铁精矿的成球机理---液体和固体的作用(一)
钢铁冶金学（炼铁部分）
钢铁冶⾦学（炼铁部分）钢铁冶⾦学(炼铁部分)第⼀章概论1、试述3种钢铁⽣产⼯艺的特点。
答：钢铁冶⾦的任务：把铁矿⽯炼成合格的钢。
⼯艺流程：①还原熔化过程（炼铁）：铁矿⽯→去脉⽯、杂质和氧→铁；②氧化精炼过程（炼钢）：铁→精炼（脱C、Si、P等）→钢。
⾼炉炼铁⼯艺流程：对原料要求⾼，⾯临能源和环保等挑战，但产量⾼，⽬前来说仍占有优势，在钢铁联合企业中发挥这重⼤作⽤。
直接还原和熔融还原炼铁⼯艺流程：适应性⼤，但⽣产规模⼩、产量低，⽽且很多技术问题还有待解决和完善。
2、简述⾼炉冶炼过程的特点及三⼤主要过程。
答：特点：①在逆流（炉料下降及煤⽓上升）过程中，完成复杂的物理化学反应；②在投⼊（装料）及产出（铁、渣、煤⽓）之外，⽆法直接观察炉内反应过程，只能凭借仪器仪表简介观察；③维持⾼炉顺⾏（保证煤⽓流合理分布及炉料均匀下降）是冶炼过程的关键。
三⼤过程：①还原过程：实现矿⽯中⾦属元素（主要是铁）和氧元素的化学分离；②造渣过程：实现已还原的⾦属与脉⽯的熔融态机械分离；③传热及渣铁反应过程：实现成分与温度均合格的液态铁⽔。
3、画出⾼炉本体图，并在其图上标明四⼤系统。
答：煤⽓系统、上料系统、渣铁系统、送风系统。
4、归纳⾼炉炼铁对铁矿⽯的质量要求。
答：①⾼的含铁品位。
矿⽯品位基本上决定了矿⽯的价格，即冶炼的经济性。
②矿⽯中脉⽯的成分和分布合适。
脉⽯中SiO2和Al2O3要少，CaO多，MgO 含量合适。
③有害元素的含量要少。
S、P、As、Cu对钢铁产品性能有害，K、Na、Zn、Pb、F对炉衬和⾼炉顺⾏有害。
④有益元素要适当。
Mn、Cr、Ni、V、Ti等和稀⼟元素对提⾼钢产品性能有利。
上述元素多时，⾼炉冶炼会出现⼀定的问题，要考虑冶炼的特殊性。
⑤矿⽯的还原性要好。
矿⽯在炉内被煤⽓还原的难易程度称为还原性。
褐铁矿⼤于⾚铁矿⼤于磁铁矿，⼈造富矿⼤于天然铁矿，疏松结构、微⽓孔多的矿⽯还原性好。
⑥冶⾦性能优良。
冷态、热态强度好，软化熔融温度⾼、区间窄。
球团矿生产原理和工艺
生球的破裂温度
• 1）为了提高下部球层的温度，采用先鼓风后抽风 的干燥措施，对提高生球热稳定性也是很有效的。
• 2）在生球料中加入亲水性好的添加物，以提高生 球的破裂温度，加速干燥过程。例如，加入0.5％的 皂土后，生球破裂温度由175℃提高到450～500℃； 而加入1％皂土和8％石灰石的混合添加剂后，可提 高到700℃。
• 2）薄膜水（弱结合水）： • 物料进一步被湿润，则在吸附水的外围形成薄膜水。
它是由形成吸附水以后剩余的未被平衡的分子力所 吸引的分子水层。薄膜水距离颗粒表面较远，所受 的吸引力较小，因此水分子具有一定的活动性，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。如图2－32所 示，具有不同厚度薄膜水的A、B两个矿粒相接触 时，接触点M处的水分子离A近些，因此被拉向A。
• 磁铁矿颗粒之间发生四种固结形式：
生球焙烧固结成球团矿的原理
• 1）Fe2O3的微晶键连接： • 磁铁矿生球在氧化气氛中焙烧时，当加热到200～
3F触使0e颗面02O℃粒上3微就互长晶开相大中始连成原接氧“子起连化迁来接形移（桥成能图”F力2e（2－较O又33强3称微a，F）晶e在。2。O各在3由个微9于0颗晶0新粒键℃生的）以接的，下 焙烧时，这种连接形式使球团矿具有一定的强度。 但由于温度低，Fe2O3微晶长大有限，因此仅靠这 种形式连接起来的球团矿强度是不够高的，例如一 个直径为16mm的球在900℃焙烧后只能承受15～ 45kg的压力。这是磁铁矿生球低温氧化焙烧的固结 特性。
生球焙烧固结成球团矿的原理
• 3）磁铁矿晶粒的再结晶：
冶金自动化之烧结球团工艺流程及主要设备简介
冶金自动化之烧结球团工艺流程及主要设备简介烧结工艺流程介绍---- 冶金自动化系列专题【导读】：为了保证供给高炉的铁矿石中铁含量均匀，并且保证高炉的透气性，需要把选矿工艺产出的铁精矿制成10-25mm的块状原料。
铁矿粉造块目前主要有两种方法：烧结法和球团法。
两种方法所获得的块矿分别为烧结矿和球团矿。
本专题将详细介绍烧结生产的工艺流程，主要工艺设备的工作原理以及控制要求等信息，其次，我们将简要介绍球团法生产的工艺流程，主要工艺设备的工作原理以及控制要求等信息。
由于时间的仓促和编辑水平有限，栏目中难免出现遗漏或错误的地方，欢迎大家补充指正。
铁矿粉造块的目的：◆综合利用资源，扩大炼铁用的原料种类。
◆去除有害杂质，回收有益元素，保护环境。
◆改善矿石的冶金性能，适应高炉冶炼对铁矿石的质量要求。
铁矿粉造块的方法：烧结法和球团法。
铁矿粉造块后的产品：分别为烧结矿和球团矿。
