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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,球 团 矿 生 产 工 艺,炼铁厂,高炉冶炼的一种含铁原料,高炉炉料结构：,块矿 烧结矿 球团矿,天然块矿,问题,!,适合与高炉经济高效冶炼的块矿越来越少,使用粗粉 精粉进行造块,-,生产,-,人造富矿,烧结矿,-,碱性烧结矿、酸性烧结矿,球团矿,-,熔剂性球团矿、酸性球团矿,球团矿,?,主 要 内 容,1,球团的概念,2,铁矿球团法发展概况,3,铁球团生产工艺流程,4,球团矿质量要求及标准,5,球团生产成本,1,球团的概念,1.1,团矿的概念,人造富矿可以分为烧结和团矿两类；,烧结适用于粒度较粗的富矿粉造块，团矿则适合粒度极细的铁精矿成型。,团矿又分为压团和球团两类。,压团是通过对铁精矿加压成型的方法，使粉料成为具有一定形状和尺寸、密度和强度的团块，然后再经过焙烧固结，使它的机械强度和热稳定性能够满足高炉的要求。,球团矿靠滚动成型，直径一般在,10,毫米左右，粒度均匀。经过焙烧固结，具有足够的机械强度，不仅满足高炉冶炼过程的要求，而且可以经历长途运输和长期贮存。与烧结矿相比，由于固结机理不同，球团矿可以使用品位很高的铁精矿，从而有可能使高炉的渣量降低到更低的水平。,1,、球团的概念,1.2,球团的分类,球团矿不仅可供高炉炼铁使用，而且可以做为炼钢的辅助原料。经过预还原的金属化球团矿是电炉炼钢的理想原料。,球团矿的种类很多：,根据球团矿固结温度和气氛的差异分：,按照球团矿的碱度分：,氧化球团矿,冷固球团矿,金属化球团矿,酸性球团矿,熔剂性球团矿,高炉精料：,品位高、杂质少、化学成分稳定,强度好、粉末少、粒度均匀,易还原、低温还原粉化少、高温性能好,球团矿是一种理想的高炉精料,:,粒度均匀，有利于高炉料柱透气性的改善和气流的均匀分布。,冷态强度高。运输和贮存，不易破碎，转运产生粉末少。,品位高和堆密度大，有利于提高产量和降低焦比。,还原性好，孔隙率高，有利于改善煤气化学能的利用。,国内大型钢铁企业大力发展球团矿生产。,鞍钢 武钢 马钢 邯钢 攀钢 宝钢 首迁 首秦等,1.3,球团矿在钢铁生产中的地位和作用,2,铁矿球团法发展概况,2.1,欧洲,瑞典首先进行了球团法的研究，,1912,年瑞典人,A.G.,安德森（,Anderson,取得这项专利,德国也进行了球团法研究,，1,913,年,C,.A.,布莱克尔斯贝尔格（,Brackelsberg,）取得了德国专利,1926,年克虏伯公司莱菌豪森钢铁厂建造了一座日产球团矿,120t,的试验厂。,2.2,美国,梅萨比矿区磁铁矿选矿精粉 小于,0.044mm,（,-325,目）粒级在,85%,以上。如此细的粉末会降低烧结混合料的透气性，烧结矿产量和质量均难以满足生产要求。美国开始对球团法进行了系统的研究。,1944,年，梅明尼苏达大学矿山实验站，发表研究成果,2,铁矿球团法发展概况,2.3,大规模球团试验,1950-1951,年在阿希兰德钢铁厂的一座试验竖炉中随后里塞夫矿业公司在明尼苏达州的巴比特建成一个有四座工业性竖炉的球团厂。,1951,年开始研究带式焙烧机,1955,年里塞夫球团厂带式焙烧机投入生产。,1955,年伊利竖炉球团厂也投入生产。里塞夫和伊利球团厂是世界上最先大规模生产球团的厂家。后来直接用生产水泥的链篦机,回转窑，以加拿大北部低品位铁燧岩精矿为原料，制造球团矿，试验获得了成功。,用链篦机,回转窑生产铁矿球团就开始了,2.4,国内球团矿发展,1958,年,中南大学钢铁系（原中南矿冶学院团矿教研室）等高等院校开始球团试验,1959,年,鞍钢采用隧道窑进行球团工业试验，随后投入生产，与美国只相差四五年，武钢把两台,75m2,的烧结机改为生产球团矿的带式焙烧机，不久拆除了（设备制造）,1968,年,中国第一座,8m2,球团竖炉在济南钢铁厂建成投产。