球团成球原理及生球质量检验

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生球和球团矿产品质量检验与鉴定

(1)还原度计算还原度以三价铁状态为基准（即假定铁矿石中的铁一定全时部间以后Fe所2O达3形到态的存脱在氧，程并度将，F以eR2Ot表3中示的，氧单当位作为1质00量%百)，分还数原。计算公式如下：还原时间t的还原度

Rt
0.11W1 0.430W2
m1 mt m 0.430W2
100% 100%
一、生球质量的检验
质量良好的生球是获得高产、优质球团矿的先决条件。优质的生球必须具有适宜而均匀的粒度，足够的抗压强度和落下强度以及良好的抗热冲击性。
1、生球粒度组成生球的粒度组成用筛分方法测定。我国所用方孔筛尺寸
（mm ）为25×25、16×16、10×10、6.3×6.3，筛底的有效面积有 400mm×600mm 和 500mm×800mm 两种。可采用人工筛分和机械筛分。筛分后，用不同粒度（mm） >25.0、25.0-16.0、16.0-10.0、10.0-6.3和＜6.3的各粒级的质量百分数表示。粒级生球粒度组成一般为： 1016mm粒级的含量不少于85%，>16mm和＜6.3mm的含量均不超过5%。球团的平均直径以不大于12.5mm为宜。
mD1 mD2 mD3 mD0
100%（参考指标）
mD0 ——还原后转鼓其前的试样重量，g；
mD1 ——留在6.3mm筛上的试样重量，g；
mD2 ——留在3.15mm筛上的试样重量，g；
mD3 ——留在0.5mm筛上的试样重量，g；
20
六、高温软化与熔滴性能
• 高炉内软化熔融带的形成及其位置，主要取决于高炉操作条件和炉料的高温性能。而软化熔融带的特性对炉料还原过程和炉料透气性将产生明显的影响。为此，许多国家对铁矿石软化性的实验方法进行了广泛深入研究。但是，到目前为止试验装置、操作方法和评价指标都不尽相同。一般以软化温度及温度区间，滴落开始温度和终了温度，熔融带透气性，熔融滴下物的性状作为评价指标。

实验4造球实验

实验7-5造球实验一、实验目的与要求1、掌握物料成球的基本理论，认识物料造球的各个阶段2、掌握水、物料性质及添加剂对造球过程的影响3、练习造球及检测生球物理性能4、实验前认真阅读实验指导书二・实验原理实验室用细磨铁精矿进行造球实验，通常分为球核的形成、母球长大与生球紧密三个阶段。

1. 母球形成在圆盘造球机转动中，以滴状水加到铁精矿中进行不均匀点滴润湿，使铁精矿局部持水达到毛细水含量阶段，细粒铁精矿借助毛细力作用被拉向水滴的中心，形成小聚合体，在造球机中受到滚动与拦动作用而形成母球。

2. 母球长大母球长大的条件就是其表面的水分含量接近于适宜的毛细水含量，母球在球盘中继续滚动，被进一步压密，使其毛细管形状与尺寸改变，从而将过剩的毛细水挤到球团表面上来，母球表面过湿，进而粘附润湿程度的矿石颗粒，使母球继续长大，此时需往母球表面喷水使母球表面进一步粘附矿粒而长大，不断循环使母球长大成球团。

显然，母球长大就是由于毛细效应作用的结果。

母球长大阶段需要及时喷水与加料。

3. 生球紧密生球在长大的同时，由于滚动与搓动的机械力作用，生球内的颗粒发生选择性的接触面积最大排列，使生球内的矿石颗粒彼此靠近，当生球长大到12mm左右时，停止加水加料，让生球继续滚动，利用造球机所产生的机械力，挤出生球内多余的水分，并为润湿程度低的矿石颗粒所吸收。

这样生球能进一步紧密，提高生球机械强度。

四、实验设备1、造球机2、生球抗压强度测定装置3、生球落下强度测定装置4、生球爆裂温度测定装置五、实验步骤1、配料将已知水分的铁精矿倒在橡皮布上，按干料量的1~2%配加膨润土，可外加适当的水，使混合料总水分低于适宜造球水分的2-3%,由人工充分混匀。

2、造母球启动造球机，取混合料约200克左右加入到造球盘中，慢慢地以滴状水加到混合料表面使其形成球核，成核过程中要随时将粘在圆盘上的物料刮起来，并将较大的母球打烂，经过2〜3分钟的滚动，又小又光的，又圆又硬的母球就形成了。

