球团矿生产工艺

球团矿生产工艺

1 球团矿生产迅速进展的缘故

(1)天然富矿日趋减少，大量贫矿被采纳

①铁矿石经细磨、选矿后的精矿粉，品位易于提高。

②过细精矿粉用于烧结生产会阻碍透气性，降低产量和质量。

③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。

(2)球团法生产工艺的成熟

①从单一处置铁精矿粉扩展到多种含铁原料。

②生产规模和操作也向大型化、机械化、自动化方向进展。

③技术经济指标显著提高。

④球团产品也已用于炼钢和直接还原炼铁等。

(3)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。

2 球团矿生产方式及工艺流程

目前世界上球团生产应用较为一般的方式有竖炉球团法、带式焙烧机球团法和链篦机－

回转窑球团法。竖炉球团法是最先进展起来的，曾一度进展专门快。但随着钢铁工业的进展，

要求球团工艺不仅能处置磁铁矿，而且能处置赤铁矿、褐铁矿及土状赤铁矿等，另外高炉对

球团矿的需求量不断增加，要求设备向大型化进展。因此接踵进展了带式焙烧机、链篦机－

回转窑、环形焙烧炉等方式。这些方式一直处于彼此彼此竞争状态。

球团法按生产设备形式分，有竖炉焙烧、带式机焙烧、链篦机一回转窑焙烧及隧道窑、

平地吹土球等多种。

依照球团的理化性能和焙烧工艺不同，球团成品有氧化球团、还原性球团(金属化球团)

