知识讲座课件
PPT学习交流
7
5.2 高炉焦炭的理化性质
✓焦炭的光学组织：各向同性、镶嵌结构、流动性、 惰性物（分析焦炭反应性、预测机械强度等）
✓焦炭的显微分析（微观结构。光学显微镜-观察和
测定焦炭气孔结构，气孔分布、气孔率、平均尺
寸、壁厚等；X射线衍射分析-判定石墨化程度，
晶体的定量、无机硫的赋存状态等；扫描电镜-光
N%
S%
（分析基） （分析基）
0.86
0.22
0.77
0.30
0.76
0.32
1.22
0.40
0.76
0.14
1.28
0.40
1.07
0.49
1.31
0.42
0.90
0.41
0.81
0.60
0.91
0.65
1.33
0.61
0.94
0.42
1.38
0.41
0.81
0.56
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20
对煤中元素的要求
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15
焦炭在高炉内粒度的变化
由图可见，自炉身中 部开始，焦炭平均粒度变 小。变化程度以外圈靠近 炉墙焦炭激烈，与炉内的 气流分布和温度分布密切 相关。
图4.1焦炭在高炉内粒度的变化
●－内圈；╳－外圈；△－中
心
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16
6 喷吹煤粉质量评价
• 煤种成分 • 煤种灰分灰熔点 • 煤种的发热值 • 煤种的可磨性和流动性 • 煤种的着火点和爆炸性 • 煤种的燃烧性
✓焦炭的比热容（煤化度、灰份）
✓热导率
✓热膨胀系数
✓收缩率
✓热应力
✓电阻率（成熟度、微观结构）
高炉炼铁原料ppt课件
（1）赤铁矿 又称红矿,它是无水氧化铁矿石，其化学式为Fe2O3，理论含铁量为
70%。
4
赤铁矿（主要成分Fe2O3）
磁铁矿（主要成分Fe3O4）
5
特点： 1）自然界储量最多，含铁量一般为50%~60%； 2）S 、 P低，质软、易碎、易还原； 3）赤铁矿具有半金属光泽，仅有弱磁性，脉石多为硅酸盐。
28
40mm
富矿 破碎筛分
混匀 焙烧 10mm
过筛
天然块矿 高 炉
贫矿 破碎筛分磨细 选矿 精矿粉 混匀 造块 人造富矿
图2－1 铁矿石处理流程
29
3、铁矿粉混匀 钢铁企业采购的矿粉来自不同产地、不同时间，成分波动相当大。铁
矿粉混匀的目的是均匀同一种铁矿粉或不同种类铁矿粉之间的化学成分 和粒度组成得到混匀矿。
13
（2）脉石 铁矿石中除铁氧化物外，其余成分称为脉石，主要包括：
•酸性氧化物SiO2； •碱性氧化物CaO及MgO； •中性氧化物Al2O3、TiO2。
铁矿石中主要含酸性和中性氧化物。 冶炼中为了改善炉渣冶金性能，常要消耗相当数量的石灰石(CaCO3)等碱性 氧化物。所有含有碱性脉石的矿物相对价值要高.
铁矿粉混匀设施主要有：一次料场、预混料槽、二次料场等。
30
中国某钢铁公司一次原料场
31
炼铁原料场取料机在作业
32
33
34
35
二次料场堆料作业
36
二次料场堆料作业
37
二次料场取料作业
38
2.1.2 熔剂 1、熔剂的作用
（1）与矿石中的脉石、焦炭灰分作用生成低熔点化合物，改善炉 渣的冶金性能；
53
2.2.1.1 铁矿粉烧结意义 作为充填床式反应器的高炉，要求入炉矿石的粒度大于5mm
70%。
4
赤铁矿（主要成分Fe2O3）
磁铁矿（主要成分Fe3O4）
5
特点： 1）自然界储量最多，含铁量一般为50%~60%； 2）S 、 P低，质软、易碎、易还原； 3）赤铁矿具有半金属光泽，仅有弱磁性，脉石多为硅酸盐。
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40mm
富矿 破碎筛分
混匀 焙烧 10mm
过筛
天然块矿 高 炉
贫矿 破碎筛分磨细 选矿 精矿粉 混匀 造块 人造富矿
图2－1 铁矿石处理流程
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3、铁矿粉混匀 钢铁企业采购的矿粉来自不同产地、不同时间，成分波动相当大。铁
矿粉混匀的目的是均匀同一种铁矿粉或不同种类铁矿粉之间的化学成分 和粒度组成得到混匀矿。
13
（2）脉石 铁矿石中除铁氧化物外，其余成分称为脉石，主要包括：
•酸性氧化物SiO2； •碱性氧化物CaO及MgO； •中性氧化物Al2O3、TiO2。
铁矿石中主要含酸性和中性氧化物。 冶炼中为了改善炉渣冶金性能，常要消耗相当数量的石灰石(CaCO3)等碱性 氧化物。所有含有碱性脉石的矿物相对价值要高.