氧化球团基础理论

3.造球机工艺参数对成球的影响：
3.1.圆盘的倾角与边高圆盘造球机的倾角一般为：45～50°
3.2.圆盘的转速
造球机的边高是造球机的直径而定，直径越大边高就越大，当直径和倾角都不变时，边高与物料的性质有关，物料越粗、粘度小，盘边高就越高，反之，则低一些。
圆盘造球机的倾角越大，为了提高生球上升的高度，必须提高转速。为了使物料处于良好的滚动状态，造球机有一个最好的转速。
球团理论与工艺
主讲：
①
第一篇概论
第一章第二章第三章第四章
球团的概念球团方法分类烧结矿和球团矿的比较球团矿目前的发展
第一章球团的概念
球团是人造块状原料的一种方法, 是一个将粉状物料变成物理和化学组
成能够满足下一步加工要求的过程
第二章方法分类
球团和压团相比较具有以下优点:
1.适应大规模生产,生产成本低.
大的表面能。
当干燥物个体粒子与水接触时，在电场范围内水分值和干燥颗粒的电荷结合，颗粒表面的过剩能量，放出能量，在颗粒表面形成吸附水。
1.4.薄膜水的作用： 1.5.毛细水的特性：
当固体颗粒表面达到最大的吸附水层后，在吸附水周围就形成薄膜水，吸附水和薄膜水组成分子结合力，在外力的作用下，水膜使颗粒与此粘结，这就是细磨物成球后具有强度的原因。
3.生球紧密阶段：生球长大到粒度符合要求时，就进入紧密阶段，要使生球紧
密，必须给予机械压力，此时，应停止加水，让生球中挤出来的多余水，被未被润湿的物料接收。在造球机所产生的滚动和搓动作用下，生球内的颗粒被进一步压实，薄膜水迁移到表面，生球中各颗粒靠毛细水、分子水结合在一起，形成较大的机械强度。
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。

提高本钢球团厂生球质量的实践_王子鸣

2010年第5期本钢技术 9提高本钢球团厂生球质量的实践王子鸣，赵吉祥(本钢球团厂，辽宁本溪 117014)摘要：系统地研究了影响生球质量的因素，优化、改进了本钢球团厂工艺、设备，有效地提高了生球与成品球团质量。

关键词：提高；生球质量；实践中图分类号：TF046 文献标识码：BPractice of Improving the Quality of Green Ball in BX STEEL Pellet PlantWANG Ziming ，ZHAO Jixiang(Pellet Plant ，BXSTEEL ，Benxi Liaoning 117014)Abstract ：Study on influencing factors of the quality of green ball systematically ，optimize and improve the technics and equipment in BenSteel pellet plant and improve the quality of green ball and final pellet effectively.Keywords ：improve ；quality of green ball ；practice本钢南芬球团厂200万t/a 链箅机—回转窑氧化球团生产线投产至今已近5年时间，已顺产达标。

它为高炉降低焦比，提高生铁产量和质量，保证高炉稳定与顺行，做出了重要贡献。

但2009年之前球团抗压强度常出现低于2 200N/球、9~16mm 粒级只有60%左右、品位常低于65%、优质率低于80%、造球成球率只有50%左右、返料量大等问题。

与国内其它大型的链箅机—回转窑生产线差距较大，造成这种情况的主要原因是生球质量差，为此球团厂首先从提高生球质量作为切入点，进行攻关研究，并取得了不错的成果，目前球团抗压强度 2 250N/球以上，9~16mm 粒级80%以上、品位65%以上、优质率95%以上，处于国内较好水平。

球团矿的制备和性能测定

球团矿的制备和性能测定一、国内外球团矿的发展球团矿是一种优良的高炉炼铁原料，我国的铁矿资源本适合生产球团矿，但是由于历史的原因，却走上了细精矿烧结的道路，上世纪80年代中期宝山钢铁公司的1号高炉投产，改变了我国传统的细精矿烧结工艺，其后随着钢铁工业快速的发展，国产精矿不能满足需求，进口粉矿逐年增加，目前就全国范围而言，细精矿在烧结配料中已经不占主导地位。

球团矿在我国高炉炉料中的比例逐年升高，进入21世纪，链篦机一回转窑工艺发展迅速，2007年球团矿的产量可以达到l亿吨左右，加上进口的球团矿大约1．3亿吨，在全国高炉炉料中的比重平均16％左右，在可以预见的将来，烧结矿依然是我国高炉的主要原料，球团矿必将持续发展。

