造球技术

造球工学习资料造球是球团生产中的重要工序之一。

它的工作好坏在很大程度上决定着成品球团矿的产量和质量。

因此任何一个球团厂，造球普遍受到重视。

造球基本原理造球是细磨物料在造球设备中被水湿润，借助机械力的作用而滚动成球的过程。

在工业生产中，湿料连续加到造球机中，母球在造球机中不断的滚动而被压密，引起毛细管形状和尺寸的改变，从而使过剩的毛细管被迁移到母球表面，潮湿的母球在滚动中很容易粘上一层润湿程度较低的湿料。

再压密，表面再粘上一层湿料，如此反复多次，母球不断长大，一直到母球中的摩擦力比滚动时的机械压密作用力大为止，如果要使母球继续长大，必须人为地使母球的表面过分湿润，即向母球表面喷水，母球长大应满足以下3个条件：（1）机械外力的作用，使滚动粘附料层和压密；（2）有润湿程度较低的物料，能粘附在过湿的母球表面；（3）母球表面必须有过湿层，必要时可通过喷水实现。

不同性质的物料，生球长大方式不一样，一般由物料亲水性质决定，亲水性好的物料以聚结长大，亲水性差的物料以成层方式长大。

如石英粉以成层长大为主，石灰石粉以聚结长大为主，而铁精矿粉介于两者之间，即可聚结长大，又可以成层长大，主要受造球工艺制度和含水量决定。

当母球以成层方式长大时，由于各个母球获得物料的机会基本相等，所以生球的粒度较均匀。

在连续造球过程中，当物料的水分增高和生球塑性增大，聚结长大的比例将会增加，生球的尺寸将会变大。

母球长大到符合要求尺寸的生球后进入紧密阶段，该阶段是生球增加和获得最终机械强度所必需的。

此时，在造球机的机械力作用下产生的滚动和搓动力，使生球内的颗粒被进一步压紧，球团强度得到提高，水分降低，密度增加，最终成为合格生球。

生球质量要求对球团生产来说，生球质量是一项最重要的指标。

生球在进入焙烧设备之前要经过3~6次的转运。

为减少转运过程中生球的破碎，皮带机的头轮直径一般应不大于300mm，皮带的速度也应降低到0.4~0.6m/s。

为减轻转运点对生球的冲击，通常的措施是在转运皮带机头轮安装电磁装置。

此外，生球在进入焙烧设备后还要承受料层的压力·特别是竖炉，料层很高，料层下降时还有球与球和球与炉壁的搓磨作用。

在气流通过料层时，球团还要受到高温气流的热冲击。

根据这些，生球质量必须符合一定的要求。

对湿生球的质量要求，除水分外，主要是落下强度和抗压强度。

生球落下强度一般以生球从500㎜高度落下至破裂时为止的落下次数表示。

不同国家对生球质量不尽相同，通常规定直径12.5㎜生球质量为：生球从500㎜高度落下次数不小于6次，生球在4.45N压力下，变形不大于5%～6%，生球抗压强度不小于9N/个；干球抗压强度不小于45N/个。