铁矿粉混匀设施主要有：一次料场、预混料槽、二次料场等。
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中国某钢铁公司一次原料场
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炼铁原料场取料机在作业
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33
34
35
二次料场堆料作业
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二次料场堆料作业
37
二次料场取料作业
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2.1.2 熔剂 1、熔剂的作用
（1）与矿石中的脉石、焦炭灰分作用生成低熔点化合物，改善炉 渣的冶金性能；
53
2.2.1.1 铁矿粉烧结意义 作为充填床式反应器的高炉，要求入炉矿石的粒度大于5mm
炼铁工艺中的烧结与球团化技术
焙烧：在高温下焙烧球团，
使其发生化学反应，形成具
配料：根据生产需求和原料
有一定强度的球团矿
性质进行配料
分选：根据球团矿的粒度和
造球：通过造球机将混合料 制成球团
成分进行分选，保证产品质 量
原料准备：选择合适的铁矿 石、燃料和熔剂
干燥：将球团干燥至一定湿 度，便于后续处理
成品：将分选后的球团矿包 装入库，供后续使用
新型烧结剂：提高烧结效率，降低能耗
新型球团化工艺：提高球团化效率，降 低能耗
新型球团化剂：提高球团强度，改善球 团质量
新型烧结设备：提高生产效率，降低能 耗
新型烧结工艺：提高烧结速度，降低生 产成本
新型球团化设备：提高球团化效率，降 低能耗
提高产品质量： 通过改进工艺 和设备，提高 烧结与球团化 产品的质量， 降低废品率。
降低生产成本： 通过优化生产 流程和采用节 能技术，降低 生产成本，提 高产品竞争力。
提高生产效率： 通过采用自动 化和智能化技 术，提高生产 效率，缩短生
产周期。
开发新产品： 通过研发新技 术和新材料， 开发具有更高 附加值的新产 品，满足市场
需求。
汇报人：
原料准备：选择合适的原料，如铁矿石、 燃料、熔剂等
混合：将原料按比例混合，形成烧结料
制粒：将混合后的烧结料制成颗粒状， 便于烧结
烧结：将制粒后的烧结料放入烧结设备 中，在高温下进行烧结反应，形成烧结 矿
冷却：烧结完成后，将烧结矿冷却至常 温，便于后续处理
分选：将烧结矿进行分选，去除杂质， 得到合格的烧结矿产品
节能技术的应用：如高效燃烧技 术、余热回收技术等
减排技术的应用：如废气净化技 术、废水处理技术等
炼铁学课件
球团矿的原料
以及粘结剂和添加剂
添加剂改善球团矿的化学成分，特别是球 团矿的造渣性能和球团矿的冶金性能且能 降低还原粉化率和还原膨胀率 常用的添加剂：消石灰、白云石和石灰等 钙镁化合物
球团矿焙烧团结机理
带式焙烧机图示
焙烧温度的选择
• 焙烧温度的选择和控制是竖和产量。关于赤 铁矿球团的焙烧温度,许多书刊中都 指出,必须将球团加热到1300摄氏度 或更高的温度才能使球团固结。
焙烧炉图示
球团生产步骤
球团矿生产工艺流程图
烧结矿和球团矿的区别
烧结后的球团矿
带式焙烧机球团工艺
带式焙烧工艺可以说是受带式烧结机的启示而发展起 来的。 带式焙烧机从外形上看，和烧结机十分相似，但在设 备结构上存在很大的区别。如，台车的结构和支架 的承力，风箱的分布和密封的要求．上部炉罩的设 置和密封，风流的走向（不像烧结机那样是单一的 抽风，而是既有抽风又有鼓风），布料方式，成品 的排出和台车运行速度等，都不相同，特别是本体 的材质更是完全不同。
球团矿的焙烧
冶金122班 第三组 汪聪聪 邱志辉 王志欢 邓波 李锦彪
球团矿的定义
球团是人造块状原料的一种方法，是—个将粉状物料 变成物理性能相化学组成能够满足下—步加工要求 的过程。球团过程中，物料不仅由于滚动成球相粒 于密集而发生物理性质，如密度、扎隙率、形状、 大小相机械强度等变化、更重要的是发生了化学和 物理化学性质，如化学组成、还原性、膨胀性、高 温还原软化性、低温还原软化性、熔融性等变比， 使物料的冶金性能得到改善。 球团的基本任务除 利用精矿和粉矿制成球状冶炼原料外，还可生产用 于直接还原的金属化球团矿以及将其应用于综合利 用回收有用金属。
炼铁原料课件7球团矿(改)