各钢铁厂的情况不同和矿源不同决定了其不同的高炉炉料结构。

日本、韩国高炉以烧结矿为主, 因为其主要铁料是国际上购买的粉矿, 适宜生产烧结矿。

北美高炉以球团矿为主, 因为其矿源多为细精矿, 适宜生产球团矿。

欧盟由于环保要求, 烧结厂的生产和建设受到了严格的限制, 为了进一步改善高炉炼铁指标, 充分发挥球团矿在高炉炼铁中优越的冶金性能, 因而以球团矿为主。

欧美高炉球团矿使用比例一般都较高, 个别的高炉达100 %。

其中一部分高炉使用熔剂型球团矿, 如加拿大Algoma7 号高炉熔剂球团矿比例达99 % , 墨西哥AHMSA 公司Monclova 厂5 号高炉熔剂球团矿比例为93 % , 美国AKSteel 公司Ashland1KY厂Amanda 高炉熔剂球团矿比例为90 %以上; 另一部分高炉以酸性球团矿为主, 配比一般在70 %以上。

欧洲高炉中, 瑞典、英国和德国的部分高炉球团矿的比例很高。

亚洲国家的高炉一般以烧结矿为主, 高达70 %左右。

日本高炉炉料结构的特点是烧结矿比例高且一直比较平稳,而球团矿比例自1979 年以来一直在下降, 块矿比一直在上升。

高炉炉料中高碱度烧结矿比例维持在7113 %～7619 % , 用量一直比较平稳。

球团矿生产原理和工艺

• 根据物料特性和升温速度的不同在不同的温度下发生。升温过程中生球发生破裂的温度叫做生球的破裂温度。
生球的破裂温度
• 1）为了提高下部球层的温度，采用先鼓风后抽风的干燥措施，对提高生球热稳定性也是很有效的。
• 2）在生球料中加入亲水性好的添加物，以提高生球的破裂温度，加速干燥过程。例如，加入0.5％的皂土后，生球破裂温度由175℃提高到450～500℃；而加入1％皂土和8％石灰石的混合添加剂后，可提高到700℃。
• 2）薄膜水（弱结合水）： • 物料进一步被湿润，则在吸附水的外围形成薄膜水。
它是由形成吸附水以后剩余的未被平衡的分子力所吸引的分子水层。薄膜水距离颗粒表面较远，所受的吸引力较小，因此水分子具有一定的活动性，当两个矿粉颗粒靠近时，薄膜水可以从水层较厚的颗粒表面向水层较薄的颗粒表面迁移。如图2－32所示，具有不同厚度薄膜水的A、B两个矿粒相接触时，接触点M处的水分子离A近些，因此被拉向A。
• 磁铁矿颗粒之间发生四种固结形式：
生球焙烧固结成球团矿的原理
• 1）Fe2O3的微晶键连接： • 磁铁矿生球在氧化气氛中焙烧时，当加热到200～
3F触使0e颗面02O℃粒上3微就互长晶开相大中始连成原接氧“子起连化迁来接形移（桥成能图”F力2e（2－较O又33强3称微a，F）晶e在。2。O各在3由个微9于0颗晶0新粒键℃生的）以接的，下焙烧时，这种连接形式使球团矿具有一定的强度。但由于温度低，Fe2O3微晶长大有限，因此仅靠这种形式连接起来的球团矿强度是不够高的，例如一个直径为16mm的球在900℃焙烧后只能承受15～ 45kg的压力。这是磁铁矿生球低温氧化焙烧的固结特性。
生球焙烧固结成球团矿的原理
• 3）磁铁矿晶粒的再结晶：

