造球、焙烧、还原反应动力学综合实验报告
球团焙烧模拟实验对工业生产的指导
现场投笼试验 ． 得出结论 ： ①蒙古粉矿粒度粗现
精 矿 与肃 北 博 伦 （ 一 ２ ０ ０目 ９ ０ ％以上 ） ， 或 者 细粒 级 的周边 磁铁 精 矿肃北 博 伦与酒 钢 天亨 等 。
２ ． ３球 团模 拟焙烧 试 验
场需要增加破碎设备 ； ②蒙古粉矿质地太硬属于
根 据 高炉 对 球 团矿 品位 的需 求 （ 一 般 大 于
５ ９ ％） 及 球 团焙烧 生 产 的 要求 。 试 验人 员 在 试 验
室 进 行合 理 配矿 试 验 。依 据 表 １ 磁 铁精 矿 物 化 成分 ， 进行 多次 配料 测算 。球 团矿 品位满 足高 炉
精 矿 存 在 品种 杂 、 化学 成 分不 稳 定 ， 使 用过 程 中
ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｉ ｔ ｅ ｃ ｏ ｎｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ａ ｎ ｄ ｇ ｕｉ ｄ ｅ ｉ ｎ ｄｕ ｓ ｔ ｒ ｉ ｌ ａ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｔ ｉ ｍｅ ．
Ｋ ｅ ｙ Ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ｒ ｏ ａ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｓ ｔ ； ｇ ｒ ａ ｎ ｕ ｌ ａ ｒ ｉ ｔ ｙ ； ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ
ｂ ａ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ ｏ ｆ ｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｒ ａ ｗ ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ｌ ，ｎ ａ ｅ ｕ ｔ ｒ ａ ｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｏ ｒ ｅ ｑ ｕ ｌｉ ａ ｔ ｙ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｐ ｅ ｌ ｌ ｅ ｔ ｓ ｒ ｏ ａ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ，ｔ ｈ ｅ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｆ ｉ ｎ ｄ ｓ ｏ ｕ ｔ ｔ ｈ ｅ ｂ ｅ ｓ ｔ ｍａ ｔ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ
球团的焙烧特性与还原行为的研究
Metallurgical Engineering 冶金工程, 2020, 7(2), 77-82Published Online June 2020 in Hans. /journal/menghttps:///10.12677/meng.2020.72012Research on Roasting Characteristicsand Reduction Behavior of PelletsChuang Zhang, Xiaolei Zhou*Faculty of Metallurgical and Energy Engineering, Kunming University of Science and Technology,Kunming YunnanReceived: May 20th, 2020; accepted: Jun. 3rd, 2020; published: Jun. 10th, 2020AbstractPellet is an important man-made lump raw material. It rolls a mixture of concentrate powder and solvent into balls in a pelletizer, and then it is dried, roasted, and consolidated, becomes a ferrous raw material with good metallurgical properties. This article mainly introduces the research on roasting characteristics and reduction behavior of pellets.KeywordsHematite Pellets, Roasting, Reduction球团的焙烧特性与还原行为的研究张闯，周晓雷*昆明理工大学，冶金与能源工程学院，云南昆明收稿日期：2020年5月20日；录用日期：2020年6月3日；发布日期：2020年6月10日摘要球团矿是一种重要的人造块状原料，它把精矿粉、溶剂的混合物在造球机中滚动成球，然后干燥、焙烧、固结，成为具有良好冶金性质的含铁原料。