（供高炉炼铁生产的主要原料）一、烧结生产的工艺流程介绍：烧结是钢铁生产工艺中的一个重要环节，它是将铁矿粉、粉（无烟煤）和石灰、高炉炉尘、轧钢皮、钢渣按一定配比混匀。
经烧结而成的有足够强度和粒度的烧结矿可作为炼铁的熟料。
利用烧结熟料炼铁对于提高高炉利用系数、降低焦比、提高高炉透气性保证高炉运行均有一定意义。
烧结生产的流程目前生产上广泛采用带式抽风烧结机生产烧结矿。
烧结生产的工艺流程如图下所示。
主要包括烧结料的准备，配料与混合，烧结和产品处理等工序。
（附件五铁矿粉烧结工艺流程简介）烧结的原材料准备:含铁原料：含铁量较高、粒度<5mm的矿粉，铁精矿，高炉炉尘，轧钢皮，钢渣等。
一般要求含铁原料品位高，成分稳定，杂质少。
熔剂：要求熔剂中有效CaO含量高，杂质少，成分稳定，含水3％左右，粒度小于3mm的占90％以上。
在烧结料中加入一定量的白云石，使烧结矿含有适当的MgO，对烧结过程有良好的作用，可以提高烧结矿的质量。
燃料：主要为焦粉和无烟煤。
对燃料的要求是固定碳含量高，灰分低，挥发分低，含硫低，成分稳定，含水小于10％，粒度小于3mm的占95％以上。
球团矿生产原理和工艺
烧结与球团的区别
4）固结成块的机理不同： 烧结矿是靠液相固结的，为了保证烧结矿的强度， 要求产生一定数量的液相，因此混合料中必须有燃 料，为烧结过程提供热源。而球团矿主要是依靠矿 粉颗粒的高温再结晶固结的，不需要产生液相，热 量由焙烧炉内的燃料燃烧提供，混合料中不加燃料。
烧结与球团的区别
5）生产工艺不同： 烧结料的混合与造球是在混合机内同时进行的，成 球不完全，混合料中仍然含有相当数量未成球的小 颗粒。而球团矿生产工艺中必须有专门的造球工序 和设备，将全部混合料造成10～25mm的球，小于 10mm的小球要筛出重新造球。
• 经过一段时间的加热后。生球的内外温度趋于平 衡，此时生球的干燥主要受导湿现象的支配，内部 水分不断向表面迁移，表面水分不断汽化，直到表 面蒸汽压力与介质中的水气分压相等为止，至此干 燥过程结束。
生球的破裂温度
• 生球在干燥过程中随着水分的蒸发体积收缩。因干 燥过程是从表面向内部扩展的，所以内外体积收缩 的程度不同，表面层的体积收缩大于内部，于是表 面层受拉力，与拉力成45°角的方向上又受剪力， 内部则受压力。当生球表面所受拉力和剪应力超过 其抗拉强度和抗剪强度极限时，生球就要破裂。这 种生球的破裂现象，
生球焙烧固结成球团矿的原理
• 当生球中含有CaO，在强氧化性气氛和1300℃以 下焙烧时，CaO可与Fe2O3作用生成CaO·Fe2O3粘 结相。因为这种矿物的还原性和强度都比较好，所 以在渣相固结中它是一种较好的固结形式。
生球焙烧之前必须进行干燥
• 生球焙烧之前必须进行干燥处理，这对提高球团矿 的产量和质量都有十分重要的意义。未经干燥的生 球直接焙烧，在预热和点火时，由于加热过急，水 分蒸发过快，发生生球爆裂现象．一部分球团粉化， 恶化料层透气性，焙烧时间延长，球团质量下降， 废品率增加。所以生球干燥是整个球团矿生产过程 中非常重要的一环。应予充分重视。
球团生产工艺介绍
球团生产工艺介绍球团生产工艺是一种提炼球团矿的生产工艺，球团与烧结是钢铁冶炼行业中作为提炼铁矿石的两种常用工艺。
球团矿就是把细磨铁精矿粉或其他含铁粉料添加少量添加剂混合后，在加水润湿的条件下，通过造球机滚动成球，再经过干燥焙烧，固结成为具有一定强度和冶金性能的球型含铁原料。
一、球团生产工艺的发展由于天然富矿日趋减少，大量贫矿被采用；而铁矿石经细磨、选矿后的精矿粉，品位易于提高；过细精矿粉用于烧结生产会影响透气性，降低产量和质量；细磨精矿粉易于造球，粒度越细，成球率越高，球团矿强度也越高。
综上所述原因，球团生产工艺在进入21世纪后得到全面发展与推广。
如今球团工艺的发展从单一处理铁精矿粉扩展到多种含铁原料，生产规模和操作也向大型化、机械化、自动化方向发展，技术经济指标显著提高。
球团产品也已用于炼钢和直接还原炼铁等。
球团矿具有良好的冶金性能：粒度均匀、微气孔多、还原性好、强度高，有利于强化高炉冶炼。
二、球团法分类1、高温固结：（1）氧化焙烧：竖炉、带式机、链篦机-回转窑、环式焙烧机。
（2）还原焙烧：回转窑法、竖炉连续装料法、竖炉间歇装料法、竖罐法、带式机法。
（3）磁化焙烧：竖炉法（4）氧化-钠化焙烧：竖炉法、链篦机-回转窑。
（5）氯化焙烧：竖炉法、回转窑法。
2、低温固结：（1）水泥冷粘结法（2）热液法（3）碳酸化法（4）锈化固结法（5）焦化固结法（6）其他方法三、球团原理球团生产一般流程：原料准备→配料→混匀(干燥)→造球→布料→焙烧→冷却→成品输出球团焙烧过程：干燥→预热→焙烧→均热→冷却四、球团工艺流程图球团车间平面分布图新配料料场新配-1新配-2新配-3新配-4新配-5老配-2老配-1老配料仓老配-3老配-4烘干出料润磨出料润磨 室1#烘干室1#水泵房办公室休息室球-4球-1造球室成-11#落地仓1#链板1#环冷机1#回转窑1#链篦机1#布料球-3球-2返-3返-2返-6返-5返-4球-62#布料2#链篦机2#回转窑2#环冷机2#链板成-3成-42#落地仓维修区域维修值班室球-5球 -5 转 运站老配料料场2#水泵房喷煤系统2#烘干室主控楼北五、球团生产工艺的主要内容球团矿是细磨铁精矿或其它含铁粉料造块的又一方法。