链篦机回转窑球团工艺过程及提高产质量的措施

1.3 生球焙烧过程概述 ➢ 焙烧的目的：
提高球团矿强度和热稳定性；理想的矿物组成和显微结构；提高还原性及降低有害元素的含量；满足运输和高炉冶炼要求。
➢ 焙烧的五个阶段：
干燥阶段：200~400oC，物理水分蒸发，部分结晶水排除；预热阶段：900~1000oC，干燥阶段未排除的少量水分进
一步排除，磁铁矿氧化成赤铁矿，碳酸盐矿物分解，硫化物分解和氧化，某些固相反应，团球强度有所提高；
酸性氧化球团矿主要液相粘结： 2FeO.SiO2 熔点为1205 oC 2FeO.SiO2 –FeO低共熔点混合物，熔点为1177 oC 2FeO.SiO2- SiO2低共熔点共熔混合物，为1178 oC
这种液相常呈玻璃质存在，使得球团矿的强度降低，而且还原性差。熔剂性球团矿主要液相粘结：
铁酸钙 CaO.Fe2O3 熔点为1216oC 铁酸半钙 CaO.2Fe2O3 熔点为1226oC 铁酸钙与铁酸半钙 CaO.Fe2O3- CaO.2Fe2O3 熔点为1205oC
Fe2 O3 再结晶固结：不管球团原料是赤铁矿还是磁铁矿精矿，球团矿的最终固结都应该是Fe2 O3 再结晶固结形式为主。因为这种固结形式最理想，球团矿的强度最高，还原性最好。产生这种固结形式条件是：磁铁精矿球团在1200oC~ 1250oC，而且是强氧化气氛；赤铁矿在1300oC或 1300oC以上，虽然不存在磁铁矿氧化问题，但也需在氧化性气氛下进行，只是氧化气氛不像磁铁矿球团严格。
爆裂温 oC度 /
450
500
建平钙土
400 建平钠土
凌源钠土
450
பைடு நூலகம்400
0 .8
1 .2
1 .6
2 .0

球团矿生产原理和工艺

烧结与球团的区别
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。
烧结与球团的区别
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。
• 经过一段时间的加热后。生球的内外温度趋于平衡，此时生球的干燥主要受导湿现象的支配，内部水分不断向表面迁移，表面水分不断汽化，直到表面蒸汽压力与介质中的水气分压相等为止，至此干燥过程结束。
生球的破裂温度
• 生球在干燥过程中随着水分的蒸发体积收缩。因干燥过程是从表面向内部扩展的，所以内外体积收缩的程度不同，表面层的体积收缩大于内部，于是表面层受拉力，与拉力成45°角的方向上又受剪力，内部则受压力。当生球表面所受拉力和剪应力超过其抗拉强度和抗剪强度极限时，生球就要破裂。这种生球的破裂现象，
生球焙烧固结成球团矿的原理
• 当生球中含有CaO，在强氧化性气氛和1300℃以下焙烧时，CaO可与Fe2O3作用生成CaO·Fe2O3粘结相。因为这种矿物的还原性和强度都比较好，所以在渣相固结中它是一种较好的固结形式。
生球焙烧之前必须进行干燥
• 生球焙烧之前必须进行干燥处理，这对提高球团矿的产量和质量都有十分重要的意义。未经干燥的生球直接焙烧，在预热和点火时，由于加热过急，水分蒸发过快，发生生球爆裂现象．一部分球团粉化，恶化料层透气性，焙烧时间延长，球团质量下降，废品率增加。所以生球干燥是整个球团矿生产过程中非常重要的一环。应予充分重视。

球团生产工艺介绍

球团生产工艺介绍球团生产工艺是一种提炼球团矿的生产工艺，球团与烧结是钢铁冶炼行业中作为提炼铁矿石的两种常用工艺。

球团矿就是把细磨铁精矿粉或其他含铁粉料添加少量添加剂混合后，在加水润湿的条件下，通过造球机滚动成球，再经过干燥焙烧，固结成为具有一定强度和冶金性能的球型含铁原料。

一、球团生产工艺的发展由于天然富矿日趋减少，大量贫矿被采用；而铁矿石经细磨、选矿后的精矿粉，品位易于提高；过细精矿粉用于烧结生产会影响透气性，降低产量和质量；细磨精矿粉易于造球，粒度越细，成球率越高，球团矿强度也越高。

