球团论与工艺1绪论

主要包括：主要包括：烧结法烧结法(sintering)（抽风（抽风(down-draft)烧结法与鼓烧结法与鼓风风(up-draft) 烧结法烧结法)球团法球团法(pelletizing)（竖炉法（竖炉法(shaft furnace)、带式、带式焙烧机法焙烧机法(travelling grates)及链篦机回转窑法及链篦机回转窑法(grate-kilns)压团法压团法(briquetting)造块方法的分类造块方法的分类造块方法的应用造块方法的应用黑色冶金：铁矿烧结、球团，锰矿烧结、球团黑色冶金：铁矿烧结、球团，锰矿烧结、球团有色冶金：铅锌矿烧结、球团有色冶金：铅锌矿烧结、球团铁合金生产：铬铁矿烧结、球团铁合金生产：铬铁矿烧结、球团型煤生产型煤生产其他：粉末冶金、陶瓷、水泥、塑料等粉体成型其他：粉末冶金、陶瓷、水泥、塑料等粉体成型造块在钢铁工业造块在钢铁工业中的地位中的地位钢铁冶炼流程钢铁冶炼流程电炉原料处理二次冶炼连铸热轧机加热炉钢压延加工炼钢转炉铁水预处理二次冶炼连铸热轧机加热炉烧结机/球团机高炉原料场喷煤钢压延加工炼钢炼铁焦炉长长流流程程短短流流程程混合流程混合流程1.1 球团的概念球团的概念 球团（球团（pelletizing）是人造块状原料的一种方法。）是人造块状原料的一种方法。 它是将粉状物料（它是将粉状物料（精矿精矿、粉矿粉矿、二次原料二次原料）加适量的水分和粘结剂（有）加适量的水分和粘结剂（有时还需熔剂和燃料）在时还需熔剂和燃料）在成球设备成球设备中制成粒度均匀、具有足够强度的生球，中制成粒度均匀、具有足够强度的生球，经干燥、预热后在氧化气氛中焙烧，使生球固结成型，形成具有良好冶金经干燥、预热后在氧化气氛中焙烧，使生球固结成型，形成具有良好冶金性质的性质的优良人造块状原料（球团矿）优良人造块状原料（球团矿），供给钢铁冶炼或其他下一步加工的，供给钢铁冶炼或其他下一步加工的需要。需要。物理性质变化：如密度、孔隙率、形状、大小和机械强度。物理性质变化：如密度、孔隙率、形状、大小和机械强度。化学和物理化学性质变化：如化学组成、还原性、膨胀性、高（低）温还原软化化学和物理化学性质变化：如化学组成、还原性、膨胀性、高（低）温还原软化性、熔融性。性、熔融性。球团的基本任务：精矿或粉矿造块，除杂，金属化球团，综合利用。球团的基本任务：精矿或粉矿造块，除杂，金属化球团，综合利用。1.2 球团方法分类球团方法分类 造块方法：造块方法：烧结、球团和压团烧结、球团和压团。 压团压团是将粉状物料在一定外压力作用下，使之在模型内受压，是将粉状物料在一定外压力作用下，使之在模型内受压，形成形状和大小一定的团块的方法。形成形状和大小一定的团块的方法。 过程简单，产品冶金性能良好，可直接使用或热处理后使用。过程简单，产品冶金性能良好，可直接使用或热处理后使用。缺陷：缺陷：1 加工成本较高；加工成本较高；2 生产能力有限。生产能力有限。1.2 球团方法分类球团方法分类 球团产品可用于球团产品可用于 高炉高炉 转炉转炉 电炉电炉。1.2 球团方法分类球团方法分类球团矿比压团团块的优势：球团矿比压团团块的优势：（1）适合于大规模生产；）适合于大规模生产；（2）粒度均匀，能保证高炉炉料的良好透气性；）粒度均匀，能保证高炉炉料的良好透气性；（3）孔隙率高，还原性好；）孔隙率高，还原性好；（4）冷态强度高，便于运输和贮存。）冷态强度高，便于运输和贮存。