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科普有关球团知识

说到球团就要涉及到钢铁冶炼行业中作为提炼铁矿石的两种常用工艺:造球工艺与烧结工艺。球团矿是把细磨精矿粉或其他含铁粉料添加少量添加剂混合后,在加水湿润的条件下,通过造球机滚动成球,再通过干燥焙烧,固结成为具有一定强度和冶金性能的球型含铁原料。

球团矿的用途

烧结矿、球团矿和块矿作为矿石原料混合入炉,与焦炭、石灰石混合入炉炼铁,产出的铁水输送至转炉炼钢。

以球团矿作为原料而制成的直接还原铁即可作为电炉炼钢原料,也可作为转炉炼钢的冷却剂。因为直接还原铁工艺不使用焦炭,减轻了对环境的污染。

造球和烧结两种生产工艺的区别

地球资源的不断开采,富矿短缺,贫矿资源利用得到扩大,而选矿技术的进步可选出高品位细磨铁精矿,其粒度得到减少。这种过细精矿不宜烧结,透气性并不好,影响烧结矿产量和质量的提高,而用球团方法处理却很适宜,因为过细精矿易于成球,粒度越细,成球性越好,球团强度越高。

成品矿的形状不同: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球团矿粒度均匀,微气孔多,还原性好,强度高,易于贮存,有助于强化高炉生产。

适合球团法处理的原料已从磁铁矿扩展到赤铁矿、褐铁矿及各种含铁粉尘,化工硫酸渣等,从产品看来,不仅能制造常规氧化球团,还可生产还原球团、金属化球团等,同时球团方法适用于有色金属的回收,助于开展综合利用。

固结成块的机理不同:烧结矿是靠着液相固结的,为保证烧结矿的强度,要求生产一定数量的液相,因此混合料中须有燃料,为烧结过程中提供热源。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,混合料不加燃料。

生产工艺的差异

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须有专门的造球工序和设备,将混合料造成10-25mm的球,小于10mm的小球需筛出再造球。

球团矿作为良好的高炉炉料,发展 迅速。不仅仅是品味高、强度好、碱度低、易还原、粒度均匀等优点,而且可使高炉利用系数提高、焦比降低。国外使用情况看来,随着高炉中球团矿使用量增加,炼铁渣量下降,高炉铁水产量提高,焦比和综合燃料处于较低状态。

国内造球工艺的变化趋势

国内40%的球团设备年产球团小于100万吨,未来在规模化钢厂形成之后,小竖炉将越来越难满足钢厂大批量的需求,因此可大批量生产球团的回转窑造球工艺将逐步增加。

球团与钢铁冶炼流程

中国筑路造球和链篦机-回转窑造球的对比。

链篦机-回转窑

链篦机-回转窑

链篦机回转窑工艺是中国氧化球团主导的工艺,具有大型、连续、高温、封闭等特点,生产自动化水平仍较低。链篦机回转窑法球团生产分为四个工艺段:配料、造球、焙烧和冷却、其中链篦机-回转窑系统属于焙烧和冷却工艺段,该系统热工制度的控制和调节是整个球团生产过程的主要环节。

特点:可使用的燃料种类多。链篦机-回转窑硅可使用的燃料有天然气、高热值煤气、重油及煤。国内部分钢铁企业使用高炉煤气、焦炉煤气的混合煤气,来保证焙烧时有足够的供热强度和氧化气氛,保证球团矿质量的稳定。

对原料的适应能力强。赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿等都可作业是生产用精矿粉。

生产出的成品矿质量均匀,冶金性能好。

竖炉焙烧球团法

竖炉焙烧球团是在专用竖炉中进行焙烧的一种铁矿石球团法。在竖炉中、上部两侧的燃烧室,将气体燃料燃烧后的高温废气配入炉内,与自上而下一定的生球逆向运动,加热炉料,另在竖炉下部鼓入冷风,在炉内自下而上运动,冷却炉料,从而,使布入炉口的生球在竖炉内连续下降的过程中,经过干燥、预热、焙烧、均热、冷却5个工作带,焙烧成为成品球团矿,由竖炉下部连续排出。由于竖炉内各工作带不易灵活控制,拍少均匀性差,同时对设备原料要求严格,单机能力小,在工业发达国家已经淘汰。在中国,由于竖炉焙烧具有设备简单、投资少、热效率高,生产费用低和不用合金钢等优点,同时改进了炉型结构,提高了球团矿的产量和质量,因此在一些以精矿为原料的中、小钢铁厂仍有发展。

特点:单炉规模难以大型化。

只能使用气体燃料。目前工业生产实践看来,竖炉使用气体燃料时,焙烧效果好一些。

对原料的适应性差。竖炉焙烧只有在用磁铁矿作原料时才可以。若采用赤铁矿或其他矿种作原料,往往升温中,球团的强度很难提高,球团的固结强度才能迅速的上升,在此温度以前,球团在炉内由于强度低和往下运动时的摩擦和料柱的压力,会产生过量的粉末,在较高温度下容易产生粘结现象。

球团矿,作为一种较好的原料,在未来世界市场上将会有更大的使用空间。






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