生球粒度一方面应满足高炉冶炼的需要，同时也应考虑造球设备和焙烧设备的条件和生产量来确定。

一般高炉用的球团粒度为5～16㎜，并应保证6～16㎜粒级的占80%～95%。

对于竖炉，由于料柱高，考虑到所需要的透气性以及在炉中球团停留时间较长，球团粒度可适当放宽。

圆盘造球一、圆盘造球机工作特点圆盘造球机中物料运动状态与在圆筒造球机横切面上的运动大致相同。

不同点在于圆盘中物料能按其本身颗粒大小有规律的运动，并且都有各自的轨道。

也就是说粒度大的，运动轨迹靠近盘边，而且路程短。

相反，粒度小或未成球的物料，则远离盘边。

这种按粒度大小沿不同轨迹运动就是圆盘造球机能够自动分级的特点。

圆盘与圆筒不同的一个特点是圆盘倾角口可以调节。

圆盘倾角可根据造球物料性质和圆盘转速进行调节以达到优质生产。

如倾角过小，低于物料安息角时，则物料形成一个不动的粉料层，与圆盘同步运动，无法进行造球。

倾角过大时，物料对盘底的压力减小，物料的提升高度降低，盘面不能充分利用，圆盘造球机产量下降。

为了提高圆盘造球机的产量，可以提高圆盘的转速，这样，物料（小球）在单位时间内滚动的路程加长，球粒长大较快。

但是转速提高，离心力急剧增大，使小球紧紧压在盘边上，妨碍了球团向下滚动。

为造球顺利进行，必须相应调节圆盘倾角。

然而倾角加大，速度又高，球团在向下滚动时对盘边的冲击加大，会损坏球团。

因此，调节倾角不能超过极大值。

极大值的大小取决于物料的性质、球团粒度以及圆盘直径，可以通过试验确定。

二、圆盘造球机的产量计算圆盘造球机的生产率至今还没有计算公式。

20世纪50年代曾有人提出一个Q=0.35r D4的圆盘造球机产量计算公式，但与实际相差太大而被否定。

因为圆盘的产量不可能与直径D的四次方成正比。

此外圆盘造球机的填充率也与产量有很大关系。

当填充率为每平方米圆盘面积（包括盘边面积）在0.15~0.20t以下时，随着填充率的增加，产量提高。

但超过这个负荷时，造球操作状况和生球质量恶化，产量下降。

盘边高度是影响填充率的因素，但是盘边高度也是有限制的，不能太高，盘边高度h与圆盘直径的关系式：h=0.07D+0.217三、圆盘造球机（1）圆盘造球机的构造及技术特性。

圆盘造球机的规格繁多，结构比较合理并在生产上获得广泛应用的有两种：1）伞齿轮传动的圆盘造球机。

我国绝大部分球团厂采用这类造球盘。

伞齿轮传动的圆盘造球机主要由圆盘、刮刀、刮刀架、大伞齿轮、小圆锥齿轮、主轴、调角机构、减速机、电动机、三角皮带和底座等所组成。

圆盘由钢板制成，通过主轴与主轴轴承座和横轴而承重于底座，带动滚动轴承的盘体（托盘）套在固定的主轴上，主轴高出盘体，可固定可随圆盘变更倾角的刮刀臂，刮刀臂上固定一个刮边的刮刀和两个活动刮刀，以清除粘结在盘边和盘底上的造球，主轴的尾端与调角机构的螺杆连接，通过调角螺杆可使主轴与圆盘在一定范围内上、下摆动，以满足调节造球盘倾角的需要。

工作原理：电动机启动后，通过三角皮带将减速机带动，减速机的粗轴端联有小圆锥齿轮，此齿轮与大伞齿轮啮合，而大伞齿轮与托盘直接相连，因此大伞齿轮转动时，造球机的圆盘便随之跟着旋转。

这种结构形式的造球机转速的改变，可更换粗轴和减速机入轴上的皮带轮直径来作一定范围内的调整。

2）内齿轮圈传动的圆盘造球机。

内齿轮圈传动的圆盘造球机是在伞齿轮传动的圆盘造球机的基础上改进的，改造后的造球机主要结构是：盘体连同带滚动轴承的内齿圈固定在支撑架上，电动机、减速器、刮刀架也安装在支撑架上，支撑架安装在圆盘造球机的机座上，并与调整倾角的螺杆相连，用人工调节螺杆，圆盘连同支撑架一起改变角度。

这种结构的圆盘造球机的传动部件由电动机、摩擦片接手、三角皮带轮、减速机、内齿圈和小齿轮等所组成。

内齿圈传动的圆盘造球机转速通常有三级（如Φ5.5m造球盘，转速有6.05r/min,6.75r/min,7.75r/min）,它是通过改变皮带轮的直径来实现的。

这种圆盘造球机的结构特点是：①造球机全部为焊接结构，具有重量轻、结构简单的特点；②圆盘采用内齿圈传动，整个圆盘用大型压力滚动轴承支托，因而运转平稳；③用球面蜗轮减速机进行减速传动，配合紧凑；④圆盘底板焊有鱼鳞衬网，使底板得到很好保护；⑤设备运转可靠，维修工作量小。