综上所述原因，球团生产工艺在进入21世纪后得到全面发展与推广。

如今球团工艺的发展从单一处理铁精矿粉扩展到多种含铁原料，生产规模和操作也向大型化、机械化、自动化方向发展，技术经济指标显著提高。

球团产品也已用于炼钢和直接还原炼铁等。

球团矿具有良好的冶金性能：粒度均匀、微气孔多、还原性好、强度高，有利于强化高炉冶炼。

二、球团法分类1、高温固结：（1）氧化焙烧：竖炉、带式机、链篦机-回转窑、环式焙烧机。

（2）还原焙烧：回转窑法、竖炉连续装料法、竖炉间歇装料法、竖罐法、带式机法。

（3）磁化焙烧：竖炉法（4）氧化-钠化焙烧：竖炉法、链篦机-回转窑。

（5）氯化焙烧：竖炉法、回转窑法。

2、低温固结：（1）水泥冷粘结法（2）热液法（3）碳酸化法（4）锈化固结法（5）焦化固结法（6）其他方法三、球团原理球团生产一般流程：原料准备→配料→混匀(干燥)→造球→布料→焙烧→冷却→成品输出球团焙烧过程：干燥→预热→焙烧→均热→冷却四、球团工艺流程图球团车间平面分布图新配料料场新配-1新配-2新配-3新配-4新配-5老配-2老配-1老配料仓老配-3老配-4烘干出料润磨出料润磨室1#烘干室1#水泵房办公室休息室球-4球-1造球室成-11#落地仓1#链板1#环冷机1#回转窑1#链篦机1#布料球-3球-2返-3返-2返-6返-5返-4球-62#布料2#链篦机2#回转窑2#环冷机2#链板成-3成-42#落地仓维修区域维修值班室球-5球 -5 转运站老配料料场2#水泵房喷煤系统2#烘干室主控楼北五、球团生产工艺的主要内容球团矿是细磨铁精矿或其它含铁粉料造块的又一方法。

球团生产的工艺与理论

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。
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，
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
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。
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
（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。

球团实验方案

前言生球爆裂温度是生球质量的一个重要指标，爆裂温度的高低对热工工艺的影响较大。

生球爆裂温度低，进入链篦机时易发生爆裂现象。

生球的粉化，增加了入窑粉末量，导致回转窑结圈和影响热工制度的稳定。

若粉末量过多，影响焙烧过程的进行，导致合格产品率降低，无谓增加焙烧成本；若开裂球多，必将降低成品球抗压强度，导致成品球质量不合格，所以，生球爆裂温度必须要达到工艺要求，方能满足生产需要。

影响生球爆裂温度的因索很多与原料物化性质有关的如粒度组成比表面积、粒形状、矿物组成、亲水性等；与操作因素有关的如水分、粒径、密实度、粘结剂的种类和添加量等。

本文主要研究各种因素对生球爆裂温度的影响规律，探讨影响生球爆裂温度的各种因素，为提高球团爆裂温度提供依据。

第一章文献综述1.1 生球干燥过程的基本机理生球的干燥过程是其中水分受热气流作用而蒸发的过程，这一过程分为三个阶段。

第Ⅰ阶段。

干操的水分开始在整个表面上均匀蒸发，球团内部水分在毛细力作用下向球团表面扩散，这一阶段的干燥速度保持不变。

第Ⅱ阶段，当球团表面的干燥速度大于球团内部水分向外扩散的速度时，干燥前锋(蒸发面)便向球团内部迁移。

这时产生的水蒸气要穿过干燥的毛细孔才能到逃球团表面。

因此随干燥前锋的向内推移，这一阶段的干燥速度不断下降，直到毛细水蒸发完毕。

第Ⅲ阶段为湿存水或化合水蒸发，其速度比毛细水的蒸发更慢。

生球的爆裂发生在毛细水蒸发的第Ⅱ阶段，这时干燥前锋所产生的蒸气压力可用 K o z e n y — K a r ma n 公式表达：ΔP=()v L d K ⋅-3221εεη （1）式中：ΔP —干燥前锋产生的内压力；d —造球物料的平均粒径；η—水或溶液的粘度；ε—球团孔隙度；v —干燥速度；L —干燥面离球团表面的距离。

当干燥前锋产生的内压力ΔP 超过生球和干燥外壳的张力强度时，生球便产生裂缝或爆裂。

HRumpf 给出了毛细水状态下生球张力强度公式和干球张力强度公式：εd =1.1[εε-1]2d H （2） εw =8[εε-1]d a cos θ （3）式中：εw 、εd —生球、干球张力强度；θ—水或溶液与矿粒的润湿角；ε—球团气孔率；a —毛细孔中水或溶液的表面张力；d —矿粒平均直径；H —固相连接桥的平均粘结力。

