链箅机_回转窑球团生产工艺

世界金属导报/2010年/8月/31日/第010版

原料炼铁

链箅机-回转窑球团生产工艺

廖建国

自1966年神户制钢公司在神户炼铁厂内建设了链算机-回转窑球团生产设备以来，已有许多采用相同生产工艺的球团生产设备建成投产本文就球团生产设备的开发过程和各种球团生产工艺的特征进行介绍，同时对链算机-回转窑球团生产工艺的优势和神户制钢公司的各工程项目的最新状况进行了分析

1前言

目前，世界主要的炼铁方法是采用高炉进行大规模生产的高炉炼铁法和采用电炉进行中小规模生产的电炉炼铁法。高炉炼铁使用的原料为块矿石、烧结矿和球团矿，电炉炼铁法使用的原料为废钢、还原球团矿和用还原球团矿生产的团矿等。烧结矿是钢铁原料，其粒度为1 5mm～30mm。烧结矿以1mm～3mm左右的铁矿石粉为原料，采用粉焦作燃料，利用粉焦的燃烧热使矿石粉部分熔融固结而成。而球团矿是采用比生产烧结矿更细的铁矿石粉通过造球机制成12mmm左右的球状物，经焙烧而成，它不仅可以用作高炉炼铁原料，而且在盛产天然气的国家还被广泛用作气基直接还原炼铁法的原料。

目前，世界上的高品位块状铁矿石资源越来越少，人们正在考虑采用选矿工艺提高低品位矿的品位后制成球团矿进行利用的方法，尤其是认为通过在高炉和直接还原炉增加球团矿的使用量，可以使球团生产设备在未来发挥重要的作用。

2球团矿生产设备

球团矿生产设备一般由以下4个工序构成:

·原料装入工序；

·原料预处理工序；

·造球工序；

焙烧工序。

2.1原料装入工序

由于球团生产设备的建设场地不同，因此作为原料的铁矿石、添加物、粘合剂等的加入方法不同。以往，球团厂大部分是建在靠近矿山的地方，生产工序为选矿、精矿处理，原料是通过火车或矿浆管线进行输送。另一方面，对远离矿山单独建设的球团厂来说，需要大量运送铁矿石，包括运送矿石的专用船、卸货码头、矿石的堆放场地，因此经济上不合算。

2.2原料预处理工序

铁矿石是造球用的原料，把铁矿石处理成细粉原料，可以满足造球要求的性能，其处理工序包括了选矿、脱水、粉碎、干燥和调湿等工序。

原料预处理工序一般是把低品位矿粉碎后，提高铁品位，然后去除硫、磷等杂质，再调整粒度。为提高磁铁矿品位和去除杂质，进行了磁力选矿，对赤铁矿进行了重力选矿和浮游选矿或湿式高磁力选矿。

粉碎方式大致有如下几种:

(1)湿式粉碎——干式粉碎

(2)开路粉碎——闭路粉碎

(3)一段粉碎——多段粉碎

由于矿石的种类、性能和配比等不同，因此采用的粉碎方式不同，既要考虑经济性，又要进

行适当的相互组合。采用湿式粉碎时，要配置由浓缩机和过滤器构成的脱水设备，采用干式粉碎时需要安装调湿设备。干燥工序通常是作为与干式粉碎配套的工序。调湿工序就是在干式粉碎的原料中添加适当的水并进行均匀混合，使润湿的粉矿适合于造球。该工序可以调整粉矿原料的特性，粉矿原料的特性会影响球团的质量。为生产高质量的生球团矿，作为铁矿石的粘合剂一般使用膨润土或有机粘合剂，同时为使成品球团矿的化学成分达到目标值，添加了石灰石或白云石，因此调湿工序还是调整原料化学组成的工序。

2.3造球工序

造球工序就是用造球机把在原料预处理工序处理过的润湿粉原料加工成生球团矿的工序。生球团矿可以用圆筒式造球机或圆盘式造球机造球。上述两种造球机都是利用离心力的作用，一面使原料转动，一面造球。由于使用圆筒式造球机时从圆筒排出的球团粒度不均匀，有相当一部分(约占圆筒排出量70%)球团的粒度在规定以下，因此筛分后不得不作为返矿再装回圆筒。虽然原料条件的变更会使造球的调整困难，但在原料的化学组成、粒度和水分一定的条件下，造球操作稳定。圆盘式造球机由于离心力的作用，圆盘自身会使生球团在圆盘内形成分级，因此返矿量少。通过改变圆盘的旋转数、倾斜角度或深度，可以很容易因原料条件变更而调整造球操作。

2.4 焙烧工序

球团的焙烧就是把作为粉矿的细颗粒氧化后，在1250℃～1350℃的温度下使赤铁矿颗粒完成固结。此时，在原料中混有碱性脉石和配加石灰石的情况下，由于球团中会产生低熔点的渣，因此也会变成赤铁矿固结和渣粘结的中间过渡组织。但是，由于粉矿石中没有混入会变为燃料的粉焦，利用焦炭的燃烧热可以使粉矿石部分熔融，因此焙烧温度比球团化烧结法低，这是球团焙烧工序的优点。

球团的焙烧方式有3种，竖炉式、带式和链算机-回转窑式。竖炉方式是最早使用的球团焙烧方式，设备的规模小，现在几乎不使用。带式球团焙烧方式的工业化使用比竖炉式略迟。它采用简单的设备对球团进行干燥、预热、焙烧和冷却，因此设备的构成简单，操作也比较容易。由于设备规模也能够大型化，因此目前仍有很多厂采用。链箅机-回转窑式球团焙烧方式由链箅机、回转窑和冷却机构成。球团焙烧工序的干燥及预热、培烧、冷却分别采用相应的设备进行。因此，各工序容易控制，且生成的球团矿质量均匀。尤其是由于设备规模也能够大型化，因此与带式球团焙烧方式一样被很多厂采用。

表1示出链算机-回转窑球团生产设备和带式球团生产设备主要指标的对比。

3神户制钢公司的球团生产设备

为使神户制钢公司炼铁厂原料预处理的最佳化，即为了在烧结车间和球团车间分别根据原料矿粉的性能对原料进行处理，扩大原料预处理的范围，同时为能够有效利用原料矿粉的性能，尤其是为了通过使用球团矿来提高高炉生产能力，神户制钢公司炼铁厂于1966年9月建设了球团生产设备。

神户制钢公司的球团原料大部分是含有褐铁矿的各种赤铁矿粉，因此球团生产采用了干式粉碎-预湿方法，以适应这种原料性能的要求。另外，在焙烧工序中，采用了Allis-Chalmers公司的链算机-回转窑式球团生产工艺，它能够做到高温且均匀焙烧。球团的生产能力为年产100万t。

在其之后，加古川炼铁厂也分别在1970年建设了第1球团车间，在1973年建设了第2球团车间，两个车间的年产量都是200万t。目前，本公司正在生产中的球团设备只有加古川炼铁厂第1球团车间。为提高产量、减少操作人员和节能，该车间的球团生产设备进行了多次改造，目前年产量约400万t。

神户制钢公司利用自己独有的优势管理球团的生产，通过把生产的球团矿用于神户制钢公司的高炉，以及将自熔性球团矿应用于实际和白云石溶剂性球团矿的开发，因此在日本的大型高炉使用球团矿方面处于领先地位。

4球团焙烧设备的特征