①加水润湿到在颗粒表面裹上一层水膜 （ 水量＞吸附水+薄膜水 ） (A) ②颗粒彼此接触，两颗粒间便形成液体连接桥（水膜的表面张力作 用），从而颗粒连在一起(B) ③含两颗粒的小水珠或含数颗粒的小水珠相互结合，形成最初的聚 集体（液体充填率仅20%左右） 各个颗粒靠液体连接桥呈网状地、疏松地保持在一起 (C) ④在机械力作用和增加水分的情况下，聚集体的颗粒重新排列， 部分孔隙被水充填，液体倾向融合，由蜂窝状的毛细水构成连续 的水网，聚集体的孔隙体积变小，形成坚实稳定的球核 (D)
●粒度并非愈细愈好，因为： ——增加磨矿电耗 ——增加成本 ——造成毛细管过小，降低毛细水迁移速度，减慢成球速度，延长造球时间 ●评定原料的细度——→用0~0.045mm粒级的含量来评定，不是很准确 ●比表面积 表明颗粒大小 反映粒度组成 反映颗粒形状
评定原料的细度——→用比表面积来评定，更好 评定细粒矿石的造球性能——→用比表面积来评定，更可靠
③ 原料水分的影响 A. 适宜水分——应通过试验确定
一般： 磁铁矿、赤铁矿：8～10% 褐铁矿： 14～18%
原料水分应比适宜水分稍低 （圆盘造 球机低0.5%±）
B. 对成球的影响 ①若干物料造球——
矿尘飞扬，劳动条件恶劣 生球长大速度慢，结构脆弱
②若原料水分不足——母球长大慢，结构不稳定；生球很难长 大 但：可在造球时补充水分 ∵造球初期，矿粒间空隙因毛细水不足而被空气填充 颗粒间接触不紧密，结合力减弱，生球强度差
7.1.1 球团分类
根据球团矿固结温度和气氛的差异分 ：
氧化球团矿
冷固球团矿 金属化球团矿
根据球团矿碱度分： 酸性球团矿 自熔剂性球团矿
7.1.2 铁矿氧化球团生产方式 竖炉法
带式焙烧机法
●粒度并非愈细愈好，因为： ——增加磨矿电耗 ——增加成本 ——造成毛细管过小，降低毛细水迁移速度，减慢成球速度，延长造球时间 ●评定原料的细度——→用0~0.045mm粒级的含量来评定，不是很准确 ●比表面积 表明颗粒大小 反映粒度组成 反映颗粒形状
评定原料的细度——→用比表面积来评定，更好 评定细粒矿石的造球性能——→用比表面积来评定，更可靠
③ 原料水分的影响 A. 适宜水分——应通过试验确定
一般： 磁铁矿、赤铁矿：8～10% 褐铁矿： 14～18%
原料水分应比适宜水分稍低 （圆盘造 球机低0.5%±）
B. 对成球的影响 ①若干物料造球——
矿尘飞扬，劳动条件恶劣 生球长大速度慢，结构脆弱
②若原料水分不足——母球长大慢，结构不稳定；生球很难长 大 但：可在造球时补充水分 ∵造球初期，矿粒间空隙因毛细水不足而被空气填充 颗粒间接触不紧密，结合力减弱，生球强度差
7.1.1 球团分类
根据球团矿固结温度和气氛的差异分 ：
氧化球团矿
冷固球团矿 金属化球团矿
根据球团矿碱度分： 酸性球团矿 自熔剂性球团矿
7.1.2 铁矿氧化球团生产方式 竖炉法
带式焙烧机法
《炼铁培训教材》课件
炼铁生产管理创新与实践
创新管理模式： 引入精益生产、 六西格玛等先
进管理方法
优化生产流程： 减少浪费，提
高生产效率
提高员工素质： 加强员工培训， 提高员工技能
和素质
加强环保意识： 注重环保，减 少污染，实现
可持续发展
YOUR LOGO
THANK YOU
汇报人：PPT
汇报时间：20XX/01/01
成本控制：优化 原料配比，降低 能耗，提高生产 效率
质量管理：加强 质量检测，确保 产品质量符合标 准
工艺优化：采用 先进的炼铁工艺 ，提高生产效率 和产品质量
设备维护：定期 对设备进行维护 和保养，降低设 备故障率，提高 生产效率
炼铁技术发展趋势
04
高效低耗炼铁技术
节能减排：减少能源消耗，降低 环境污染
转炉炼钢： 将铁水倒 入转炉中， 加入氧气 进行脱碳 处理，得 到钢水
钢水精炼： 对钢水进 行脱硫、 脱磷、脱 氧等处理， 提高钢水 质量
连铸连轧： 将钢水倒 入连铸机 中，进行 连续铸造 和轧制， 得到成品 钢材
炼铁生产操作技术
原料准备：选择 合适的铁矿石、 焦炭等原料
熔炼过程：将原 料放入高炉中， 加热至熔化
铁水处理：将熔 化的铁水进行脱 硫、脱磷等处理
铸铁成型：将处 理后的铁水倒入 模具中，冷却成 型
炼铁生产设备维护和保养
定期进行设备清洁和润滑， 保持设备良好状态
定期进行设备维修和更换， 确保设备正常运行
定期检查设备运行情况，及 时发现问题
定期进行设备安全检查，确 保设备安全运行
炼铁生产成本控制和质量管理
技术创新：采用新技术、新工艺， 提高产品质量
添加标题
球 团 矿.ppt
• 竖炉。 • 带式焙烧机。 • 链篦机 － 回转窑。
球团矿竖炉
• 以炉口的面积代表竖 炉的规格，多数为 8 m2。
• 生产率较低，产品质 量不均匀。用煤气、 油作燃料。
• 投资省、建设快，中 国人发明了导风墙－ 烘干床。
球团矿带式焙烧机
• 生产规模大。 • 对原料适应性强。 • 必须用煤气或油作燃
• 吸水率：大于400 ％（24小时）。 • 粒度： －200网目大于90％。 • 水分： 小于10％。