和综合处置的氯化焙烧球团之分。目前国内生产以氧化球团矿为主。竖炉及带式机焙烧是生

产氧化球团矿的要紧方式。

图3－14是典型的我国球团矿生产工艺流程，与国外不同的是在混料后造球前(或配料

后混料前)加有烘干设施，这是弥补精矿粉水分高而且不稳固的不足，一样烘干设施是将精

矿粉水分操纵到比最适宜造球水分低1％～2％。由于我国精矿粉粒度过粗，比表面积小，

因此在新建的球团厂的流程中又加了润磨机，在造球前混合料经润磨机加工，可使精矿粉的

比表面积增加10 9／6～15％，有利于造球。

球团生产一样包括原料预备、配料、混合、造球、干燥和焙烧、冷却、成品和返矿处置

等工序。其中原料预备、配料、混合和烧结进程相似。

3 竖炉球团矿生产工艺

(1)配料与混合精铁粉原料进入干燥机烘干后，通过圆盘给料机在搅拌机内与另一台圆

盘给料机进料的膨润土按比例进行充分混合搅拌，经皮带输送机输送到圆盘拉布拉多小时候 造球机。圆盘给

料机由转动圆盘(直径有1m、2m不等)、套筒、调剂排料量的刀闸及传动机构所组成。当圆

盘转动时，料仓内的物料在压力的作用下，向出口一方移动，经闸刀或刮刀卸到皮带运输机

上。通过调剂圆盘给料机的转速、排料闸门的大小或刮刀的位置，并把它们与电子皮带秤相

联合，及时调剂下料量，使其在一按时刻内，从料仓中放出必然数量的物料，以保证取得预

定成份的混合料。关于一些粒度很细，用量较少的添加剂，如皂土、消石灰、炉尘等，也可

利用螺旋给料机或槽式振动给料机，以准确操纵其配比较少的下料量。

经常使用的混合设备为圆筒混合机。它由钢板焊成的圆筒、固定在圆筒上的钢箍、支持

圆筒的托辊、避免圆筒纵向运动的定向轮和钢质齿环和电动机等部份组成。混合机是由电动

机(经减速机)、齿轮将动力传给固定在圆筒上的齿环，使圆筒转动。也有可利用胶轮摩擦传

动。圆筒混合机安装成必然的倾角，物料从给料端加入，圆筒转动时，物料被带到必然的高

度后抛下，如此反复，物料成螺旋形运动而被混合，最后从卸料端排出。圆筒混合机的直径

与长度依照产量的需要，可选用各类不同的规格。除圆筒混合机外，还有双轴搅拌机、轮式

混合机和强力混合机等。

(2)造球造球设备要紧有圆筒造球机、圆盘造球机和圆锥12点用英语怎么说 造球机三种。其中圆盘造球机

是目前国内外普遍利用的造球设备，我国球团厂多数采纳这种设备。图3—15为圆盘造球机

实物图。混合料在圆盘造球机上加水后造成生球，通过滚轴筛对生球及碎料筛分后，送进竖

式焙烧炉上部的布料器入炉。圆盘造球机造出的生球粒度均匀，不需要筛分，没有循环负荷。

采纳固体燃料焙烧时，可在圆盘的边缘加一环形槽，就能够向生球表面黏附固体燃料，没必

要另添专门设备。圆盘造球机质量小，电耗少，操作方便，可是单机产量低。

圆盘造球机从结构上可分为伞齿轮传动的圆盘造球机和内齿轮圈传动的圆盘造球机。伞

齿轮传动的圆盘造球机要紧由圆盘、刮刀、刮刀架、大伞齿轮、小圆锥齿轮、主轴、调倾角

机构、减速机、电动机、三角皮带和底座等组成，见图3－16。造球机的转速可通过改变皮

带轮的直径来调整，圆盘的倾角能够通过螺杆调剂。

内齿轮传动的圆盘造球机是在伞齿轮传动的圆盘造球机的基础上改良的。改造后的造球

机要紧结构为：圆盘连同带转动轴承的内齿圈固定在支承架上，电动机、减速机、刮刀架均

安在支承架上，支承架安装在机座上，并与调整倾角的螺杆相连，当调剂螺杆时，圆盘连同

支承架一路改变角度。见图3—17。

(3)布料 图3—18为球团竖炉结构示用意。生球团由皮带机送到顶层布料器，均匀布

料，生球以均匀的速度持续下降。为了保证炉料具有良好的透气性，生球必需松散均匀地布

到料柱上面。

竖炉焙烧用煤由提升机送至加煤平台加入炉中、操纵风门进风量。竖炉上料时球团为湿

物料，故通过皮带输送机加料可不能产尘；因竖炉上煤口和风口处于同一高度，上煤时产生

的少量煤尘会迅速随气流进入风门燃烧。因此上料工序也无粉尘污染产生。

我国竖炉都采纳直线布料。架设在屋脊形干燥床顶部的布料车行走线路与布料线路平

行。这种布料装置大大简化了布料设备，提高了设备作业率，缩短了布料时刻。但布料车沿

着炉口纵向中心线运行，工作环境较差，皮带易烧坏，因此要求增强炉顶排风能力，降低炉

顶温度，改善炉顶操作条件。

(4)干燥和预热 国外竖炉生球自上往下运动，与预热带上升的热废气发生热互换进行

干燥，无专门的干燥设备。生球下降到离料面120～150mm深度处，相当于通过了4～6min

的停留时刻，大部份已经干燥，并开始预热，磁铁矿开始氧化。当炉料下降到500m时，便

达到最正确焙烧温度，即1350℃左右。

我国竖炉干燥采纳屋脊形干燥床，生球料层约150～200mm。预热带上升的热废气和从

导风墙出来的热废气(330℃左右)在干燥床的下面混合，其混合废气的温度为550～750℃，

穿过干燥床与自干燥床顶部向下滑的生球进行热互换，达到使生球干燥的目的。

生球在于燥床上通过5～6min后大体上完成了干燥进程抵达炉喉。然后按其自然堆角

向炉子中心转动进行再分派，小球和粉末多聚集在炉墙周围(离墙200mm左右)，大球由于

具有较大的动能，多滚向中心导风墙处。由于靠炉墙的球层较厚，而聚集的又多是小球和粉

末，因此大体上抑制了边缘气流的过度发达。相反，由于中心球料低，球比较大，有利于进

展中心气流。

竖炉采纳于燥床干燥生球，提高了干球质量，避免了湿球入炉产生的变形和彼此粘接的

现象，改善了炉内料层的透气性，为炉料顺行制造了条件。另外采纳干燥床，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。由于热互换条件的改善，其温度从550～