球团

第一章总则永钢球团厂设计焙烧面积为10 ㎡竖炉四座，分两期建设完成，设计年生产能力240万吨酸性氧化球团矿，供高炉冶炼所用。

造球用东北含铁磁精矿为主，同时配用一定量进口高品位精矿，膨润土作为粘结剂，高炉煤气作焙烧燃料。

铁精矿及膨润土经配料、烘干混匀、润磨处理、加水造球、布料干燥、高温焙烧、冷却筛分等工艺过程。

竖炉球团生产工艺流程如下：≤5mm除尘灰C1.C2.C3.C4排放大气送炼铁厂送烧结厂煤气空气（助冷） S1S2 S4S3 ＞20mm ≤6mm含铁原料（铁精粉）膨润土（粘结剂）配料（Φ1.6m 圆盘给料机8台，膨润土仓电子皮带秤6台）Φ3.4³25m 烘干机一台Φ3.2³5.4m 润磨机两台1#、2#Φ6.0m 造球机3#、4#Φ6.0m 造球机1#双层圆辊筛2#双层圆辊筛1#竖炉（10㎡）2#竖炉（10㎡）1#链板机（B=650） 2#链板机（B=650）90㎡带冷机（B=1500）成品筛分（振动筛）成品仓1580㎡布袋除尘器900㎡布袋除尘器布袋除尘器340㎡二台60㎡电除尘器二台加湿机二台20 # 抽风机P1P2P2P5 P3.P4F1冷却水煤气空气（助冷）冷却水回收利用回收利用P8.P9P6.P7汽化导风墙水梁球团厂工艺流程图经竖炉焙烧后的氧化球团具有良好的冶金性能，是理想的高炉人造富矿。

通常高炉对球团矿的具体质量指标如下表：化学成份物理性能冶金性能指标Tfe%SiO2%FeO%S%碱度波动范围CaO/SiO2倍转鼓指数（≥6.3m/m %筛分指数（≤5m/m）%10~16m/m粒度合格率%抗压强度膨胀率%还原度指数过 %基数基数平均值N/个≤1000N/个 %一级品≤±0.5≤±0.3≤1.0≤0.05≤±0.05≥90 ≤5.0 ﹥90 ≥2000 ≤5 ≤15 ≥65二级品≤±0.8≤±0.5≤2.0≤0.08≤±0.10≥86 ≤5.0 ﹥80 ≥1500 ≤8 <12 ≥70注:⑴、球团矿含铁量基数由厂自行确定.含铁量按下式计算:铁(Tfe)=全铁/﹝100-（CaO+MgO）﹚³100 %式中：全铁—化学分析得到的全铁含量%（C aO+MgO）分析得到的氧化钙和氧化镁含量之和 %⑵、竖炉球团矿的碱度基数由厂自行确定，碱度按下式计算：碱度= CaO/SiO2（倍）式中：CaO—化学分析得到的氧化钙含量 %；SiO2—化学分析得到的二氧化硅含量 %⑶、冶金性能指标只报检验数据，不作考核指标。

球团理论和工艺造球理论

仅有吸附水，物料尚不能成球。
2 造球理论
2.2.3 薄膜水的特性及作用
薄膜水是由形成吸附水以后剩余的未被平衡的分子力所吸引的分子水层；分为强结合水和弱结合水。
（1）强结合水最接近固相表面的薄膜水称为强
结合水，一般仅相当于几个水分子的厚度；
结合水具有固态和液态水的双重性质；即自身重力作用下不能运动，施加外力作用下，才能够流动和变形。
由于液体分子与固体分子之间的相互引力大于或小于液体分子之间的相互引力，同一种液体，能润湿某些固体的表面，而不能润湿另一些固体的表面。
2 造球理论
2.1.2 液体和固体的作用（1）润湿现象
在液体和固体接触处，厚度等于分子作用半径的一薄层液体叫附着层。
附着力>内聚力
附着力<内聚力
平衡时位能最小原理
因此，物料的亲水性越强，颗粒越细，排列越紧密，毛细力的作用越大，成球速度也越快。
成球过程中毛细水起主导作用。
2 造球理论
2.2.4 毛细水的特性及作用
当矿粉被水润湿超过薄膜水时，在颗粒之间出现了毛细水，开始出现的叫做触点状毛细水，它使颗粒连系起来。
继续增加水，以及毛细水表面张力或外力作用，使颗粒靠拢，于是在它们之间形成了蜂窝状毛细水，这时毛细水在颗粒之间开始连接起来，可以迁移。
2 造球理论
球团生产的基本工艺过程
含铁原料
配料混合
水
造球
添加剂返料
煤粉
焙烧均热
成品球团矿
返矿
2 造球理论
造球（balling）又叫滚动成型，是细磨物料在造球设备中被水润湿并在机械力及毛细力作用下的连续过程。
生球质量与：造球工艺过程、原料的物理化学性质和准备方法等有关。

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=成品矿／混合料×100%d、出矿率出矿率=（成品矿+返矿）／混合料×100%e、作业率=设备年开动小时总计／年日历天数×24×100%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—12.5mm，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。