要不要润磨或高压辊磨？
• 作用：增加细颗粒，提高比表面积，产 生新的表面，有利于造球。
• 问题：增加投资，提高运行成本，使球 团矿的成本升高。
采用什么样的造球机？
• 圆盘造球机：生球粒度均匀，占地面积 较小，用工人较多。
瑞典 SSAB 的高炉指标
容 积 利用系数 燃料比
m3
t/ m3d kg/ t
2400
2.50
459
渣量 Kg/ t
170
100有利于节能和环境保护， 我国的铁矿资源适合生产球团矿。
将国产铁精矿尽量转化为球团矿是重 要的钢铁工业节能措施。
球团矿是怎样制成的？
• 配料（铁精矿 ＋ 膨润土） • 混合 • 造球（圆盘或圆筒造球机） • 焙烧（干燥、预热、焙烧） • 冷却
对于铁精矿的质量要求
• 含铁品位：不应低于65 ％。 • 粒度： －200网目不低于80 %。 • 比表面积：大于1200 cm2/g。 • 水分： 6 － 7％。
对于膨润土的质量要求
误差
-17.38
% 0.39 38.46 1.31 15.20 24.42 23.89 -6.54
球团矿在高炉中的应用
• 球团矿是高炉炼铁的重要原料。 • 球团矿在高炉炉料中的配比各异。
球团矿竖炉
• 以炉口的面积代表竖 炉的规格，多数为 8 m2。
• 生产率较低，产品质 量不均匀。用煤气、 油作燃料。
• 投资省、建设快，中 国人发明了导风墙－ 烘干床。
球团矿带式焙烧机
• 生产规模大。 • 对原料适应性强。 • 必须用煤气或油作燃
• 吸水率：大于400 ％（24小时）。 • 粒度： －200网目大于90％。 • 水分： 小于10％。
要不要润磨或高压辊磨？
• 作用：增加细颗粒，提高比表面积，产 生新的表面，有利于造球。
• 问题：增加投资，提高运行成本，使球 团矿的成本升高。
采用什么样的造球机？
• 圆盘造球机：生球粒度均匀，占地面积 较小，用工人较多。
瑞典 SSAB 的高炉指标
容 积 利用系数 燃料比
m3
t/ m3d kg/ t
2400
2.50
459
渣量 Kg/ t
170
100有利于节能和环境保护， 我国的铁矿资源适合生产球团矿。
将国产铁精矿尽量转化为球团矿是重 要的钢铁工业节能措施。
球团矿是怎样制成的？
• 配料（铁精矿 ＋ 膨润土） • 混合 • 造球（圆盘或圆筒造球机） • 焙烧（干燥、预热、焙烧） • 冷却
对于铁精矿的质量要求
• 含铁品位：不应低于65 ％。 • 粒度： －200网目不低于80 %。 • 比表面积：大于1200 cm2/g。 • 水分： 6 － 7％。
对于膨润土的质量要求
误差
-17.38
% 0.39 38.46 1.31 15.20 24.42 23.89 -6.54
球团矿在高炉中的应用
• 球团矿是高炉炼铁的重要原料。 • 球团矿在高炉炉料中的配比各异。
钢铁冶金课件(4)
（2）造球工艺条件的影响 ①造球机工艺参数的影响。 圆盘造球机倾角(45°～50°)、转速、边高等。 ②底料状态和刮板位置。 ③加水加料方法。 加水应遵循“滴水成球，雾水长大，无水紧密”的操作 原则； 加料应遵循“球核形成区少加，球核长大区多加，生球 紧密区禁加”的原则。
6.3 生球的干燥和焙烧固结
（2）影响生球干燥的因素 ①干燥介质的温度 干燥介质温度越高，干燥时间越短。介质中相对湿度越 低，干燥效果越明显。干燥介质的最高温度应低生球的破裂 温度。 ②干燥介质的流速 干燥介质的流速大，干燥的时间短。对于热稳定性差的 生球，常采用低温、大风量的干燥制度。 ③生球的初始温度与物质组成。 生球的初始湿度越大，所需要的干燥时间越长。 ④球层高度 球层越高，水汽冷凝越严重，从而降低了下层生球的破 裂温度。 ⑤生球尺寸 球径越大，热导湿现象越严重，生球干燥速度下降。
3.铁矿球团固结形式 （1）磁铁精矿球团固结形式 ① Fe2O3微晶键连接； ② Fe2O3再结晶连接； ③ Fe3O4再结晶固结； ④液相粘结。 （2）赤铁矿球团固结形式 ① 较纯赤铁精矿球团的高温再结晶固结形式； ② 较纯赤铁精矿球团的双重固结形式； ③ 较高脉石含量的赤铁精矿球团的再结晶渣相固结形 式。 （3）熔剂性球团固结形式
6.1.2 工艺流程
精矿粉 准备处理 添加剂 准备处理
配 料 加水 混 合 加水 造 球
筛 分 燃料 焙 烧 冷 却 磨 细
废气除尘
筛 分 返 矿 成 品 铺底料
图6－1 球团矿生产工艺流程图
6.2 造球理论