四川红格矿区钒钛磁铁矿铁精矿造球—回转窑预还原—电炉炼铁试验报告
四川红格矿区钒钛磁铁矿高效环保冶炼方法探索实验报告四川红格矿区钒钛磁铁矿铁精矿造球—回转窑预还原—电炉炼铁试验报告一、实验目的本实验旨在研究四川红格矿区钒钛磁铁矿铁精矿的冶炼工艺，通过造球、回转窑预还原及电炉熔炼等环节，探索出一种高效、环保的钒钛磁铁矿铁精矿冶炼方法。
二、实验原理1.造球：通过适当的粘结剂将铁精矿粉与辅料混合制成一定粒度的球团，以供回转窑预还原及电炉熔炼使用。
2.回转窑预还原：利用回转窑内的高温还原气氛，将球团中的铁氧化物还原成铁。
3.电炉熔炼：将回转窑预还原后的球团加入电炉，在高温下将铁进一步熔炼成生铁。
三、实验步骤1.原料准备：收集四川红格矿区钒钛磁铁矿铁精矿及辅料。
2.配料与混料：按照一定比例将铁精矿粉与辅料混合，加入适量的粘结剂。
3.造球：将混合料通过造球机制成一定粒度的球团。
4.回转窑预还原：将球团放入回转窑进行预还原，控制还原气氛及温度。
5.电炉熔炼：将回转窑预还原后的球团加入电炉，控制熔炼温度及时间。
6.样品采集与分析：在实验过程中采集各个阶段的样品，分析其成分及物理性质。
7.数据整理与处理：整理实验数据，分析各工艺参数对最终产品的影响。
四、实验结果与数据分析实验数据表：工艺阶段温度（℃）时间（h）产品成分（%）造球———回转窑预还原12002Fe: 92; V: 3; Ti: 2;电炉熔炼16004Fe: 96; V: 2; Ti: 1;（请在此插入柱状图对比各阶段产品成分）（请在此插入折线图展示各工艺参数随时间的变化趋势）（请在此插入表格记录实验过程中各阶段的能耗、产率等数据）五、结论通过本实验，我们成功地探索出了四川红格矿区钒钛磁铁矿铁精矿的高效、环保冶炼方法。
在造球阶段，我们采用合适的粘结剂，成功制备出了符合要求的球团。
在回转窑预还原阶段，我们优化了工艺参数，得到了具有较高金属化率的预还原球团。
在电炉熔炼阶段，我们进一步提高了金属化率，得到了高品质的生铁。
实验结果表明，该工艺具有较高的可行性及经济效益，为四川红格矿区钒钛磁铁矿的开发利用提供了有力支持。
造球实验报告
实验报告姓名：于涛专业：冶金技术年级：2014 级学校：河北科技大学造球实验报告邯钢200万吨球团厂测试组摘要：本实验采用细磨铁精矿粉进行造球实验，通过添加不同比例的水，添加剂来测试对造球成球的影响关键词：铁精矿粉生球落下添加剂一、前言本实验要求掌握物料成球的基本理论，认识物料造球的各个阶段。
掌握水、物料性质及添加剂对造球过程的影响。
练习造球及检测生球物理性能。
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、母球长大和生球紧密三个阶段。
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，进而粘附润湿程度低的矿石颗粒，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，母球长大是由于毛细效应作用的结果。
母球长大阶段需要及时喷水和加料。
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。
三、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四、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。
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
冶金原理实验报告纸无名版
冶金原理实验报告专业冶金班级学号姓名同组成员冶 金 原 理 实 验 报 告专业班级： 学号： 姓名： 实验日期：2012年11月17 室温： 大气压：实验名称：硫化锌精矿氧化焙烧一．实验目的1.采用固定床进行硫化锌精矿氧化焙烧，分析各段时间硫的产出率，来测定氧化速度与时间曲线。
2.学会氧化动力学的研究方法。
3.了解硫化锌精矿氧化过程机理。
4.学会硫的分析方法。