炼铁球团厂工作原理
炼铁球团厂工作原理炼铁球团厂是一个重要的冶金工业设施，它的工作原理是通过一系列的工艺步骤将铁矿石转化为高纯度的铁球团。
这些铁球团可以作为原料用于制造钢铁产品。
铁矿石经过破碎和磨矿的处理，变成粉末状的铁矿石。
然后，这些铁矿石粉末被输送到球团机内。
球团机是一个关键的设备，它通过旋转的转子和滚筒，将铁矿石粉末逐渐形成球状的颗粒。
在球团机内，铁矿石粉末与一定比例的结合剂混合。
结合剂可以是煤焦油、石脑油等有机物，也可以是水泥、石灰等无机物。
结合剂的作用是将铁矿石粉末黏合在一起，形成坚固的球状颗粒。
接着，球状颗粒通过球团机内的烧结机构进行烧结。
烧结是利用高温将球状颗粒加热，使其表面熔结，内部颗粒结合，形成坚硬的球团。
烧结温度一般在1200℃以上，可以根据不同的铁矿石成分和要求进行调节。
完成烧结后，铁球团经过冷却、筛分和包装等工序，最终成为市场上的成品。
这些铁球团可以直接用于炼铁、制钢等工艺过程，也可以作为出口产品销往其他国家和地区。
炼铁球团厂的工作原理是通过破碎、磨矿、球团、烧结等工艺步骤，将铁矿石转化为高纯度的铁球团。
这一过程需要借助球团机、烧结机等设备，以及结合剂的使用。
通过这种工艺过程，铁矿石的利用率得到提高，同时也减少了对环境的污染。
作为冶金工业的重要环节，炼铁球团厂的工作原理对于保障钢铁工业的发展起到了关键作用。
它不仅提高了铁矿石的利用效率，还为钢铁产品的生产提供了高质量的原料。
同时，炼铁球团厂的工作原理也在不断创新和改进，以适应不同的铁矿石成分和市场需求。
炼铁球团厂的工作原理的研究和应用，不仅对于钢铁工业的发展具有重要意义，也对于资源的可持续利用和环境保护具有积极作用。
通过不断的创新和改进，炼铁球团厂将继续发挥其重要的作用，为钢铁工业的可持续发展做出贡献。
金属冶炼中的液体金属流动与传输
总结词
详细描述
总结词
利用罐车或储罐进行液体金属的运输和存储。
详细描述
罐车运输和储罐存储是金属冶炼中常用的液体金属运输和存储方式。罐车可以将液体金属运输到目的地，储罐则可以存储大量的液体金属，方便后续处理和运输。罐车和储罐都需要具有良好的防腐和密封性能，以防止泄漏和污染。
总结词
利用真空或压力将液体金属从一个位置输送到另一个位置。
要点一
要点二
详细描述
真空吸送和压力输送也是金属冶炼中常用的液体金属传输方式。通过真空或压力的作用，将液体金属从一个地方输送到另一个地方。真空吸送适用于低粘度液体金属的传输，而压力输送则适用于高粘度或易凝固的液体金属。这两种传输方式都需要注意管道和设备的密封性能，以及防止金属凝固和堵塞管道的问题。
热传导
通过电磁波传递热量。在高温冶炼环境中，热辐射是热量传递的重要方式，特别是在炉衬与熔池之间。
热辐射
熔池流动
在金属冶炼过程中，由于各种力（如重力、浮力、机械力等）的作用，熔池内部产生流动。熔池流动对熔体混合、夹杂物去除和热量的传递都有重要影响。
熔池传热
在金属冶炼过程中，熔池通过与炉衬、气体或固体燃料、烟气等之间的换热，吸收或释放大量热量。熔池传热是实现高效能量转换的关键环节。
提高安全性
液体金属的物理性质
金属的密度是指单位体积内的质量，不同的金属具有不同的密度。在金属冶炼中，密度的大小对于流动性和传输特性有着重要影响。
液体金属的流动性是指其在力作用下流动的难易程度。流动性好的金属容易实现流动和传输，而流动性差的金属则容易产生流动障碍。
铁精矿的成球机理---物料的表面性质
铁精矿的成球机理---物料的表面性质球团矿靠滚动成型。
被水润湿的精矿粉在滚动过程中靠机械力和毛细管作用成为球形，细微的颗粒之间靠毛细管作用力、分子引力、摩擦力等使生球具有一定的强度。
生球的粒度、水份、机械强度和热稳定性等都影响下一步焙烧固结工序，并关系成品球团矿的品质。
（一）细磨物料的表面性质生产球团矿的原料都是细磨的物料，如从矿山开采出的大块矿石，要经过破碎、细磨、选矿、过滤等一系列工序，才能得到适合于造球的铁精矿，各种细磨物料的粒度大小可以微米或网目度量，但习惯用比表面积衡量。
所谓比表面积，乃指单位体积(厘米3)或单位质量(克)物料颗粒的总面积，一般造球物料的比表面积常在1500～2000 厘米2/克范围之内。
物料的粒度愈小，其比表面积愈大。
例如将每边长度为1 厘米的立方体，均匀分割为边长为1 微米的小立方体,颗粒数目由1 个变为1021 个,比表面积由6 厘米2/厘米,变为6×107 厘米2/厘米3。