球团生产的基本原理

球团生产的基本原理1、造球的理论基础：造球又称滚动成球，它是球团矿生产中的第一道工序，而且是重要的基本工序之一，因此生球质量的好坏在很大程度上决定成品球的质量，例如生球的大小，水分，机械强度，热稳定性和化学组成等的波动，会严重影响下一步工序。

而生成球的质量除与工艺过程有关外，还取决于原料的物理、化学性质和准备方法。

细磨物料在造球设备中被水润湿后，通过机械力和毛细力的作用而成球。

并且，由于存在毛细压力、颗粒之间的摩擦力及分子引力等，使生球具有一定的机械强度。

各种物料成球性能的好坏是不相同的，这与物料的表面性质和它与水的亲和能力有关。

2、水分在成球过程中的作用：在造球过程中水是一种很好的粘结剂，在适宜的颗粒特性得到保证的前提下，能否造出好的生球在程度上取决于加水量，同时，颗粒特性对生球强度的影响，只有在最佳水分条件下，才能显示得出来，所以颗粒特性和最佳水分是造球的两个关键因素。

3、生球形成的连接机理一、主要连接力对于颗粒物料，使之成生球的力是自然力（或物理力）和应用力两种。

对于造块有用的自然力有：（1）固体颗粒之间的范德华力、磁力和静电力；（2）颗粒之间相互作用的摩擦力；（3）不能自由移动的连接桥中的附着力和内聚力；（4）由于液相存在的界面力和毛细力。

生球靠物理力使颗粒维持在一起，而这些物理力的大小决定于颗粒的尺寸、表面荷电、结晶构造、颗粒的接近程度和添加剂的种类及数量。

当液体存在并完全润湿固体颗粒表面时，主要的物理力是颗粒间气-液界面的表面张力所引起的毛细压力。

同时，为了使物理力能对成球起到作用，就要借助机械力使湿颗粒彼此相接处，即在一个合适的设备中，通过滚动、转动、搅拌、润磨、揉和及挤压的方式使物料作机械运动，使颗粒相互接触。

湿颗粒的造球或制粒，是利用物料在圆筒、圆盘或圆锥造球机内，受到滚动和搅拌，物料的滚动行为决定于物料的物理、化学性质和造球设备的工艺参数。

二、细磨物料在成球过程中的行为细磨散状物料在造球过程中，首先形成球核，然后球核长大，主要是以成层或凝结的方式长大。

球团基本的测试方法

球团基本的测试方法1.3原料物理性能检测及造球方法1.3.1 铁精矿的粒度组成铁精矿的粒度分析采用湿法测定方法。

每次的试样量为200g ，先用320目（0.045mm ）的筛子进行水筛，筛上物烘干称重后，再将筛上物用200目（0.074mm ）筛子进行水筛，筛上物烘干称重后，称出各粒级的质量，计算各粒级的百分含量。

1.3.2 铁精矿的成球性能最大分子水：测定细粒矿物最大分子水的方法采用压滤法。

压滤法是用机械压力将试样中的重力水与毛细水压出，并用滤纸吸收。

这样，保留在试样中的水，就是最大分子水。

试验设备：Ф60×100mm 的压模一套，压力机一台，烘箱一台。

试验步骤：①取准备好的造球原料0.5kg ，盛于盘，加水润湿至饱和状态，静置2h ，使颗粒表面得以充分湿润。

②将下压塞放入压模中，并将20直径为60mm 的滤纸放于下压塞上，将已准备好的试样放在压模的滤纸上铺平，其量为试样受压后，厚度不超过2mm 为宜。

③在试样上加20滤纸，再放上上压塞。

将装有试样的压模放在液压机上，以65.5kg/cm 2的压力，加压5min ，压后取出试样称重得G 1。

然后将试样于110±5℃温度下烘干至恒重得G 2。

计算方法：100121?-=G G G W 分（1-1）式中：W 分——试样的最大分子水，%；G 1——试样加压后的质量，g ；G 2——试样干燥后的质量，g 。

平行试验进行三次，其测定误差不超过0.5%，所测试样的最大分子水取三次试验的平均值。

最大毛细水：最大毛细水的测定方法有直接测定的重量法、间接测定的毛细管计法和容量法，与重量法相比，容量法操作简单，便于观察毛细水的上升速度，其测定结果具有足够的准确性。

