《球团矿生产原理和工艺ppt课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《球团矿生产原理和工艺ppt课件.ppt（73页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、章球团矿生产原理和工艺,球团生产的意义和特点,球团矿是细磨铁精矿或其它含铁粉料造块的又一方法。它是将精矿粉、熔剂（有时还有粘结剂和燃料）的混合物，在造球机中滚成直径815mm（用于炼钢还要大些）的生球，然后干燥、焙烧，固结成型，成为具有良好冶金性质的优良含铁原料，供给钢铁冶炼需要。,球团生产的意义和特点,1912年瑞典A.G.安德逊（Andson）首先提出球团问题。1948年美国在小高炉上冶炼球团试验成功，本世纪50年代在世界发展起来，形成工业生产规模，6070年代发展很快。1957年世界球团生产能力为1000万吨，1972年为13600万吨，1978年达26000万吨，1985年约38000
2、万吨。我国只生产酸性球团，年生产能力在1300万吨以上，1999年实际生产球团矿1224万吨，仅占高炉炉料的7左右，缺口须从国外进口。,烧结与球团的区别,烧结和球团都是粉矿造块的方法。但它们的生产工艺和固结成块的基本原理却有很大区别，在高炉上冶炼的效果也有各自的特点。烧结与球团的区别主要表现在以下几方面：,烧结与球团的区别,1富矿短缺，必须不断扩大贫矿资源的利用，而选矿技术的进步可经济地选出高品位细磨铁精矿，其粒度从-200网目（小于0.074mm）进一步减少到-325网目（小于0.044mm）。这种过细精矿不益于烧结，透气性不好，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
3、精矿易于成球，粒度愈细，成球性愈好，球团强度愈高。,烧结与球团的区别,2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1025mm的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。3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。,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
4、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1025mm的球，小于10mm的小球要筛出重新造球。,水分在造球过程中的作用,水分是使细磨物料成球的基本因素。没有水分的千料是不能成球的，只有加水润湿后才能使矿粉滚动成球。水分在细磨物料中以如下四种形态存在，各种形态的水分在造球过程中的作用也有所不同。1）吸附水;2）薄膜水;3）毛细水;4
5、）重力水,水分在造球过程中的作用,1）吸附水（强结合水）：造球物料不仅粒度极细，比表面积大，而且颗粒表面带有电荷，因此，在静电引力作用下具有偶极结构的水分子被吸附在固体颗粒的表面形成吸附水层。吸附水层的厚度在0.0020.008m之间。由于吸附水和矿粒之间是靠分子吸引力结合的，因此被牢牢吸附在颗粒表面，不能自由转移，只有在烘干时才能变为蒸汽。因此，仅有吸附水，物料尚不能成球。,水分在造球过程中起什么作用？,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