,1990-,随着国内钢铁的快速发展，球团发展迅速,2,铁矿球团法发展概况,3,、铁球团生产工艺流程,球团矿,质量检验,原料准备,配,料,烘,干,高温焙烧,润,磨,造,球,生球筛分,冷,却,筛,分,生球返粉,球团使用的原料,铁精粉：磁铁矿 赤铁矿 褐铁矿 菱铁矿 其它含铁物料,粘结剂：无机粘结剂（膨润土,）有机粘结剂（佩利多）,熔剂：石灰石 菱镁石 镁砂 等（,CaO MgO,）,球团原料三因素：,原料的粒度和粒度组成（磨矿，润磨，高压辊磨）,适宜的水分（脱水，烘干）,均匀的化学成分（配料、中和混匀）,3.1,、原料准备,3.1,、原料准备,球团原料三因素：,原料的粒度和粒度组成、适宜的水分及均匀的化学成分,（,1,）粒度和粒度组成：,球团要求原料粒度细，比表面积,1500,2000cm2/g,甚至更高，,（,2,）水分适宜：,指原料的最佳造球水分。与物料的物理性质、造球工艺等因素有关。造球原料水分应低于适宜的生球水分。,（,3,）成分均匀：,成球性能稳定，焙烧性能稳定,3.2,、铁球团生产工艺流程,-,配料,球团矿,质量检验,原料准备,配,料,烘,干,高温焙烧,润,磨,造,球,生球筛分,冷,却,筛,分,生球返粉,球团使用的原料,粒度和粒度组成、水分，化学成分,3.2,、铁球团生产工艺流程,-,配料,配料,？,根据产品质量的要求，将各种原料、熔剂、粘结剂（燃料）等按一定比例进行配加的工序。容积配料法,利用物料的堆比重，通过给料设备对物料容积进行控制，达到配加料所要求的添加比例的一种方法。,重量配料法,按照物料重量进行配料的一种方法，该法是借助于电子皮带称和定量给料自动调节系统实现自动配料的。,成分配料法 采用先进的在线检测技术，随时测出原料混合料成分并输入微机进行分析、判断、调整的一种配料方法。,3.2,、铁球团生产工艺流程,-,配料,球团矿,质量检验,原料准备,配,料,烘,干,高温焙烧,润,磨,造,球,生球筛分,冷,却,筛,分,生球返粉,球团使用的原料,粒度和粒度组成、水分，化学成分,容积法、,重量法,、成分法三种,3.3,、铁球团生产工艺流程,-,烘干,（,1,）造球需要适宜的水分：,7.5-8.5%,（原料种类不同有差异）,造球原料水分应低于适宜的生球水分。,（,2,）水分不适宜,原料水分一般高于适宜的造球水分,夏季露天堆场,冬季水分高冻块,（,3,）脱水工艺,矿山球团厂,-,脱水至要求水分，干燥,非矿山球团生产厂,-,烘干脱水,圆筒烘干机（脱水 混匀）,3.3,铁球团生产工艺流程,-,润磨,球团矿,质量检验,原料准备,配,料,烘,干,高温焙烧,润,磨,造,球,生球筛分,冷,却,筛,分,生球返粉,球团使用的原料,粒度和粒度组成、水分，化学成分,容积法、,重量法,、成分法三种,适宜的水分,圆筒烘干机（脱水、混匀）,成球理论：,原料粒度愈小并具有合适的粒度组成，则颗粒间排列愈紧密，毛细管的平均直径亦愈小，分子粘结力亦将愈强。因此，为了稳定的进行造球和得到强度较高的生球，必须使所用的原料有足够小的粒度和合适的粒度组成。,国外,一般磁铁矿和赤铁矿精矿中，要求,200,目,(0.074mm),占,80,以上，,-325,目或更细的磨矿粒度。比表面积,1500,2000cm2/g,同时还要求微米级的颗粒占一定比例。,我国,铁精矿粒度较粗，,200,目,(,0.074mm),70,80,左右，大多为,65%,，有的甚至低于,60,，添加膨润土，品位降低。,3.3,铁球团生产工艺流程,-,润磨,3.4,铁球团生产工艺流程,-,磨矿,常用磨矿工艺与设备：开路流程 闭路流程（分级）,球团生产磨矿工艺 开路流程,球团生产磨矿设备：,润磨机：,南京钢铁厂生产氯化球团引进日本技术,高压辊磨机：,高压辊磨机是在对辊破碎机的基础上改进发展的一种高效挤压破碎机械，利用液压产生的巨大压力将物料粉碎,高压辊磨机是基于静压粉碎原理开发的一种新型矿岩,(,物料,),高效、节能粉碎设备，其粉碎机制是使矿岩不论其大小在压辊的高压载荷,(,静压,),作用下，内部结构受到破坏，产生众多微裂纹，甚至被压成饼状或更细粉末。