二．实验原理在冶炼过程中，为了得到所要求的化学组分，硫化锌精矿必须进行焙烧，硫化锌的氧化是焙烧过程最主要的反应：ZnS+3/2O 2=ZnO+SO 2反应过程的机理：ZnS+1/2O 2（气）——ZnS …[O]吸附——ZnO+[S]吸附 ZnO+[S]吸附+O 2——ZnO+SO 2解吸这个反应是有气相与固相反应物和生成的多相反应，包括向反应界面和从反应界面的传热与传质过程。
硫化锌颗粒开始氧化的初期。
化学反应速度本身控制着焙烧反应速度。
但当反应进行到某种程度时，颗粒表面便为氧化生成物所覆盖，参与反应的氧通过这一氧化物层向反应界面的扩散速度，或反应生成物SO 2通过扩散从反应界面离去的速度等，便成为总氧化速度的控制步骤。
因此，可以认为反应按如下步骤进行1.氧通过颗粒周围的气体膜向其表面扩散；2.氧通过颗粒表面氧化生成物向反应界面扩散；3.在反应界面上进行化学反应；4.反应生成的气体SO 2向着氧相反的方向扩散，即反应从颗粒表面向其中心部位逐层进行，硫化物颗粒及其附近气体成分的浓度可用未反应核模型表示。
本实验采用固定床焙烧，来测定硫化锌氧化速度。
分析氧化过程某一时刻产生的SO 2的量，来计算硫化锌硫的脱出率；即单位时间硫的脱出率。
为了便于比较不同硫化物和不同条件下硫化物的氧化速度，引入以下公式：总S S SiR式中R S ——精矿中硫的氧化分数；S i ——硫化锌精矿氧化过程中某一时间内失去的硫量；S 总——精矿中所有的含硫量。
利用氧化分数和时间关系作出，可以得出不同温度、不同粒度、不同气相组成对硫化锌焙烧过程的影响。
铁矿粉造球和球团矿焙烧试验
铁矿粉造球和球团矿焙烧试验主讲教师:张明远一、实验目的�1.掌握球团矿的生产工艺流程及加水，加溶剂等工艺技术。
�2.生球的落下强度，抗压强度及爆裂程度的测量方法。
二、基本原理�铁精矿在加粘结剂加水融湿的条件下，在造球机上滚动粘结而造球，落下强度可通过10个球落下次数及摔破个数决定。
三、实验设备�电子称、圆盘造球机、喷水瓶、筛子、铁炉、吊篮、计算机控制系统。
四、实验步骤�1. 原料准备：�1）将原料用200目筛子筛分。
�2）称干料硫酸渣2.24Kg，称皂土2.24×30%=0.067Kg。
�3）原料含水2.24。
�4）干料、皂土先混匀10次，再加水润湿。
�2．造球过程：�1）造球：�A.取加工好的球料200g，以8—10转/min转3分钟造母球。
�B.同时加料加水，正对着粒加水。
�C.用铲控制，不让料粘在造球机盘上。
�D.母球大小为绿豆一般大小。
�2）造球过程的母球长大（8min）：�造母球3min后，8分钟后将转速升到300或400，300转/min，不断地加水，喷水雾状加到球上。
�3）生球的紧度（4min），生球长大后，在500转/min条件下再转3分钟。
�4）生球转速在200转/min以下，用铲顺着转盘转向铲出球来。
�3．生球性能的测定：�1）筛分：�A．用圆孔筛子分3层，由上到下顺次为15mm,10mm,5mm三层筛子筛出5～10mm称重为W1，10～15mm称重为W2，大于15mm称重为W�B. 计算：成球率=×100%�4．生球落下强度：�取10个生球在0.5m高度，记下自由落下直到球烂的次数，10个球取平均次数，一般为2次。
�5．生球的抗压强度：�取10个生球，在盘托上压显示读数：为0.1—1.0Kg/球�6．生球爆裂温度测定：�1）将SiC棒炉升到230℃恒温。
�2）将10个生球放于特制的吊篮中，吊入炉内开始计时，恒温5min。
�3）将吊篮取出，以10%生球爆裂温度，若无球裂则再吊入炉内，升高温度20℃，5min后再取出来，如此循环，测得爆裂温度为900℃左右。
造球、焙烧、还原反应动力学综合实验报告
造球、焙烧、还原反应动力学综合实验摘要：本实验主要分为造球、生球焙烧、还原反应三个部分，全面的演示了炼铁的全过程。
其中造球包括生球形成，生球抗压强度测定，生球落下强度测定。
关键词：铁矿粉造球生球焙烧球团还原反应The experiment of pelletizing，Pellet roasting and reduction reactionAbstract：This experiment mainly have three parts,pelletizing, Pellet roasting and reduction reaction. It shows all the Process of Iron-making. the pelletizing contains Determinationof compressive strength of green-ball, Determination of Falling strength of green-ball。