6.2.1 细磨物料的表面特性及水的形态 用于造球的原料都是细磨物料，即分散度和比表面积大 （单位质量或单位体积的固体物料所具有的表面积）。一般造 球物料的比表面积在1500cm2/g～1900cm2/g。 吸附水：当干燥的固体颗粒与水接触时，在电场范围内的 极化水分子被吸附于颗粒表面，水分子由于具有偶极构造而中 和干燥颗粒表面的电荷，颗粒表面过剩能量因放出润湿热而减 少，结果在颗粒表面形成一层吸附水。 薄膜水：当固体表面达到最大吸附水层后，再进一步润湿 颗粒时，在吸附水的周围就形成薄膜水。 吸附水和薄膜水合起来组成分子结合力，在力学上可以看 着是颗粒的外壳。在外力作用下结合水和颗粒一起变形，并且 分子水膜使颗粒彼此粘结。这就是细磨物料成球后，具有强度 的原因之一。
球团矿生产原理及工艺(PPT65页)
摆动
索状
毛细
泥浆
生球生成过程
母球生成：
点状水粘结粉矿颗粒形成含水很高的母球。
母球长大：
母球在滚动过程中，在毛细水的作用下，矿粉颗粒被 拉紧，毛细管变细，将毛细水挤出到球表面，粘结更 多的矿粉，使母球长大。这时在母球表面喷洒水分时 会加快母球的成长。
生球的密实：
生球长大到一定尺寸后，停止加水，此时球团在滚动 和毛细水作用下，颗粒进一步靠近，颗粒内部的空隙 变小，毛细力作用增大，生球进一步密实，毛细水进 一步被挤到球表面，粘上矿粉直至内部毛细水被全部 挤出，达到最大的生球强度。
粒度对爆裂温度的影响
生球爆裂的试验结果
皂土、生球水分对爆裂的影响
结晶水与爆裂温度的关系
原料底 水含量 与落下 强度及 爆裂温 度的关
系
球团矿固结机理
磁铁矿氧化固结机理
赤铁矿氧化微晶的生成 赤铁矿微晶的再结晶 赤铁矿晶体的长大
赤铁矿氧化固结机理
赤铁矿的再结晶 晶体长大
球团矿的液相粘结
铁酸钙粘结相 硅酸盐粘结
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。 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。
重力水：
• 超过结合水、薄膜水和矿石颗粒空隙能够容许的最大毛细水的总量后 的水，破坏生球。
生球生成机理1
历史：
球团矿工的始于1919年，由瑞典开发。 1946年在美国实现了球团矿的竖炉的工业性生产。
产生原因：
美国为了利用含铁只有35%的低品位铁燧岩，将其粉碎到-44μm达 到90%以上进行磁选，获得了高品位精矿。但这种精矿不能烧结， 所以采用了球团工艺。
球团矿生产工艺课件
PPT文档演模板
2023/10/22
球团矿生产工艺
• 4、固结成块的机理不同：烧结矿是靠液相固
结的，为了保证烧结矿的强度，要求产生一定 数量的液相，因此混合料中必须有燃料，为烧 结过程提供热源。而球团矿主要是依靠矿粉颗 粒的高温再结晶固结的，不需要产生液相，热 量由焙烧炉内的燃料燃烧提供，混合料中不加 燃料。
PPT文档演模板
2023/10/22
球团矿生产工艺
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。
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。
• 5、生产工艺不同：烧结料的混合与造球是在
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。
炼铁原料课件7球团矿(改)
吸附水 薄膜水 毛细水 重力水
A. 吸附水的特性及作用 1）吸附水的形成——同时放出润湿热 颗粒表面与第一层水分子：
靠颗粒表面离子和水偶极分子之间的静电吸引
第一层水分子定向排列 颗粒表面则是水分子的正（负）极，又补充静电引力
第一层水分子与第二层水分子： 靠颗粒表面的电场力 靠分子间的范德华力
2）吸附水的特性
球团矿生产
7.1 球团概述 1）定义：
将准备好的原料（细磨铁精矿或其它细磨粉状物料、粘结 剂、或熔剂、或添加剂、或固体燃料等）按一定的比例配料、 混匀，在造球机上经滚动而制成一定尺寸的生球，然后采用 干燥、焙烧或其它方法使其发生一系列的物理、化学变化而 硬化固结，成为具有一定物理、化学性能的球团矿，这一过 程叫做铁精矿球团
⑤当甲、乙间的距离小于甲、乙电分子半径之和时，公共薄膜 水同时受到甲、乙分子引力的作用，而具有更大的粘滞性。
颗粒间距越小，薄膜水的粘滞性就越大，颗粒就越不易相对 移动，生球强度就越高。
3）分子结合水及作用 ① 定义：最大吸附水 ＋ 薄膜水
② 分子结合水受矿种、粒度、亲水性的影响
致密Fe3O4 最大分子结合水最小 疏松mFe2O3•nH2O最大分子结合水最大 膨润土比表面积最大，亲水性最好，其分子结合
7.1.3 高炉生产对入炉原料的基本要求
★品位高、杂质少、化学成分稳定
入炉原料品位每增加1%，焦比降低2%，产量提高3%
★强度好、粉末少、粒度均匀
入炉矿中小于5毫米的粉末每减少10%，可使高炉增产6~8% 6~50毫米的每增加10%，焦比可降低l.8%