球团法按固结方法可分为：高温固结和低温固结。球团法按固结方法可分为：高温固结和低温固结。1.2 球团方法分类球团方法分类球团法按固结方法可分为：高温固结和低温固结。球团法按固结方法可分为：高温固结和低温固结。高温固结高温固结氧化焙烧球团氧化焙烧球团还原焙烧球团还原焙烧球团（金属化球团）（金属化球团）磁化焙烧球团磁化焙烧球团钠化球团钠化球团氯化球团氯化球团低温固结低温固结水硬性球团水硬性球团热液法固结球团热液法固结球团碳酸化固结球团碳酸化固结球团锈化固结球团锈化固结球团焦化固结球团焦化固结球团1.3 球团矿在钢铁工业中的地位及作用球团矿在钢铁工业中的地位及作用 至目前为止，全球铁矿资源资源中，已探明的品位大于40%的铁矿石约为8500亿吨。随着钢铁工业的发展，炼铁所需原料将越来越大，而可供直接入炉的富块矿却越来越少。 我国已经探明的铁矿储量为51541亿t，工业储量22582亿t，经济可采储量为115亿t。在全部储量中，96为贫矿，平均含铁量32.67， 贫、细、杂是我国铁矿资源的明显特点贫、细、杂是我国铁矿资源的明显特点。1.3 球团矿在钢铁工业中的地位及作用球团矿在钢铁工业中的地位及作用 在高炉冶炼中，对于铁矿石原料的基本要求：铁矿石原料的基本要求： 1.铁矿石品位；（50%）2.杂质元素；（S0.3%，P70%，比表面，比表面积积15002000cm2/g；烧结：烧结：-150目目20%，小球烧，小球烧结时结时-150目目50% 。适于球团法处理的原料已从磁铁矿扩展到赤铁矿、褐铁矿以及各种含铁粉尘，适于球团法处理的原料已从磁铁矿扩展到赤铁矿、褐铁矿以及各种含铁粉尘，化工硫酸渣等；从产品来看，不仅能制造常规氧化球团，还可以生产还原球化工硫酸渣等；从产品来看，不仅能制造常规氧化球团，还可以生产还原球团、金属化球团等；同时球团方法适用于有色金属的回收，有利于开展综合团、金属化球团等；同时球团方法适用于有色金属的回收，有利于开展综合利用。利用。1.4 球团矿与烧结矿比较球团矿与烧结矿比较1.4.2 冶金性能比较冶金性能比较项目项目球团矿球团矿烧结矿烧结矿单球抗压强度/N27263180转鼓指数（小于转鼓指数（小于1mm）/%1338气孔率气孔率/%2428-5mm颗粒所占比例颗粒所占比例/%138还原率（还原率（JIS）/%85906570收缩率/%3035膨胀率膨胀率/%812TFe/%615557SiO2/%4.15.46.0CaO/%5.3CaO：SiO21.31.52.0低温粉化率低温粉化率/%8123040球团矿优点：球团矿优点：1）粒度小而均匀）粒度小而均匀2）冷态强度高）冷态强度高3）铁品位高，堆密度大）铁品位高，堆密度大4）还原性好）还原性好缺点：缺点：膨胀率高膨胀率高提高提高SiO2量量提高碱度提高碱度提高焙烧温度提高焙烧温度烧结矿是形状不规则的多孔质块矿，而球团矿是形状规则的的烧结矿是形状不规则的多孔质块矿，而球团矿是形状规则的的球，球团矿较烧结矿粒度均匀，微气孔多，还原性好，强度高，球，球团矿较烧结矿粒度均匀，微气孔多，还原性好，强度高，且易于贮存，有利于强化高炉生产。且易于贮存，有利于强化高炉生产。