由此可知物料的分散度愈大，它的比表面积也愈大。
固体颗粒表面层中的分子处于受力不均衡的状态，因为表面层两侧的物质不同，它们的密度也不同，所以表层具有较高的能量。
就同一表面层的分子而言，它们并不是整齐地排列在一条线上。
由于固体颗粒的表面凹凸不平，处于峰端分子的能量，就比处于谷中分子的能量高。
这种具有较高能量的部分叫做活化部分。
根据能量最低的原则，物体总有降低其表面能的趋势。
对于固体，只能以吸附外界物质的办法，增大其表面另一侧的密度，以降低其表面能。
此外，由于固体颗粒表面有过剩的能量，当与周围介质接触时，颗粒表面显示出电荷，在周围空间形成电场。
因此细磨物料与周围介质相接触，便可以将它们吸附。
（二）液体的表面性质液面下厚度约相当分子作用半径的一层液体叫做表面层。
表面层内的分子一方面受到液体内部分子的作用力，另一方面受到液而外部气体分子的作用力。
而气体密度较液体密度小得很多，一般可以把气体分子的作用力忽略不计。
球团生产知识问答
球团生产知识问答（初稿）第一章球团的基本知识1-1什么叫球团法？球团法是将细磨精矿制成能满足冶炼要求的块状物料的一个加工过程。
其过程为：将准备好的原料（细磨精矿或其他细磨粉状物料，添加剂或粘结剂等），按一定的比例经过配料混匀，在造球机上经滚动而造成一定尺寸的生球，然后采用干燥和焙烧或其他方法使其发生一系例的物理化学变化而硬化固结。
这一过程就叫作球团过程，这种方法称为球团法。
它所得到的产品就叫作球团矿。
1-2球团矿有哪几种种类？根据球团矿固结温度和气氛的差异，球团法所得到产品可分为氧化球团矿、冷固球团矿、金属化球团矿等。
按照球团矿的碱度一般分为酸性和自熔性两种。
1-3 酸性球团矿和自熔性球团矿相比有何优点？酸性球团矿与自熔性球团矿相比，前者在生产上不会引起操作上的困难，而且其品位高、强度好，便于长途运输。
同时又由于大多数烧结厂生产高碱度烧结矿，需要酸性球团矿配合使用以满足高炉冶炼的要求。
所以，目前世界各国仍以生产酸性球团矿为主。
1-4 在球团矿制备过程中，物料发生哪些变化？在球团矿制备过程中，物料不仅由于粒子密集而发生物理性质（密度、孔隙度、形状、大小和机械强度等）上的变化，而且也发生了化学和物理化学性质（化学组成、还原性、膨胀性、高温还原软化性能、低温还原粉化性能、熔滴性能等）上的变化，从而使物料的冶金性能得到改善。
1-5球团矿有哪些主要优点？球团矿是一种高效的造块方法，球团矿无论是在高炉、转炉或电炉中都能使用。
其主要优点如下：（1）适于进行大规模生产；（2）球团矿呈球形，粒度均匀，从而保证了在高炉中料柱的良好透气性；（3）球团矿的还原性好；（4）球团矿在运输和多次转运和条件下破碎很少，可以露天存放。
现在球团法和烧结法一样，已经成为人造块矿的主要方法之一，得到了广泛使用。
1-6高炉生产对入炉原料有哪些基本要求？根据高炉生产的理论和实践，对入炉原料的基本要求有如下几点：（1）品位高、杂质少、化学成分稳定（2）强度好、粉末少、粒度均匀（3）易还原、粉化少、高温性能好1-7为什么说球团矿是一种理想的高炉精料？球团矿是一种理想的高炉精料，主要表现在：1）铁品位高、有害元素少2）生产球团矿能扩大冶炼含铁原料的来源3）生产球团矿能扩大冶炼燃料的来源总之，生产球团矿可以根据各种矿石原料的性质，采用不同的球团法和各种技术措施，人为地改善入炉原料的各种性质，为高炉冶炼提供粒度均匀、成份稳定、物理化学特性以及冶金性能良好的精料，使其最大限度地满足冶炼的要求，大大地强化冶炼过程。
带式焙烧等高效球团矿生产方案(一)
带式焙烧等高效球团矿生产方案一、实施背景随着全球钢铁工业的快速发展，对铁矿石的需求量越来越大。
中国作为全球最大的钢铁生产国，对铁矿石的需求更加迫切。
在环保要求日益提高的背景下，高效、清洁的铁矿石生产工艺成为行业发展的必然趋势。
带式焙烧等高效球团矿生产方案作为一种新型的铁矿石生产工艺，具有提高产量、降低能耗、减少环境污染等优点，因此具有广阔的实施背景。
二、工作原理带式焙烧机是带式焙烧等高效球团矿生产方案的核心设备。
其主要工作原理是将铁精矿、熔剂和燃料混合后，通过高压成球机压制成球团，然后将球团矿输送至带式焙烧机进行焙烧。
在焙烧过程中，球团矿中的矿物发生物理化学变化，如晶格重构、分解、再结晶等，最终形成具有高活性、高密度、高强度的球团矿。
带式焙烧机通常分为干燥段、预热段、焙烧段和冷却段。
在干燥段，球团矿中的水分被蒸发；在预热段，球团矿被加热到焙烧温度；在焙烧段，球团矿中的矿物发生焙烧反应；在冷却段，焙烧后的球团矿被迅速冷却，以避免晶格破裂和过度氧化。
三、实施计划步骤1. 原料准备选择合适的铁精矿、熔剂和燃料，并进行混合。
在混合过程中，需加入适量的水以调节原料的成球性能。
混合后的原料通过高压成球机压制成球团矿，要求球团矿的形状、大小和强度一致。