★易还原、低温还原粉化少、高温性能好
入炉原料的还原度提高10%，焦比可降低8～9% 入炉原料中FeO含量降低1%，焦比降低1%
A. 吸附水的特性及作用 1）吸附水的形成——同时放出润湿热 颗粒表面与第一层水分子：
靠颗粒表面离子和水偶极分子之间的静电吸引
第一层水分子定向排列 颗粒表面则是水分子的正（负）极，又补充静电引力
第一层水分子与第二层水分子： 靠颗粒表面的电场力 靠分子间的范德华力
2）吸附水的特性
球团矿生产
7.1 球团概述 1）定义：
将准备好的原料（细磨铁精矿或其它细磨粉状物料、粘结 剂、或熔剂、或添加剂、或固体燃料等）按一定的比例配料、 混匀，在造球机上经滚动而制成一定尺寸的生球，然后采用 干燥、焙烧或其它方法使其发生一系列的物理、化学变化而 硬化固结，成为具有一定物理、化学性能的球团矿，这一过 程叫做铁精矿球团
⑤当甲、乙间的距离小于甲、乙电分子半径之和时，公共薄膜 水同时受到甲、乙分子引力的作用，而具有更大的粘滞性。
颗粒间距越小，薄膜水的粘滞性就越大，颗粒就越不易相对 移动，生球强度就越高。
3）分子结合水及作用 ① 定义：最大吸附水 ＋ 薄膜水
② 分子结合水受矿种、粒度、亲水性的影响
致密Fe3O4 最大分子结合水最小 疏松mFe2O3•nH2O最大分子结合水最大 膨润土比表面积最大，亲水性最好，其分子结合
7.1.3 高炉生产对入炉原料的基本要求
★品位高、杂质少、化学成分稳定
入炉原料品位每增加1%，焦比降低2%，产量提高3%
★强度好、粉末少、粒度均匀
入炉矿中小于5毫米的粉末每减少10%，可使高炉增产6~8% 6~50毫米的每增加10%，焦比可降低l.8%
★易还原、低温还原粉化少、高温性能好
入炉原料的还原度提高10%，焦比可降低8～9% 入炉原料中FeO含量降低1%，焦比降低1%
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水最大
消石灰次之
③ 分子结合水作用
细磨物料含水达到最大分子结合水后，就能在外力 作用下表现出塑性性能，成球过程才明显开始
⑤当甲、乙间的距离小于甲、乙电分子半径之和时，公共薄膜 水同时受到甲、乙分子引力的作用，而具有更大的粘滞性。
颗粒间距越小，薄膜水的粘滞性就越大，颗粒就越不易相对 移动，生球强度就越高。
3）分子结合水及作用 ① 定义：最大吸附水 ＋ 薄膜水
② 分子结合水受矿种、粒度、亲水性的影响
致密Fe3O4 最大分子结合水最小 疏松mFe2O3•nH2O最大分子结合水最大 膨润土比表面积最大，亲水性最好，其分子结合
吸附水 薄膜水 毛细水 重力水
A. 吸附水的特性及作用 1）吸附水的形成——同时放出润湿热 颗粒表面与第一层水分子：
靠颗粒表面离子和水偶极分子之间的静电吸引
第一层水分子定向排列 颗粒表面则是水分子的正（负）极，又补充静电引力
第一层水分子与第二层水分子： 靠颗粒表面的电场力 靠分子间的范德华力
2）吸附水的特性
◆国内的高炉炉料结构中, 球团矿用量也呈现出上升趋势,
7.1.6 球团工艺发展现状及前景
工艺：
竖炉 链箅机一回转窑 带式焙烧机
产量（2003年） 国内： 竖炉 链篦机——回转窑 带式焙烧机
2400万吨/年 1500万吨/年 325万吨/年
70% 24% 6%
国外：
竖炉
2300万吨/年 7.40%
链篦机——回转窑 8060万吨/年 26.17%
品位高、有害元素少、粒度组成均匀、冷态强度高、无热爆 现象 在合理炉料结构下对高炉冶炼是十分有利的
合适的炉料结构: 高碱度烧结矿 + 酸性球团矿 较好的粒度组成：粒度大小均匀 机械强度高：抗压强度 2500N/个 更好的还原性：RI烧结矿65~75%，球团矿RI
70~80% 更高的铁品位：65~67% 球团矿；53~58% 烧结矿
2）特点 ① 球团焙烧所需热量主要由球团外部之气体或固体燃料燃
烧提供 ② 球团法固结主要靠固相固结起作用，液相粘结少 ③ 球团矿粒度均匀，强度高、还原性好
7.1.1 球团分类
根据球团矿固结温度和气氛的差异分 ： 氧化球团矿 冷固球团矿 金属化球团矿
根据球团矿碱度分： 酸性球团矿 自熔剂性球团矿
7.1.2 铁矿氧化球团生产方式 竖炉法 带式焙烧机法 链箅机——回转窑法
7.1.4 生产球团矿优势
1）铁品位高、有害元素少 通过选矿——球团工艺，就可大部分或部分除去原料中有害元素，这就 既保证了冶炼产品质量，又起到了保护冶炼设备的作用
2）生产球团矿能扩大炼铁原料来源 钢铁企业或化工企业中有大量的副产物，如高炉炉尘、轧钢皮、铸铁屑、 炼钢炉渣以及硫酸渣等,可以将这些“废弃物”进行分选或直接加入到 球团生产的原料中
炼铁原料课件球团 矿改
7.1 球团概述 1）定义：