6、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232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。,水分在造球过程中起什么作用？,吸附水和薄膜水合起来组成分子结合水，或称水化膜。分子结合水由于受静电力和分子力的作用，水分子排列紧密，具有很大粘滞性，使相邻的矿粉颗粒不容易发生相对移动，并且当矿粉颗粒相距很近时，可以形成公共的水化膜（如图232中ef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的原因。各类物料的最大分子结合水量列于表212。物料达到最大分子结合水以后，在外力作用下表现出可
7、塑性，这时成球过程才能开始。,水分在造球过程中起什么作用？,3）毛细水：当物料润湿到超过最大分子结合水时，水分开始充填在物料颗粒之间的空隙中，形成毛细水。毛细水是靠永的表面张力形成的，在矿粉颗粒的空隙中形成弯曲的液面，产生毛细压力。在毛细压力和外力的作用下，水滴周围的矿粉颗粒被拉向水滴的中心，形成小球。因此，物料的亲水性越强，颗粒越细，排列越紧密，毛细力的作用越大，成球速度也越快。各类铁矿石及常用的添加物的最大毛细含水量也列在表212中。成球过程中毛细水起主导作用，只有当物料润湿到形成毛细水时，成球过程才有较快的发展。,水分在造球过程中起什么作用？,4）重力水：当矿粉完全被水饱和时，还存在重力
8、水。它是在重力和压力差的作用下能移动的自由水。由于重力总是向下的，因此重力水总是向下运动。由于重力水对矿粒有浮力作用，故对成球不利。所以，只有当水分处于毛细水含量范围以内时，对矿粉成球才有实际意义。重力水和毛细水合称为自由水。而吸附水、薄膜水、毛细水和重力水的总和称为全水量。,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。
9、,生球焙烧之前必须进行干燥,干燥是一个缓慢的汽化脱水过程，即在一定的升温条件下，水分自生球的内部向外扩散并从表面汽化脱去的过程。生球的干燥由两个环节组成：生球表面水分的汽化和生球内部水分向外扩散。当生球表面水分的蒸汽压力大于周围干燥介质中的蒸汽分压时，生球表面水分开始汽化。显然，蒸发面积大，干燥介质的温度高，气流速度快，则表面汽化作用加快。,生球焙烧之前必须进行干燥,生球内部的水分迁移服从导湿定律，包括导湿和热导湿现象。导湿现象是由于生球表面的汽化作用使内部与表面之间产生湿度差，水分由较湿的内部向较干的表面迁移而引起的。热导湿现象是导湿现象的逆过程，是由于生球导热性不良使内部和表面之间产生温度
10、差，促使热端（表面）水分向冷端（内部）迁移而引起的。显然，热导湿现象的存在减缓了生球的干燥过程。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，根据物料特性和升温
11、速度的不同在不同的温度下发生。升温过程中生球发生破裂的温度叫做生球的破裂温度。,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450500；而加入1皂土和8石灰石的混合添加剂后，可提高到700。3）采用薄层干燥，减少水气在球层下部冷凝的程度，以提高生球的破裂温度。,生球质量的检验指标,生球质量对成品球团矿质量的影响很大，因此对生球质量提出了严格的要求。检验生球质量，有以下几项指标：1）粒度组成：用筛分法筛出如下各级
12、别的粒度组成：20mm；2010mm；10mm；1020mm级别的粒度越多越好。2）抗压强度：用天平法测出生球破裂时所加的压力，取五个球的平均值作为生球的抗压强度指标。要求生球抗压强度指标不小于1.52.0kg/个球。,生球质量的检验指标,3）落下强度：将单个生球从0.5m高处落到钢板上，反复跌落，直到生球破坏为止的落下次数，作为生球的落下强度指标。测定时取10个球的平均值。要求落下强度不小于4次。4）生球的破裂温度：将生球放入预先升温的管式炉中，从100开始加热，每升高25以后恒温5min，到生球开裂时的温度作为破裂温度。要求不低于350。,生球焙烧固结成球团矿的原理,生球经过干燥以后，虽然