2. 带式焙烧将球团矿送入带式焙烧机进行焙烧。
焙烧温度和焙烧时间是影响球团矿质量的关键因素。
根据具体工艺条件，需要对焙烧温度和焙烧时间进行精细调节。
3. 冷却和收集焙烧后的球团矿需要进行迅速冷却，以避免晶格破裂和过度氧化。
同时，需要将冷却后的球团矿收集起来，进行后续处理。
四、适用范围带式焙烧等高效球团矿生产方案适用于大型钢铁企业、中型钢铁企业和矿山的铁矿石生产。
该工艺具有高效、节能、环保等优点，因此在国内外得到了广泛应用。
此外，该工艺还可适用于其他具有类似物理化学性质的矿物的焙烧和活化处理，如锰矿、铬矿等。
五、创新要点1. 高压成球技术：通过高压成球机将原料混合物压制成球团矿，可提高球团矿的形状、大小和强度一致性，降低球团矿破损率和提高成球率。
粉末高温成球机理
粉末高温成球机理
粉末高温成球机理是一种将固体粉末材料与液体介质混合，通过液相沉淀法使固体粉末在液体中形成球状颗粒的过程。
这个过程涉及到多个复杂的物理和化学机制，下面进行详细的解释：
首先，将固体粉末材料与液体介质混合，形成悬浮液。
在混合过程中，粉末颗粒的表面特性、液体的性质以及两者之间的相互作用都会影响悬浮液的稳定性。
为了使粉末能够在液体中均匀分散并保持稳定，通常需要添加一些分散剂或稳定剂。
接下来，将悬浮液滴入高温油浴中。
在高温油浴中，液体迅速蒸发，同时粉末颗粒开始熔化或软化。
这个阶段中，粉末颗粒的形状、成分和热物理性质对颗粒的熔化和流动行为有重要影响。
随着时间的推移，粉末颗粒在高温油浴中继续发生物理和化学变化。
由于表面张力和高温下的高温度梯度作用，熔融或软化的颗粒迅速凝固并形成球形。
颗粒的形状和大小可以通过调节油浴温度、液滴大小和沉淀时间来控制。
此外，粉末高温成球机理还涉及到一些其他因素，如颗粒之间的黏附力、液体的黏度和表面张力等。
这些因素都会影响最终形成的球形颗粒的粒径、形状和粒度分布。
总的来说，粉末高温成球机理是一个复杂的过程，涉及到多个物理和化学机制的相互作用。
为了实现高效、可控的球形颗粒制备，需要深入理解这些机制并掌握相关工艺参数。
在实际应用中，根据不同粉末材料的特点和特定应用需求，可以采用不同的工艺参数和方法来实现粉末高温成球。
球团原料理论[1]
![球团原料理论[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/aed7fd6732687e21af45b307e87101f69e31fbe9.png)
球团原料理论[1]球团原料理论第一节球团矿生产对铁精矿的要求球团矿生产所用的原料主要就是精矿，通常占到造球混合料的90％以上，因此精矿的质量如何将卵圆形球、成品球团矿的质量起至着决定性的促进作用，不言而愈，它轻易左右着球团生产过程的经济技术指标。
一、球团生产对铁精矿的建议：一定的粒度、适宜的水分和均匀的化学性质球团矿的三项基本要求。
（一）粒度有人并作过试验，必须并使物料（铁矿物）能够成球其-320目（-0.045毫米）粒级的必须超过35％以上，否则，不论实行什么样措施企图筹钱翻转成球都就是胡扯的。
可知一定的细度就是物料成球必要条件。
理论与生产实践都证明，为了平衡造球过程和赢得足够多强度的生球，精矿必须存有足够多粗的粒度和一定的粒度共同组成。
据国外生产经验了解适宜造球的精矿其-0.014毫米（325目）部分应当在60－85％之间，或-0.074毫米（200目）部分应当在90％以上，尤其就是其中-20μ部分严禁于少20％。
而且，精矿的粒度共同组成还必须维持相对平衡。
据试验税金，所掌控的粒度（-0.044、-0.053、-0.074毫米），其波动严禁少于±1.5％。
对于粉状物料的细度?的表示方法我们通常也采用比表面积。
对于造球而言，有些专家认为表面积之粒度组成（粒度筛分）能更好地反映原料的成球性能。
事实上粒度与比表面积并不成直接关系。
表1－2为某矿再磨过程中粒度组成与比表积的系列数据。
目前国外球团厂家所使用的含铁原料的比表面积，一般控制在1300－2100cm2/g之间，绝大多数控制在1500－1900cm2/g之间。
必须表示的就是，对球团整个生产过程来说，精矿的粒度也并不是越细越好，第一，粒度枝节，导致水解困难，因而须要潮湿，增添工艺扩大化；第二，粒度枝节必然加强磨矿过程的能量消耗。
因此，粒度枝节陡然并使生产的费用减小，经济收益增加。
何况精矿粒度粗至一定程度之后再细磨也不一定给生球质量、球团矿质量增添好处；表中1－2就是某研究单位对某地精矿细率系列试验（通地分别再搓调整粒度）结果。
铁的熔化过程从固态到液态的转变
铁的熔化过程从固态到液态的转变铁是一种常见的金属元素，具有广泛的应用领域。
而理解铁的熔化过程，从固态到液态的转变，对于研究材料的性质和处理铁相关的工作至关重要。