所以本试验采用容量法。

试验设备：容量法最大毛细水测定仪一台。

试验步骤：①在装料器和筛板上涂一薄层石蜡，将筛板放进装料器中，在筛板上铺两层滤纸。

然后将干的试样（100g ）以松散状态装入装料器中（记下料高H 及料重），并使料面平整。

球团成球原理及生球质量检验

球团成球原理及生球质量检验球团成球原理及生球质量检验(pelletizing process and green ball quality inspection）球团矿靠滚动成型。

被水润湿的矿粉在滚动过程中靠毛细引力、分子引力、摩擦力等作用形成一定粒度的生球，并使生球具有一定强度.生球的粒度、水分、机械强度和热稳定性等影响下一步焙烧作业，并关系到球团矿成品的产量和质量。

生球强度理论干燥的矿粉一般都具有亲水性,在颗粒表面分子力作用下，水分子被吸附在矿粒表面。

由于分子引力的作用，在吸附水外层又形成一层薄膜水，薄膜水内层靠近颗粒，受其吸力作用较强，称强结合水，它与吸附水称为最大分子水，可使粉料成形，但仍不具塑性.薄膜水的外层更接近于自由水，可以在外力作用下发生塑性变形。

当矿粉被水润湿其量超过薄膜水时,在颗粒间出现毛细水，开始为触点态，使颗粒连接起来（图1a）；进一步润湿时则呈蜂窝态，在水的表面张力及外力作用下,颗粒靠拢（图1b）；继续润湿出现饱和态毛细水,使颗粒之间产生最大的毛细力。

毛细引力的大小可由下式表示：（1）式中y为水的表面张力，N／m;s为矿粉的比表面积,m2／kg；ρ为液体密度,kg／m3;ε为气孔率。

矿粉粒度愈细，s则愈大,ε愈小，则产生的毛细引力愈大.图2示出毛细水的充填率对生球强度的影响,当饱和态毛细水出现时，水的充填率达到O．8~O．9 时，毛细引力最大,球团的抗压强度最高;当触点态毛细水出现时,水的充填率很低（为0。

4以下），毛细引力下降、抗压强度下降（根据计算只有最大毛细引力时抗压强度的35％)。

当水的充填率达到1时,即过饱和时,则球团表面便产生水膜，此时毛细引力已不存在,球团抗压强度也很弱了。

生球的抗压强度主要决定于颗粒之间气一液相的表面张力所引起的毛细引力。

其他静电吸力、范德华力的影响都是很小的。

但有人认为分子力的作用不可忽视。

生球成球过程矿粉成球过程首先是矿粉成核，然后生球长大,生球进一步密实。

球团理论与工艺-9球团质量要求及检验方法

9 球团质量要求及检测
9.1 生球质量标准及检验方法 9.1.1生球粒度 10-16mm的粒级含量最低不少于85%。 -6mm的粒级含量最高不超过5%。
+16mm的粒级含量最高不超过5%。在10-16mm的粒级含量中，10-12mm粒级含量应占45% 以上。球团粒度的平均直径不应超过12.5mm。
9 球团质量要求及检测
9.1 生球质量标准及检验方法 9.1.4生球破裂温度
ห้องสมุดไป่ตู้
将生球(大约10-20个)装在容器里，然后以一定的气流速度 (工业条件时的气流速度)向容器内球团层吹热风5min。试验起始温度450℃，根据试验中生球的情况，可以用增高或降低介质温度(±25℃)的方法进行试验。破裂温度用试验球团有10％出现裂纹时的温度来表示。焙烧设备
9.3.5还原状态下物理特性测定
（1）还原粉化球团矿进入高炉炉身上部在500～600℃区间，由于受气流冲击及Fe2O3→Fe3O4→FeO还原过程发生晶形变化，导致其粉化，直接影响炉内气流分布和炉料顺行。低温还原粉化率（500～600℃）高温还原粉化率（900～1000℃） +6.3mm；+3.15mm；-0.5mm （2）还原膨胀性能还原过程前后球团矿体积的变化。还原膨胀率：<20%，优质球团<12%
9 球团质量要求及检测
9.1 生球质量标准及检验方法 9.1.3生球落下强度落下高度为500mm，落到10mm厚的钢板上，规定到它出现裂缝或破裂成块时落下的次数为落下强度指标（包括出现裂缝或破裂的这一次在内），取其算术平均值（单位：次/个球）。生球的落下强度要求与转运次数有关：一般要求的生球落下强度，湿球：不小于3-5次/个球；干球：不小于1-2次/个球。