13、强度有所提高，但远不能满足高炉冶炼的需要。为了使球团矿具有良好的冶炼性能，必须进行焙烧。在焙烧过程中，根据生球的矿物组成和焙烧制度的不同，生球内部的矿粒之间发生不同的固结反应。对不加熔剂的磁铁矿生球，在氧化气氛和中性气氛中焙烧时，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200300就开始氧化形成Fe2O3微晶。由于新生的Fe2O3微晶中原子迁移能力较强，在各个颗粒的接触面上长大成“连接桥”（又称Fe2O3微晶键），使颗粒互相连接起来（图233a）。在900以下焙烧时，这种连接形式使球团矿具有一定的强度。但由
14、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1545kg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,生球焙烧固结成球团矿的原理,2）Fe2O3的再结晶：当磁铁矿生球在氧化性气氛下继续加热到10001300时，磁铁矿可全部转变成赤铁矿，而由磁铁矿氧化形成的Fe2O3微晶开始再结晶，使一个个相互隔开的微晶长大成连成一片的赤铁矿晶体（图233b），使球团矿具有很高的氧化度和强度。例如，一个直径25mm的磁铁矿生球在12001300下焙烧后，强度达到400kg/个球以上。,生球焙烧固结
15、成球团矿的原理,3）磁铁矿晶粒的再结晶：磁铁矿生球在中性或还原性气氛下焙烧，当温度超过900时，生球中的磁铁矿颗粒被保留下来发生再结晶与晶粒长大，使颗粒互相连接起来（图233，C）。试验研究表明，磁铁矿晶粒再结晶的速度比磁铁矿氧化形成的Fe2O3晶粒再结晶的速度慢，并且以磁铁矿再结晶的形式固结的球团矿强度低于Fe2O3再结晶的球团矿强度。因此，生产中应尽量避免磁铁矿再结晶的固结形式。,生球焙烧固结成球团矿的原理,4）渣相固结：磁铁矿生球在还原性或中性气氛中焙烧时，Fe3O4可与SiO2作用生成低熔点的2FeOSiO2液和，以渣相固结的形式把生球中的颗粒粘结起来（图233，d）。由于2FeOSi
16、O2在高炉冶炼中难还原，并且它在冷凝时又很难结晶，常成玻璃质，性脆，强度低，因此它不是良好的固结形式。为了避免这种固结形式的出现，必须在不超过1300的氧化气氛下焙烧，使Fe3O4完全氧化，并防止Fe2O3在高温下分解形成 Fe3O4，而与SiO2作用生成2FeOSiO2渣相。,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CaOFe2O3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。以上几种固结形式在焙烧过程中同时发生，而随着焙烧条件和生球比学成分的不同，其中的某一种形式占优势。,生球焙烧
17、固结成球团矿的原理,由以上分析可知，在上述几种固结形式中，以赤铁矿晶粒再结晶的固结形式最好。在生产自熔性球团矿时，应创造形成铁酸钙渣相的条件。为此必须控制好焙烧的温度和气氛。关于赤铁矿球团的固结形式，目前尚有不同看法，有待进一步研究。一般认为，较纯的赤铁矿球团在氧化气氛中焙烧时，是一种简单的Fe2O3的再结晶过程；在还原气氛中焙烧时，是还原形成的Fe3O4的再结晶和晶粒的长大过程。SiO2含量较多或用赤铁矿粉生产自熔性球团时，则出现2FeOSiO2或CaOFe2O3渣相固结。,影响球团矿的焙烧过程的主要因素,1）焙烧温度：温度对球团焙烧过程有巨大影响。焙烧温度对磁铁矿生球的氧化速度和氧化完全程