本文将以科普的方式介绍铁的熔化过程，并探讨其原理和应用。
1. 铁的固态结构固态铁的结构属于体心立方晶系（BCC），在常温下呈现出金属典型的晶体结构特征。
每个铁原子都是由六个相邻的原子包围，形成一个中心原子和六个角上原子构成的八面体。
2. 熔化点铁的熔化点是指从固态转变为液态的温度。
铁的熔化温度较高，约为1538摄氏度。
高熔点使得铁在常温下通常处于固态状态，这也是其作为结构材料和工业产品的基础之一。
3. 熔化过程铁在接近其熔化点时，会经历固态逐渐转变为液态的过程。
熔化过程实质上是铁原子在温度和能量的作用下，逐渐克服相互间的结合力，脱离固态结构向液体结构转变的过程。
4. 温度和能量的作用熔化过程的关键在于提供足够的温度和能量，以使铁原子能够克服结合力并脱离固态结构。
温度提供了原子的动力，能够增加原子的热运动，并且使原子间的键能减小。
能量的作用使得原子在热运动中可以跨越能垒，从而实现固态到液态的转变。
5. 结晶和凝固与熔化过程相对应的是凝固过程，即从液态转变为固态的过程。
在凝固过程中，铁原子逐渐排列形成有序的晶体结构。
晶体的结构取决于原子间的排列方式，这决定了铁的性质和性能。
6. 熔化过程在工业中的应用铁的熔化过程在冶金工业中有着重要的应用。
冶炼铁矿石的过程中，将原料加热至熔点，使铁矿石中的铁矿物逐渐熔化并凝聚，并通过冷却和凝固过程得到所需的铁产品。
这些铁产品可以进一步加工用于制造各种不同的工业产品。
总结：铁的熔化过程是指金属铁从固态逐渐转变为液态的过程。
在这个过程中，温度和能量的作用使得铁原子克服结合力，从固态结构中脱离并形成液态结构。
铁的熔化过程对于研究材料性质和应用具有重要意义，尤其在冶金工业中的铁矿石冶炼过程中发挥着重要作用。
球团矿生产对铁精矿的要求
球团矿生产对铁精矿的要求球团矿生产所用的原料主要是精矿，一般占造球混合料的90%以上，因此精矿的质量如何对生球、成品球团矿的质量起着决定性的作用。
不言而愈，它直接左右着球团生产过程的经济技术指标。
球团生产对铁精矿的要求是：一定的粒度、适宜的水分和均匀的化学性质是生产优质球团矿的三项基本要求。
（一）粒度有人作过试验，要使物料（铁矿物）能成球其320目（-0.045毫米）粒级的必须达35%以上，否则，不论采取什么措施企图借滚动成球都是办不到的。
可见一定的细度是物料成球必要条件。
理论与生产实践都证明，为了稳定造球过程和获得足够强度的生球，精矿必须有足够细的粒度和一定的粒度组成。
据国外生产经验介绍适合造球的精矿其-0.044毫米（325目）部分应在60～85%之间，或-0.074毫米（200目）部分应在90%以上，尤其是其中-20μ部分不得少于20%。
而且精矿的粒度组成还必须保持相对稳定。
据试验所得，所控制的粒度（-0.044、-0.053、-0.074毫米），其波动不得超过±1.5%。
对于粉状物料的细度的表示方法我们通常也采用比表面积。
对于造球而言，有些专家认为比表面积较之粒度组成（粒度筛分）能更好地反映原料的成球性能。
事实上粒度与比表面积并不成直接关系。
目前国外球团厂家所使用的含铁原料的比表面积，一般控制在1300～2100cm2/g之间，绝大多数控制在1500～1900cm2/g之间。
应该指出的是，对球团整个生产过程来说，精矿的粒度也并不是越细越好，第一，粒度过细，造成脱水困难，因而需要干燥，带来工艺复杂化；第二，粒度过细必然加大磨矿过程的能量消耗。
因此，粒度过细反会使生产的费用增大，经济收益减少。
（二）水分水分的控制和调节对造球是极其重要的。
水分的变化不但影响生球质量（粒度、强度）和产量，也影响下步干燥、焙烧工艺过程，严重时还影响到设备（如造球系统）的正常运转。
精矿的最佳水分与其物理特性（粒度、密度、亲水性、颗粒孔隙率等）、混合料的组成、造球机的生产率及成球条件等有关，最佳水分值必须通过试验确定。
球团理论与工艺造球理论
2 造球理论
2.2.3 薄膜水旳特征及作用 （2）弱结合水
当矿粉颗粒相距很近时，能够形成 公共旳水化膜（图中阴影部分）， 使颗粒彼此粘结，这就是细磨物料 成球后具有一定机械强度旳原因。
物料到达最大分子结合水后来，在外力作用下体现出 可塑性，这时成球过程才干开始。
长大阶段： ①间断造球以成核和聚结机理为主导； ②连续造球以成层机理为主。机械力起主导作用
2 造球理论
2.4 造球机
圆筒造球机
圆盘造球机
2 造球理论
2.4 造球机
2.4.1 圆盘造球机
盘上装有喷水管及刮料板等装置。 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旳边沿。 所以，当总给料量不小于圆盘旳填 充量时，大颗粒旳合格生球即自盘内 排出。
2 造球理论
2.2.4 毛细水旳特征及作用
当物料润湿到超出薄膜水时，水分 开始充填在物料颗粒之间旳空隙中， 形成毛细水。