Key word: pelletizing Pellet roasting reduction reaction正文：一、造球实验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。
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造球、焙烧、还原反应动力学综合实验
摘要：本实验主要分为造球、生球焙烧、还原反应三个部分，全面的演示了炼铁的全过程。
其中造球包括生球形成，生球抗压强度测定，生球落下强度测定。
关键词：铁矿粉造球生球焙烧球团还原反应
The experiment of pelletizing，Pellet roasting and reduction reaction
Abstract：This experiment mainly have three parts,pelletizing, Pellet roasting and reduction reaction. It shows all the Process of Iron-making. the pelletizing contains Determination
of compressive strength of green-ball, Determination of Falling strength of green-ball。
Key word: pelletizing Pellet roasting reduction reaction
正文：
一、造球实验
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。
实验设备：造球机，重量计
生球要求：合适的生球抗压强度和生球落下强度
配料：95%以上的精矿粉，添加剂为膨润土及一些矿质元素等
实验生球直径：10～12mm
生球测试数据
二、生球焙烧实验
生球烧结的目的：
铁矿粉在一定的高温作用下，部分颗粒表面发生软化和熔化，产生一定量的液相，并与其他未熔矿石颗粒作用，冷却后，液相将矿粉颗粒粘结成块，达到人造富矿的目的。
生球烧结的目的：
（1）为高炉提供冶金性能好的优质烧结矿；
（2）除去矿石中的有害杂质；
（3）可以扩大炼铁原料的来源。
实验设备：三段式电阻炉模拟焙烧机
球团矿的焙烧阶段：
干燥、焙烧、均热、冷却五个阶段
焙烧温度曲线：
三、反应动力学实验
反应机理
铁的氧化物有氧化亚铁(FeO)、氧化铁(Fe2O3)和四氧化三铁(Fe3O4)等形式。
根据热力学分析，当温度大于570℃摄氏度时，不断增加气体还原剂时，铁氧化物逐级还原：
Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe
实验是将一个致密的Fe2O3矿球，置于浓度足够高的还原气体中。
试验方法
本实验研究气体还原铁矿石动力学的方法采用热天平发。
实验时将矿球用铂丝悬挂在天平上，吊入高温炉内，在惰性气体保护下升温至预定温度，向炉内通入恒压恒流量的还原气体进行还原。
随着还原反应的进行，矿球的质量因失氧不断减少，其值可以从天平上读出。
反应t时刻的款球还原率F可由下式表示：F=（W。
- Wt）/(0.43TFe-0.122FeO)=t 时刻矿球累计减重（失氧气量mg）/矿球中总氧量（mg）
式中W。
——矿球试验前的质量；
Wt ——还原开始t分钟后矿球质量；
TFe——还原前矿球中总Fe含量；
FeO——还原前矿球中FeO含量。
实验步骤
1 发生一氧化残，并配制好成份以备实验使用；
2 将一个或几个矿球称好质量，用铂丝捆好吊入高温还原炉的高温区内；
3 启动控制仪为高温炉供电升温到预定的温度，同时向炉膛内通氮气保护以防矿球氧化；
4 当温度达到预定值恒定后，天平清零，切换还原气开始还原，记录还原过程各时刻的减重量直至还原结束；
5 实验完毕关天平，停止通还原气，关控温仪切断电炉电源；
6 整理数据，清理实验室卫生。
实验数据：
四、参考与结论
（1）以95%以上的精矿粉，添加剂为膨润土及一些矿质元素等为原料造的球团抗压强度平均值为0.925KN，落下强度为3.7次，符合工业生产要求。
（2）焙烧球团时，时间为1小时左右，主要温度范围在600~1200℃之间，熟球抗压强度平均值为1.8363KN。
（3）还原实验最后检测重量趋于稳定，实验过程中无较大偏差。
（4）实验过程是模仿工业生产的重要环节，严格控制实验中各个参数和原料的配比对学习时间具有重要作用。
参考文献：
1、彭志坚，陈铁军 - 《武汉科技大学学报：自然科学版》，2002年第3期
2、孙俊波，于淑娟 - 《鞍钢技术》，2005年06期
3、陈建国，许正军 - 《青海科技》，2011年第4期
4、蒋光曦，冶金炉热工基础，重庆大学出版社，1993年12月
5、邹家祥.冶金机械.北京:冶金工业出版社,2000年2月。