18、度的影响如图2-34所示。焙烧温度对磁铁矿球团强度的影响如图2-35所示。由图可见，焙烧温度愈高，生球的氧化程度愈完全；球团矿的强度，也是在达到一定焙烧温度后才有明显提高。因此，从提高产量和质量的角度出发，应尽可能选择较高的焙烧温度，以保证固结反应能充分进行。但是，焙烧温度的提高受软化温度的限制而且高温焙烧对降低能耗和延长设备寿命也是不利的。未加熔剂的磁铁矿生球，焙烧温度可达1300，而熔剂性球团矿适宜的焙烧温度一般介于11501250之间。对赤铁矿来说，上限不超过Fe2O3的分解温度，即不超过1350，下限要满足CaOFe2O3生成和熔融的条件，即不低于12001250。,影响球团矿的焙烧过
19、程的主要因素,2）加热速度和冷却：在焙烧过程中，加热速度过快会造成下列不良后果：对生球加热速度过快会使氧化和再结晶进行得不完全，导致球团矿强度下降。加热速度过快时，由于表层和内部的结构不同固结不均匀，内外层之间容易产生裂纹。加热速度过快时，因球团内外巨大的温度差，而产生不同的膨胀，导致球团矿碎裂。,影响球团矿的焙烧过程的主要因素,总之加热速度过快，会使球团矿的强度下降。比如，从室温加热到1150，当加热速度为26min时，球团矿的抗压强度为133kg球；当加热速度提高到115min时，抗压强度下降到105kg球。为了便于运输和贮存，均热后的球团要进行冷却。但冷却速度过快，球团内部会产生温度应力
20、，使球团强度降低。另外，在冷却时，球团中的Fe2O3和FeO可被抽入的空气氧化，使球团矿的氧化度提高。,影响球团矿的焙烧过程的主要因素,3）高温保持时间：生球焙烧时，必须在适宜的焙烧温度下保持一定时间，以保证氧化和再结晶过程进行得较完全，内外温度均匀，获得较高的球团强度。但在高温下停留时间过长，会引起球团的熔化和粘结，同时降低生产率。在较高的焙烧温度下，由于各种反应进行较快，高温保持时间可以短一些，较低的焙烧温度下保持时间应该长一些。如某厂磁选精矿的生球，当焙烧温度为1150时保持时间10min最好，而1200时，5min最好。,影响球团矿的焙烧过程的主要因素,4）燃烧气氛的影响：燃烧气氛对小
21、球的氧化利用固结有很大影响。燃烧气氛是根据燃烧产物中的含氧量决定的：含氧量8 氧化气氛 含氧量48正常氧化气氛 含氧量1.54 弱氧化气氛 含氧量11.5 中性气氛 含氧量l 还原气氛 在氧化气氛中焙烧，可以获得强度和还原性都很好的赤铁矿再结晶固结球团矿，而在中性或还原性气氛中焙烧时，获得Fe3O4再结晶或渣相固结的球团矿。后者的强度和还原性均不如前者。因此，焙烧过程中，中性和还原性气氛是应尽量避免的。,影响球团矿的焙烧过程的主要因素,5）燃料种类的影响：球团焙烧时，气体、液体和固体燃料都可以使用。所用燃料的种类对焙烧过程有不同的影响。用气体或液体燃料时，由于加热速度、焙烧温度、燃烧气氛、废气
22、速度都比较容易调节，使焙烧可以严格控制在氧化气氛中进行，获得较好的焙烧效果。用固体燃料（即煤粉或焦粉）时，上述各参数都难以准确调节，容易产生还原气氛，温度不均匀，有些地方过熔而另一些地方固结不完全，球团的产量和质量都受很大的影响。因此，由于气体和液体燃料的供应困难而必须使用固体燃料时，应采取相应的补救措施，如提高燃料的磨细度和混匀度等。,影响球团矿的焙烧过程的主要因素,6）点火制度的影响：采用固体燃料焙烧球团时，为了使表层生球表面的煤粉着火，必须进行点火作业，因而点火温度和点火时间对球团矿质量有一定影响。温度过高引起表层球团粘结，降低透气性，焙烧不均匀；温度太低则表层球团焙烧不好。点火时间取决