（2）圆盘造球机的使用和操作。

圆盘造球机在使用和操作过程中应掌握以下4个方面：1）圆盘造球机的工作区域。

根据造球物料在圆盘内的形态和运动状况，可把圆盘分为4个工作区域：即母球区、长球区、成球区、排球区，在操作过程中要使圆盘圆盘工作区域分明。

粉料在母球区受到水的毛细力和机械力作用，产生聚集而形成母球。

母球进入长球区，受到机械力、水表面的张力和毛细力的作用，连续的滚动过程中，使湿润的表面不断粘附粉料，母球得以长大，达到一定尺寸的生球。

长大了的母球在成球区，主要受到机械力和生球互相间挤压、搓揉的作用，使毛细管形状和尺寸不断发生改变，生球被进一步压密，多余的毛细水被挤到表面，使生球的孔隙率变小，强度提高，成为尺寸和强度符合要求的生球，所以此区域又称紧密区。

质量达到要求的生球，在离心力的作用下，被溢出盘外（脱离角与圆盘垂直中心线成300左右）。

大粒度球团，因本身的重力大于离心力，浮在球层上，始终在成球区来回滚动；粒度未达到规定要求的小球，由于大球与盘边的阻挡，被带回到圆盘，仍返回长球区继续长大。

2）衬板。

圆盘造球机的盘底上，有一层与物料接触的底板，俗称衬板（包括边衬板）。

衬板极易磨损，需要经常更换，严重影响造球机的作业率。

所以延长衬板的使用期限，是提高造球机作业率的关键。

目前使用的衬板有以下几种：钢板衬板钢板衬板的表面比较光滑，生球强度较高，衬板不易粘料和刮刀的磨损也很微落。

但钢板磨损极快，生产实践证明：厚16～22mm钢板制成的衬板，只能使用3个月左右便磨穿。

因此，使用钢板衬板的圆盘造球机，钢板消耗大，维修工作量也大，造球机的作业率低。

料衬为了减小钢板衬板的磨损，在造球机的盘底焊上一层鱼鳞网板或小圆钢（Ф16～Ф20mm）。

焊有鱼鳞网板和小圆钢的盘底，在工作时造球物料填充于孔穴之中，可以保留一层保护敷层（又称底料），保护盘底不被磨损，又无需更换衬板，一层不厚的底料对加速造球过程是有利的，造球机产量可以提高。

但是采用这种方法又带来了球盘严重粘料和刮刀的迅速磨损。

因为底料在生球不断的滚动作用下，变的越来越紧密，底料表面的温度也相应提高，因此疏松料很易附在上面，使底料加厚，全靠刮刀来控制底料的厚度和平整料衬，使刮刀磨损加剧（一般料衬须采用合金刀头来制作刮刀）。

另外，由于料衬表面比较粗糙，物料与料衬之间的摩擦力增加，阻碍了生球的滚动和滑动，对生球的质量会有所下降。

橡胶衬板橡胶衬板易粘料，主要原因是橡胶衬板易吸收一定量的水分，在毛细力和附着力的作用下，物料很容易粘附在造球盘底和盘边，造成成球性变坏。

使用中心刮刀和边刮刀，虽然能有效的控制物料粘附，但刮刀磨损较快，使用寿命仅为10～15天。

一般要求盘边五粘料，盘底底料平整均匀，并且有一定的厚度。

母球在滚动过程中聚集新料，使母球迅速增大。

由于橡胶衬板的性能所决定，以及刮刀调整不及时，造球底料极不平整，边料过厚过多，破坏了母球的运动规律和增大速度。

有时大块物料从盘边脱落，使生球尺寸差异大，影响了生球干燥速度和球团矿质量的提高。

陶瓷衬板用陶瓷板砌筑盘底作衬板，这是我国的一项创造。

陶瓷板亦称耐酸瓷砖（无釉），其特点是比较光滑，耐磨性好和有一定的抗冲击性能。

目前使用的有150mm×150mm×20mm和150mm×75mm×20mm两种规格。

陶瓷衬板需砌筑，砌筑前现在盘面上用Ф16～Ф20mm圆钢焊成条格孔，其间距为600mm，刚好可放4块瓷砖，两排瓷砖要错缝砌筑。

嵌瓷砖前在盘底上先抹一层砂灰（水泥：黄沙=1：2）其厚度为20mm左右，以粘结瓷砖。

瓷砖砌筑要求整个盘面平整，砖缝要小（1mm 以下），砌完后，一般需保养3～5天，即可使用。

瓷砖衬板橡胶衬板相比,不易吸收水分，摩擦力小，易滑料。