750℃降低到200℃以下，提高了热利用率。除此之外，采纳干燥床还能够把干燥工艺段与

预热工艺段明显地分开，有利于稳固竖炉操作。

我国萍乡钢铁厂焙烧褐铁矿球团竖炉，采纳了三层炉箅干燥床。褐铁矿含水分大，热灵

敏性高，必需相应扩大干燥面积。生球在第一、二层干燥炉箅上脱除物理水，第三层炉箅脱

除结晶水。

(5)焙烧生球经干燥预热后下降到竖炉焙烧段。国外竖炉球团最正确焙烧温度维持在

1300～1350℃，我国竖炉球团焙烧温度较低，一样燃烧室温度为1150℃，乃至低到1050℃，

竖炉料层温度为1200℃左右。其缘故是一方面我国磁精矿品位较低，含Si()2较高，焙烧温

度太高球团会产生粘接，破坏炉况顺行；另一方面是我国竖炉都是采纳低热值高炉煤气为燃

料。除此之外，与我国竖炉导风墙加干燥床的特有结构也有关。整个竖炉断面上温度散布均

匀是取得质量均匀球团矿的先决条件。温度散布状况又是直同意气流散布所阻碍的。由于料

柱对气流的阻力作用，使燃烧气流从炉墙往料柱中心的穿透深度受到限制，因此也局部地限

制了可取得的热量，因此也阻碍到竖炉断面上温度的均匀散布。因此燃烧室热废气通过火道

口进到竖炉内的流速，应尽可能保证竖炉断面温度散布均匀。气流速度愈大，对球层穿透能

力就愈强，炉子断面温度也愈均匀，气流速度过小，对球层穿透能力就弱，因此使炉子中心

焙烧温度太低，球团矿达不到理想的固结状态。一样燃烧气流速度应为3．7～4．0m／s。

但流速过大，会使电耗大，另外还会造成炉料喷出或引发炉料层表面流态化等问题。

气流散布状况是限制竖炉大型化的重要缘故，国外竖炉最大宽度限制在2．5m左右。

竖炉宽度过大，由于球团对气流产生阻力而致使边缘效应，使得竖炉中心气流较弱，炉子中

心易形成“死料柱”，当下料速度过快时，“死料柱”成楔状向下伸入焙烧带，其上部那么进

展成愈来愈厚的湿料层，乃至产生塌料的现象。

除此之外，竖炉内气流性质也是竖炉操作不可轻忽的问题，料柱气流中O含量不得低

2

于2％～4％，即气流应属氧化气氛，不然铁氧化物会还原生成FeO，进而会与SiO生成低

2

熔点的2FeOSiO。

2

竖炉下部鼓入的冷却风全数穿过焙烧带，一方面既吸收了焙烧带的热量，同时其流量又

随料柱阻力的转变而波动，使焙烧带的高度和温度不稳固，干扰乃至破坏焙烧进程；另一方

面由于边缘效应，冷却风沿炉墙上升，在火道口与热废气相碰，减弱了热废气的穿透能力，

使墨西哥风情 温度在炉子截面散布不均匀而致使球质量不均匀。我国竖炉内设置有导风墙，大部份冷却

风从导风墙导出，减少了通过火道口的冷却风流量，使燃烧室压力显著降低，只有10000Pa

左右，与国外同类型竖炉相较要低1／2～1／3。燃烧室吹出的热气流量增加且稳固，有利

于对料柱的穿透能力，使燃烧带固定，温度比较均匀稳固。

(6)冷却 竖炉炉膛大部份用于球团矿的冷却。竖炉下部由一组摆动着的齿辊隔开，齿

辊支承着整个料柱，并破碎焙烧带可能粘接的大块，使料柱维持疏松状态。冷却风由齿辊标

高处鼓入竖炉内。冷却风的压力和流量应该使之均衡地向上穿过整个料柱，并能将球团矿专

门好地冷却。排出炉外的球团矿温度能够通过调剂冷却风量来操纵。架设有导风墙的竖炉，