23、于高温保持时间和点火温度。试验表明，点火温度为1170时，点火时间需要5min。,影响球团矿的焙烧过程的主要因素,7）熔剂添加物和脉石成分的影响：在氧化性气氛中焙烧磁铁矿或赤铁矿加熔剂的球团时，CaO的作用都是生成低熔点铁酸钙液相，使球团强度得到改善。但加入的CaO过多；液相生成量多时，球团矿会产生过熔而粘结成大块，破坏了正常的焙烧。而且大量的熔剂添加物使矿料颗粒互相隔离，妨碍赤铁矿再结晶和长大；并使焙烧后的球团矿游离CaO增多，在冷却过程中吸水消化膨胀，从而降低球团矿强度。因此，品位低、SiO2含量高的精矿粉不宜生产熔剂性球团矿。,影响球团矿的焙烧过程的主要因素,另外，石灰石粒度大小对焙烧质
24、量的影响也很大，为使石灰石在焙烧过程中能完全分解和发生矿化作用。不残留游离CaO，石灰石粒度越小越好，一般控制在1mm以下。8）生球尺寸的影响：生球尺寸影响传热和氧气向内扩散的时间。在带式焙烧机上气流速度快和焙烧时间短的条件下，生球尺寸过大，不仅热量利用不好，而且造成内外巨大的温差和内部氧化和固结不完全，产生焙烧不均匀的现象。生球尺寸一般不超过1015mm。平炉用球团的尺寸可以达到2530mm。,球团矿的还原膨胀,球团矿的还原膨胀是还原条件下，当Fe2O3还原成Fe3O4时由于晶格转变引起的体积膨胀，以及浮氏体还原成金属铁时由于出现“铁胡须”而引起的体积异常膨胀。它可使球团破裂产生粉化，大大降
25、低了球团矿的热强度，给高炉操作带来极为不利的影响。目前解决这一问题的措施有以下几项：,球团矿的还原膨胀,1）适当提高球团矿中的SiO2含量：含SiO2较多的球团旷有利于形成较多的渣相，一定程度上可以抑制球团矿的膨胀和铁晶须的成长。例如含SiO2别为4和89的两种球团矿，在600还原时，前者强度由260kg球下降到62kg球。而后者仍保持260kg球。,球团矿的还原膨胀,2）确定球团矿的适当碱度：球团矿中CaO的存在和它的分布状态对球团矿的还原膨胀有很大影响。试验表明，用含SiO2 010的矿石生产碱度为01.5的球团矿时，碱度0.30.4时膨胀最大。碱度提高到0.70.8时，膨胀率大大降低。各
26、种不同成分的球团旷，都有一个膨胀最大的碱度范围，必须经试验确定热强度最好的适宜碱度。,球团矿的还原膨胀,3）提高球团矿的焙烧温度：试验证明，在不发生表面过熔的情况下。适当提高焙烧温度，不仅可以提高球团矿的冷强度，而且可以提高热强度。这是由于高温可以增强渣相固结，有利于CaO的扩散，达到均匀分布，从而改善赤铁矿的结晶条件，抑制还原膨胀。,检验球团矿质量的指标,1）抗压强度：在试压机上：测定单个球受压破裂时所加的压力，取5个球的平均值作球团矿的抗压强度指标。抗压强度达到100200kg球，即可满足高炉冶炼的要求。2）落下强度：取Ikg球团矿试样，从1.5m处落到钢板上，反复落下3次，然后测出小于5
27、mm部分所占的百分比作为落下强度指标。落下强度不应大于15。3）转鼓指数：在直径500mm，宽250mm的转鼓内，装入1kg试样，以25rmin的速度旋转4min后，测定小于5mm部分所占百分比作转鼓指数指标。要求不应大于25。,检验球团矿质量的指标,4）还原性：测定球团矿的还原性指标有两种方法。一是用还原炉测定其还原度，二是根据球团矿的化学成分计算其氧化度。,检验球团矿质量的指标,5）热还原强度：目前一般比较常用的方法是林德法。取0.5kg球团矿试样和0.2kg3040mm焦炭一起装入直径130mm的反应罐中，以30rmin的速度旋转，同时通入还原气体。流量为15Lmin。加热速度：前两小时
