球团思考题

1.属于高温固结范畴的常规三大方法。

竖炉球团法、带式焙烧机法以及链篦机-回转窑法。

2.成球阶段的主导因素有哪些？

包括：成核阶段、过渡阶段和长大阶段。成核阶段：润湿/毛细力起主导作用;过渡阶段：润湿/毛细力和机械力起主导作用; 长大阶段：机械力起主导作用。

3.圆盘/圆筒造球机的构造及成球原理？

圆盘造球机：它的主要部件系倾斜的带有周边的钢质圆盘，圆盘绕中心轴旋转时，成球物料沿盘底滚落，细粒物料散在潮湿的母球表面，从而使母球不断地长大到规定的尺寸。/细磨物料加进盘内被水湿润后，不断翻滚形成料粒→母球→大料球，大料球位于表面和圆盘的边缘。因此，当总给料量大于圆盘的填充量时，大颗粒的合格生球即自盘内排出。圆筒造球机：主要部件为一倾斜圆筒，圆筒绕中心线旋转，倾角在1°—8°之间。/每一单体层中运动着的颗粒，大致都同为一个粒级。表面为大球，较小的球逐渐集中到运动强度最弱的料层中心部分。而未成球的混合料则潜入更低处，进入与圆筒一道向上运动的物料的单体层。混合料从向下运动的单体料层中筛下，沿途落在小球上，从而使小球长大。

4.四种形态的水在成球过程中的作用？造球中常用的粘结剂有哪些？

吸附水：是无效水，呈固态水性质; 毛细水：起主导作用，使颗粒成核；重力水：饱和水，对成球不利。薄膜水：增加球团机械强度，呈粘滞性；可提高生球强度，可使物料呈现塑性；常用的粘结剂：消石灰（Ca(OH)2其粒度细、比表面积大、亲水性好）、石灰石（CaCO3可增加粒子间的摩擦力，提高生球的强度与碱度，粘结力不如消石灰）、膨润土（主要成分是蒙脱石，提高生球干燥时的爆裂温度）、佩利多（Peridur无毒高分子粘结剂）。

5.球团干燥方式有几种？实际生产中多采用哪种干燥方式？为什么？

球团干燥方式可分为抽风干燥、鼓风干燥和交换流向的鼓风-抽风干燥方式。实际生产中多采用鼓风-抽风干燥方式，因为采用这种方式时，先鼓风干燥，使下层的球蒸发一部分水分，另外下层的球已经被加热到超过露点，然后再向下抽风，就可以避免水分的冷凝，使下部各层球团表现出较大的抗压强度，从而提高球的热稳定性。

6.通常情况下球团爆裂多发生在哪个阶段？生球干燥发生爆裂的原因是什么？

多发生在干燥阶段。原因是：干燥过程由表面汽化控制转为内部扩散控制后，水分蒸发面向球内推进，此时生球的干燥是由于水分在球内汽化后，蒸汽通过生球干燥外层的毛细管扩散到表面，然后进入干燥介质中。如果供热过多，球内产生的蒸汽就会多，蒸汽若不能及时扩散到生球表面，就会使球内蒸汽压增加，此时，当蒸汽压力超过

干燥层的径向和切向抗压强度时，球就产生爆裂。

7.根据干燥速度不同，生球干燥由哪四个阶段组成？

干燥过程可分为4个阶段：（1）对流干燥阶段（2）热传导干燥阶段（3）等速干燥阶段（4）降速干燥阶段

8.叙述生球干燥过程的表面汽化控制和内部扩散控制并说明这一过程的基本特点是什么？

在干燥过程中，生球表面的湿度大于干燥介质的湿度，表面水分蒸发的同时，生球内部的水分能不断地由内扩散到表面而气化，使表面保持潮湿，此时水分的内部扩散速度大于表面汽化速度，这叫“表面气化控制”。特点：U内扩≥U。//气化随着干燥不断的推移，生球表面的湿度小于干燥介质的湿度，表面水分蒸发后，生球内部的水分不能及时地扩散到表面，表面出现干壳，蒸发面向内部移动此时，水分的内部扩散速度小于表面气化速度，这叫“内部扩散控制”。特点：U内扩

9.磁铁矿球团氧化过程中分为哪两个连续阶段？

（1）Fe2+向外扩散。（2）Fe3+向内扩散以及O2-向内扩散。

10．球团焙烧固结的作用是什么？固相固结反应的原动力是什么？固相固结的特性实质是什么？

球团焙烧固结的作用：使生球发生收缩而且致密化，从而使生球具有良好的冶金性能（如强度、还原性、膨胀指数和软化特性等），以此保证高炉冶炼的工艺要求。固态下固结反应的原动力是：系统自由能的降低。固相固结的实质：是球团内的矿粒在低于其熔点的温度下的互相粘结，并使颗粒之间连接强度增大。