由于炉中心处料柱高度大大降低，阻力降低，冷却风从炉子双侧送进炉内，由导风墙导出，

使得风量在冷却带整个截面散布较均匀，而且在风机压力降低的情形下，鼓入的风量却增加，

因此提高了球团矿冷却成效。据有关资料报研修计划 导：这种竖炉冷却风风压比同类型竖炉低1／2～

1／3，风机电耗大大下降30kwh／t，比无导风墙竖炉低30％。

(7)球团矿过筛球团自圆盘造球机造出后，要通过滚轴筛进行第一次筛分，焙烧后的球

团还要通过斗式提升机后的第二次筛分。如此合格球团即可贮存、外售，筛余物返回搅拌机

后进入圆盘造球机从头参与造球。

4 带式焙烧机

带式焙烧机是目前利用最广的焙烧设备。带式焙烧机与带式烧结机相似，但实质不同甚

大。一样焙烧球团矿全靠外部供热，沿机长度方向分为干燥、预热、焙烧、均热和冷却五个

带，生球在台车上依次通过上述五个带后焙烧成成品球团矿。图3—19为带式焙烧机结构示

用别出心裁的反义词 意。

带式焙烧机经常使用辊式布料机作为布料设备，将生球均匀的布到焙烧台车上。布料机

由多组圆辊排列组成，辊间隙给料端稍大，而排料端较小，一样为1．5～2mm。传动部可

采纳链传动，也可采纳齿轮传动。有的布料机是固定在一移动小车上，布料时依照料层厚度

前后移动，使生球均匀布到台车上。辊式布料机传动示用意如图3—灯泡英文 20。

辊式布料机布料均匀，成效显著。布料机前半段具有筛分作用，可筛除不合格生球和碎

料。同时生球在布料机上转动，可使其表面更滑腻，强度也进一步提高，料层的透气性取得

改善。布料机工作靠得住，操作保护方便。

带式焙烧机生产的特点是：①采纳铺底料和铺边料以提高焙烧质量，同时爱惜台车，延

长台车寿命；②采纳鼓风干燥和抽风相结合以改善干燥进程，提高球团矿的质量；③鼓风冷

却球团矿，直接利用冷却带所得热空气助燃焙烧带燃料燃烧和干燥带利用；④只将温度低含

水分高的废气排入烟囱；⑤适用于各类不同原料(赤铁矿浮选精粉、磁铁矿磁选精粉或混合

粉)球团矿的焙烧。

我国鞍钢、包钢等已建有大型带式焙烧机，生产出的球团矿质量良好。

5 链篦机－回转窑系统

它是由链篦机、回转窑和冷却机组合成的焙烧工艺(如图3—21)。链篦机与带式焙烧机

相似，但只用于干燥和预热，介质是由回转窑排出的热废气。回转窑是一个内衬耐火材料的

圆筒，倾角5。左右，窑内填充率7％。窑头装有烧嘴，燃烧形成的热废气与进入窑内的球

团矿成逆向运动。球在窑内边焙烧边翻动，当它移动到窑头，焙烧进程完成；球落到冷却机

上冷却降温。冷却风被加热送入窑内作为燃料燃烧的助燃空气，也可送入链篦机用作干燥生

球。

链篦机一回转窑焙烧工艺的特点是：

① 链篦机只用作干燥和预热，因此不需铺底料；

② 球团矿在窑内不断转动，各部份受热均匀，球团中颗粒接触更紧密，球团矿的强度

好而且质量均匀；

③ 依照生产工艺要求来操纵窑内气氛生产氧化球团或还原(金属化)球团，还能够通氯

化焙烧处置多种金属矿物，例如氯化焙烧硫酸渣球团回收金、银等多种有色金属；

④ 生产操作不妥，会因高温带产生过量液相而造成“结圈”。

我国在首钢矿业公司已建成年产百万吨的链篦机－回转窑系统。