28、从室温以350/h的速度加热，然后以100/h的速度加热到1000。试验后测定其还原度作为还原性指标，同时测定小于1mm和小于3mm部分所占百分比作为热还原强度指标。,球团矿的生产和焙烧过程,球团矿的生产和焙烧过程是怎样进行的？,球团矿的生产和焙烧过程,球团矿生产的原料主要是精矿粉和若干添加剂，如果用固体燃料焙烧则还有煤粉或焦粉。这些原料进厂后都要经过准备处理，它包括：1）所有原料的混匀；2）将添加物磨碎到足够的细度；3）将精矿粉（或富矿粉）磨碎到-200网目大于70，上限不超过0.2mm；4）将固体燃料破碎到小于0.5mm；5）精矿粉中的水分过多时要进行干燥处理。,球团矿的生产和焙烧过程,经
29、过上述准备处理的原料，在配料皮带上进行配料；将配料后的混合料与经过磨碎的返矿一起，装入圆筒混合机内加水混合。混合好的料再加到造球圆盘上造球，造球时还要加适量的水。生球焙烧前要进行筛分，筛出的粉末返回造球盘上重新造球。用固体燃料焙烧时，生球加到焙烧机以前，其表面滚附一层固体燃料。这样制成的生球用给料机加到焙烧设备上进行焙烧。焙烧好的球团要进行冷却，冷却后的球团矿经筛分分成成品矿（10mm）、垫底料（510mm）、返矿（5mm），垫底料直接加到焙烧机上，返矿经过磨碎（至0.5mm）后再参加混料和造球。,球团矿的生产和焙烧过程,球团矿焙烧过程中的温度变化如图237所示。由此可见，整个焙烧过程可分为：
30、生球的干燥，焙烧固结和冷却三个阶段（其中焙烧固结阶段又可分为加热、焙烧和均热三部分）。在这三个阶段中发生着一系列的物理化学变化，包括。水分的蒸发和分解。碳酸盐的分解，燃料的燃烧，氧化和去硫，粉料的固结及气相间的传热等。上述三个阶段。在带式焙烧机上是依次沿台车前进的方向水平分布的；在竖炉上是从上到下垂直分布的；在链篦机一回转窑上则分别在三个不同的设备中进行。,球团矿的生产和焙烧过程,目前主要的几种球团焙烧方法,目前主要的几种球团焙烧方法,1）竖炉焙烧球团；2）带式焙烧机焙烧球团；3）链篦机一回转窑焙烧球团。竖炉焙烧法采用最早，但由于这种方法本身固有的缺点而发展缓慢。目前采用最多的是带式焙烧机法，
31、60以上的球团矿是用带式焙烧机法焙烧的。链篦机一回转窑法出现较晚，但由于它具有一系列的优点，所以发展较快，今后很可能成为主要的球团矿焙烧法。,竖炉焙烧球团的基本原理,竖炉是最早采用的球团矿焙烧设备。生球在炉顶通过辊筛筛去小于5mm的粉末后，用梭式布料器均匀地布在炉口。生球在下降过程中不断受到上升热气流的预热和干燥，到达火道附近时，受到由两侧燃烧室产生并从火道喷入的高温废气的焙烧，在火道以下经过一段时间的均热后，受到由下部鼓入的冷风的冷却。被冷却下来的球团矿中会有一部分粘连的大块，通过下部辊式破碎机破碎后排出炉外。下料速度可通过改变排矿速度来调节。,竖炉焙烧球团的基本原理,在燃烧室，气体或液体燃
32、料燃烧产生11501250的高温废气，通过火道喷火炉内进行焙烧。由于Fe3O4氧化放热4.2kJ/kg铁，球团矿的实际温度高于废气温度，可达12001300。炉顶温度为170200，热量利用率较高。竖炉的规格用炉口断面积来表示。炉口断面大部分呈矩形。我国多数竖炉为48m2，炉口宽度不超过 1.8m，长度为宽度的33.25倍。一座8m2竖炉的年产量为12万t。竖炉由于设备比较简单，投资少和生产能力有限，适合于中小型企业。,竖炉焙烧球团的基本原理,竖炉炉内保持均匀而稳定的气流分布。是关键性问题。为此球团必须具有足够的强度，因为竖炉料柱高，生球在炉内受到挤压和摩擦，如强度不够而破裂，将恶化炉内透气性