,目前，辊磨机的最大规格为,2.1m2.3m,，单台最大处理能力为,3000t,h,，最大给料粒度为,90mm,。我国一些铁矿山引进了德国的高压辊磨机，主要用于球团厂增加铁精矿的比表面。高压辊磨机的最突出的特点是节能，一般认为：高压辊磨机利用,1kW,的能耗等于自磨机或常规球磨机利用,2kW,的能耗。,作用：细磨物料，改变颗粒形状 增加比表面积 提高成球性能,球团矿,质量检验,原料准备,配,料,烘,干,高温焙烧,润,磨,造,球,生球筛分,冷,却,筛,分,生球返粉,球团使用的原料,粒度和粒度组成、水分，化学成分,容积法、,重量法,、成分法三种,适宜的水分,圆筒烘干机（脱水、混匀）,改善物料的成球性能，粒度颗粒形状、温度、混料效果,3.4,铁球团生产工艺流程,-,造球与生球筛分,造球又称滚动成型，它是球团矿生产的首道工序,目前国内外球团厂广泛采用圆盘造球机和圆筒造球机,这两种造球机是按相同的工艺原理工作的,主要差别在于：,圆盘造球机具有,自动分级,的特点，造球机出来的生球粒度较均匀,三个阶段：,滴水成球，母球长大，生球密实,3.4,铁球团生产工艺流程,-,造球与生球筛分,圆筒造球机排出的生球粒度差别大，它没有自动分级作用，生球,必须经过筛分,，不合格生球返回造球机，将粒度合格的生球分出，粒度过大的球经破碎后，再同筛下不合格的小球返回到造球机内继续造球，这样形成了循环负荷。循环负荷内的小球，在反复通过圆筒造球机的过程中，便起着母球的作用。,生球筛分，提高生球粒度的均匀性,3.5,铁球团生产工艺流程,-,高温焙烧,球团矿,质量检验,原料准备,配,料,烘,干,高温焙烧,润,磨,造,球,生球筛分,冷,却,筛,分,生球返粉,球团使用的原料,粒度和粒度组成、水分，化学成分,容积法、,重量法,、成分法三种,适宜的水分,圆筒烘干机（脱水、混匀）,改善物料的成球性能，粒度颗粒形状、温度、混料效果,球团生产高温焙烧主要方法：,竖炉球团法,带式焙烧机球团法,链篦机,回转窑球团法,3.5,铁球团生产工艺流程,-,高温焙烧,3.5.1,竖炉,最早采用的球团矿焙烧设备。,现代竖炉在顶部设有烘干床，焙烧室中央设有导风墙。燃烧室内产生的高温气体从两侧喷入焙烧室向顶部运动，生球从上部均匀地铺在烘干床上被上升热气体,干燥、预热,，然后沿烘干床斜坡滑入焙烧室内,焙烧均热,固结，在出焙烧室后与从底部鼓进的冷风气相遇，得到,冷却,。最后用排矿机排出竖炉。,竖炉的结构简单，对材质无特殊要求；,缺点是单炉产量低，由于竖炉内气体流难于控制，焙烧不均匀,竖炉主要尺寸、温度分布图,3.5.1,竖炉,3.5.1,竖炉焙烧过程,（一）布料 竖炉是一种按逆流原则工作的热交换设备，其特点是在炉顶通过布料设备将生球装炉内，球以均匀的速度连续下降，燃烧室的热气体从喷火口进入炉内，热气体自下而上自上而下的生球进行热交换。生球经过干燥、预热进入焙烧区，在焙烧区进行高温固反应，然后在炉子下部进行冷却和排出，整个过程是在竖炉内一次完成。,矩形布料 横向布料 直线布料（二）干燥和预热 国外竖炉无专门的干燥设备 我国竖炉干燥采用屋脊形干燥床,竖炉采用干燥床干燥生球，提高了干球质量，防止了湿球入炉产生的变形和彼此粘结的现象，改善了炉内料层的透气性，为炉料顺行创造了条件。另外采用干燥床，扩大了干燥面积，能做到薄料层干燥，热气体均匀穿透生球料层。由于热交换条件的改善，其温度从,550,750,降低到,200,以下，提高了热利用率。除此之外，采用干燥床还可以把干燥工艺段与预热工艺段明显地分开，有利于稳定竖炉操作。我国萍乡钢铁厂焙烧褐铁矿球团竖炉，采用了三层炉篦干燥床。褐铁矿含水分大，热敏感性高，必须相应扩大干燥面积。生球在第一、二层干燥炉篦上脱除物理水，第三层炉篦脱除结晶水。,（三）焙烧、均热,生球经干燥预热后下降到竖炉焙烧段。最佳焙烧温度保持在,1300,1350.,气流分布状况是限制竖炉大型化的重要原因，竖炉最大宽度限制在,2.5m,
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