毛细水是靠水旳表面张力形成旳， 在矿粉颗粒旳空隙中形成弯曲旳液 面，产生毛细压力。
2 造球理论
2.2.4 毛细水旳特征及作用
在毛细压力和外力旳作用下，水滴 周围旳矿粉颗粒被拉向水滴旳中心， 形成小球。
褐铁矿
冶炼性能
矿石名称
含铁矿物名 理论含 密度 称和化学式 铁量/% /t.m-3
颜色
条痕
在自然界中，因为氧化作用，可使部分
实际含铁
有害杂质
强度及还 原性
磁铁矿(黑矿） 磁性氧化物铁
矿石
磁铁矿氧化成赤铁矿，成为既含Fe2O3又含 磁性FFe氧3eO3化O4 铁4旳矿7石2.4，但仍5.保2 持原黑色磁色或铁灰矿结黑晶色形态。45-70
球 团 矿
球团矿的主要物理性质 球团矿的主要物理性质
抗压强度 N 2500 转鼓指数 + 6.3 % 93 - 95 - 0.5 % 3-5 气孔度 % 20 - 30 密度 g / cm3 4.6 - 4.9
链篦机－ 链篦机－回转窑能耗分析
收入 项目 生球
磁铁矿氧化
支出 % 0.45 55.99 42.07 1.49 项目 球团矿 废气带走 干返料 散热 水蒸发 篦板带 Kj× Kj×106/h 1.03 102.15 3.48 40.62 64.87 63.44 -17.38 % 0.39 38.46 1.31 15.20 24.42 23.89 -6.54
当前我国球团矿的生产能力 当前我国球团矿的生产能力
设备类别 竖炉 带式焙烧机 链篦机－ 链篦机－回转窑 设备台数 74 2 37 生产能力 万吨/年 万吨 年 3317 335 4848 ％ 39 4 57
球团矿的固结机理
• 磁铁矿氧化； 磁铁矿氧化； • 铁矿颗粒之间形成晶 桥； • 晶桥长大； 晶桥长大； • 赤铁矿颗粒再结晶。 赤铁矿颗粒再结晶。 • 赤铁矿颗粒被渣相粘 结。
球 团 矿
北京科技大学
什么是球团矿？ 什么是球团矿？ 球团矿
一种球形的人造铁矿石 球形的人造铁矿石, 一种球形的人造铁矿石 直径10 直径 － 16 mm，抗 ， 压强度在2000 N以上， 以上， 压强度在 以上 可以长途运输和长期储 存，是高炉炼铁的理想 原料。 原料。也可用于海绵铁 生产。 生产。
球团矿的主要化学成分 球团矿的主要化学成分
类别 TFe SiO2 CaO MgO Al2O3 R2 R4
酸性
65.62
4.88
0.13
0.11
铁精矿简介演示
随着国内外市场的不断开拓和 需求的不断增长，铁精矿的生 产量和消费量将继续保持增长
态势。
未来，铁精矿行业将不断推 进技术创新和产业升级，提 高生产效率和产品质量，以
满足市场的需求。
同时，随着新能源、环保等新 兴领域的发展，铁精矿的应用 领域将进一步拓展，市场前景
广阔。
THANKS
谢谢您的观看
01
中国的铁精矿产量和消费量都占据了全球的很大比例。
中国铁精矿市场受政策影响较大
02
中国政府对铁精矿市场的政策影响较大，例如环保政策的调整
、采矿权的审批等都会对市场产生影响。
中国铁精矿市场价格波动较大
03
由于中国铁精矿市场价格受到国内外多种因素的影响，价格波
动较大。
铁精矿市场价格走势
铁精矿市场价格受到多种 因素响
分为酸性铁精矿、自熔性铁精矿和碱性铁精矿。
03
铁精矿的生产工艺
铁精矿的生产流程
采矿
铁矿石经过爆破或机械开采后，经过 初步筛选得到铁精矿。
02
破碎
大块铁矿石经过破碎机破碎成小块， 以便于后续处理。
01
03
磨矿
小块铁矿石经过球磨机或棒磨机磨碎 ，使铁矿颗粒达到浮选要求的细度。
脱水
选别后的铁精矿经过脱水处理，去除 多余的水分，便于运输和后续加工。
铁精矿的生产技术指标
01
铁含量
铁精矿中铁元素含量的高低直接影 响其质量和价值。
粒度
铁精矿的粒度大小直接影响其冶炼 和加工性能。
03
02
杂质含量
铁精矿中硫、磷等杂质含量的高低 直接影响其冶炼和加工性能。
水分
铁精矿中水分含量的高低直接影响 其运输和后续加工性能。
《炼铁工艺》复习题及答案
1-1高炉炼铁工艺由哪几部分组成？答案（1）：在高炉炼铁生产在中，高炉是工艺流程的主体，从其上部装入的铁矿石燃料和溶剂向下运动，下部鼓入空气燃烧燃料，产生大量的还原性气体向上运动。
炉料经过加热、还原、熔化、造渣、渗碳、脱硫等一系列物理化学过程，最后生成液态炉渣和生铁。
组成除高炉本体外，还有原料系统、上料系统、装料系统、送风系统、冷却系统、、回收煤气与除尘系统、喷吹系统等辅助系统。
1-2高炉炼铁有哪些技术经济指标？答案：有效容积利用率、焦比、冶炼强度、焦炭负荷、生铁合格率、休风率、生铁成本、炉龄。
答案：各个系统相互配合，互相制约大规模、高温、连续性、多工种1-4高炉送风系统的主要作用是什么？答：保证连续可靠地供给高炉冶炼所需数量和足够温度的热风。
1-5高炉生产有哪些产品和副产品，各有何用途？答案：高炉冶炼主要产品是生铁，炉渣和高炉煤气是副产品。