将准备好的原料（细磨铁精矿或其它细磨粉状物料、粘结 剂、或熔剂、或添加剂、或固体燃料等）按一定的比例配料、 混匀，在造球机上经滚动而制成一定尺寸的生球，然后采用 干燥、焙烧或其它方法使其发生一系列的物理、化学变化而 硬化固结，成为具有一定物理、化学性能的球团矿，这一过 程叫做铁精矿球团
国内合理的炉料结构： 35~20%球团矿+ 60~70% 烧结矿+ 5~10% 块矿
高碱度烧结矿与氧化球团矿搭配使用的炉料结构对高炉增产节焦、 降低生产成本取得明显效果
◆欧盟高炉炼铁时球团矿的用量在1996 年就普遍达到20%以上, 最 高达70% 瑞典的SSAB 厂为了实现精品战略, 高炉采用几乎100 %的球团 矿 高炉利用系数达3.15 t/ (m3·d) ，综合燃料比457 kg/t ， 渣量仅 为146 kg/t
①靠静电引力和分子间的范德华力形成
②吸附水层的厚度随矿物成分、矿物亲水性、相对水蒸气压的不同而变化 亲水性强，吸附水层厚度大 相对水蒸气压升高，吸附水层的厚度增大
相对水蒸气压达100%时的吸附水量，最大，称为最大吸附水
③牢固地保持在颗粒上、定向排列 密度大于1 没有溶解盐类的能力 不结冰 不导电 不能迁移（须加热成蒸汽才能去除）
带式焙烧机
20500万吨/年 66.43%
7.2 造球理论 7.2.1 水分在细磨物料中的形态及其作用 细磨物料的表面特性：
分散度大 比表面积大 1500～1900cm2/g 比表面能大、表面分子受力不均衡、在表面的空间形成 电场、表面吸附其他分子而荷电 晶格缺陷严重
根据水分在细磨物料中的形态，分为：
3）生产球团矿能扩大冶炼燃料的来源 逐步使用丰富的无烟煤粉部分或全部替代气体燃料或液体燃料
7.1.5 高炉炉料结构要求
★高碱度烧结矿具有冷态强度高和高温还原性能好等优点 ， 但属于碱性炉料
★天然块矿和氧化球团矿是常用的酸性炉料 ★天然块矿是一种生料，且资源日渐减少，热爆性能远比球团
矿差 ★氧化球团矿是高炉冶炼的“顺气丸”
再进一步润湿颗粒时，在吸附水周围 就形成薄膜水
2）薄膜水特性
①与颗粒表面的结合力比吸附水弱得多，水分子定向排列较差， 较松弛，溶解溶质能力较弱
②平均密度1.25 g / cm3 冰点- 4 ℃ ③薄膜水因受电分子引力的吸引，具有比普通水更大的粘滞性
④相邻且等径的颗粒甲、乙，当甲的薄膜水较乙的薄膜水厚， 交界处的公共薄膜水距离甲的中心较距离乙的中心远时，薄 膜水移向乙，该过程进行到甲、乙的水膜厚度相等为止，迁 移速度非常缓慢
7.1.3 高炉生产对入炉原料的基本要求
★品位高、杂质少、化学成分稳定
入炉原料品位每增加1%，焦比降低2%，产量提高3%
★强度好、粉末少、粒度均匀
入炉矿中小于5毫米的粉末每减少10%，可使高炉增产6~8% 6~50毫米的每增加10%，焦比可降低l.8%
★易还原、低温还原粉化少、高温性能好
入炉原料的还原度提高10%，焦比可降低8～9% 入炉原料中FeO含量降低1%，焦比降低1%
3）吸附水作用 若物料层中仅有吸附水，则成球没
有开始。
只有达到最大吸附水后转入薄膜 水，成球才开始。
吸附水主要润湿矿粒表面，为薄 膜水、毛细水发展创造条件。
B. 薄膜水的特性及作用 1）薄膜水的形成 固体颗粒表面达到最大吸附水层后， 还有未被平衡掉的范德华力（即颗粒 表面的电场引力、吸附水内层的分子 引力）
消石灰次之
③ 分子结合水作用
细磨物料含水达到最大分子结合水后，就能在外力 作用下表现出塑性性能，成球过程才明显开始
⑤当甲、乙间的距离小于甲、乙电分子半径之和时，公共薄膜 水同时受到甲、乙分子引力的作用，而具有更大的粘滞性。
颗粒间距越小，薄膜水的粘滞性就越大，颗粒就越不易相对 移动，生球强度就越高。
3）分子结合水及作用 ① 定义：最大吸附水 ＋ 薄膜水
② 分子结合水受矿种、粒度、亲水性的影响
致密Fe3O4 最大分子结合水最小 疏松mFe2O3•nH2O最大分子结合水最大 膨润土比表面积最大，亲水性最好，其分子结合
吸附水 薄膜水 毛细水 重力水
A. 吸附水的特性及作用 1）吸附水的形成——同时放出润湿热 颗粒表面与第一层水分子：
靠颗粒表面离子和水偶极分子之间的静电吸引
第一层水分子定向排列 颗粒表面则是水分子的正（负）极，又补充静电引力
第一层水分子与第二层水分子： 靠颗粒表面的电场力 靠分子间的范德华力
2）吸附水的特性
◆国内的高炉炉料结构中, 球团矿用量也呈现出上升趋势,
7.1.6 球团工艺发展现状及前景
工艺：
竖炉 链箅机一回转窑 带式焙烧机
产量（2003年） 国内： 竖炉 链篦机——回转窑 带式焙烧机
2400万吨/年 1500万吨/年 325万吨/年
70% 24% 6%
国外：
竖炉
2300万吨/年 7.40%