11．球团焙烧固结机理是什么？

固相固结是球团里的矿粒在低于其熔点的温度下的互相粘结，并使颗粒之间的连接强度增大。固态下固态反应的原动力是系统自由能的降低。球团被加热到某一温度时，矿粒晶格内的原子获得足够的能量，克服周围的键力的约束进行扩散，并且随着温度升高，这种扩散加强，最后发展到在颗粒进行互相接触点或接触面上扩散，使颗粒之间产生粘结。这种通过表面层原子的扩散来完成的物质迁移过程，称为表面扩散。球团焙烧初期，由于颗粒表面原子扩散，使球内各颗粒粘结形成连接颈，颗粒互相粘结使球的强度有所提高。在颗粒接触面上，空位浓度提高，原子与空位交换位置，不断向接触面迁移，时颈长大温度愈高，体积扩散增强，颗粒接触面增加，粒子之间距离缩小。同时产生再结晶和长大，使球团致密，强度提高。

12.液相对固结的作用是什么？写出对球团有益的液相。

液相的作用：（1）由于液相的存在，可加快结晶质点的扩散，使晶体长大的速度比在无任何液相的结晶结构中快。（2）融体将颗粒包裹，在表面张力的作用下，矿石颗粒互相靠拢，结果使球团体积收缩，孔隙率减少，球团致

密化。（3）液相充填在粒子间，冷却时液相凝固，将相邻粒子粘结起来。

13.写出球团焙烧过程出现的化合物体系、主要生成物及熔融温度，并解释导致球团强度下降的原因。

（1）硅酸盐体系(FeO-SiO2) 铁橄榄石(2FeO·SiO2) 熔点为1205℃，2FeO·SiO2-Fe3O4熔点为1142℃, 2FeO·SiO2-FeO熔点为1177℃，2FeO·SiO2-SiO2熔点为1178℃降低熔点和还原性（2）铁酸钙体系(CaO-Fe2O3) CaO·Fe2O3熔点1449℃，2CaO·Fe2O3熔点1216℃，CaO·2Fe2O3熔点1226℃提高强度和还原性（3）硅酸钙体系(CaO-SiO2) 熔点温度1150-2150℃强度下降（4）氧化铁-CaO-MgO-SiO2体系熔点温度1300-1575℃提高熔点、改善还原性

14.磁铁矿球团固结有哪几种固结形式？

磁铁矿球团固结形式：（1）Fe2O3微晶键连接（2）Fe2O3再结晶连接（3）Fe3O4再结晶固结（4）渣键连接15．焙烧时间、温度、加热速度对球团焙烧的影响是什么？

(1)焙烧时间：当温度小于1350℃时，在一定的时间内，随着焙烧时间的延长，球团抗压强度升高，超过一定时间，则强度保持一定值，即有一个使抗压强度保持一定的临界时间。在临界温度以内，焙烧温度越高，临界时间越短，抗压强度亦越大。然而，若达不到最适宜焙烧温度，即使长时间加热，也达不到最高抗压强度。(2)温度：○1从提高质量和产量的角度出发，应尽可能选择较高温度。○2从设备条件、设备使用寿命、燃料与电力消耗角度出发，应尽可能选择较低的焙烧温度。(3)加热速度：○1升温过快会使氧化反应难以进行或氧化不完全。○2升温过快会使球团产生差异膨胀，球团强度变差。

16．球团矿还原过程按下列方程进行：FenOm+mCO(mH2) nFe+mCO2 (mH2O)，就反应动力学观点简述此过程的三个单独反应环节。

（1）铁氧化物粒子表面脱氧，直到浮士体还原为金属铁：FeO + H2 (CO) →Fe + H2O (CO2)

（2）金属铁向需要还原的铁氧化物内扩散：Fe3O4+Fe→4FeO

（3）较高级氧化铁在其晶界面上转变为较低级铁氧化物：4Fe2O3+Fe→3Fe3O4

17．球团的还原性状有哪些？球团异常还原膨胀的原因有哪些？简述抑制异常膨胀的主要途径。

球团的还原性状：（1）球团矿在高炉中还原时的体积膨胀；（2）球团矿还原后的强度。

球团异常还原膨胀的原因有：（1）球团内气体压力增大引起异常膨胀。当球团内部CO2、H2O气体生成速度大于其通过气孔向外扩散的速度时，由于局部气体压力的增大，引起球团异常膨胀破裂；（2）烟碳沉积膨胀。当CO 作为还原剂时，在低温还原条件下发生如下反应：2CO→CO2+C（固体碳），即部分形成固体碳（烟碳），固体碳在