(1)生铁。
按其成分和用途可分为三类：炼钢铁，铸造铁，铁合金。
(2)炉渣。
炉渣是高炉生产的副产品，在工业上用途很广泛。
按其处理方法分为：1)水渣：水渣是良好的水泥原料和建筑材料。
2)渣棉：作绝热材料，用于建筑业和生产中。
3)干渣块：代替天然矿石做建筑材料或铺路用。
(3)高炉煤气。
高炉煤气可作燃料用。
除高炉热风炉消耗一部分外，其余可供动力、烧结、炼钢、炼焦、轧钢均热炉等使用。
1-6影响高炉寿命因素，如何长寿？答：从工作区域看，有两个限制性环节：一是炉缸底的寿命；二是炉腹炉腰及炉身下部寿命。
实现长寿，需具备：（1）高炉内型合理；（2）耐火材料质量优质；（3）先进的冷却系统和冷却设备；（4）完善的自动化检测与控制手段；（5）高水平检测维护手段。
2-1高炉常用的铁矿石有哪几种，各有什么特点？答：高炉炼铁使用的铁矿石分为赤铁矿（红矿）Fe2O3、磁铁矿（黑矿）Fe3O4、褐铁矿Fe2O3•nH2O和菱铁矿FeCO3。
赤铁矿又称红铁矿，其颜色为赤褐色到暗红色，硫、磷含量低，其在常温下无磁性，但在一定温度下，当α—Fe2O3转变为γ—Fe2O3时便具有磁性。
水在冶炼中的作用
水在冶炼中的作用1.引言1.1 概述水在冶炼中扮演着重要的角色。
作为一种普遍存在且重要的资源，水在冶炼过程中起到了多种作用。
本文旨在深入探讨水在冶炼中的作用及其对冶炼过程的影响。
冶炼是一种将金属矿石加热并从中提取金属的过程。
这个过程通常需要高温环境和大量的能量，因此需要使用冷却介质来控制温度并保持设备的正常运行。
而水，作为冷却介质的一种常见选择，具有优异的散热性能和广泛的应用。
在冶炼过程中，水可以通过冷却设备来吸收热量，使设备保持在适宜的工作温度范围内，从而提高设备的使用寿命和效率。
除了作为冷却介质外，水还常常在冶炼过程中充当溶剂的角色。
在一些冶炼过程中，金属矿石需要被分解或溶解，以便提取出金属。
而水的溶解性和化学稳定性使其成为一种理想的溶剂。
它可以与一些金属矿石发生化学反应，使金属离子溶解在水中，从而便于后续的提取和分离过程。
总而言之，水在冶炼中具有重要作用。
它不仅可以作为冷却介质用于控制设备的温度，还可以作为溶剂用于金属矿石的分解和提取。
水的这些功能对于冶炼过程的顺利进行和金属提取的高效性至关重要。
接下来的章节将进一步探讨水在冶炼过程中的具体作用和对冶炼过程的影响。
1.2 文章结构本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分，首先对冶炼过程中水的作用进行了概述，然后给出了本文的结构和目的。
在正文部分，将详细探讨水在冶炼中的两种主要作用：作为冷却介质和作为溶剂。
在2.1节中，将介绍水在冶炼中作为冷却介质的重要性，包括其在冷却熔融金属和矿石中的应用，以及其对冶炼设备的冷却效果的影响。
在2.2节中，将讨论水在冶炼中作为溶剂的作用，包括其在矿石的浸取、金属的提取和催化反应中的应用，以及水的性质对溶解过程的影响。
最后，在结论部分，将强调水在冶炼中的重要性，并总结水对冶炼过程的影响。
其中，将重点指出水在提高冶炼效率、降低能耗和改善产品质量等方面的积极作用。
通过以上的文章结构，本文将全面介绍水在冶炼中的作用，为读者提供深入了解和认识水在冶炼过程中的重要性和影响的知识。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
世上无难事，只要肯攀登
铁精矿的成球机理---液体和固体的作用（一）
（一）润湿现象当液体和固体接触时，有润湿和不润湿两种现象。
如水可以润湿玻璃，汞在玻璃上呈圆球，不会将玻璃润湿。
若将水滴在石腊表面，则水呈圆珠状，石腊不被润湿。
这些现象可以用附着力和内聚力的关系做解释。
如图1 所示，在液体和器壁接触处，有一附着层，其厚度相当于分子作用半径，附着层中的液体分子，受力不对称，如果液体分子与器壁分子的相互作用力——附着力大于液体分子之间相互作用力——内聚力，则发生器壁被液体
润湿现象，如图1(a)所示。
反之，液体分子的内聚力大于对器壁的附着力，则出现图1(b)所示的不润湿现象。
将水滴在固体表面，在液-固相接触处，沿液体表面做切线，和固体表面形成的夹角，叫做接触角θ。
若θ=0时，液体能完全润湿固体，叫做理想润湿。
若θ=π,液体完全不润湿固体，叫做理想不润湿。
铁矿石与水的接触角小于π/2,可以被水润湿，因而精矿粉可以靠水的作用滚成球型。
[next] （二）毛细现象
直径很细的管子叫做毛细管，如果把毛细玻璃管插入水盆里，就会发现管内液面上升，如图3 所示。
管内液面上升的高度可以用下列公式求得。
式中a———表面张力系数；θ———接触角；d———毛细管直径；ρ———液体密度；g———重力加速度。
由(1)式可见，毛细管的直径d 愈。