链篦机——回转窑 8060万吨/年 26.17%
品位高、有害元素少、粒度组成均匀、冷态强度高、无热爆 现象 在合理炉料结构下对高炉冶炼是十分有利的
合适的炉料结构: 高碱度烧结矿 + 酸性球团矿 较好的粒度组成：粒度大小均匀 机械强度高：抗压强度 2500N/个 更好的还原性：RI烧结矿65~75%，球团矿RI
70~80% 更高的铁品位：65~67% 球团矿；53~58% 烧结矿
2）特点 ① 球团焙烧所需热量主要由球团外部之气体或固体燃料燃
烧提供 ② 球团法固结主要靠固相固结起作用，液相粘结少 ③ 球团矿粒度均匀，强度高、还原性好
7.1.1 球团分类
根据球团矿固结温度和气氛的差异分 ： 氧化球团矿 冷固球团矿 金属化球团矿
根据球团矿碱度分： 酸性球团矿 自熔剂性球团矿
7.1.2 铁矿氧化球团生产方式 竖炉法 带式焙烧机法 链箅机——回转窑法
7.1.4 生产球团矿优势
1）铁品位高、有害元素少 通过选矿——球团工艺，就可大部分或部分除去原料中有害元素，这就 既保证了冶炼产品质量，又起到了保护冶炼设备的作用
2）生产球团矿能扩大炼铁原料来源 钢铁企业或化工企业中有大量的副产物，如高炉炉尘、轧钢皮、铸铁屑、 炼钢炉渣以及硫酸渣等,可以将这些“废弃物”进行分选或直接加入到 球团生产的原料中
炼铁原料课件球团 矿改
7.1 球团概述 1）定义：
将准备好的原料（细磨铁精矿或其它细磨粉状物料、粘结 剂、或熔剂、或添加剂、或固体燃料等）按一定的比例配料、 混匀，在造球机上经滚动而制成一定尺寸的生球，然后采用 干燥、焙烧或其它方法使其发生一系列的物理、化学变化而 硬化固结，成为具有一定物理、化学性能的球团矿，这一过 程叫做铁精矿球团
国内合理的炉料结构： 35~20%球团矿+ 60~70% 烧结矿+ 5~10% 块矿
高碱度烧结矿与氧化球团矿搭配使用的炉料结构对高炉增产节焦、 降低生产成本取得明显效果
◆欧盟高炉炼铁时球团矿的用量在1996 年就普遍达到20%以上, 最 高达70% 瑞典的SSAB 厂为了实现精品战略, 高炉采用几乎100 %的球团 矿 高炉利用系数达3.15 t/ (m3·d) ，综合燃料比457 kg/t ， 渣量仅 为146 kg/t
①靠静电引力和分子间的范德华力形成
②吸附水层的厚度随矿物成分、矿物亲水性、相对水蒸气压的不同而变化 亲水性强，吸附水层厚度大 相对水蒸气压升高，吸附水层的厚度增大
相对水蒸气压达100%时的吸附水量，最大，称为最大吸附水
③牢固地保持在颗粒上、定向排列 密度大于1 没有溶解盐类的能力 不结冰 不导电 不能迁移（须加热成蒸汽才能去除）
带式焙烧机
20500万吨/年 66.43%
7.2 造球理论 7.2.1 水分在细磨物料中的形态及其作用 细磨物料的表面特性：
分散度大 比表面积大 1500～1900cm2/g 比表面能大、表面分子受力不均衡、在表面的空间形成 电场、表面吸附其他分子而荷电 晶格缺陷严重
根据水分在细磨物料中的形态，分为：
3）生产球团矿能扩大冶炼燃料的来源 逐步使用丰富的无烟煤粉部分或全部替代气体燃料或液体燃料
7.1.5 高炉炉料结构要求
★高碱度烧结矿具有冷态强度高和高温还原性能好等优点 ， 但属于碱性炉料
★天然块矿和氧化球团矿是常用的酸性炉料 ★天然块矿是一种生料，且资源日渐减少，热爆性能远比球团
矿差 ★氧化球团矿是高炉冶炼的“顺气丸”
再进一步润湿颗粒时，在吸附水周围 就形成薄膜水
2）薄膜水特性
①与颗粒表面的结合力比吸附水弱得多，水分子定向排列较差， 较松弛，溶解溶质能力较弱
②平均密度1.25 g / cm3 冰点- 4 ℃ ③薄膜水因受电分子引力的吸引，具有比普通水更大的粘滞性
④相邻且等径的颗粒甲、乙，当甲的薄膜水较乙的薄膜水厚， 交界处的公共薄膜水距离甲的中心较距离乙的中心远时，薄 膜水移向乙，该过程进行到甲、乙的水膜厚度相等为止，迁 移速度非常缓慢
7.1.3 高炉生产对入炉原料的基本要求
★品位高、杂质少、化学成分稳定
入炉原料品位每增加1%，焦比降低2%，产量提高3%
★强度好、粉末少、粒度均匀
入炉矿中小于5毫米的粉末每减少10%，可使高炉增产6~8% 6~50毫米的每增加10%，焦比可降低l.8%
★易还原、低温还原粉化少、高温性能好
入炉原料的还原度提高10%，焦比可降低8～9% 入炉原料中FeO含量降低1%，焦比降低1%
3）吸附水作用 若物料层中仅有吸附水，则成球没
有开始。
只有达到最大吸附水后转入薄膜 水，成球才开始。
吸附水主要润湿矿粒表面，为薄 膜水、毛细水发展创造条件。
B. 薄膜水的特性及作用 1）薄膜水的形成 固体颗粒表面达到最大吸附水层后， 还有未被平衡掉的范德华力（即颗粒 表面的电场引力、吸附水内层的分子 引力）