33、和正常的气流分布，使炉况不顺，产量和质量都受影响。其次，由于结构上的局限性，竖炉的温度控制比较困难，当矿物软化温度低或要求较高的焙烧温度时，因温度波动球团易结块和悬料，破坏炉内气流的正常分布。因此，竖炉对原料的要求比较苛刻，目前只适用于焙烧磁铁矿生球，用竖炉来焙烧要求较高焙烧温度的赤铁矿生球和含SiO2脉石较多的磁铁矿熔剂性球团还有困难。,带式焙烧机焙烧球团的基本原理,带式焙烧机的结构与带式烧结机基本相同，台车上的料球依次经过干燥、预热、焙烧、均热和冷却各段，形成成品球团矿。各段的长度根据原料条件有所不同，大致比例为：干燥段占总长度的1833，预热、焙烧和均热段共占3035，冷却段为3343。
34、各段的温度是，干燥段为不高于800，预热段为不超过1100，焙烧段为1250左右。,带式焙烧机焙烧球团的基本原理,带式焙烧机的供料方式和供热方式与带式烧结机不同。供料采用多辊布料器，为了防止台车被高温气流烧蚀，设有铺边料和铺底料供应系统。带式焙烧机可以用固体燃料、气体燃料和液体燃料作为热源。全部采用固体燃料时，将固体燃料粉末滚附在生球表面，经点火燃烧，供给焙烧所需要的热量。采用气体或液体燃料时，燃料在台车上部的机罩内燃烧。产生的高温废气被抽风机抽过料层进行焙烧。也可以在采用气体或液体燃料的同时，在生球表面滚附少量固体燃料。,带式焙烧机焙烧球团的基本原理,带式焙烧机焙烧球团的抽风系统非常复杂。采
35、用不同燃料的带式焙烧机，其抽风系统各不相同；采用同一种燃料的带式焙烧机，也有各种不同的抽风系统。图2-42是比较典型的采用气体或液体燃料的带式焙烧机抽风系统。冷却段采用鼓风冷却，冷却风通过球层后，一方面使800900的热球冷却到150；另一方面冷空气被加热到750800。被加热的空气一部分作为预热和焙烧段燃料燃烧的一次空气和二次空气；一部分直接供均热段使用；另一部分供鼓风干燥段使用。,带式焙烧机焙烧球团的基本原理,焙烧和均热段的热废气引至干燥段后半部抽风干燥使用。由于采用了这种热废气的回流系统，带式焙烧机的热量利用率很高。但抽风系统需要许多耐高温（500600）风机，同时台车篦条受高温废气的冲
36、击作用，需要用耐热合金钢制作，增加了焙烧机的成本。全部使用气体或液体燃料的带式焙烧机，由于焙烧温度和气氛容易控制，适用于各种不同原料（赤铁矿、磁铁矿或混合矿球团）的焙烧。,链篦机一回转窑焙烧球团的原理,链篦机一回转窑由链篦机、回转窑和冷却机联合组成。链篦机安装在衬有耐火砖的室内，分为干燥室和预热室两部分，蓖条下面有风箱，生球经多辊布料器布在链蓖机上，球层厚度大约为130200mm，随同篦条向前移动。在干燥室，生球被从预热室抽过来的250450的废气干燥，然后进入预热室，被从回转窑出来的10001100氧化性废气加热，发生部分氧化和再结晶，具有一定的强度，再进入回转窑焙烧。,链篦机一回转窑焙烧球
37、团的原理,回转窑为一长圆筒，用钢板焊成，内有225230mm的耐火砖衬，倾角5，生产时球团充满率为7左右。随着窑体的旋转，球团在窑内滚动，并向排料端移动。烧嘴在排料端，可使用气体或液体燃料，也可以用固体燃料。燃烧废气与球团成逆向运动由进料端排入预热室。窑内温度可达到13001350，由于回转窑内的球团是在滚动状态下焙烧的，所以受热均匀，焙烧效果良好。从回转窑排出的热球团矿卸人冷却机进行冷却后，温度降到150以下。被加热的空气送入窑内作为燃料燃烧的二次空气，或送入链篦机干燥段，用来干燥生球，可以回收7080的热量。,链篦机一回转窑焙烧球团的原理,链篦机一回转窑焙烧球团的优点是：产量高；热量利用率高，总能耗低；干燥、预热和焙烧可分别进行控制，温度和气氛容易调节；生球在窑内受热均匀，在高温区停留时间较长。所以球团矿质量好、强度高；不需要高级耐热合金钢；生产能力大，耗电量低；可以处理各种不同的原料的生球。存在的问题是，操作不当容易结圈，影响设备作业率；另外，基建费较高。,
