现代冶金工艺学

冶金工程专业课
现代冶金工艺学
钢铁冶金 —炼铁
负责：朱苗勇 主讲：魏 国 东北大学钢铁冶金研究所
20132013-08
第二章 高炉炼铁原料
3 1 2 3 3 4 铁矿石 燃料和熔剂 烧结矿 球团矿
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2.4 球团矿
一、球团矿生产的目的
<200目≈60～95% 选矿精矿 破碎筛下粉 烧结矿 含铁粉尘 细磨铁精矿或其它含铁粉料造块的方法。 精矿粉、熔剂、粘结剂混合，先滚成生球，经干燥、焙烧，固结成 型。
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球团矿 球：8～16mm
2.4 球团矿
一、球团矿生产的目的
1. 粒度小且均匀。有利于改善高炉料柱透气性； 2. 冷态强度高，产生的粉末少； 3. 品位高、堆比重大。有利于提高产量和降低焦比； 4. 还原性好。有利于改善煤气化学能的利用，降低焦比； 5. 酸性球团矿与高碱度烧结矿搭配，可以构成高炉合理的炉 料结构。
具有良好冶金性能。
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2.4 球团矿
一、球团矿生产的目的
v 1948年美国在小高炉上冶炼球团试验成功，60~70年代迅速推广。 v 2005年以后全国球团矿产量迅速增长： 62969
20410
2011
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2.4 球团矿
一、球团矿生产的目的
几种典型球团矿
球团矿名称 巴 西 C V R D球 团 矿 巴 西 S A M A R C O球 团 矿 瑞 典 L K A B球 团 矿 加 拿 大 Q CM球 团 矿 印 度 K I O L C球 团 矿 国内球团矿 TFe % SiO2 %
65.87 65.40 67.50 66.00 65.00 62.46
2.46 2.50 0.95 2.10 3.50 6.58
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2.4 球团矿
二、球团矿质量指标
生球：Green ball 1）粒度均匀；～10mm 2）抗压强度：在压力机上，测定单个球受压破裂时所加的压力，取10 个球的平均值作生球抗压强度。抗压强度>9.8N。 3）落下强度：取10个生球，从0.5m处落到钢板上，反复落下，直至出 现裂纹或破裂。以平均数作为生球落下强度指标，落下强度>4次。 4） 生球爆裂温度 ：生球干燥时受水分蒸发和 加热产生应力，产生破裂 式剥落。与原料性质有关，愈高愈好。
生球 放入预 先 升温 的 管式 炉 中 ， 从 100℃开始加热 ， 每升 高 25℃ 以 后恒温 5min，到生球开裂时的温度为破裂温度。要求不低于350℃。 6
2.4 球团矿
二、球团矿质量指标
熟球：pellet
1）抗压强度：测定单个球受压破裂时所加的压力，取10个球的平均值作球 团矿的抗压强度指标。抗压强度>2500N／球。 2 ） 转鼓 指数：在直 径 500mm ， 宽 250mm 的 转鼓 内 ， 装 入 1kg 试 样 ，以 25r／min的速度旋转8min后，>6.3mm百分比转鼓指数指标，<0.5mm 百分作抗磨指数。 3 ） 低 温 还原粉化 ：在 500℃ 、 15L/min 气 体流 量 （ 2:2:6 ） 条件 下 ， 取 0.5kg球团矿试样还原1h。同烧结矿。RDI+6.3，RDI+3.15
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2.4 球团矿
二、球团矿质量指标
熟球：pellet
4).还原膨胀性 v 还原条件下，当Fe2O3还原成Fe3O4时由于晶格转变引起的体积膨胀； v 浮氏体还原成金属铁时由于出现“铁胡须”而引起的体积异常膨胀。 v 球团破裂产生粉化，大大降低了球团矿的热强度，给高炉操作带来极为 不利的影响。 v 900℃还原1小时，膨胀率<15%。
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2.4 球团矿
二、球团矿质量指标
熟球：pellet
5）还原性： v 还原度（RI）:考察还原一定时间后所达到的脱氧程度，以质量百分数表 示。其数值大小表明从铁矿石中排除与铁相结合的氧的难易程度。
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2.4 球团矿
二、球团矿质量指标 高质量球团矿：
Ø Ø Ø Ø Ø TFe≥65% ，SiO2≤3.0% ，FeO≤1.0%，S≤0.04%； 球团矿粒度8—16mm占95%以上； 转鼓指数（DI）≥96%； 抗压强度≥2500N/个球 ； 良好冶金性能（还原性RI、还原膨胀性RSI、软熔性能等）。
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2.4 球团矿
三、球团矿生产
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2.4 球团矿
三、球团矿生产 造球 精矿粉 熔剂 粘结剂 干燥 竖炉 圆盘造球机 筒式造球机 链箅机—回转窑 带式机焙烧机
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焙烧
2.4 球团矿
三、球团矿生产 1 造球
铁矿粉加水混合后以滚动成球： 1. 形成母球； 2. 母球长大； 3. 长大的母球进一步紧密。
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2.4 球团矿
三、球团矿生产 1 造球
水分是使细磨物料成球的基本因素。干料不能成球，只有加水润 湿后才能使矿粉滚动成球。 各种形态的水分在造球过程中作用不同：
1）吸附水; 2）薄膜水; 3）毛细水; 4）重力水
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2.4 球团矿
1）吸附水（强结合水）： v 造球物料不仅粒度极细，比表面积大，在静电引力作用下水分子 被吸附在固体颗粒的表面；形成吸附水层。吸附水吸附在颗粒表 面，不能自由转移。因此，仅有吸附水，物料尚不能成球。 2）薄膜水（弱结合水）： v 物料进一步被湿润，吸附水的外围形成薄膜水。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。水分子因此被拉向矿粉。
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2.4 球团矿
3）毛细水： v 水分 充填 在 物 料 颗 粒 之 间 的 空隙 中 ， 形 成 毛 细 水 ，产生 毛 细 压 力。 v 在 毛细 压力 和外力 的作 用下 ，水 滴周围 的矿粉颗 粒被拉向水滴的 中心，形成小球。 v 物料的亲水性越强、颗粒越细，毛细力的作用越大，成球越快。 4）重力水： v矿粉被水饱和时，存在重力水。重力水向下运动，故对成球不利。 v重力水和毛细水合称为自由水。
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