1.4 球团矿与烧结矿比较球团矿与烧结矿比较1.4.3 冶炼效果比较冶炼效果比较 球团矿与烧结矿替代天然块矿，均能有效提高高炉球团矿与烧结矿替代天然块矿，均能有效提高高炉冶炼效果冶炼效果高炉炉料高炉炉料生生 料料供高炉冶炼直接使用的富块矿供高炉冶炼直接使用的富块矿多种原料配合又经高温多种原料配合又经高温处理的人造块矿处理的人造块矿熟熟 料料1.4 球团矿与烧结矿比较球团矿与烧结矿比较1.4.3 冶炼效果比较冶炼效果比较指标天然块矿 天然富矿普通烧结矿普通球团矿熔剂性球团金属化球团焦比Kg/t铁850670615550500300相对生产率%1001271391551702561.4 球团矿与烧结矿比较球团矿与烧结矿比较1.4.4 经济效果比较经济效果比较球团厂投资要高出约球团厂投资要高出约10%20%；生产费用基本持平。生产费用基本持平。1.4.5 环境状况比较环境状况比较球团厂烟气含尘量及球团厂烟气含尘量及SO2、NOx含量低，对环境有利。含量低，对环境有利。1.4 球团矿与烧结矿比较球团矿与烧结矿比较1.4.6固结成块的机理不同固结成块的机理不同 烧结矿是靠烧结矿是靠液相固结液相固结的，为了保证烧结矿的强度，要的，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。烧结过程提供热源。 球团矿主要是依靠球团矿主要是依靠矿粉颗粒的高温再结晶固结矿粉颗粒的高温再结晶固结的，不的，不需要产生液相，热量由焙烧炉内的燃料燃烧提供，混合需要产生液相，热量由焙烧炉内的燃料燃烧提供，混合料中不加燃料。料中不加燃料。1.4 球团矿与烧结矿比较球团矿与烧结矿比较1.4.7生产工艺不同生产工艺不同 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。完全，混合料中仍然含有相当数量未成球的小颗粒。 球团矿生产工艺中必须有专门的球团矿生产工艺中必须有专门的造球工序和设备造球工序和设备，将全，将全部混合料造成部混合料造成1025mm的球，小于的球，小于10mm的小球要筛出的小球要筛出重新造球。重新造球。1.4 球团矿与烧结矿比较球团矿与烧结矿比较1.4.8 厂址选择的比较厂址选择的比较 球团法球团法适于细粒物料，宜建厂于矿山或选厂附近；适于细粒物料，宜建厂于矿山或选厂附近； 烧结法烧结法适于处理粗粒物料及钢铁厂内二次原料，应建于钢适于处理粗粒物料及钢铁厂内二次原料，应建于钢铁厂附近。铁厂附近。1.4 球团矿与烧结矿比较球团矿与烧结矿比较方法方法 烧结烧结 球团球团 压团压团 原料特点原料特点 粉矿为主粉矿为主(-10mm)部分精矿部分精矿 精矿精矿(-0.074mm) 010mm 固结方式固结方式 高温、液相固高温、液相固结为主结为主 高温、固相固高温、固相固结为主结为主 低温、粘结剂固结为低温、粘结剂固结为主主 外观形状外观形状 不规则多孔状不规则多孔状 球形球形 取决于压模形状取决于压模形状 性质变化性质变化 改变原矿性能改变原矿性能 改变原矿性能改变原矿性能 一般不改变原矿性能一般不改变原矿性能 热源热源内配碳内配碳(焦、煤焦、煤)外供热外供热视工艺而定视工艺而定造块方法生产规模造块方法生产规模类别类别主体设备主体设备大型大型中型中型小型小型烧结烧结带式烧结机带式烧结机180m250-180m250m2球团球团竖炉竖炉 10m28-10m28m2链篦机链篦机- -回转窑回转窑 100万万t/a50-100万万t/a50万万t/a带式焙烧机带式焙烧机 100万万t/a50-100万万t/a50万万t/a炼铁炼铁高炉高炉 2000m3350-2000m3350m3